Perencanaan Crane Truck Dengan Kapasitas Angkat Maksimum 5 Ton

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT

MAKSIMUM 5 TON

OLEH :

EDWARD HASIHOLAN MARBUN

NIM : 030421020

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT

MAKSIMUM 5 TON

OLEH :

EDWARD HASIHOLAN MARBUN

NIM : 030421020

Telah Disetujui Dari Hasil Seminar Sarjana

Periode Ke 114 Tanggal 13 Desember 2008

Dosen Pembimbing,

NIP. 131459557

Ir. Tugiman MT

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT

MAKSIMUM 5 TON

OLEH :

EDWARD HASIHOLAN MARBUN

NIM : 030421020

Telah Disetujui Dari Hasil Seminar Sarjana

Periode Ke 114 Tanggal 13 Desember 2008

Deosen Pembanding I, Dosen Pembanding II,

Ir.Raskita S. Meliala

NIP. 130353111

NIP. 130517501

ABSTRAK

Saat ini seperti yang anda ketahui bahwa semakin hari kendaraan roda 4 ditanah air kita ini semakin bertambah saja jumlahnya dan oleh karena itu pula seiring meningkatnya pertambahan jumlah kendaraan roda 4 kerap sekali menimbulkan kemacetan yang tak terduga baik dikota-kota maupun dijalan raya. Sehingga kemacetan menjadi masalah tersendiri yang membutuhkan penanganan yang serius. Begitu juga halnya bilamana mobil yang sedang dikemudikan mengalami kerusakan yang menyebabkan kendaraan tidak dapat bergerak. Tentunya bila dalam suatu keadaan jalan yang macet akan menambah tingkat kemacetan yang semakin rumit dijalan raya. Mempertimbangkan kondisi yang mungkin terjadi seperti yang disebutkan diatas, maka diperlukan suatu instrumen yang dapat menangani masalah ini dengan cepat, sehingga dapat memudahkan pengemudi kendaraan yang mengalami masalah pada kendaraannya. Ada banyak hal lain seperti kondisi kendaraan yang mengalami tabrakan, terperosok kedalam jurang juga membutuhkan instrumen yang mampu memberikan solusi atas masalah ini.Crane Truck adalah suatu gabungan dari pesawat pengangkat. Instrumen ini digunakan untuk mengangkat beban dengan menggunakan daya dari motor penggerak dimana sistem ini terintegrasi dengan sebuah truk yang dapat dioperasikan bersamaan pada waktu mengangkat beban dan dapat digunakan untuk membawa maupun memindahkan beban yang diangkat ketempat yang lain dalam jarak jauh maupun dekat

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang

telah diberikan kesehatan kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus

dilaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikannya di

Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Adapun Tugas Sarjana yang dipilih adalah dalam bidang Teknik

Mesin Pemindah Bahan dengan judul : ”

Perencanaan Crane Truck

dengan kapasitas angkat max. 5 ton”.

Selama penulisan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapat

bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam

kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada.

1.

Kedua orang tua saya ayahanda W. Marbun dan Ibunda saya R. Sitompul

atas segala dukungan baik moril dan materil selama penulis

menyelesaikan pendidikan mulai dari kecil hingga saat ini.

2.

Bapak Ir. Tugiman MT, selaku dosen pembimbing saya yang telah

meluangkan waktu dan pikirannya dalam memberikan bimbingan dan

pengarahan bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3.

Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Ketua Departemen

Teknik Mesin. Bapak Tulus Burhanudin St, MT sebagai Sekretaris

Departemen Teknik Mesin.

4.

Seluruh staff pengajar dan pegawai di Departemen Teknik

Mesin-Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu

5.

Pimpinan dan karyawan Jasa Transportasi Crane Truck dijalan Japaris.

6.

Kepada abang saya Manahan Hasudungan Marbun ST serta kakak ipar

saya dan adik-adikku tercinta Fernandy Marbun ST, Budi Ronal Marbun,

Arnold Aprizal Marbun.

7.

Hendra W. Kaban ST, Basta Bonifasius Ginting ST, Alwin Sembiring,

ST, Dedy Arfian ST, Ilham Fatanah ST, Eiron ST, Sabam Marihot ST,

Roimanta S ST, Irwanta Ginting ST, Suis Limbong ST, Bang Shawal dan

teman-teman Teknik Mesin Ekstension USU yang tidak dapat saya

sebutkan satu persatu.

8.

Kekasihku tersayang Yanty Nurhaidah Br. Simangunsong AMd yang

telah banyak memberi motivasi dan dukungan bagi penulis selama

menyelesaikan penulisan Tugas Sarjana ini.

Penulis telah mencoba melakukan yang terbaik untuk menyelesaikan

tugas akhir ini, namun kritik dan saran tetap sangat diharapkan untuk lebih

menyempurnakan tugas akhir ini. Penulis berharap laporan tugas akhir ini

dapat bermanfaat bagi pembaca.

Medan, Desember 2008

Penulis,

NIM : 030421020

JURUSAN TEKNIK MESIN AGENDA : PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI DITERIMA : FAKULTAS TEKNIK USU PARAF : MEDAN.

TUGAS SARJANA

N A M A : EDWARD HASIHOLAN MARBUN

NIM : 030421020

MATA PELAJARAN : MESIN PEMINDAH BAHAN

SPESIFIKASI : PERENCANAAN CRANE TRUCK DENGAN KAPASITAS ANGKAT MAX 5 TON

PERENCANAAN MELIPUTI : - SPESIFIKASI CRANE TRUCK - DAYA CRANE TRUCK

- HITUNG KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA - GAMBAR TEKNIK

DIBERIKAN TANGGAL : 30 AGUSTUS 2007 SELESAI TANGGAL : 10 NOVEMBER 2008

KETUA JURUSAN TEKNIK MESIN, MEDAN, 10 November 2008 DOSEN PEMBIMBING,

DR. Ing. Ir. IKHWANSYAH ISRANURI

NIP. 132 018 668 NIP. 131 459 557 Ir. TUGIMAN, MT

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

SPESIFIKASI ... iii

KARTU BIMBINGAN ... iv

EVALUASI SEMINAR TUGAS SARJANA ... v

DAFTAR PEMBANDING BEBAS ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xv

DAFTAR NOTASI ... xvii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan... 2

1.3. Batasan ... 2

1.4. Metodologi... 3

1.5. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Pesawat Pengangkat ... 4

2.2. Klasifikasi Pesawat Pengangkat ... 4

2.2.1. Mesin Pengangkat ... 5

2.2.3. Lift ... 12

2.3. Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat ... 14

2.4. Crane Truck dan Cara Kerjanya ... 15

2.5. Komponen-komponen Utama Crane Truck ... 16

BAB III PERHITUNGAN KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM PENGANGKAT ... 19

3.1. Tali (rope) ... 19

3.2. Cakra Puli (sheave) ... 27

3.3. Drum (tromol) ... 30

3.4. Kait (hook) ... 33

3.4.1. Pemeriksaan Kekuatan Ulir ... 37

3.4.2. Pemeriksaan Pada Penampang Kritis Hook ... 38

3.5. Penyangga (boom) ... 42

3.5.1. Perhitungan Gaya-gaya Pada Tali Penyangga ... 44

3.5.2. Pin dan Tumpuan Boom ... 46

3.6. Gear Box ... 48

3.6.1. Ukuran-ukuran Roda Gigi... 54

3.6.2. Analisa Gaya Roda Gigi Cacing ... 60

3.7. Pasak ... 64

3.8. Roller Chain (Rantai Engsel) ... 68

3.9. Dimensi Sprocket ... 70

3.10.Peralatan Pengangkat Boom ... 73

BAB IV REM ... 78

BAB V KOPLING ... 84

BAB VI KESIMPULAN ... 87

DAFTAR PUSTAKA ... 92

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1. : Crane troli ... 6

2. Gambar 2.2. : Tepler rel tunggal ... 6

3. Gambar 2.3. : Dongkrak hidrolik ... 6

4. Gambar 2.4. : Puli ... 6

5. Gambar 2.5. : Mesin derek ... 6

6. Gambar 2.6. : Alat pengangkat yang tetap ... 6

7. Gambar 2.7. : Crane kentilever ... 7

8. Gambar 2.8. : Kerekan ... 7

9. Gambar 2.9. : Crane ... 8

10.Gambar 2.9.a : Crane dengan poros ... 8

11.Gambar 2.9.b : Crane 1 rel ... 9

12.Gambar 2.9.c : Crane yang dipasang dilangit-langit ... 9

13.Gambar 2.9.d : Crane yang dipasang pada traktor ... 10

14.Gambar 2.9.e : Crane pada truk yang digerakkan tangan ... 10

15.Gambar 2.9.f : Crane yang dipasang diatas traktor rantai ... 11

16.Gambar 2.9.g : Crane dengan rel ... 11

17.Gambar 2.9.h : Crane gantry ... 12

18.Gambar 2.9.i : Crane berpalang ... 12

19.Gambar 2.9.j : Elevator sangkar untuk barang penggerak elektrik ... 13

21.Gambar 2.10 : Mekanisme penyangga crane truk ... 15

22.Gambar 3.1. : Konstruksi serat tali baja... 20

23.Gambar 3.2 : Diagram sistem dan diagram mumber of band ... 22

24.Gambar 3.3. : Penampang melintang cakra puli ... 28

25.Gambar 3.4. : Alur cakra untuk tali baja ... 29

26.Gambar 3.5. : Ukuran alur drum (Tromol) ... 31

27.Gambar 3.6. : Kait (hook) ... 33

28.Gambar 3.7. : Ukuran utama ulir skrup ... 36

29.Gambar 3.8. : Diagram penentuan faktor X ... 39

30.Gambar 3.9. : Luas penampang hook ... 40

31.Gambar 3.10. : Boom pada crane truck ... 42

32.Gambar 3.11. : Reaksi pada tumpuan boom ... 46

33.Gambar 3.12. : Gear box ... 48

34.Gambar 3.13. : Roda gigi cacing ... 54

35.Gambar 3.14. : Analisa gaya roda gigi cacing ... 60

36.Gambar 3.15 : Bantalan rol kerucut baris tunggal... 65

37.Gambar 3.16. : Beban-beban pada bantalan ... 66

38.Gambar 3.17. : Roller chain ... 68

39.Gambar 3.18. : Peralatan pengangkatan boom... 73

40.Gambar 3.19. : Mekanis pemutar tangan ... 73

41.Gambar 3.20. : Ratchet ... 75

43.Gambar 4.2. : Rem drum... 79

44.Gambar 4.3. : Rem cakra ... 79

45.Gambar 4.4. : Rem blok tunggal ... 79

46.Gambar 4.5. : Rem pita ... 79

DAFTAR TABEL

1. Tabel 3.1. : Menentukan harga NB ... 23

2. Tabel 3.2. : Ukuran-ukuran roda gigi ... 54

3. Tabel 3.3. : Harga C ... 56

4. Tabel 3.4. : Jumlah roda berulir ... 58

5. Tabel 3.5. : Ukuran-ukuran Roller Chain ... 69

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. : Tabel jumlah kelengkungan

Lampiran 2. : Tabel konstruksi untuk profil gigi dan roda Ratchet

Lampiran 3. : Tabel ukuran-ukuran Roller Chain

Lampiran 4. : Tabel tegangan tarik maksimum pada berbagai diameter dan

beban patah untuk tali baja tipe : 6 x 37 + 1 Fibre core

Lampiran 5. : Daya guna Puli

Lampiran 6. : Ukuran alur cakra untuk tali baja (mm)

Lampiran 7. : Ukuran alur drum (mm)

Lampiran 8. : Ukuran dasar pada perancangan kait tunggal

Lampiran 9. : Normalisasi N 294

Lampiran 10. : Harga minimum yang diizinkan untuk faktor keamanan k

dan faktor e1

Lampiran 11. : Harga faktor e2 tergantung pada konstruksi tali Lampiran 12. : Harga-harga faktor m tergantung pada jumlah

pembengkokan tali selama periode pemakaiannya Lampiran 13. : Harga-harga faktor C (tergantung pada konstruksi tali) Lampiran 14. : Harga-harga faktor C1 (tergantung pada diamter tali) Lampiran 15. : Harga-harga faktor C2 (tergantung pada bahan wayar tali) Lampiran 16. : Harga-harga dari a,Z2 danβ

Lampiran 17. : Normalisasi N 364

Lampiran 19. : Tabel Harga kt dan cb

Lampiran 20. : Ukuran Bantalan

Lampiran 21. : Ukuran Pasak

DAFTAR NOTASI

S : Tegangan maksimum tali

ε : Faktor keamanan puli

K : Faktor keamanan tali

σb : Ulitimate breaking strength wayar

δ : Diameter wayar

i : Jumlah wayar

F222 : Luas penampang tali

d : Diamter tali

Pb : Pembebanan patah

G : Bobot tiap meter

ε1 : Faktor keamanan yang tergantung pada tipe pesawat angkat

ε2 : Faktor keamanan yang tergantung pada kostruksi tali

σt : Tegangan tarik

Dd : Diamter drum

W : Tebal drum

L : Panjang drum

H : Tinggi pengangkatan

S1 : Jarak antara pitch

σmax : Tegangan maksimum

C1 : Faktor yang tergantung pada diameter tali

C : Faktor yang tergantung pada konstruksi tali dan ulitimate strength dari bahan wayar

A : Perbandingan antara diameter cakra dan diameter tali

_

σ : Tegangan tarik yang diizinkan

k : Kisar

Tg : Tinggi gigi

dr : Garis tengah rusuk

Z : Jumlah ulir

τ : Tegangan geser

_

τ : Tegangan geser izin

Db : Diameter luar boom

Dbi : Diameter dalam boom

γ : Massa jenis baja

G : Berat boom

v : Kecepatan angkat

nd : Putaran drum

nw : Putaran worm gear

Nd : Daya yang menggerakkan drum

dp : Diameter poros

nc : Putaran poros C

_

τp : Tegangan puntir yang diizinkan

α0 : Faktor konstruksi

τp : Tegangan puntir

Mp : Momen puntir

N : Daya

Fn : Gaya rem

µ : Koefisien gesek

vr : Kecepatan keliling m/det

Pmak : Tekanan maksimal rem

ABSTRAK

Saat ini seperti yang anda ketahui bahwa semakin hari kendaraan roda 4 ditanah air kita ini semakin bertambah saja jumlahnya dan oleh karena itu pula seiring meningkatnya pertambahan jumlah kendaraan roda 4 kerap sekali menimbulkan kemacetan yang tak terduga baik dikota-kota maupun dijalan raya. Sehingga kemacetan menjadi masalah tersendiri yang membutuhkan penanganan yang serius. Begitu juga halnya bilamana mobil yang sedang dikemudikan mengalami kerusakan yang menyebabkan kendaraan tidak dapat bergerak. Tentunya bila dalam suatu keadaan jalan yang macet akan menambah tingkat kemacetan yang semakin rumit dijalan raya. Mempertimbangkan kondisi yang mungkin terjadi seperti yang disebutkan diatas, maka diperlukan suatu instrumen yang dapat menangani masalah ini dengan cepat, sehingga dapat memudahkan pengemudi kendaraan yang mengalami masalah pada kendaraannya. Ada banyak hal lain seperti kondisi kendaraan yang mengalami tabrakan, terperosok kedalam jurang juga membutuhkan instrumen yang mampu memberikan solusi atas masalah ini.Crane Truck adalah suatu gabungan dari pesawat pengangkat. Instrumen ini digunakan untuk mengangkat beban dengan menggunakan daya dari motor penggerak dimana sistem ini terintegrasi dengan sebuah truk yang dapat dioperasikan bersamaan pada waktu mengangkat beban dan dapat digunakan untuk membawa maupun memindahkan beban yang diangkat ketempat yang lain dalam jarak jauh maupun dekat

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini seperti yang anda ketahui bahwa semakin hari kendaraan roda 4 ditanah air kita ini semakin bertambah saja jumlahnya dan oleh karena itu pula seiring meningkatnya pertambahan jumlah kendaraan roda 4 kerap sekali menimbulkan kemacetan yang tak terduga baik dikota-kota maupun dijalan raya. Sehingga kemacetan menjadi masalah tersendiri yang membutuhkan penanganan yang serius. Begitu juga halnya bilamana mobil yang sedang dikemudikan mengalami kerusakan yang menyebabkan kendaraan tidak dapat bergerak. Tentunya bila dalam suatu keadaan jalan yang macet akan menambah tingkat kemacetan yang semakin rumit dijalan raya.

Mempertimbangkan kondisi yang mungkin terjadi seperti yang disebutkan diatas, maka diperlukan suatu instrumen yang dapat menangani masalah ini dengan cepat, sehingga dapat memudahkan pengemudi kendaraan yang mengalami masalah pada kendaraannya. Ada banyak hal lain seperti kondisi kendaraan yang mengalami tabrakan, terperosok kedalam jurang juga membutuhkan instrumen yang mampu memberikan solusi atas masalah ini.

Crane Truck adalah suatu gabungan dari pesawat pengangkat. Instrumen ini digunakan untuk mengangkat beban dengan menggunakan daya dari motor penggerak dimana sistem ini terintegrasi dengan sebuah truk yang dapat dioperasikan bersamaan pada waktu mengangkat beban dan dapat digunakan untuk membawa maupun memindahkan beban yang diangkat ketempat yang lain dalam jarak jauh maupun dekat.

1.2Tujuan

Terdapat beberapa tujuan dalam perencanaan Truck Crane ini yaitu merencanakan suatu mesin pemindah bahan yang diterapkan untuk mengangkat dan mengangkut beban , dalam hal ini ditujukan bagi kendaraan berupa mobil maupun angkutan umum

Dengan adanya perencanaan ini, maka diharapkan dapat memberikan suatu gambaran tentang kondisi-kondisi yang terjadi pada sistem yang diamati , kemudian berdasarkan analisa perhitungan yang dilakukan dapat di tarik sebuah kesimpulan mengenai, apakah sistem yang bekerja dalam batas-batas yang aman serta mengadakan suatu perbandingan antara teori yang ada kondisi yang sebenarnya tejadi di lapangan .

1.3Batasan Masalah

Perencanaan merupakan realisasi suatu ide atau gagasan , dimana awalnya hanya tersirat dalam pemikiran manusia yang menemukannya . Perencanaan Crane Truck

merupakan masalah yang sangat kompleks dan membutuhkan suatu perhitungan yang sistematis dan akurat baik dari segi desain maupun biaya yang dibutuhkan.

Pada perencanaan Crane Truck ini meliputi beberapa pokok perencanaan yang akan dibahas lebih lanjut,antara lain:

a. Perencanaan tali,cakra dan drum

b. PerencanaanPengait (Hook) c. Perencanaan pengangkat Boom d. Perencanaan penyangga ( Boom ) e. Perencanaan roda Gigi

f. Perencanaan Rantai Engsel (Roller Chain)

Pada perencanaan ini penulis menentukan kekuatan dan memilih material maupun bahan berdasarkan syarat-syarat yang harus di penuhi dan dalam batas harga yang relatif aman untuk dioperasikan, perumusan syarat-syarat tesebut ditentukan berdasarkan konstruksi mesin dan fungsi elemennya dengan maksud agar sistem dapat bekerja dan layak pakai.

1.4 Metodologi

Adapun metode yang digunakan dalam perencanaan Truck Crane ini yaitu melakukan survei lapangan secara langsung kemudian dilanjutkan dengan studi pustaka , pencarian dengan situs internet, mencari tabel maupun formula yang bermanfaat dan berkaitan langsung, serta memafaatkan grafik-grafik yang berkaitan dengan perhitungan yang ada . Tulisan ini dirangkum dalam beberapa bab dimana untuk setiap bab akan di bahas masing- masing perencanaan dan perhitungan secara mendetail .

Adapun Skema dalam penyelesaian laporan ini pada gambar 1.1 :

Gambar 1.1 Skema Penyelesaian Laporan

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan laporan yang dituangkan didalam penyusunan laporan ini adalah terdiri dari beberapa Bab yaitu : Pada Bab I merupakan Bab Pendahuluan, Bab II berisi Tinjauan Pustaka, Bab III membahas Perhitungan Komponen-komponen Sistem Pengangkat, selanjutnya pada Bab IV diulas sedikit mengenai permasalahan Rem, kemudian pada Bab V membahas Kopling dan yang terakhir pada Bab VI merupakan Bab Kesimpulan .

Penentuan Judul

Melakukan Tinjauan Perusahaan

Mengumpulkan Data/Bahan Laporan

Pengerjaan Laporan

Diskusi/Asistensi Dengan Dosen Pembimbing

Penyelesaian Laporan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Mesin pemindah bahan merupakan salah satu peralatan mesin yang digunakan untuk memindahkan muatan dari lokasi pabrik, lokasi konstruksi, lokasi industri, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan, dan sebagainya. Muatan yang dipindahkan untuk jumlah dan besarnya biasanya terbatas. Mesin pemindah bahan dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas 2 jenis yaitu pesawat pengangkat dan pesawat pengangkut. Pesawat pengangkat dimaksudkan untuk keperluan mengangkat dan memindahkan muatan dari suatu tempat ke tempat lain dengan jangkauan yang relatif terbatas contohnya seperti Crane, elevator, excalator. Pesawat pengangkut dapat memindahkan muatan secara berkesinambugan tanpa berhenti dan dapat mengangkut muatan dalam jarak yang relatif jauh contohnya seperti pada conveyor.

2.1 Pesawat Pengangkat

Pesawat Pengangkat adalah kelompok mesin yang bekerja secara teratur dan berulang-ulang dimana didesain sebagai peralatan untuk mengangkat dan memindahkan muatan yang dapat digantungkan secara bebas seperti Crane, atau pengangkut muatan pada jalur pandu seperti halnya pada Pengangkat (lift).

2.2 Klasifikasi Pesawat Pengangkat

Ada terdapat berbagai jenis pesawat pengangkat yang tersedia. Hal ini sedikit agak menyulitkan untuk menggolongkannya secara tepat . Penggolongan ini masih diperumit lagi oleh kenyataaan bahwa penggolongan ini mungkin juga berdasarkan pada berbagai karakteristik , misalnya segi desain , tujuan , gerakan dan sebagainya. Bilamana digolongkan menurut jenis gerakannya ( kinematik ) beban dianggap terpusat pada titik bobot beban tersebut dan penggolongan mesin ditentukan oleh lintasan perpindahan muatan yang berpindah pada bidang horizontal .

Penggolongan menurut tujuan penggunaannya yang ditentukan dengan memperhatikan kondisi operasi khas , misalnya Crane untuk konstruksi , pelabuhan dan sebagainya. Berdasarkan penanganan bahan, mesin pengangkat dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian, yaitu:

1. Perlengkapan pengangkat yang merupakan kelompok mesin dengan peralatan pengangkat yang bertujuan untuk memindahkan muatan .

2. Perlengkapan pemindah yang merupakan kelompok mesin yang dapat juga tidak dilengkapi dengan peralatan pengangkat tetapi memindahkan muatan secara berkesinambungan .

3. Perlengkapan permukaan yang merupakan kelompok mesin yang mungkin tidak dilengkapi dengan peralatan pengangkat dan biasanya menangani muatan dalam satu kumpulan.

2.2.a Mesin Pengangkat

Mesin pengangkat adalah kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang didesain sebagai peralatan swa-angkat, atau untuk mengangkat dan memindahkan muatan atau sebagai mekanisme tersendiri bagi crane dan elevator.

Mesin pengangkat dimana digolongkan menurut ciri khas desainnya mesin ini merupakan kelompok mesin yang bekerja secara teratur dan berulang-ulang yang didesain sebagai peralatan untuk mengangkut dan memindahkan muatan atau sebagai mekanisme tersendiri bagi Crane maupun lift . Jenis yang termasuk pada mesin pengangkat ini antara lain :

a. Crane troli ( pada gambar 2.1) b. Mesin Derek (pada gambar 2.5)

c. Tepler satu rel untuk tujuan tertentu (pada gambar 2.2) d. Alat pengangkat yang tetap (pada gambar 2.6)

e. Puli (pada gambar 2.4) f. Dongkrak (pada gambar 2.3)

Berikut (gambar2.1, gambar2.2, gambar2.3, gambar2.4, gambar2.5, gambar2.6) dibawah ini adalah contoh gambar yang termasuk dari mesin-mesin pengangkat :

Gambar 2.1 Crane troli Gambar 2.2 Tepler Rel Tunggal

Gambar 2.3 Dongkrak hidrolik Gambar 2.4 Puli

2.2.b Crane

Crane merupakan gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka untuk mengangkat sekaligus memindahkan muatan yang dapat di gantungkan secara bebas atau dikaitkan pada crane . Dan ini dapat diklasifikasikan lagi menjadi beberapa golongan yaitu : Crane putar yang diam, crane yang bergerak pada rel, crane

tanpa lintasan , crane yang dipasang diatas traktor rantai, dan crane tipe jembatan . a. Oleh karena itu Crane putar yang diam dapat diklasifikasikan lagi menjadi beberapa bagian lagi yaitu :

1. Crane kentilever (pada gambar 2.7) 2. kerekan (pada gambar 2.8)

3. Crane dengan poros (pada gambar 2.9.a) 4. Crane (pada gambar 2.9)

Berikut (gambar2.7, gambar2.8, gambar2.9, gambar2.9a) dibawah ini adalah beberapa contoh gambar crane putar yang diam :

b. Crane yang bergerak pada rel dapat di klasifikasikan lagi antara lain : 1. Crane satu rel (pada gambar 2.9.b)

Berikut (gambar2.9.b dan gambar2.9.c) adalah beberapa contoh gambar Crane yang bergerak pada rel :

c. Crane tanpa lintasan dapat diklasifikasikan lagi antara lain : 1. Crane yang dipasang pada traktor (pada gambar 2.9.d) 2. Crane pada truk yang digerakkan tangan (pada gambar 2.9.e)

Berikut gambar 2.9.d dan 2.9.e dibawah ini adalah contoh gambar crane tanpa lintasan :

d. Crane yang dipasang diatas traktor rantai dapat diklasifikasikan lagi antara la

d. Crane yang dipasang diatas traktor rantai dapat diklasifikasikan lagi antara lain: 1. Crane yang dipasang pada traktor rantai (pada gambar 2.9.f)

Berikut (gambar2.9.f, gambar2.9.g) adalah contoh gambar crane yang dipasang pada traktor rantai :

e. Crane type jembatan dapat diklasifikasikan lagi menjadi : 1. Crane gantry dan semi gantry (pada gambar 2.9.h)

Berikut (gambar2.9.h dan gambar2.9.i) dibawah ini adalah beberapa contoh gambar crane type jembatan :

2.2.c Elevator Sangkar (Lift)

Elevator sangkar (lift) adalah alat yang ditujukan khusus untuk mengangkat barang dan penumpang secara vertical di dalam sangkar yang bergerak pada rel penuntun tetap. Lift banyak digunakan ditoserba, industri dan rumah tinggal.

Lift diklasifikasikan menjadi lift untuk penumpang dan lift untuk barang. Kemudian lift barang terbagi lagi menjadi elevator barang, elevator barang dan penumpang (memakai operator) dan elevator barang pelayanan ringan(untuk perusahaan makanan dan komersil).

Jenis penggerak yang digunakan membagi elevator menjadi elevator elektrik dan hidrolik.

Berikut gambar2.9.j dibawah ini adalah gambar Elevator sangkar untuk barang penggerak elektrik dan elevator sangkar barang yang digerakkan oleh tangan :

Gambar 2.9.j Elevator sangkar untuk barang penggerak elekrik (Gambar kiri) Dan Elevator sangkar barang yang digerakkan tangan (Gambar kanan) Bobot sangkar elevator barang dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

Gsangkar = 300 + 100F untuk Q = 500 kg

Gsangkar = 300 + 125F untuk Q = 1.000 kg

G_sangkar = 300 + 150F untuk Q = 1500 kg dengan :

F = luas lantai, dalam m dan

Berikut gambar 2.9.k dibawah ini adalah gambar sangkar elevator barang :

Gambar 2.9.k Sangkar elevator barang

2.3 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat

Pemilihan jenis pesawat pengangkat pada dasarnya membutuhkan pengetahuan khusus terhadap rancangan dan disesuaikan dengan kemampuan serta pengoperasiannya. Faktor-faktor yang penting dan mendasari pemilihan tipe suatu pesawat pengangkat adalah :

a. Jenis dan sifat muatan yang diangkat

1. Untuk muatan satuan bentuk , berat , permukaan dukung yang baik atau bagian muatan sebagai tempat penggantungan yang baik.

2. Untuk muatan curah: berat jenis , kemungkinan longsor sewaktu dipindahkan. b. Arah dan jarak perpindahan

Berbagai jenis pesawat dapat memindahkan muatan ke arah vertikal ataupun dalam sudut tertentu mengikuti jalur yang berliku ataupun bergerak lurus dalam satu arah.

c. Kondisi lokal yang spesifik

Kondisi ini termasuk dalam hal luas , bentuk lokasi, jenis dan desain gedung .

Berdasarkan atas berbagai petimbangan diatas , maka dipilihlah Crane yang dipasang pada sebuah truk sebagai sebuah pesawat pengangkat mobil yang rusak karena

Crane yang dipasang pada truk ini lebih efisien selain dapat mengangkat juga dapat mengangkut mobil yang rusak tersebut ke tempat yang relatif jauh.

2.4 Proses Kerja Crane truck

Pada proses kerja crane truck memiliki dua mekanisme yang dapat bekerja yaitu mekanisme kerja naik turun hooke secara vertikal dan mekanisme kerja naik turun penyangga .Pada mekanisme kerja naik turun Kait (hooke) secara vertikal adalah dari

engine dihubungkan ke drum suspensi ( penggulung tali ) dan diteruskan ke Kait (hooke) untuk mengangkat dan mengangkut naik turunnya beban yang di tarik pada tali baja dengan kapasitas 6 ton.

Kemudian pada mekanisme kerja naik turun penyangga adalah drum menggulung tali dengan memutar tuas penggulung secara normal dengan bantuan Gigi penahan (arrresting gear) untuk menahan beban yang diangkat supaya beban tidak lepas .

Berikut gambar2.1 dibawah ini adalah gambar sket mekanisme penyangga Crane truck jika dilihat dari pandangan belakang.

Gambar 2.1 Mekanisme Penyangga Pada Crane Truck dari pandangan belakang

Keterangan gambar :

1. Kait ( hook ), digunakan untuk menggantungkan beban yang akan diangkat. 2. Penyangga ( boom ), berfungsi sebagai tangan crane untuk menjangkau dan

menaikkan atau menurunkan beban disamping pengangkatan menurut sistem pengangkatan sendiri.

3. Roda truck

2.5 Komponen Utama Crane Truck

Komponen utama crane truck terdiri dari :

a. Tali ( rope ) yang berfungsi sebagai alat pengikat beban dan digunakan untuk memindahkan gerakan serta gaya. Pada umumnya tali dapat dibagi dalam dua jenis , yaitu non metal seperti tali rami ( hem rope ) dan steel wire rope yang terbuat dari serat ( steel wire ) .

b. Cakra ( pulley ) yang berupa kepingan bulat yang biasa di sebut dengan disk dan terbuat dari logam maupun non logam , misalnya besi tuang, kayu atau plastik . Pinggiran cakra terserbut dibuat beralur yang berguna untuk laluan tali .

c. Drum ( tromol ) dimana pada crane truck digunakan untuk menggulung tali. d. Kait ( hook ) yang digunakan untuk menggantung beban yang akan diangkat .

Hook ini terdiri dari beberapa jenis, yaitu: kait tempa standar dengan kapasitas angkat sampai dengan 6 ( enam ) ton dan kait tanduk ganda , kait mata segitiga. padat dengan kapasitas angkat 10 ( sepuluh ) , kait tanduk ganda , kait segitiga bersendi .

e. Penyangga ( boom ) yang berfungsi sebagai crane untuk mengkaitkan dan menekan atau menurunkan beban . Dengan kata lain, boom berfungsi sebagai gantungan suspensi serta menaikkan dan menurunkan suatu pengangkat (

hoisting system ) .

f. Roda gigi yang merupakan alat transmisi yang digunakan untuk memindahkan daya dan putaran dari suatu poros ke poros yang lain dengan jalan menghubungkan gigi-gigi dari roda gigi yang satu ke roda gigi yang lainnya . g. Rantai engsel ( roller chain ) , berfungsi untuk mentransmisikan daya dan

putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan . dimana rantai engsel ini terdiri dari bilah-bilah plat yang dihubungkan satu dengan yang lainnya . h. Roda gigi penahan ( arresting gear ) yang digunakan untuk menahan beban

yang diangkat . Salah satu contoh yang sering digunakan pada pesawat angkat adalah roda gigi palang .

Sistem Kerja Mekanisme Crane Truck :

Pertama mesin dihidupkan, setelah mesin hidup lalu pedal kopling di injak

dalam-dalam dan tuas perseneling dimasukkan ke gigi 3 (diarahkan ke posisi gigi3).

Kenapa dimasukkan ke gigi 3? Karena di posisi inilah posisi ideal dimana, untuk

kecepatan naik turunnya kait. Setelah perseneling dimasukkan ke gigi 3, selanjutnya

secara bersamaan tuas penghubung dan pembebas pada transmisi daya diaktifkan maka

putaran dari mesin dan transmisi truk akan diteruskan ke gearbox crane melalui

hubungan rantai pemutar. Jika gearbox crane sudah bekerja/ berputar maka tuas handle

yang ada di gearbox crane yang akan berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan kait

BAB III

PERHITUNGAN KOMPONEN PADA SISTEM

Perhitungan ukuran-ukuran utama pada berbagai komponen pendukung sistem pengangkat ini sangat penting dalam pengoperasiannya, hal ini perlu diketahui dengan maksud agar pesawat pengangkat tersebut dapat bekerja secara optimal mungkin dan dalam kondisi yang layak dan aman untuk dapat beroperasi. Data-data perhitungan komponen-komponen utama yang dipakai berasal dari studi literatur, pencarian internet dan dari berbagai sumber yang relevan dengan studi ini. Pada kesempatan ini perhitungan hanya dilakukan pada komponen-komponen yang paling dominan saja (komponen utama). Analisa perhitungan dalam rancangan ini dilakukan hanya pada bagian-bagian berikut ini, antara lain :

Tali (rope)

Pada umumnya tali berfungsi sebagai alat pengikat beban yang digunakan untuk memindahkan dengan gerakan serta gaya. Tali dibagi atas dua jenis yaitu :

1. Tali non-baja, misalnya tali rami atau manila (hem rope), tali plastic, dsb. 2. Tali baja (steel wire rope) yang terbuat dari serat-serat baja.

Dalam rancangan ini, sesuai dengan keadaannya dilapangan bahwa pada umumnya Crane Truck menggunakan tali berjenis baja dengan berbagai keuntungan yang diperolehnya, antara lain :

a. Ringan dan lebih tahan terhadap tegangan bila beban terbagi rata pada semua jalinan.

b. Lebih fleksibel sebab tidak memiliki tendensi menjadi lurus yang dapat menyebabkan tegangan dalam (Internal strees).

c. Cenderung untuk tidak berbelit, peletakan yang stabil dan pasti pada drum dan cakra.

d. Penyambungan yang lebih cepat, mudah dijepit atau ditekuk, dan tidak perlu

dipegang maupun dimasukan kedalam socket.

e. Wire yang patah sesudah pemakaian yang lama tidak menonjol, artinya bersifat

lebih aman dalam pengangkatan dan tidak merusak wire yang berdekatan.

Tali baja dibuat dari kawat baja dengan kekuatan σь = 130 kg/mm² hingga 200 kg/mm² (Sumber N.Rudenko, Mesin Pengangkat). Tali baja dibuat dengan mesin

khusus, pertama-tama tali dililitkan menjadi untaian dan kemudian dianyam lagi

menjadi tali bulat. Kedua proses berlangsung secara bersamaan, dimana untaian

dililitkan pada inti yang terbuat dari rami, asbes, atau kawat baja yang lunak. Pada

gambar 3.1 berikut ini diilustrasikan berbagai penampang tali baja.

Gambar 3.9 Konstruksi Serat Tali Baja

Pada gambar diatas terlihat bahwa tali baja konstruksi biasa yang berupa anyaman kawat yang sama diameternya. Pada kondisi ini, kawat bagian luar pembungkus) akan menyilang diatas kawat bagian dalam secara berulang sehingga akan menghasilkan daerah dengan tekanan besar yang akan mempersingkat usia tali tersebut.

Untuk gambar 3.9 yang sering disebut tali kompon Warington, terdiri atas anyaman untaian yang mempunyai diameter kawat yang berbeda. Dua lapisan kawat yang berbatasan pada tali ini tidak saling menyilang sehingga kawat lapisan dibagian atas akan terletak pada celah antara kawat lapisan dalam. Hal ini akan mengurangi tekanan antar kawat dan akan meningkatkan keluesan dan umur tali yang lebih panjang jika dibandingkan dengan tipe 3.9a. Pada gambar 3.9c yang lazim disebut dengan tali kompon jenis seale mempunyai kawat yang berbeda dengan diameternya pada setiap lapisan di dalam satu untaian. Jumlah dan ukuran kawat pada setiap lapisan dipilih sedemikian rupa sehingga tidak saling bersilangan. Kapasitas tali jenis C setara dengan tali jenis B dan memiliki keflesibelan antara tali A dan B.

Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari kumpulan jalinan serat-serat baja (steel wire). Mula-mula steel wire dipintal hingga menjadi jalinan (strand) kemudian beberapa strand dijalin pula pada suatu inti(core) sehingga membentuk tali dengan tipe yang dipakai yaitu :

a . 6 x 9 + 1 fibre core, artinya bahwa konstruksi terdiri dari 6 strand dan tiap strand terdiri dari 19 steel wire dengan 1 inti serat (fibre core), digunakan untuk hoistingropes, elevator rope.

b. Pada penjelasan diatas bahwa tipe tali yang dapat dipakai adalah Lang Lay dimana wayar dan strand dipilih dari arah sama, yaitu dari tipe 6 x 37 + 1fc.

Dibawah ini adalah gambar penampang lintang tali dengan tipe 6 x 9 + 1 dan tipe 6 x 37 + 1

Dalam perencanaan ini berat muatan yang akan diangkat adalah 5 ton, Karena pada pengangkatan dipengaruhi oleh beberapa factor, seperti overload , keadaan dinamis dalam operasi dan perubahan udara yang tak terduga, maka diperkirakan penambahan beban 10% dari beban semula, sehingga berat muatan yang diangkat menjadi :

1. Berat muatan yang diangkat adalah : Qo = 5.000 + ( 10%.5.000) = 5.5000 Kg

2. Kapasitas total angkat pesawat adalah : Q = Qo + G

Dimana : G adalah berat kait (hooke) G = 4 kg

Maka Q = 5.500 + 4 kg = 5.504 kg

Untuk menganalisa tegangan dan ukuran dapat diperhatikan pada gambar 3.2 berikut ini :

Diagram Sistem Diagram NB

Dari gambar diatas, maka dapat ditentukan bahwa jumlah Number of Band hingga perbandingan antara diameter tali (Dmin/d) dapat dilihat dalam tabel 3.1 :

Tabel 3.1 Menentukan harga NB

NB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Dmin/d 16 20 23 25 26 28 30 31 32 33 34 35 36 37 37,5 38

(Data tabel diatas diambil dari sumber N. Rudenko, mesin pengangkat.).

Dengan demikian , untuk NB 5, diperoleh harga Dmin/d = 26

a. Tegangan maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :

S =

1

. . n n

Q

η ………... (1)

Pemilihan puli yang digunakan adalah puli tetap.

Dimana :

n = jumlah puli penumpu = 2

η = efisiensi puli = 0.96

n₁= efisiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuan

ketika menggulung pada drum yang diasumsikan 0.98

maka :

Q = 5.504

n = 2

n1 = 0.98

S =

1

. . n n

Q

η

= 3.100,84

a. kekuatan putus tali sebenarnya : P = S x K

Dimana : K = faktor keamanan………(Lampiran 10)

= 5.5 pengoperasian sedang ( Dari tabel faktor keamanan)

Maka : P = 3.100,84 x 5.5 = 17.054,62 kg

Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standar United Rope Works, Roterdam Holland yaitu 6 x 37 + 1 fibre core………(Lampiran 4)

1. Beban patah (Pb) = 17.500 kg

2. Tegangan patah (σ_b) = 160 kg/mm2 3. Berat tali (W) = 1.145 kg/m

4. Diameter tali (d) = 18.6 mm ( Dari tabel tegangan tarik untuk tali Baja)

b. Maka tegangan maximum tali yang diizinkan :

S_izin =

K Pb

= 3.181.81kg 5

. 5

500 . 17

c. tegangan tarik yang diizinkan :

σizin= K b σ = 5 . 5 160

= 29 kg/cm2

d. Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan :

F₂₂₂=

) 000 . 36 ( min x D d K b S     −      σ

Dimana perbandingan diameter drum dan diameter tali baja D_min/d untuk jumlah

lengkungan (NB) = 5 seperti terlihat pada gambar 3.1 adalah = 26

F₂₂₂= 2.03 36000 . 26 1 5 . 5 16000 84 . 3100 = − cm2

e. Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah :

σt=

222 F S = 03 . 2 84 . 3100

= 1527.5 kg/mm2 = 15.275 kg/cm2

Terlihat pada perencanaan tali aman untuk digunakan mengingat tegangan maximum tali yang direncanakan lebih rendah dari tegangan izin yaitu : 15.28 < 29

kg/cm2dan tegangan tarik yang diizinkan lebih besar dari tegangan tarik yang

direncanakan yaitu : 15504.2 kg/mm2.

Ketahanan tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi dari tali baja tersebut. 1.Umur tali baja dicari dengan menggunakan rumus :

N =

β ϕ. . .Z₂ a

Z

Dimana :

Z = jumlah lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan tali A = jumlah siklus rata-rata perbulan

Z₂= jumlah lengkungan berulang persiklus

ϕ = hubungan langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah putus tali β= factor perubahan gaya tekan

N = umur tali dalam bulan

Untuk mencari harga Z terlebih dahulu dicari (m)

2. Faktor perlengkungan (m) yang dicari dengan persamaan berikut :

m =

2 1.

. .Cc c

A

σ

Dimana :

m = factor perlengkungan berulang

A = perbandingan diameter drum dengan tali baja (26)

σ= tegangan tarik sebenarnya yang dialami tali (15.275kg/mm2)

C = faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum bahan kawat yaitu : C = 0.50………..(lampiran 13)

C₁= factor yang tergantung diameter tali = 1.09………….(Lampiran 14)

C₂= factor produksi dan operasi tambahan = 1. 37………(Lampiran 15)

Sehingga : m = 37 , 1 09 , 1 50 , 0 275 , 15 26 x x x

= 2.28 (diambil keatas = 2.24 sesuai dengan tabel)

Dengan bantuan faktor (m) maka pada tabel yang terdapat dilampiran didapat harga-harga untuk m = 2.42 didapat Z = 450 lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan.

Merujuk pada persamaan untuk mencari umur tali diatas , harga-harga faktor a, Z₂, β dan ϕdapat diambil dari tabel sebagai berikut :

A = 400

Z₂= 2

β = 0.7 = dan ϕ sebesar = 2.5 Maka : N = 5 , 2 7 , 0 2 400 000 . 450 x x x

= 321.4 bulan

3.2 Cakra Puli (sheave)

Cakra puli (sheave) merupakan kepingan bulat yang disebut juga dengan disk yang terbuat dari logam maupun dari non logam, misalnya besi tuang, kayu, ataupun plastik. Pinggiran cakra tersebut dibuat beratur yang berguna untuk laluan tali. Pada pesawat ini puli tersebut bergerak bebas pada poros seperti terlihat dalam gambar 3.3 berikut ini.

Gambar 3.3 Penampang melintang Cakra Puli

Pada perencanaan ini, ukuran cakra yang dilalui oleh tali baja (steel wire rope) adalah:

Diameter cakra diperoleh dari :

D > ε₁xε₂xd

Dimana :

D = diameter tali

1

ε = factor keamanan, tergantung tipe pesawat angkat

= 18 (dipilih)………(Lampiran 10 )

2

ε = factor keamanan, tergantung pada konstruksi tali

= 0,90 (dipilih)………..(Lampiran 11)

Maka :

D > 18 x 0,9 x 18,6 D > 301,32

Untuk menentukan ukuran-ukuran cakra yang lain dapat dilihat berdasarkan gambar3.4 seperti tertera berikut dibawah ini :

Gambar 3.4 Alur Cakra untuk Tali Baja

Berdasarkan tabel pada lampiran, maka diperoleh harga-harga berikut ini :

a = 50 mm r₁ = 4,5 mm

b = 35 mm r₂ = 4,0 mm

c = 8,5 mm r₃ = 15 mm

e = 1,3 mm r₄ = 9 mm

h = 28 mm i = 13 mm r = 10 mm

Sesuai dengan data yang diperoleh dari literatur bahwa bahan cakra dipilih terbuat dari bahan besi cor (cast iron) C415-32 dengan karakteristik sebagai berikut ini :

1. Tegangan tarik = 15 kg/mm2

2. Nilai pengujian kekerasan brinnel = 163 s.d 229

Untuk memeriksa kekuatan cakra harus ditinjau dari tegangan tali maksimum (S) yang terjadi, yaitu sebesar 3100,84 kg maka tegangan tarik yang terjadi adalah :

) ).( (L d

S t =

σ

Dimana :

S = tegangan tali maksimum [kg] L = panjang bush [mm]

D = diameter tali [mm]

Maka :

σt=

) 6 , 18 ).( 20 (

84 , 3100

= 8,3 kg/mm2

Dengan demikian , berdasarkan pemeriksaan diatas maka cakra yang dirancang cukup aman untuk digunakan karena harga tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik yang diijinkan.

3.3Drum (tromol)

Drum atau tromol pada operasi pengangkatan beban digunakan untuk menggulung tali. Drum untuk tali baja yang licin dengan flen yang tinggi biasanya digunakan untuk memungkinkan menggulung tali dalam beberapa gulungan.

Diameter drum ditentukan sebagai berikut :

D_d > 10 x d

Dd > 10 x 18,6

D_d > 186

Pada kenyataannya berdasarkan tabel dari literatur bahwa ukuran alur drum diperoleh sebagai berikut :

Gambar 3.5 Ukuran alur Drum (Tromol)

Berdasarkan tabel pada lampiran 7 maka diperoleh harga-harga sebagai berikut :

r₁ = 10 mm r₂ = 2,0 mm

C₁ = 5 mm C₂ = 12,0 mm

S₁ = 20 mm S₂ = 25 mm

Tebal drum dapat diperhitungkan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

W = 0,02 x Dd+ (0,6 ÷1,0)

= 0,02 X 186 + 1,0 = 4,72 cm

= 472 cm

Dalam perencanaan ini, drum yang dipakai adalah drum tunggal karena bagian tali yang akan digulung pada sebuah drum saja, maka panjang drum diperoleh dari:

L = _

  



 ₊₇

) ).( (

) ).( (

d D

i H

Dimana :

H = tinggi pengangkatan [5m] i = jumlah suspensi [3]

D_d = diameter drum [186 mm]

S₁ = jarak antar pitch [31 mm]

Maka diperoleh :

L =

  

 ₊₇

) 186 , 0 ).( ( ) 3 ).( 5 ( π .0,031

= 1,01 m = 101 mm

Jumlah lilitan pada drum untuk tali suspensi adalah :

N = 2 ) ).( ( ) ).( ( + d D i H π

N = 2 ) 18 , 0 ).( ( ) 3 ).( 5 ( + π

= 27,638 lilitan = 28 lilitan

3.3.1 Pemeriksaan Kekuatan drum

Untuk drum dari bahan cast iron tegangan maksimal yang diijinkan (σ max) sebesar 1000 kg/cm2_{. Tegangan maksimum yang terjadi adalah :}

σ _max= ( . ) ) ).( ( 2 cm kg S W S

Dimana :

S = tegangan maksimum [3.100,84 kg/cm2_]

W = tebal drum [7,0]

S₁ = jarak antara pitch [3,1 cm]

Sehingga diperoleh harga tegangan maksimum sebagai berikut :

σ _max=

) 1 , 3 ).( 0 , 7 (

84 , 100 . 3

= 142,9 kg.cm2

Jadi pemeriksaan diatas cukup aman digunakan karena tegangan maksimum yang terjadi lebih kecil dari tegangan maksimum yang diijinkan..

3.4Kait (hook)

Kait (hook) digunakan untuk menggantungkan beban, hook terdiri dari dua jenis, yaitu :

a. Single hook (standart hook) b. Double hook (ransnorn hook)

Pembebanan dari kedua kait ini hanya dalam bentuknya saja tetapi yang lazim dilihat adalah pemakaiannya. Perhatikan gambar Single Hook dan double Hook dibawah ini:

Disini kait yang digunakan pada crane truck adalah kait tunggal, kait tunggal (single hook) biasanya digunakan untuk kapasitas angkat sampai 10 ton sedangkan untuk double hook digunakan untuk kapasitas angkat 25 ton sampai 100 ton.

Dari penjelasan diatas dan kapasitas yang direncanakan maka jenis Hook yang dipakai adalah single Hook. Untuk bahan Hook tersebut disesuaikan dengan data-data sebagai berikut :

- Jenis bahan = Steel Cr 3

- Tegangan tarik bahan = 40 kg/mm2

- Titik terjadinya antara deformasi plastis dan elastis = 23 kg/mm2

- Tegangan patah = 18 kg/mm2 - Pertambahan panjang = 23 %

- Nilai pengerasan pengujian brinnel = 110 ÷ 135

Dari data-data material, maka material Hook diatas diperoleh σ _b=40 kg/mm2 Maka tegangan tarik yang diizinkan :

τ =

k b

σ

Dimana :

K = Faktor keamanan

= 3 ÷ 4 (Pemakaian Statis) = 4 diambil

Maka :

τ =

4 40

Untuk menjamin keamanan dari ulir kait maka perhitungan diameter ulir harus

(d_o= d₁) adalah σ ≥ σ Dimana :

σ = Tegangan tarik yang terjadi

τ =

( )

2 1 4 d Q      π Maka : σ ≥

( )

2 1 4 d Q      π

10 ≥

( )

2 1 4 504 . 5 d      π

d₁ =

( )

2

10 4 504 . 5      π

= 8,37 mm

Dari normalisasi (N 82) dibawah ini dimensi ulir yang lain dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 3.7. Ukuran utama ulir skrup

- Garis tengah ulir (d_o) = 30 mm

- Garis tengah rusuk (d_r) = 27,727 mm

- Kisar (k) = 350 mm

- Tinggi gigi (T_g) = 0,050 x K

= 0,050 x 3,50 – 2,2275 mmτ - Dalamnya ulir = K x cos 300

= 3,50 x 0,066 = 3,031 mm

Panjang baut yang berulir (H)

H = ( 0,8 ÷ 1,0) x d_o

= 1,0 x 30 = 30 mm

3.4.1. Pemeriksaan Kekuatan ulir 1. Tegangan Geser Izin

τ = 0,8 x σ (kg/mm2) = 0,8 x 10

= 8 kg/mm2

Tegangan geser yang terjadi akibat pembebanan

τ =

) . )( )( )(

( Di K PZ Q

π

Dimana:

P = Kisar K = 0,84

Z = Jumlah ulir = 30

Maka :

τ =

) 30 )( 84 , 0 )( 29 , 25 )( (

504 . 5

π

= 2, 75 kg/mm2

2.Terhadap Tegangan Tekan

Besar tegangan yang telah dizinkan sesuai dengan material kait τ _p = 300 kg/mm2 s/d 350 kg/mm2. Tegangan yang terjadi akibat pembebanan adalah :

τ p =

K H di do Q ) ( 4 2 2 − π Dimana:

H = puncak ulir K = Kisar

τ p =

50 , 3 30 ) 63 , 12 30 ( 4 504 . 5 2 2 − π

= 1,10 kg/mm2

Jadi pemeriksaan diatas maka ulir kait tersebut sangat aman untuk digunakan.

3.4.2. Pemeriksaan Pada Penampang Kritis Hook

Pemeriksaan penampang kritid Hook dilakukan pada suatu kait dimana untuk menghitung tegangan-tegangan yang timbul waktu pengoperasian hook tersebut dapat dihitung berdasarkan kapasitas angkat (5 ton).

Untuk kapasitas angkat 5 ton maka dapat diperoleh data-data dari tabel pada lampiran 8 Perancangan Kait Tunggal sebagai berikut :

- Luas penampang kritis (A) = 58,0 cm2

- Jarak antara garis pusat dan sisi dalam penampang = 4,61 cm

- Jari-jari mulut kait 

     2 a

= 4,75 cm

- Radius of Hook Eurvetur (P) = 9,36 cm - Area Rancangan (f₁) = 2,930

- Area Rancangan (f₂) = 5,720

- Faktor x =

A f

f )

( 2 _{1.. 2}

= 0,0961

- Jarak antara garis nol dengan pusat penampang (y) = 0,820 1 . = +x x p

- Jarak antara garis nol dengan sisi dalam penampang = xc – 4 = 3,790

Gambar 3.8. Diagram Penentuan Faktor X

Maka unti Strength Stress Maximum pada bagian dalam serat dapat dihitung dengan rumus :

_

σ =

2 . 1 . 1 a l x A Q _

σ =

75 , 4 790 , 3 . 0961 , 0 1 . 0 , 58 504 . 5 _

σ = 752,34 kg/mm2

Unit Compresstion Maximum pada sisi luar adalah :

σ =

5 . 10 75 , 4 71 , 6 . 0961 , 0 1 . 0 , 58 504 . 5 + σ = 435,12 kg/mm2 _

Dari perhitungan diatas maka σ ≥ σ maka ukuran luas penampang Hook dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.9 . Luas Penampang Hook

_ Syarat σ ≥ σ

752,34 ≥

) ).( (

) ).( 4 (

2 1

d Q

π

d₁2≥

) 34 , 752 ).( 14 , 3 (

) 000 . 5 ).( 4 (

d₁ ≥ 8,74

d₁ ≥ 2,91

Untuk Luas Penampang I-II

A ( )

2 1 2

1 b b

h

ii= +

−

Dimana :

h = 2,4 x d₁

= 2,4 x 2, 91

b₁= 0,9 x d₁

= 0,9 x 2,91

= 2,7 cm2

b₂= 2,2 x d₁

= 2,2 x 2,91

= 6,4 cm2

Jadi :

A ( )

2 b1 b2 h

II

I− = +

= (2,7 6,4) 2

7 , 6

+ = 30,5 cm2

Luas Penampang III-IV

A ( )

2 b1 b2

h IV

III− = +

Dimana :

h = 2 x d₁

= 2 x 2,91

= 5,8 cm2

b₁= 0,9 x d₁

= 0.9 x 2, 91

= 2,7 cm2

b₂= 1,9 x d₁

= 1,9 x 2,91

Jadi :

A ( )

2 b1 b2

h IV

III− = +

= (2,7 5,5) 2

8 , 5

+ = 23,8 cm2

3.5. Penyangga (boom)

Penyangga atau boom berfungsi sebagai tangan crane untuk menjangkau dan menaikkan atau menurunkan beban disamping pengangkatan menurut system pengangkatan (Hoisting system) sendiri.

Perhatikan gambar Boom yang digunakan pada crane truck dibawah ini :

Gambar 3.10 Boom pada Crane Truck

Pada gambar diatas dapat ditentukan panjang suatu penyangga (boom) pada jenis mobil crane ini harus disesuaikan engan panjang mobil tersebut, maka

direncanakan :

- Panjang Boom (L) = 5 meter

- Bahan = Pipa baja (steel Cr₃)

- Tensile Strength = 40 kg/mm2

- Faktor keamanan = 8 ÷ 10 (beban dinamis)

Maka tegangan tarik yang diijinkan σ adalah :

σ =

v B

σ

=

8 40

= 5 kg/mm2

= 50 kg/mm2

Momen maksimum yang terjadi :

M_mak = Q x cos α x L (kg.cm) Dimana :

Q = S_R = beban yang ditahan tiap boom = 3.100,84 kg

Maka :

M_mak = 3.100,84 x cos10 x 500 = 15.194 kg.cm

Sedangkan tegangan tarik maksimum (σ mak) adalah :

mak

σ =

) ( ) ).( ).( 32 ( 4 4 d D w D M b b Mak − Dimana :

w =

4 4 1 4 . 32 _o o d d d − π

d₀ = Diameter luar boom = 7,5 cm d₁ = Diameter dalam boom = 7 cm

w = 4 4 4 5 , 7 7 5 , 7 . 32 o i o − π

= 125,5 cm

Maka :

mak

σ =

) ( ) ).( ).( 32 ( 4 1 4 d D w D M o o mak −

= 25,8 kg/mm2

Dari perhitungan diatas pemilihan dimensi dan material cukup aman untuk digunakan sebab :

_

σ ≥ σ mak (50 kg/mm

2_{≥ 25,8 kg/mm}2

)

3.5.1. Perhitungan Gaya-gaya pada tali dan penyangga

Berat boom (G) :

Dimana :

L = Panjang Boom = 5000 mm

γ = Massa jenis baja = 0,07 kg/cm 3

Maka :

G = (75 70 )(0,07).(5000) 4

2 2 −

π

= 19.919,4 kg

Dengan menggunakan hokum keseimbangan :

Q. cos α. 1-S_T2sin θ₂. 1. S_T1. 4 + 6 cos α . 2 1 = 0 Li =

AB = d = Diameter cakra = 480 mm

Li =

= 264,5 cm S_T2= Si = β. S = 1,05. 3.100,84 = 3.256 kg/cm2

Maka :

500. cos 10 

     ₊ 2 626

2556 = sin 30 (S_T1.235 + 3.256.500)

779.590 = 0,5. S_T1+ 162.802

S_T2 = 779.590 – 81.401

= 69.819 kg/cm2 Sedangkan depleksi disepanjang boom :

B

δ =

I E L P . . 3 . 3 Dimana :

P = S = Beban pada boom = 3.100,84 kg L = Panjang boom = 4.500 meter

E = Modulus elastisitas baja = 2,067 x 1011Pa

I = 8

. .d_i3 t

π

t = Tebal = d_o-d_i

d_i= diameter dalam boom = 7 cm = 0,07 m (direncanakan)

d_o= diameter luar boom = 7,5 cm = 0,075 m (direncanakan)

I = 8 ) 005 . 0 ).( 083 , 0 ).( 14 , 3 ( 3

= 1004.10−6

) 10 . 004 . 1 ).( 10 700 . 206 .( 3 ) 3 ( 84 , 100 . 3 6 6 3 − = x B δ

3.5.2 Pin dan Tumpuan Boom

Gambar 3.11 Reaksi pada tumpuan boom

d = 5. cos 300

= 5 x 0,866 = 4,33 m

B M

∑ = 0

A (4)-(3.100,84).4,33=0

A = 13.430,6 kg

Penentuan Bx dan Bydapat ditentukan dengan menyatakan bahwa jumlah

komponen horizontal dari semua gaya-gaya luar harus nol.

∑F_x = 0

B_x + A = 0

B_x + 13.430,6 kg = 0

B_x = - 13.430,6 kg

Penentuan Ayditentukan dengan menyatakan bahwa jumlah komponen

vertikal dari semua gaya-gaya luar harus nol.

By- 3.100,84 = 0

By= 3.100,84 kg

Dengan ini kita mengetahui bahwa jumlah komponen pada gaya B_xdan B_y

Secara vector, maka kita dapatkan reaksi gaya dititik b sebesar :

B = ₍ 2 _{) (} 2

y

x B

B +

= (−13.430,62)+(3.100,842) = 88,8 kg

Sedangkan pada diameter pin yang kita gunakan untuk menahan suatu gaya-gaya yang sebesar 883,8 kg maka yang terjadi pada tumpuan boom dapat digunakan pin yang terbuat dari baja dengan kekuatan tarik 40 kg/mm3 dapat kita hitung dengan menggunakan rumus yang dibawah :

v B

σ τ =

Dimana :

V = 6,0 untuk bahan SC

Maka :

τ = 6,66 / 2

0 , 6 40 mm kg =

Sedangkan besar diameter pada pin dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

d_pin 3=

τ ) ( 1 , 5 T Dimana :

T = Reaksi yang terjadi pada suatu tumpuan boom = 883,8 kg Maka :

d_pin3 =

66 , 6 ) 8 , 883 ( 1 , 5

3.6 Roda gigi cacing

Gambar 3.12 Roda gigi cacing

Roda gigi cacing adalah suatu alat transmisi yang bersilangan untuk memindahkan daya dan putaran dari suatu poros keporos yang lain dengan jalan menghubungkan gigi-gigi dari roda gigi yang satu ke roda gigi yang lainnya.

Pada konstruksi pesawat angkat ini untuk mendapatkan suatu gerakan unutk mengangkat dan menurunkan yang berasal dari putaran motor penggerak yaitu motor diesel , kemudian roda gigi cacing digunakan alat penerus yang dapat berfungsi sebagai suatu transmisi.

Adapun beberapa pertimbangan dari penggunaan roda gigi cacing antara lain:

- Karena membutuhkan reduksi/ perbandingan yang cukup besar. - Cara kerja yang halus dan tidak berisik.

- Bentuk/konstruksi yang lebih kokoh namun tidak terlalu besar. - Dapat mereduksi gaya dan putaran hingga mencapai 1 : 100.

Putarn drum :

nd =

) ).( ( D_d

v

π

Dimana :

V = kecepatan angkat (m/s) D_d= diameter drum (m)

Maka : n ) 6 , 18 ).( ( 668 , 10 π = d

= 1,82 rpm Putaran worm gear (nw)

N_w= 950 rpm (direncanakan)

Z = 12

Maka putaran dari roda gigi berulir (n )_w adalah :

n_w=

12 950

=79 rpm

Daya yang mengggerakkan drum (N_d)

N_d= ( ) 620 . 71 . p H v S Dimana:

S = Gaya tarik yang terjadi pada which drum = 3.100,84 kg

v = kecepatan angkat Maka :

n_d=

620 . 71 668 , 10 . 84 , 100 . 3

= 4,6 Hp

Pada perencanaan ini ada 2 unit drum maka daya yang dibutuhkan : Nd= 4,6x2

= 9,2 Hp

Maka momen torsi yang terjadi pada tiap drum adalah :

= 71.620 x 2 , 9 6 , 4

= 35.810 kg.cm

Diameter poros (dp)

Pada perencanaan ini bahan poros yang diambil dari standard JIS SNC, dengan kekuatan tarik 85 kg/mm2, maka tegangan tarik izinnya adalah :

σ =

v b

σ

Dimana :

V = factor keamanan = 8 ÷ 10 (diambil) Maka :

σ =

8 85

= 10,625 kg/mm2

Tegangan puntir yang diizinkan ( τ p)

τ p=

0 . 73 , 1 α σ Dimana : o

α = 1 (untuk baja) = factor konstruksi Maka :

p

τ = ssss

) 1 ).( 73 , 1 ( 625 , 10

= 614 kg/cm2

d_s=

  

5,1_{.( ).( ).( )}

t M cb kt τ Dimana :

Kt = factor koreksi akibat momen puntir = 1,5 Cb = factor koreksi akibat momen lentur = 1,2 Maka :

d_s=

3 1 ) 810 . 35 ).( 2 , 1 ).( 5 , 1 .( 625 , 10 1 , 5    

= 31,3 mm

Tegangan puntir yang timbul (τ_p)

p τ = p t M M Dimana:

Mp=Momen puntir

= .d ;d 16

3

π _{≥ 6,5 cm ( Ø minimum)}

Maka : π τ . 16 . 3 d M_t p = = ) ).( 5 , 6 ( ) 16 ).( 810 . 35 ( 3 π

= 664,43 kg/cm2

Untuk menentukan ukuran-ukuran roda gigi tersebut terlebih dahulu dihitung modul (m) dengan menggunakan rumus :

m3.b = 63.500.000

b z n N τ . . Dimana :

N = daya yang dipindahkan (Hp) N = kecepatan roda gigi (rpm)

b

τ = tegangan lengkung yang diizinkan B = panjang gigi atau lebar jari-jari halus M = modul

Ukuran gigi pada drum : N = N _d= 4,6 Hp

n = n_d = 9,2 rpm

b

τ = 1.100 kg/cm2

Maka :

10.m3= 63.500.000

) 100 . 1 ).( 60 ).( 2 , 9 ( 6 , 4

m = 3

) 100 . 1 ).( 60 ).( 2 , 9 ( ) 10 ).( 6 , 4 ).( 000 . 500 . 63 (

= 4,810 mm = 5 mm

Maka m yang standart dapat dilihat dengan mengambil harga yang terdekat dan lebih besar dari hasil perhitungsn ternyata dari ukuran roda gigi adalah sebagai berikut :

Lebar roda gigi (b) : b = 10 x m = 10 x 5 = 50 mm

Lingkaran jarak bagi (t) : t = π x m = π x 5 = 15,7 mm

Tinggi kaki (f) :

F = (1,15 ÷ 1,2) x m = 1,2 x 5

= 6 mm

Tinggi kepala gigi (f) : k = m = 5 mm

Tinggi gigi (h) : h = f + k = 6 + 5 = 11 mm

Diameter dalam (di) :

d_i= d- 2,5 x m

= 240 – 2,5 x 5 = 227 mm

Diameter luar (d_o) :

do= d + 2,5 x m

= 240 + 2,5 x 5 = 252 mm

Jika :

i = 3 =

2 1

z z

Dimana :

z₁ = jumlah gigi pada drum

z₂= jumlah gigi pada poros Maka :

60

1 = =

Dalam hal ini kita dapat mengetahui bahwa pada roda gigi yang terdapat pada simbol 1 menunjukkan roda gigi tersebut dapat digerakkan sedangkan pada symbol 2 menunjukkan bahwa roda gigi tersebut deapat menggerakkan. Maka daripada itu bahwa dari perencanaan pada crane truck kita bisa melihat ukuran-ukuran roda gigi yang sebagaimana kita lihatpada tabel dibawah ini :

Tabel 3.2 Ukuran-ukuran Roda Gigi

3.6.1. Ukuran-ukuran Roda Gigi Cacing

Keterangan :

d_k1 = Diameter luar cacing

d_i = Diameter jarak bagi

d_ri = Diameter inti cacing

γ = α sudut kisar tα = Jarak bagi L = Kisar

h = Tinggi gigi total hk = Tinggi kepala gigi

h_f = Tinggi kepala gigi

h_o = Jarak sumbu poros roda berulir dengan batang berulir

d_r2 = Diameter lingkaran kaki roda cacing

d₂ = Diameter jarak bagi roda cacing

d_t = Diameter tenggorok roda cacing

d_k2 = Diameter luar roda cacing

b = Lebar roda cacing I = Panjang batang berulir

Besar ukuran pada jari-jari katup dapat dihitung :

B.m2= 4.500.000

C z n

N

. . Dimana:

B = Panjang gigi m = Modul

N = Daya pada roda berulir z = Jumlah gigi dan roda berulir

C = Faktor yang tergantung pada bahan dan kecepatan tinggi

Pada perencanaan tersebut telah kita tentukan besarnya transmisi ratio (1) dan batang berulir yang mempunyai ulir tunggal atau z₁ = 1 direncanakan, maka

jumlah gigi dari roda gigi berulir adalah : 2 ₁

z z z

z₂ = 12 Maka :

Z = z₂x z₁ = 12 x 1 = 12 buah

Pada umumnya panjang gigi untuk pasangan roda gigi cacing adalah b = 0,7 m untuk sebuah batang berulir dari baja diperoleh harga C seperti yang terlihat pada tabel berikut dibawah ini :

Tabel 3.3 Harga C

V Roda berulir (m/det) 0,25 0,50 1 2 3 C 35 30 26 22 20

Dimana kecepatan roda berulir (v) dapat dihitung :

v

60 . .dwnw

π

Dimana :

dw = Diameter poros berulir

= 0,021 m

n_w = Putaran Roda berulir

= 950 rpm

Maka:

v =

60

) 950 ).( 021 , 0 ).( (π

= 1,04 m/det = 1 m/det

Dari tabel untuk v = 1 m/det diperoleh C = 26, maka ukuran jari-jari katup atau modul adalah :

0,7 x m3 = 4 x 500.000 x ) 26 ).( 12 ).( 950 ( ) 38 ).( 14 (

m = 3

) 26 ).( 12 ).( 950 ( ) 10 ).( 45 ).( 000 . 500 ).( 14 (

= 6,76 mm

Untuk menentukan m yang standart dapat kita ketahui, maka nilai m yang standart adalad 8 mm. Maka ukuran-ukuran roda gigi cacing sebagai berikut :

- Diameter jarak bagi (di)

d_i = m x (2,8 + 4 z_i ) = 8 x ( 2,8 + 4 l ) = 54,4 mm

- Diameter jarak bagi roda cacing (d₂)

d₂ = z₂x

α

cos m

Dimana :

Cos α = 25 (direncanakan ) Maka :

d₂= z₂x

α

cos m

= 12 x

25 cos

8

= 106 mm

Jarak sumbu poros roda berulir dengan batang berulir (a)

a = 2 2 1 d d + = 2 106 4 , 54 +

= 80,2 mm

Panjang batang berulir (L)

Maka daripada itu panjang batang berulir dapat ditentukan berdasarkan jumlah roda gigi berulir seperti pada tabel dibawah :

Tabel 3.4 Jumlah Gigi Roda Berulir

Dari tabel diatas diperoleh untuk jumlah gigi roda berulir (z₂) = 12 buah,

maka panjang batang berulir : L = 10 x m

= 10 x 8 = 80 mm

- Tinggi kepala gigi (h_k)

h_k = M_n

= 8 mm

- Tinggi kaki gigi (h_f )

h_f = 1,157 x m

= 1,157 x 8 = 9,256 mm

- Tinggi gigi roda (b) b = h_k + h_f

= 8 + 9,256 = 17,256 mm

- Diameter luar roda cacing (d_kl)

d_kt = d_i+ 2h_k

= 54,4 + 2 + (8) = 70,4 mm

- Diameter inti cacing (d_rl)

d_rl = d_i- 2h_f

Jumlah Gigi roda berulir 12 24 36 40 50 60 70 80 Panjang batang berulir 10 12 15 16 17 18 20 21

= 54,4 – 2 (9,256) = 35,49 mm - Jarak bagi (t_a)

t_a = m x π = 8 x 3,14 = 25,12 mm

- Diameter lingkaran kaki roda cacing (dr₂)

dr₂ = d2- 2hf

= 106-2 (9,256) = 87,49 mm

- Diameter tenggorokkan roda cacing (dt)

d_t = d₂+ 2h_k

= 106 + 2 (8) = 122 mm

- Diameter luar roda cacing (dk₂)

d_k2 = dt 

  



 − k t

h d

2 .(l – cos φ) Dimana :

φ = sudut yang dibentuk oleh lingkungan pada roda cacing = 900 _- α

= 900 _{- 25}0

= 650 Maka :

d_k2 = 122 8 .(1 cos56) 2

4 , 54

−    

  ₋

- Lebar sisi efektif (be)

be = dk1 x sin

2

φ

= 70,4 sin

2 65

= 37,82 mm

- Lebar roda cacing (b) b = 0,7 x Mn

= 0,7 x 8 = 56 mm

3.6.2. Analisa Gaya Roda gigi Cacing

Gaya yang ditimbulkan roda gigi cacing adalah W yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.14. Analisa Gaya Roda gigi Cacing

Dari gambar diatas ada 3 komponen orthogonal Wx

, Wy

Dimana :

Wx

= W (cos φ x sin λ) Wy

= W x cos φ _n Wz

= W x ( cos φ x sin )λ Dimana :

Wx

= Gaya arah sumbu x

= Gaya aksial pada poros cacing Wy = Gaya arah sumbu y

= Gaya radial yang menyebabkan momen bengkok pada poros cacing Wz

= Gaya tangensial yang bekrja pada poros cacing

Pada kenyataannya bahwa ada gesekan antara roda gigi cacing dan poros cacing, maka pada rumus-rumus diatas menjadi :

Wx

= W ( cos φ _n. Sin λ+ µ.cos λ) Wy

= W x sin φ_n Wz

= W (cos φ_nx cosλ- µx sin λ) Dimana :

Wq= Gaya normal

Untuk menghitung gaya-gaya diatas terlebih dahulu dicari gaya normal :

W = ) cos . ( ) sin .

(cosφn λ + µ λ wt

W

Dimana:

W_wt=

w motor V N . 300 . 3 Dimana :

N_motor = Daya motor yang direncanakan = 190 Ps= 141,74 kW

V_w = Kecepatan garis puncak pada cacing

=

12 ) ).( ).( (π d_k1 n

dk₁ = Diameter puncak = 70,4 mm/25,4 = 2,77 inch

n = Putaran motor = 2.900 rpm

Maka: V 12 ) 900 . 2 ).( 77 , 2 .( π = w

= 2.101,97 rpm

Jadi : W 97 , 101 . 2 ) 74 , 141 ).( 300 . 3 ( = wt

= 222,55 lb

Pada sudut masuk cacing (φ_n)

n

φ = tan−1(tan φ₁x cos λ) Dimana :

λ = tan−1

kl d L . π Dimana :

L = Jarak maju = P_c x Z₁

P_c = Puncak aksial

= 1,134 77 , 2 14 , 3 = = kl d π Maka :

λ = tan−1

) 227 , 2 .( 134 , 1 π

= tan−1_(0,126)

Sehingga :

φ = tan −1_{(tan 14,5}0_{x cos 7,20}0₎

= tan−1(0,25) = 14,47

Untuk mendapatkan koefisien gesek (µ) dan kecepatan luncur (V_s)diperoleh dari tabel yang ada pada lampiran :

Sehingga gaya normal (W) menjadi :

W = ) 20 , 7 cos 10 , 0 ( ) 20 , 7 sin 47 , 14 (cos 55 , 222 0 0 x x +

= 5.334,34 lb = 2.419,2 kg

Dengan didapatnya gaya normal (W) selanjutnya tiga komponen orthogonal yaitu Wx,Wy,Wz, yang masing-maing besarnya adalah :

Wx

= W (cosφ_nx sin λ)

= 2.419,2 ( cos 14,470x sin 7,200+ 0,10 x cos 7,200) = 324,17 kg

Wy

= W x cos φ_n

= 2.419,2 (cos 14,470x sin 7,20) = 602,24 kg

Wz

= W (cos φnx sin λ)

= 2.419,2 (cos 14,470_{x cos 7,20}0_{-0,10 x sin 7,20}0₎

= 2.322,79 kg

Gaya total pada poros transmisi cacing :

F = _{( )}2 _{( )}2

z

y W

W +

= (602,24)2 +(2.322,79)2 = 2.399,59 kg

Reaksi pada masing-masing tumpuan :

R_A= R

2 F B=

= 1.199,796kg 2 59 , 399 . 2 =

3.7. Pasak

Untuk diameter poros = 65 mm dari tabel ukuran-ukuran pasak diperoleh data-data sebagai berikut :

Lebar pasak, b = 20 mm Tinggi pasak,h = 12 mm Panjang pasak, l = 56 mm Besar gaya yang belkerja pada pasak (F) adalah :

F = 2 d M_t F = 2 65 7 , 020 . 23

= 708,33 kg

Tegangan geser permukaan yang terjadi (τ ) adalah :

τ =

l b

F

.

τ = 1,79kg/mm

) 56 ).( 20 ( 33 , 708 =

Pada perencanaan ini dipilih pasak dengan bahan baja karbon dengan kekuatan tarik σ_B=48 kg/mm2. Maka tegangan geser izin adalah :

τ = kb Sf_B B . σ

Dimana:

B

σ = Kekuatan tarik bahan = 48 kg/mm2

Sf_B= Faktor keamanan = 6,0

Kb = Faktor koreksi = 3

Maka :

τ = 2,67kg/mm

) 3 ).( 0 , 6 (

48

=

Dari perhitungan diatas maka pasak dinyatakan aman karena τ ≥τ = 2,67 kg/mm ≥ 1,79 kg/mm.

3.8. Bantalan

Bantalan dibuat untuk menerima beban radial murni, beban aksial murni atau gabungan keduanya. Pada perencanaan ini bantalan yang dipilih adalah bantalan kerucut. Dasar pilihannya adalah bantalan rol kerucut dapat menahan beban radial dan aksial kombinasi keduanya.

Beban bantalan Wr = RA= RB= 1.199,796

Untuk perhitnuagn selanjutnya dipakai bantaln rolkerucut dengan V = 1 (untuk cincin dalam yang berputar dengan harga e = 0,33)

r a F V

F

. atau _r

z W V

W

. = 1.(1.199,796) 1,936 79

, 322 . 2

=

Karena

r z W V

W

. ≥ e atau 1,936 ≥ 0,33 maka dipakai x = 0,4 dan y = 1,8

Beban ekivalen dinamis menjadi : P = x. W_r+ y. W_z

= (0,4 x 1.199,796) + (1,8 x 2.322,79) = 4.660,94

Gambar 3.16. Beban-beban pada bantalan

Keterangan :

R_A= Gaya reaksi keatas akibat beban berat (disebelah kiri)

R_B = Gaya reaksi keatas akibat beban berat (disebelah kanan )

Sedangkan untuk waktu pakai (I_h) dapat dilihat, dimana I_hdipilih

Maka :

Faktor untuk pemakaian (f_h) :

f_h= 10

3

500

   Ih

= 10 3 500 000 . 20     = 3,02

Faktor putaran (f_n) :

f_n= 10

3 79 3 , 33     = 0,906

Harga kapasitas nominal dinamis spesifik (c) bantalan menjadi :

n h f f p c = 906 , 0 02 , 3 94 , 660 . 4 = c

c = 15.536,47 kg x 9,81 = 152,41 kN

Dengan menyesuaikan ukuran bantalan rol kerucut pada lampiran dipilih bantalan dengan nomor 32212 dengan c = 119 kN.Agar bantalan aman digunakan, maka syarat bantalan harus dipenuhi , yaitu :

_

3.9. Roller chain ( Rantai Engsel)

Roller chain berefungsi untuk transmisi daya dan putaran dari poros

penggerak ke poros yang digerakkan. Roller chain terdiri dai bilah-bilah plat (plat strip) yang dihubungkan satu sama lain dengan pena (Hinge-Join Pin). Rantai untuk beban ringan terdiri dari dua plat seperti gambar dibawah ini sedangkan untuk beban yang lebih berat jumlah plat yang dapat ditambahkan menjadi 12.

Gambar 3.17. Roller chain

Roller chain tidak dapat mengangkat beban dengan garis kerja yang membuat sudut dengan bidang rotasi, sementara plat mengalami tegangan bengkok yang tinggi dapat menyebabkan patahnya pin (pena). Juga roller chain tidak dapat dioperasikan pada tempat berdebu, karena pin dapat menjadi aus sebab debu bersifat abrasife.

Ada beberapa keuntungan pada roller chain ini bila dibandingkan dengan suatu rantai lainnya yaitu :

- Sangat dipercaya pada operasi karena plat rantai yang kuat.

- Roller chain sangat flexible oleh karenanya dapat dipakai untuk spoket kecil dengan jumlah gigi yang sedikit pengurangan ukuran ini sangat menghemat biaya.

- Gesekan pada roller chain lebih sedikit dari rantai skalm pada kapasitas pengangkatan yang sama.

Untuk menentukan ukuran-ukuran dari roller chain yang digunakan pada pesawat angkat ini lebih dulu dhitung gaya yang bekerja pada roller chain tersebut dengan memakai rumus:

P =

η π. .

60 . 75 .

d N

Dimana:

P = Gaya yang bekerja pada rantai N = Daya yang bekerja pada warm gear d = Diameter sprocket

= 65 mm (direncanakan)

η= 0,950 Maka :

P = (3,14).(0,065).(0,950) ) 60 ).( 75 ).( 38 , 514 (

= 4.333 kg

Maka ukuran-ukuran Roller chain yang standart dapat dilihat pada tabel dibawah ini dengan mengambil P= 5000 kg.

Maka dari tabel diperoleh bahwa dengan mengambil P adalah : - Jarak sumber (S) = 60 mm - Diameter baut (d) = 26 mm - Panjang baut (L) = 45 mm - Banyak plat dari satu sisi = 6 buah - Tebal plat = 4 mm

- Lebar plat (b) = 46 mm - Lebar rantai (B) = 118 mm - Berat 1 meter =19 kg

3.10 Dimensi Sprocket

Diameter poros sprocket 1 (d_s1),Bahan poros = JIS SNC. Kekuatan tarik 85

kg/mm2.

d_s1 =

}

3

1 1 ) 1 , 5 (    _xKtxCbxT τ Dimana :

τ = Tegangan geser

τ = 2

2 1 / ( 08 , 7 ) 2 6 ( 85

.Sf x kg mm Sf

B = =

σ ₎

Kt = 2 (untuk tumbukan ) Cb = 2 (untuk lenturan )

T1 = Besarmya momen yang terjadi pada poros 1

T1 = 9,74 x 105x

motor n

Pd

Pd = Daya motor yang direncanakan = fc x P P = Daya motor = 190 = 141,74 kW

nmotor = 2.900 rpm

fc = Faktor koreksi = 1,4 Pd = fc x P

= 1,4 x 141,74 = 198,44 kW

T1 = 9,74 x 105x 0,67x10 kg.mm 900 . 2 44 ,

198 = 5

d_s1 = }3

1 5 10 67 , 0 2 2 08 , 7 ) 1 , 5 (  

 _{x x x x}

=

}



 ₃1 5

10 . 81 ,

91 = 57,5 mm

Diameter poros sprocket 2 (ds₂)

d_s2=

   τ ) 1 , 5 (

xKtxCbxT₂

}

3 1

T₂= 9,74 x 105x

wormgear n

Pd

n_wormgear = 950 rpm (direncanakan)

T₂= 9,74 x 105x 2,03x10 kg.mm 950

44 ,

198 = 5

ds₂ = }

3 1 5 10 03 , 2 2 2 08 , 7 ) 1 , 5 (  

 _{x x x x}

= 83,58 mm

Jumlah gigi sprocket = z₁= 15 buah (direncanakan) Maka:

Diameter pitch, dp :

dp =     1 180 sin z P

dp = 76,354mm

125 180 sin 875 , 15 =       dp =     2 180 sin z P

dp = 233mm

78 , 45 180 sin 875 , 15 =      

BAB VI KESIMPULAN

Berdasarkan perencanaan, analisa dan perhitungan maka kesimpulan yang dapat diambil adalah :

- Jenis pesawat angkat = Crane Truck

- Kapasitas angkat = 5 ton

- Tinggi angkat = 5 meter

- Panjang boom = 5 meter

- Berat hook dan penjepit = 4 kg

- Tenaga penggerak = Motor diesel 6 silinder - Tiap silinder mempunyai volume = 500 cc

- Putaran motor = 2900 rpm

- Daya motor = 190 = 141,74 kW

1. Tali Baja :

- Tali baja = 6 x 37 Fibre core

- Jumlah wayar = 222

- Diameter tali = 18,6 mm

2. Diameter Puli :

- Diameter puli = 301,32 mm

- Bahan = Besi tuang (cast iron)

3. Drum :

- Diameter drum dalam (D1 - Diameter drum luar (D

) = 80 mm

2

- Jenis drum = Drum tunggal

) = 186 mm

- Bahan drum = Besi tuang

- Panjang drum = 472 mm

4. Hook :

- Jenis hook = Single hook

- Berat hook = 4 kg

- Kapasitas angkat = 5 ton

- Bahan hook = Besi cor kelabu

5. Boom :

- Panjang boom = 5 meter

- Tensile strength = 40 kg/ mm

- Diameter dalam = 7 cm

2

- Diameter luar = 7,5 cm

6. Roda gigi/ Gear box:

- Jenis roda gigi = Worm gear

- Lebar roda gigi = 50 mm

- Tinggi kaki gigi = 6 mm

- Tinggi kepala gigi = 5 mm

- Tinggi gigi = 11 mm

7. Pasak :

- Lebar pasak = 20 mm

- Tinggi pasak = 12 mm

- Panjang pasak = 56 mm

8. Bantalan :

- Bantalan rol kerucut dengan nomor 32212 dengan c = 119 KN

- Diameter dalam = 34 mm

9. Roller Chain (rantai engsel) :

Ukurun pada tabel 3 pada muatan P = 5000 kg - Banyaknya plat dari satu sisi = 6 buah

- Tebal plat = 4 mm

- Lebar plat = 46 mm

- Lebar lantai = 118 mm

- Berat satu meter = 19 kg

10. Sprocket :

- Diameter poros sprocket 1 = 57, 5 mm - Diameter poros sprocket 2 = 83,58 mm - Diameter sprocket 1 =

11. Rem :

- Jenis = Rem pita

- Diameter drum rem = 700 mm

- Bahan pelapis rem = Tungsten Asbes - Tekanan rem minimum = 0, 004 kg/mm - Tekanan rem maksimum = 0,014 kg/mm

2

- Tekanan rem rata-rata = 0,0090 kg/mm 2

12. Kopling :

- Diameter lubang = 58 mm

- Diameter terluar kopling = 223,5 mm

- Lebar kopling = 35 mm

- Panjang dudukan poros = 72,5 mm - Diameter luar dudukan poros = 105 mm - Diameter lubang baut = 15 mm - Diameter jarak pusat lubang baut = 150 mm

- G = 185 mm

- F = 19,4 mm

- K = 6,5 mm

- Jumlah baut = 6 Baut

- Bahan Kopling = Besi cor kelabu

DAFTAR PUSTAKA

1. Syamsir A. Ruin, Pesawat-pesawat Pengangkat, Penerbit PT. Raja Grafindo Persada, 1987.

2. Rudenko. N. Alih Bahasa Oleh Foed Nazar, Mesin Pengangkat, Penerbit Erlangga, Edisi ke, 1994.

3. G. Warjin, Ilmu Bangunan Pesawat, Jilid 2, 1952.

4. Kent. S, Mechanical Engineering Hand Book Design And Production Volume 12th

5. Rudenko. N, Material Handing Equipment, Erlangga 1992.

. Edition Copy Right. New York. 1950.

6. S. Timoshenko, Strength Of Materials, Huntington, New York, 1976.

7. Sularso, Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Penerbit Pradya Paramita, Edisi ke 7, Yakarta 1991.

8. Ir. Husni Malik, Alat-alat Mesin 1A.

9. M. Gere, Jemes & S. Timoshenko. ALih Bahasa oleh Ir. Bambang Suryoatmono.

Mekanika Bahan, Penerbit Erlangga, Edisi ke 4 Jakarta 1996.ss