Analisa Kekuatan Dan Umur Tali Baja Kran Hydrolik Dengan Kapasitas Angkat 25 Ton

(1)

ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITAS

ANGKAT 25 TON

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

MARAHALIM LUBIS NIM. 050421022

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN


(2)

ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITAS

ANGKAT 25 TON

MARAHALIM LUBIS NIM. 050421022

Penguji I Penguji II

Ir. Isril Amir

NIP. 19451027 197412 1 001 NIP. 19491012 198103 1 002 Ir. Mulfi Hazwi, M, Sc

Diketahui Oleh : Departemen Teknik Mesin

Ketua

NIP. 19641224 199211 1 001 Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri


(3)

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

Jalan Almamater Kampus USU – Telp. / Fax (061) 8212050 Medan – 20155


(4)

KESIMPULAN SEMINAR SKRIPSI MAHASISWA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI


(5)

KESIMPULAN SEMINAR SKRIPSI MAHASISWA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI


(6)

ABSENSI PEMBANDING BEBAS MAHASISWA PADA SEMINAR SKRIPSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FT. USU

PERIODE : KE - 136

HARI / TANGGAL : RABU / 23 DESEMBER 2009

NAMA : MARAHALIM LUBIS

NIM : 050421022

No Nama

1. CHARLIE SITORUS 2. DAULAT ASP 3. WILLER 4. ALBERT

5. ROY FRANC. J. S

√ √

√ √


(7)

(8)

(9)

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas sarjana ini dengan baik.

Tugas Sarjana ini disusun untuk melengkapi syarat dalam menyelesaikan studi kesarjanaan (S1) pada Jurusan Teknik Mesin di Universitas Sumatera Utara. Dalam hal ini penulis mengambil tugas sarjana dengan melihat, memikirkan, mempertimbangkan serta memutuskan dengan mengangkat judul. “ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITAS ANGKAT 25 TON”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada berbagai pihak yang telah membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas sarjana ini. Terima kasih tulus kepada :

1. Bapak Ir. Tugiman, MT yang telah meluangkan waktu dan pikirannya serta kesabaran dalam membimbing dan mengajarkan penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin USU dan Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus, ST. MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Mesin USU.

3. Bapak Ir. Isril Amir, selaku Dosen Pembanding I yang telah banyak memberikan arahan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, Msc, selaku Dosen Pembanding II yang telah banyak memberikan arahan dalam penyusunan skripsi ini


(10)

5. Teristimewa penulis ucapkan kepada kedua orang tua yang tercinta, Alm. Ayahanda Marasati Lubis, SE dan Ibunda Hj. Rohani Nasution, S.Pd yang telah memberikan kasih sayang serta dorongan moril dan materil dan doa restunya sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan.

6. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar Jurusan yang telah banyak membantu penulis selama penulis mengenyam pendidikan di USU.

7. Seluruh Staff Pegawai di Departemen Teknik Mesin (USU), yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan administrasi dan masukan yang diberikan selama di perkuliahan.

8. Kedua kakanda penulis Syafridah Lubis, SKM dan Syafitriyani Lubis, A.Md serta adinda Agus Salim Lubis yang selalu memberikan dukungan, semangat dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

9. Teruntuk istriku Supriati, AM.Keb yang telah memberikan dorongan, semangat dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

10.Kepada seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin (USU), khususnya angkatan 2005 Program Studi Teknik Mesin Ekstensi, atas masukan, saran dan informasi serta bantuannya dalam menyelesaikan skripsi ini.


(11)

Penulis menyadari bahwa masih ada adanya kekurangan atau belum sempurna dalam penyusunan skrispi ini dikarenakan keterbatasan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan / menerima tanggapan, kritikan dan saran yang sifatnya membangun dari segenap pembaca untuk kesempurnaan skripsi ini dikemudian hari. Semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat dipergunakan.

Medan, Januari 2010 Penulis

ttd

NIM. 050421022


(12)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR NOTASI ... vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Tujuan ... 2

1.3. Metode Perencanaan ... 2

1.4. Perumusan Masalah ... 3

1.5. Batasan Masalah ... 3

1.6. Manfaat Analisa ... 4

BAB II LANDASAR TEORI 2.1. Umum ... 5

1. Kran Mobil ... 6

2. Kran Truk ... 7

3. Kran Kroler ... 7

2.2. Dasar-Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat ... 8

2.3. Karakteristik Pesawat Pengangkat ... 9

2.4. Fungsi Kran Hydrolik ... 9

2.5. Prinsip Kerja Kran Hydrolik ... 10


(13)

2.6.1. Tali Baja (Steel Wire Rope) ... 12

2.6.2. Tali untuk Kran dan Pengangkat ... 14

BAB III MATERIAL DAN METODE ANALISA Material ... 18

Metode Analisa ... 19

BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA 4.1. Perhitungan Motor Penggerak ... 22

4.2. Perhitungan Puli ... 23

1. Puli Tetap (Fixed Pulley) ... 24

2. Puli Bergerak (Movable Pulley) ... 25

4.3. Perhitungan Drum Penggulung Tali ... 27

1. Drum Beralur ... 28

2. Drum Bersarang Rantai ... 28

3. Drum Licin ... 29

4.4. Perhitungan Kait ... 33

4.5. Perhitungan Boom ... 35

4.6. Perhitungan Umur Tali Baja ... 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 53

5.2. Saran ... 54

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN


(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1.1 : Kran Mobil (Kran yang dipasang pada Truk) ... 6

Gambar 2.1.2 : Kran Truk ... 7

Gambar 2.1.3 : Kran Kroler ... 8

Gambar 2.5 : Kran Hydrolik ... 12

Gambar 2.6.1 : Lapisan Serat Tali ... 14

Gambar 2.6.2 : Menentukan Jumlah Lengkungan Tali dengan Satu Puli Bergerak dan Puli Majemuk ... 15

Gambar 3.1 : Tipe Tali 6 x 19 W + 1 WS Rope ... 19

Gambar 3.2 : Konsep Analisa ... 20

Gambar 4a : Gambar Konstruksi Pesawat Pengangkat ... 21

Gambar 4b : Tipe Tali 6 x 19W + 1 WS Rope ... 22

Gambar 4.1 : Motor Penggerak Trolley ... 22

Gambar 4.2 : Puli ... 24

Gambar 4.2.1 : Puli Tetap Tunggal ... 24

Gambar 4.2.2 : Puli Bergerak ... 25

Gambar 4.2.2.1 : Diagram Efisiensi Puli ... 26

Gambar 4.3.1 : Drum dengan Alur Miring ... 28

Gambar 4.3.2 : Drum Bersarang Rantai ... 28

Gambar 4.3.3 : Drum Licin ... 29

Gambar 4.4 : Kait Tunggal ... 34

Gambar 4.5 : Boom Teleskopik ... 35

Gambar 4.6.1 : Bagian-Bagian Tali Baja ... 38

Gambar 4.6.2 : Dimensi Tali ... 41

Gambar 4.6.3 : Diagram untuk Menentukan Jumlah Lengkungan Tali ... 48

Gambar 4.6.4 : Hubungan Kapasitas Angkat Beban dan Ketahanan Tali pada Serat Yang Patah Sepanjang Ujung Tali ... 51


(15)

DAFTAR NOTASI

N : Daya Motor (hp)

Q : Bobot Muatan Yang diangkat (kg) V : Kecepatan Pengangkatan (m/s) η : Efisiensi Total Mekanisme (%) S : Langkah Penarikan (m)

Z : Jumlah Puli Secara Keseluruhan (buah) h : Langkah Penarikan (m)

C : Kecepatan Penarikan (m/s) d : Diameter Tali Baja (mm)

e1 : Faktor Yang Tergantung pada Konsisi Operasi e2 : Faktor Yang Tergantung pada Konstruksi Tali D : Diameter Puli (mm)

σt : Tegangan Tarik (kg/m2)

D1 : Diameter Alur Dalam Drum (mm)

r1 : Jari-Jari Alur Drum (mm) S1 : Kisar (mm)

C1 : Jarak (mm)

Z : Jumlah Lilitan (buah) H : Tinggi Pengangkatan (m) i : Perbandingan Sistem Tali L : Panjang Total Drum (mm)

I1 : Jarak Bebas Antara Alur Kanan dan Kiri (mm) S : Alur (mm)

σcomp : Tegangan Tekan (kg/mm2)

S : Tarikan pada Satu Bagian Tali (kg) w : Tebal Dinding (mm)

Go : Berat Takal (kg)

np : Efisiensi Sistem Puli (%) G : Berat Magnet Pengangkat (kg) d1 : Diameter Drum Ulir (mm) L1 : Panjang Boom (cm) b1 : Lebar Boom (cm) h1 : Tinggi Boom (cm) t1 : Tebal Plat (cm)

A1 : Luas Penampang Boom (cm) Wb1 : Berat Boom (kg)

σh : Tegangan Patah (kg/mm2) k : Faktor Keamanan

z : Tegangan Tali (kg)

ε : Faktor Yang Tergantung pada Tipe Pesawat Pengangkat F : Luas Penampang Tali (mm)


(16)

E : Modulus Mastisitas (kg/cm2) dw : Diameter Kawat (cm)

σ : Tegangan (kg/cm2)

i : Jumlah Kawat Dalam Tali Dmin : Diameter Minumum Puli (mm) P : Kekuatan Putus Tali (kg) N : Umur Tali (bulan) n : Putaran Motor (rpm) P : Tarikan Pada Tali (kg) P : Tekanan Tali (kg/cm2)


(17)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kemajuan teknologi sekarang ini mutlak dipergunakan oleh manusia dalam memasuki dunia yang semakin pesat akan tuntutan yang tidak henti-hentinya. untuk itu dibutuhkan suatu alat pesawat pengangkat sebagai sarana untuk mempermudah dan menjadikan proses tersebut menjadi lebih efisien.

Pesawat pengangkat dipergunakan untuk memindahkan beban dilapangan atau di ruangan baik bagian departemen industri, gedung-gedung bertingkat dan pada areal pembangunan yaitu pada tempat-tempat penumpukkan bahan dan sebagainya.

Dengan kemajuan teknologi yang semakin pesat, pesawat angkat juga mengalami kemajuan sesuai dengan kebutuhan baik berupa bentuk perabot pengangkat fleksibel, sistim puli, sproket, drum, dan alat tambahan penanganan muatan. Dalam kemajuan teknologi sekarang ini ada alat yang beroperasi dengan menggunakan sistim electric atau komputer.

Kran hydrolik merupakan salah satu peralatan yang sangat dibutuhkan pada proyek-proyek konstruksi maupun rekonstruksi semacam ini. Luasnya pemakaian kran hydrolik dalam dunia konstruksi membuat orang semakin memikirkan cara meningkatkan daya guna alat ini pada pemakaiannya.

Selain digunakan pada proyek konstruksi seperti pembuatan jalan, pembuatan bendungan, saluran air, bangunan bertingkat, daerah pertambangan, penanganan sarana dan prasarana yang hancur akibat bencana alam. Alat ini juga


(18)

secara luas mampu mengerjakan sangat banyak pekerjaan yang berbahaya dan biasanya menimbulkan kecelakaan bila dikerjakan oleh tenaga manusia secara manual. Kecepatan yang relatif lebih tinggi juga merupakan tersendiri dalam penggunaan alat ini.

Dalam keunggulan ini, kran hydrolik ditunjang oleh komponen-komponen yang harus sesuai dalam pemilihan pemakaiannya. Pemilihan komponen ini didasarkan pada perhitungan teknis dan analisis praktis pada pembangunannya. Salah satu komponen penting dalam peningkatan daya guna kran hydrolik ini adalah tali sebagai komponen penting dalam peningkatan daya guna kran hydrolik. Kran hidrolik ini adalah sebagai komponen untuk mengangkat material / benda pada pekerjaan yang dihadapi.

1.2. Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan ini yaitu :

1. Mengenal komponen-komponen pada kran hydrolik.

2. Mengetahui parameter-parameter serta prinsip kerja kran hydrolik.

3. Mengadakan perhitungan dan analisa umur tali baja komponen pendukung kran hydrolik.

1.3. Metode Perencanaan

Metode yang dilakukan dalam analisa ini, yaitu meliputi :

1. Studi dan landasan teori mencakup pengambilan butir-butir tentang pesawat angkat dan tali baja pada khususnya.


(19)

2. Menentukan bahan material yang digunakan pada analisa ini, dengan mempertimbangkan kualitas, teknik, ukuran tali, tipe dan tegangan tarik. 3. Menganalisa permasalahan yang timbul dilapangan dan mencari solusi

dari permasalahan.

1.4. Perumusan Masalah

Defenisi dari analisa ini adalah untuk mengetahui umur tali, kekuatan tali baja. Untuk mengetahui jenis komponen yang akan digunakan yang sesuai dengan hasil perhitungan dan disesuaikan dengan tabel dan literatur.

Pada analisa ini, penulis akan memperhatikan serta mencari data-data mutu dan kualitas tali yang diperoleh dari hasil perhitungan, karena yang penulis temui dilapangan belum ada yang mencantumkan data-data tentang kualitas tali baja.

1.5. Batasan Masalah

Mengingat batas waktu penulisan tugas sarjana ini yang relatif singkat dan keterbatasan penulis, maka disini penulis memberi batasan agar tidak terjadi perluasan masalah yaitu pada dimensi-dimensi utama dari tali baja kran hydrolik antara lain :

1. Kapasitas angkat 25 ton.

2. Type tali yang dianalisa 6 x 19 w + 1 ws rope. 3. Jenis tali biasa dengan posisi berpotongan.


(20)

1.6. Manfaat Analisa

Manfaat yang diperoleh dari hasil kajian ini adalah :

1. Dapat mengetahui umur tali baja kran hydrolik yang layak

2. Menambah ilmu pengetahuan teori dan teknologi pada alat berat dan pesawat angkat

3. Memberikan konstribusi kepada dunia pendidikan khususnya, dunia industri umumnya yang berupa informasi dari hasil kaji analisa dan dapat dijadikan rujukan.


(21)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Umum

Peralatan pengangkat bahan digunakan unuk memindahkan muatan di lokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya.

Proses pemindahan ini juga mencakup pada proses pemuatan dan pembongkaran. Pemindahan beban tersebut dilakukan dengan menggunakan tenaga yang lebih kecil dari pada beban yang akan dipindahkan.

Untuk kepentingan operasi pemuatan dan pembongkaran, beberapa jenis pesawat pengangkat dilengkapi dengan peralatan pengangkat beban yang dioperasikan dengan menggunakan mesin bantu (Auxiliary Machine) atau dengan cara manual. Pada proses operasionalnya pesawat pengangkat memiliki gerakan pemindahan beban sebagai berikut :

a. Gerak tegak (pengangkat vertical)

b. Gerak mendatar (pengangkatan horizontal)

Pesawat pengangkat hanya mengangkat beban dalam jumlah yang terbatas dan dalam jarak yang terbatas pula yang dilakukan dengan bermacam-macam cara seperti : gerakan berjalan (Travelling), gerakan berputar (Rotating). Kran dapat berpindah dengan daya sendiri (mesin penggerak sendiri), bila dibutuhkan suatu gerak pindah yang tidak terbatas dalam operasinya. Kran semacam ini dikenal juga sebagai kran lapangan kasar (Rough Train) yang dalam operasinya dipasang


(22)

di atas kendaraan khusus sesuai dengan kebutuhan misalnya : mobil, traktor atau truk.

Sesuai dengan jenis kendaraan yang mendukungnya, maka kran jenis ini di klasifikasikan sebagai berikut :

1. Kran Mobil (Mobile Crane)

2. Kran Truk (Truck Mounted Crane) 3. Kran Kroler (Crouler Mounted Crane) 1. Kran Mobil

Kran mobil dapat melaju lebih cepat dari kran kroler (Crouler Mounted Crane) dan mempunyai stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan kran truk (Truck Mounted Crane), walaupun ia melaju dengan kecepatan lebih rendah. Baik kran mobil maupun truk dilengkapi dengan cadik (Out Riger Jack Silinder) yang dapat memperluas bidang dukungan kran dengan perencanaan yang menyerupai dongkrak hydrolik tersebut maka suspensi dan roda-roda mobil sepenuhnya bebas dari beban pengangkat. Dengan demikian kapasitas angkat dapat dinaikkan. Bagaimanapun kran mobil tidak mungkin beroperasi dengan beban yang ringan, jadi tanpa cadik maka kapasitas angkat menurun dengan tajam.


(23)

2. Kran Truk

Untuk pengoperasiannya pesawat pengangkatnya (kran) dipakai mesin sendiri seperti diatas. Pada dasarnya pengoperasian tipe kran tergantung kepada sifat (karakteristik), beban dan kondisi lapangan, jadi berhubungan dengan kendaraan pengangkutnya. Maka oleh sebab itu kran truk lebih mengandalkan kecepatan jelajah, jadi kemampuan mobilitasnya lebih tinggi yaitu bisa mencapai 100 km/jam.

Gambar 2.1.2 : Kran Truk 3. Kran Kroler

Kran kroler yang disebut juga kran traktor rantai adalah tipe kran yang dioperasikan dari atas kroler sebagai kendaraan pengangkutnya. Kran kroler dapat beroperasi tanpa cadik, seperti pada kran mobil dan kran truk dan dapat mudah bergerak dilapangan yang kasar (rough train).


(24)

Gambar 2.1.3 : Kran Kroler 2.2. Dasar - Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat

Dasar pemilihan pesawat angkat perlu diketahui hal-hal sebagai berikut : 1. Jenis dan ukuran dari beban yang diangkat, misalnya :

a. Untuk beban terpadu (unit load) : bentuk, berat, volume dan sebagainya

b. Untuk beban tumpuan (bulk load) : gumpalan, sifat mudah remuk (friability) dan sebagainya 2. Kapasitas pemindahan bahan yang praktis tidak hanya kemudahan dalam

pemakaian peralatan saja, juga memiliki kapasitas angkat yang besar dan kecepatan kerja yang relatif singkat.

3. Arah dan panjang lintasan

Berbagai tipe peralatan dapat mengangkat beban dalam arah vertikel atau horizontal dan bentuk sudut.

4. Metode penumpukan

Pemuatan dan pembongkaran pada tujuan yang berbeda dapat dilakukan dengan cara mekanis dan memerlukan alat tambahan.


(25)

5. Kondisi lokasi yang spesifikasi

Kondisi tersebut termasuk pada ukuran, bentuk areal kerja dan kondisi tanah (ground relief) dan sebagainya.

2.3. Karakteristik Pesawat Pengangkat

Parameter teknik yang utama dari sebuah pesawat angkat ialah : 1. Kapasitas angkat (lifting capacity)

2. Berat kotor (dead weight)

3. Kecepatan dari berbagai kecepatan 4. Tinggi pengangkatan (lifting height)

5. Ukuran-ukuran geometris dari pesawat angkat (geometri dimention) Dalam analisa ini, penulis memilih kran hydrolik yang dapat bergerak dilapangan, yang dalam proses operasionalnya dipasang diatas kenderaan khusus yang sesuai dengan kebutuhannya.

2.4. Fungsi Kran Hydrolik

Pada dasarnya pemilihan pesawat pengangkat yang akan direncanakan harus disesuaikan dengan penggunaan serta kemampuan operasionalnya, karena pesawat angkat ini digunakan untuk mengangkat dan memindahkan beban-beban dengan kapasitas angkat 25 ton, serta daerah operasi yang berbeda maka sesuai dengan keperluan ini dipakai kran hydrolik yang dapat diatur jangkauannya.

Secara umum pemilihan tipe pesawat pengangkat didasari atas beberapa pertimbangan, diantaranya :


(26)

a. Dapat dioperasikan pada berbagai tempat, seperti : pelabuhan, pabrik, industri, serta pembangunan gedung bertingkat.

b. Dapat dioperasikan dengan cepat dan mudah dikendalikan.

c. Sangat sesuai digunakan untuk tujuan komersil, karena kapasitas angkat dan jangkauan operasionalnya bervariasi.

Untuk memudahkan pengendalian pada proses operasionalnya, kran ini menggunakan sistim hydrolik. Keuntungan dari penggunaan, sistim hydrolik adalah :

a. Sistim kontrol otomatis, sehingga memudahkan dalam pengoperasian.

b. Dapat memindahkan bahan/material tanpa mengubah arah dan posisi kran hydrolik.

Kerugian dari penggunaan sistim hydrolik ialah :

a. Biaya pemeliharaan yang sangat tinggi, karena memerlukan suku cadang yang hanya diperoleh dari perusahaan pembuatnya.

b. Daya dari sistim mekanis motor penggerak, apabila motor penggerak tidak dapat beroperasi/rusak maka hydrolik tidak dapat beroperasi.

2.5. Prinsip Kerja Kran Hydrolik

Pada dasarnya kran ini menggunakan sebuah mesin baik untuk gerak maju ataupun gerak mundurnya, serta pergerakan seluruh mekanisme angkatnya. Untuk keperluan gerak maju, kran ini mempunyai 6 tingkatan kecepatan ditambah 1 unit gerak mundur. Pada pengoperasiannya kran ini menggunakan pompa hydrolik yang digerakkan oleh poros yang ditransmisikan dari motor (engine).


(27)

Adapun gerakan-gerakan utama dari kran ini adalah :

1. Gerak maju dan gerak mundur (Traction/Retraction Motion)

Bila kran ini dipergunakan hanya untuk beroperasi (bergerak), maka tuas pemindah kecepatan dioperasikan melalui perantara roda gigi pada sistim transmisinya.

2. Gerak naik/turun (Hoisting Motion)

Untuk mengangkat dan menurunkan beban, pertama kita akan operasikan melalui tuas baik untuk keperluan mengangkat maupun menurunkan beban, sehingga fluida bekerja melalui pompa yang dikontrol melalui katub kontrol. selanjutnya fluida tersebut menggerakkan hydrolik dengan perantara roda gigi, maka drum penggulung menggulung tali yang menyebabkan naik atau turunnya beban.

3. Gerak memperpanjang dan memperpendek boom teleskopis

Dengan mengoperasikan tuas kontrol, maka fluida kerja dari pompa dan katub kontrol mengalir masuk ke silinder boom, sehingga boom dapat bergerak sesuai dengan yang diinginkan.

4. Gerak mengangkat dan menurunkan boom (elevating boom)

Untuk gerak ini dilakukan melalui tuas kontrol dan katub kontrol meneruskan media kerja (fluida) keadaan silinder angkat (elevating cylinder) yang kemudian diteruskan ke booster, sehingga boom tersebut dapat diubah sudut angkatnya sesuai dengan yang diinginkan.


(28)

5. Gerak naik turun penyangga kran (jack cylinder motion)

Melalui tuas kontrol yang dioperasikan, fluida dari pompa akan diteruskan ke dongkrak silinder yang akan menggerakkan (naik/turun) penyangga kran ini.

Gambar 2.5 : Kran Hidrolik 2.6. Tali

Ada 2 jenis tali yang dikenal pada saat ini, yaitu :

a. Tali non metal, misalnya tali rami atau manila henep dan belakangan tali plastik telah pula dikembangkan.

b. Tali baja (steel wire rope) yang terbuat dari serat-serat baja. 2.6.1. Tali Baja (Steel Wire Rope)

Tali baja digunakan secara luas pada mesin-mesin pengangkut sebagai perabot pengangkat dibandingkan dengan rantai, tali baja mempunyai keunggulan sebagai berikut :


(29)

b. Lebih tahan terhadap sentakan.

c. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi tinggi. d. Keandalan operasi yang lebih tinggi.

Pada tali baja kawat pada bagian luar akan mengalami keausan yang lebih parah dan putus lebih dahulu dibandingkan dengan bagian dalamnya. Sehingga bagian luar tali kawatnya mulai terputus jauh sebelum putus dan menandakan tali baja tersebut perlu diganti, sedangkan kerusakan pada rantai akan terjadi tiba-tiba. Tali baja lebih murah harganya di bandingkan dengan rantai, tetapi memerlukan diameter drum yang lebih besar sehingga mekanisme pengangkat lebih besar dan berat.

Tali kawat yang terbentuk dari untaian dikenal sebagai tali berpintal dua, dan sering kali digunakan untuk mesin pengangkat. Lapisan dalam tali mengelompokkan menjadi :

1. Tali pintal silang atau tali biasa 2. Tali pintal paralel atau jenis langsung 3. Tali komposit atau pintal balik

Tali biasa mempunyai penerapan yang paling luas. Tali ini dikontruksi sedemikian rupa sehingga arah anyaman kawat dalam untaian berlawanan dengan arah anyaman untaian pada tali. Pada tali paralel arah anyaman kawat dalam untaian sama dengan arah anyaman untaian pada tali. Tali ini mampu menahan gesekan lebih baik dan lebih fleksibel tetapi cenderung untuk terpuntir.


(30)

Tali pararel di pakai pada lift dan pengangkat lainnya yang mempunyai jalur pandu dan sebagai tali penghela. Pada tali komposit kedua untaian yang berdekatan dianyam dengan arah yang berlawanan/terbalik.

Gambar 2.6.1 Lapisan Serat Tali

2.6.2. Tali untuk Kran dan Pengangkat

Pada umumnya setiap tali hanya dapat mengalami lengkungan tertentu sepanjang umur pakai, sejumlah lengkungan tertentu yang telah melewati batas ini akan rusak dengan cepat. Umur tali dapat di tentukan dengan memakai

perbandingan d Dmin

(Dmin adalah diameter minimum puli atau drum dan d adalah

diameter tali) dan

δmin

D

(δ adalah diameter kawat pada tali).

Lengkungan berbalik yakni menuju arah berlawanan dengan lengkungan yang sebenarnya mengurangi umur tali sebanyak setengahnya. Jumlah lengkungan yang di tentukan oleh jumlah titik (puli atau drum) tempat tali lewat, lengkungan dalam satu arah pada titik tersebut setara dengan lengkungan tunggal dan


(31)

lengkungan variabel setara dengan lengkungan ganda sistem puli yang banyak digunakan dan jumlah lengkungan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.6.2 : Menentukan Jumlah Lengkungan Tali dengan Satu Puli Bergerak dan Puli Majemuk

Untuk memperoleh umur tali yang seragam pengaruh jumlah lengkungan harus dikompensasikan dengan satu perubahan pada perbandingan

d Dmin

dengan menyatakan diameter tali dengan rumus :

d = 1,5 δ i ………...………(Lit. 5, Hal. 38) Diperoleh :

Jumlah Lengkungan =

i D

δ

5 , 1

min

Dengan :

δ = diameter satu kawat i = jumlah kawat dalam tali


(32)

Tegangan pada tali yang dibebani pada bagian yang melengkung karena tarikan dan lenturan adalah :

σε=

min D E F S k b δ σ +

= ...……(Lit. 5, Hal. 39) Dengan :

σb= kekuatan putus bahan kawat tali (kg/cm2) k = faktor keamanan tali

S = tarikan pada tali (kg)

F = penampang berguna tali (cm2) E =

8 3

E modulus elastisitas yang di koreksi ;

dimana, E =

8 3

2.100.000 ~ 800.000 kg/cm2.

Pada tali yang sering dipakai pada mesin pengangkat (kecuali tali pintalan kompon), misalnya tali dengan 114, 222, dan 342 buah kawat menjadi :

F(114) =

000 . 50 min D d k S b

σ ...……(Lit. 5, Hal. 39)

F(222)=

000 . 36 min D d k S b

σ ...……(Lit. 5, Hal. 39)

F(342) =

000 . 29 min D d k S b

σ ...……(Lit. 5, Hal. 39)

Maka diperoleh rumus dengan memilih tali menurut kekuatan putusnya P pada penampang total tali sebagai berikut :


(33)

P(114) = 000 . 50 . min D d k S b b − σ σ

...……(Lit. 5, Hal. 39)

P(222) =

000 . 36 . min D d k S b b − σ σ

...……(Lit. 5, Hal. 40)

P(342) =

000 . 29 . min D d k S b b − σ σ

...……(Lit. 5, Hal. 40)

Tarikan kerja maksimum pada bagian tali dari sistim puli beban Sw dapat dihitung dengan rumus :

Sw =

1

. .ηη

n Q

...…...…(Lit. 5, Hal. 41)

Dimana :

Q = berat muatan yang di angkat (kg) n = jumlah muatan puli yang menyangga muatan

η= efisiensi puli

1

η = efisiensi yang di sebabkan kerugian tali akibat kekuatannya ketika menggulung pada drum yang diasumsikan 0,98.

Diameter drum atau puli minimum yang di izinkan didapat dari rumus :

D > e1. e2. d ...…...…(Lit. 5, Hal. 41) Dimana :

D = diameter drum atau puli pada alurnya (mm) d = diameter tali (mm)

e1 = faktor yang tergantung pada alat pengangkat dan kondisi operasi e2 = faktor yang tergantung pada kontruksi tali.


(34)

BAB III

MATERIAL DAN METODE ANALISA

Material

Pada metode analisa ini material yang di gunakan adalah tali baja. Tali baja merupakan tali yang dikontruksikan dari kumpulan jalinan serat-serat tali baja, tali baja di buat dari kawat-kawat baja dengan ultimate σb= 130 – 200 kg/mm2.

Inti dari tali terdiri dari serat henep, asbes atau serat logam lunak. Inti asbes dipakai pada pekerjaan yang berhubungan dengan radiasi panas.

Seutas tali baja masing-masing mempunyai sebuah inti serat manila dan inti fiber dalam tiap-tiap jalinan. Kawat dalam jalinan dan jalinan dalam tali di letakkan dalam dua arah yang berlainan, yaitu : pilih kanan dan pilih kiri.

Dalam analisa ini mengambil bahan serabut tali yaitu baja karbon : (Lit, 5, Hal. 44)

0,70% C ; 0,61% Mn ; 0,09% Si ; 0,21% S dan 0,28% P.C2 …………..(Lampiran tabel 10)

Tipe tali yang di analisa 6 x 19 w + 1 ws rope ………(Lampiran tabel 15 jenis tali biasa dengan posisi berpotongan)

Dimana, sebuah tali baja degan kontruksi yang terdiri dari 6 jalinan dan tiap jalinan terdiri dari 19 kawat baja dengan 1 inti serat.

Keuntungan menggunakan tali baja yaitu : ringan, tali baru lebih baik terhadap tegangan, beban terbagi rata pada semua jalinan, lebih fleksibel, kurang mengalami fatique, kurang mengalami tendensi untuk berbelit, kawat yang patah


(35)

sesudah pemakaian yang lama tidak menonjol dan lebih aman dalam pengangkatan juga tidak akan merusak kawat yang berdekatan.

Gambar 3.1 : Tipe Tali 6x19W+1 WS Rope Metode Analisa

Perincian dan langkah-langkah yang akan dilakukan dalam melaksanakan skripsi ini dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Studi dan landasan teori mencakup pengambilan butir-butir tentang tali baja kran hydrolik pada umumnya.

2. Kajian pustaka yang meliputi analisa teoritis.

3. Menentukan bahan material yang digunakan pada analisa ini, dengan mempertimbangkan kualitas, teknik, ukuran tali, tipe dan tegangan tarik. 4. Melakukan perhitungan dan analisa.

5. Membuat suatu kesimpulan.

6 X 19 (12/6/1) FIBRE CORE


(36)

Konsep Analisa Dapat Di Lihat Di Bawah Ini

Gambar 3.2 : Konsep Analisa Mulai

Study Literatur

Penentuan Material Parameter perhitungan : - Motor penggerak - Puli

- Drum Penggulung Tali - Kait

- Boom

- Kekuatan dan umur tali

Perhitungan dan Analisa

Kesimpulan dan Saran


(37)

BAB IV

PERHITUNGAN DAN ANALISA

Dalam analisa ini data yang ada disesuaikan dengan perencanaan tugas dimana dilakukan analisa konstruksi dan kelengkapan komponen pesawat pengangkat.

Hal ini dilakukan dengan maksud agar dalam pengoperasiannya pesawat dapat diketahui komponen-komponen kerja dan hal-hal yang menyangkut dalam segi teknis agar pengoperasiannya aman terhadap lingkungan kerja bagi si pekerja itu sendiri.

Gambar 4a : Gambar Konstruksi Pesawat Pengangkat Keterangan :

1. Mobil (Truk)

2. Drum (Alur Standard) 3. Tali (6 x 19w + 1Ws) 4. Boom (Teleskopik) 5. Pully (Bergerak) 6. Kait (Tunggal)

Adapun data-data dalam analisa ini yaitu : Kapasitas angkat : 25 Ton


(38)

6 X 19 (12/6/1) FIBRE CORE

Jenis tali yang di analisa : Tali biasa dengan posisi berpotongan .

Gambar 4b : Tipe Tali 6 x 19W + 1 WS Rope

4.1. Perhitungan Motor Penggerak

Dalam analisa ini jenis motor penggerak yang digunakan adalah jenis motor penggerak trolley, trolley ini dapat bergerak ke kanan atau ke kiri yang disebut gerakan traversing. Trolley tersebut juga digerakkan oleh motor listrik yang tidak berbeda dengan motor listrik yang lain dilihat pada gambar 4.1. dibawah ini :

Gambar 4.1 : Motor Penggerak Trolley

Cara kerja pada motor penggerak trolley yaitu, jika motor penggerak trolley mendapat arus listrik/tegangan listrik, maka motor akan berputar. Putaran ini direduksi/di perlambat pada gigi pengatur kecepatan (gear box). Selanjutnya putaran dari roda gigi pengatur kecepatan diteruskan pada poros roda penggerak trolley sehingga trolley dapat bergerak. Gerakan dari pada trolley ialah melintang ke kiri dan kanan sepanjang jembatan (bingkai). Sebaliknya jika aliran listrik di putuskan maka motor listrik akan berhenti, kemudian terjadi pengereman.


(39)

Besarnya daya motor penggerak untuk peralatan pengangkat adalah Nmot = hp

V Q η . 75 .

...…...…(Lit. 5, Hal.292) Dimana :

N = daya motor (hp)

Q = bobot muatan yang diangkat (25.000 kg) V = kecepatan (0,2 m/det)

η = efisiensi total mekanisme (0,92) maka : N = 92 , 0 . 75 2 , 0 . 000 . 25

N = 72,46 hp

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh daya motor penggerak sebesar N 72,46 hp dan motor penggerak ini aman dan dapat di gunakan pada kran hydrolik dengan kapasitas angkat 25 Ton.

4.2. Perhitungan Puli

Puli merupakan suatu kepingan yang bulat yang terbuat dari logam misalnya besi tuang. Pinggiran puli tersebut diberi beralur yang berguna untuk lintasan tali, seperti terlihat pada gambar 4.2 dibawah ini.


(40)

Puli digolongkan menjadi 2 bagian yaitu : 1. Puli Tetap (Fixed Pulley)

2. Puli Bergerak (Movable Pulley) 1. Puli Tetap (Fixed Pulley)

Pully tetap terdiri dari sebuah cakra dan seutas tali yang dilingkari pada alur yang dibagian atasnya. Yang salah satu ujungnya digantungi dengan beban sedang ujung lainnya ditahan atau ditarik kebawah sehingga dengan demikian beban terangkat keatas, seperti terlihat dalam gambar dibawah ini.

Gambar 4.2.1 : Puli Tetap Tunggal

2. Puli Bergerak (Movable Pulley)

Puli bergerak mempunyai cakra yang bebas dan poros yang bebas pula. Tali dilingkarkan dalam alur pada bagian bawah. Salah satu ujung tali diikatkan tetap dan ujung lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, beban digantungkan pada kait (hook) yang tergantung pada poros, seperti terlihat dalam gambar 4.2.2 di bawah ini.


(41)

Gambar 4.2.2 : Puli Bergerak

Langkah dari gaya tarik puli (S) dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

s = z. h ...…...…(Lit. 5, Hal.62) Dimana :

h = tinggi pengangkatan beban (14 meter direncanakan) z = jumlah puli secara keseluruhan (11 buah)

s = langkah penarikan maka :

s = 11. 14 s = 154 meter

Jadi langkah penarikan dari hasil perhitungan diatas diperoleh yaitu 154 meter. Sedangkan untuk kecepatan pengangkatan (v) adalah :

c = z . v ...…...…(Lit. 5, Hal.63) Dimana :

c = kecepatan penarikan (90m/menit = 1,5 m/s) z = jumlah puli secara keseluruhan


(42)

Sehingga : v =

z c

v =

11 / 5 , 1 m s

v = 0,13 m/s

Gambar 4.2.2.1 : Diagram Efisiensi Puli

Jadi kecepatan pengangkatan dari hasil perhitungan diatas diperoleh v = 0,13 m/s.

Diameter puli dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut D >

Dimana :

e1 . e2 . d ...…...…(Lit. 3, Hal.76)

d = diameter tali baja (30 mm …... (Lampiran, tabel 15) e1 = faktor yang tergantung kepada pesawat pengangkat dan kondisi operasi


(43)

e2 = faktor yang tergantung kepada konstruksi tali baja (e2 = 0,90…… Lampiran, tabel 6)

maka :

D > 18. 0,90. 30 D > 486 mm

Bahan poros dipilih S 45 C-D pada tabel JIS G 3123 dengan kekuatan tarik σt 60 – 76 kg/mm2.

Jadi dari perhitungan diperoleh diameter puli D = 486 mm, serta bahan poros yang digunakan adalah S 45 C–D dengan kekuatan tariknya σ t = 60 – 76 kg/mm2 dan dapat kita bandingkan dengan tabel 17, jadi poros ini dapat dipergunakan dalam pengerjaannya.

4.3. Perhitungan Drum Penggulung Tali

Pada operasi pengangkatan drum digunakan untuk menggulung tali baja, menurut cara penggunaannya drum dapat dibedakan menjadi 3 bagian yaitu :

1. Drum beralur

2. Drum bersarang rantai 3. Drum licin

1. Drum Beralur

Drum beralur miring dipakai bila pergerakan drum dengan memakai motor dan tali yang dipakai adalah tali baja seperti terlihat pada gambar 4.3.1 bahan drum adalah besi tuang (cast iron), jarang sekali drum menggunakan bahan dari baja tuang atau konstruksi lasan.


(44)

Gambar 4.3.1 : Drum dengan Alur Miring 2. Drum Bersarang Rantai

Drum jenis ini hanya dipakai pada hal-hal khusus untuk kran yang digerakkan dengan tangan dengan kapasitas angkat sampai 5 ton, seperti terlihat pada gambar 4.3.2 dibawah ini :

Gambar 4.3.2 : Drum Bersarang Rantai 3. Drum Licin

Drum tipe ini biasanya dipakai untuk keperluan lir tangan yang memakai tali rami, seperti terlihat pada gambar 4.3.3 di bawah ini.


(45)

Dalam analisa ini drum yang akan digunakan adalah jenis drum beralur standard dan terbuat dari besi tuang. Diameter drum dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

D1 > e1. e2. d ...(Lit.3, Hal. 76) Dimana :

D1 = diameter alur dalam drum d = diameter tali baja (30 mm)

e1 = faktor yang tergantung kepada pesawat pengangkat dan kondisi operasi ( e1 = 18, …….Lampiran, tabel 5)

e2 = faktor yang tergantung kepada konstruksi tali baja (e2 = 0,90,...…Lampiran, tabel 6)

maka :

D1 > 18. 0,90. 30 mm D1 > 486 mm

Sehingga diameter luar drum adalah : D = D1 + d

D = 486 mm + 30 mm D = 516 mm

Jadi diameter luar drum yang diperoleh dari hasil perhitungan diatas yaitu D = 516 mm, maka drum tersebut dapat dipergunakan dalam pengerjaannya.

Alur drum dipilih jenis alur standard, ukuran alur dapat diperoleh berdasarkan diameter tali baja. Untuk diameter tali baja 30 mm maka diperoleh ukuran-ukuran alur drum yaitu sebagai berikut : (Lit. 5 , Hal. 74)


(46)

1. Diameter tali (d) = 30 mm ……… (lampiran, tabel 15) 2. Jari-jari alur dalam (r1) = 15,5 mm ………… (lampiran, tabel 18) 3. Kisar (s1) = 31 mm ……… (lampiran, tabel 18) 4. Jarak antara (c1) = 8 mm ……… (lampiran, tabel 18) Jumlah lilitan pada tiap sisi drum adalah :

D i H z . . π

= +2 ……….. (Lit. 5 , Hal. 74)

Dimana :

H = tinggi pengangkatan (14 m) D = diameter drum (0,516 m) i = perbandingan sistim tali (4) maka : 2 516 , 0 . 14 , 3 4 . 14 + = z

z = 36 lilitan

Panjang total drum dapat di cari dengan rumus : L=       +12 . . . 2 D i H

π s+11 ……….………….. (Lit. 5 , Hal. 75) Dimana :

I1 = jarak bebas antara alur kanan dan kiri (diambil 100 mm) s = alur (s = 31 mm ……….lampiran, tabel 18)

maka :

L = 

     +12 516 , 0 . 14 , 3 4 . 14 . 2

31 + 100


(47)

Tebal dinding drum yang terbuat dari besi cor dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :

σcomp = ws

s

……….……….. (Lit. 5 , Hal. 76) Dimana :

s = tarikan pada satu bagian tali (kg) ws = tebal dinding (mm)

Tarikan pada satu bagian tali yaitu :

s =

(

)

p z Go G Q η . + + Dimana :

Go = berat takal (150 kg) p

η = efisiensi sistem puli (0,906)

Q = kapasitas angkat (25.000 kg) z = jumlah bagian tali (4)

G = berat magnet pengangkat (2500 kg) maka :

S1 =

(

)

906 , 0 . 4 150 2500 000 .

25 + +

S1 = 7629, 69 kg

S2 = 8421,29kg

0,906 kg 7629,69 η S1 = =

S3 = 9295,02kg

0,906 kg 8421,29 η S2 = =

S4 =

10259,40

kg

0,906

kg

9295,02

η

S

3

=

=


(48)

Jadi tarikan pada satu bagian tali dari hasil perhitungan diatas diperoleh Smax yaitu 10259,40 kg. apabila tarikan yang diberikan lebih dari yang di perhitungkan akan terjadi hal yang patal pada tali tersebut dan orang-orang yang ada di sekitarnya.

Untuk mencari ϖ tebal dinding drum dari besi cor dapat ditentukan dari rumus empiris

ϖ = 0,02.D + (0,6-1,0) cm ……….………….. (Lit. 5 , Hal. 75)

ϖ = 0,02 . 51 + 1

ϖ = 2,02 cm

ϖ = 20 mm

Sehingga pengujian tegangan tekan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan rumus :

s S comp ϖ σ = cm cm kg comp 1 , 3 . 02 , 2 40 , 10259 = σ = comp

σ 1638,358 kg/cm2

Jadi tegangan tekan pada drum yang diperoleh dari hasil perhitungan diatas yaitu σcomp 1638,358 kg/cm2, sehingga drum aman digunakan dalam operasional.

Perhitungan Kait

Kait dipergunakan untuk menggantungkan beban, kait terdiri dari dua macam jenis yaitu kait tunggal dan kait ganda, jadi dalam hal analisa ini penulis mengambil jenis kait tunggal. Penampang kritis dengan kapasitas angkat 25 ton ...(Lit. 5, Hal. 76)


(49)

akan mengakibatkan penampang-penampang kritis dari kait mengalami hal yang tidak diinginkan, oleh karena itu diperhitungkan batas minimumnya yang menyangkut segi teknis dalam operasionalnya. Bahan kait dipilih S45C (lampiran, tabel 17)

Gambar 4.4 : Kait Tunggal

Tegangan tarik yang terjadi dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

4 .d12

Q t

π

σ = ………(Lit. 5, Hal. 86)

Dimana :

Q = kapasitas angkat (25.000 kg) 1

d = diameter drum ulir (32,58 mm) maka : ) 58 , 32 .( 14 , 3 000 . 25 2 mm kg t= σ


(50)

t

σ = 30 kg/mm2

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tarik yang terjadi pada kait sebesar σt 30 kg/mm2, jadi kait aman untuk digunakan dalam operasional.

Perhitungan Boom

Boom berfungsi sebagai tangan kran untuk menjangkau dan menaikkan/menurunkan beban disamping pengangkatan (naik/turun) menurut sistim pengangkatan. Jenis boom menurut konstruksinya yaitu :

a. Boom dengan lengan tetap (fixed arm)

b. Boom yang dapat memanjang dan memendek (teleskopis) c. Boom yang dapat memendek (bent boom)

Pada mekanisme analisa ini boom yang dirancang ialah boom teleskopis dengan kapasitas angkat 25 ton.

Gambar 4.5 : Boom Teleskopik

Material dari boom adalah baja dengan jenis S cr 5, dimana sifat bahan dari baja tersebut adalah sebagai berikut : (Lampiran, tabel 20).

a. Batas mulur 8500 kg/cm2

b. Kekuatan tarik 10000 kg/cm2

c. Kekerasan 285 – 341 HB


(51)

Data untuk penampang boom I

1. Panjang boom (L1) 11,24 m = (1124 cm)

2. Lebar boom (b1) 40 cm

3. Tinggi boom (h1) 65 cm

4. Tebal plat (t1) 2 cm

Luas penampang boom I :

A1 = (h1 x b1) – [(h1 – 2. t1) x (b1 – 2. t1)] A1 = (65 x 40) – [(65-2.2) x (40 – 2.2)] A1 = 404 cm2

A1 = 4,04 dm2

maka, untuk berat boom I :

Wb1 = A1 x L1 x γ → jika γ baja = 0,00783 kg/cm3 Wb1 = 404 x 1124 x 0,00783

Wb1 = 3.555,57 kg

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh luas penampang boom I A1 404 cm2 dan berat boom I Wb1 3.555,57 kg.

Data untuk penampang boom II

1. Panjang boom (L2) 8,94 m = (894 cm) 2. Lebar boom (b2) 36 cm

3. Tinggi boom (h2) 61 cm 4. Tebal plat (t2) 2 cm Luas penampang boom II


(52)

A2 = (61 x 36) – [(61 – 2.2) x (36 – 2.2)] A2 = 372 cm2

Maka, untuk berat boom II

Wb2 = A2 x L2 x γ → jika γ baja = 0,00783 kg/cm3 Wb2 = 372 x 894 x 0,00783

Wb2 = 2.604 kg

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh luas penampang boom II A2 372 cm2 dan berat boom II Wb2 2.604 kg.

Sehingga berat boom teleskopis total adalah : Wb = Wb1 + Wb2

Wb = 3.555,57 kg + 2.604 kg Wb = 6159,57 kg

Maka dari hasil perhitungan diatas diperoleh berat total boom teleskopis dari hasil perhitungan diatas yaitu : Wb 6159,57 kg.

Perhitungan Umur Tali Baja

Tali merupakan komponen yang sangat penting, agar proses pekerjaan dapat dilakukan dengan lancar dan aman. Jenis tali baja di pergunakan secara luas pada pesawat pengangkat sebagai mekanisme beban yang lebih besar dan berbobot lebih berat. Dalam analisa ini penulis mencoba mengambil tipe tali 6 x 19 w + 1 ws rope, jenis biasa dengan posisi berpotongan.


(53)

Gambar 4.6.1 : Bagian-bagian Tali Baja Keterangan :

1. Serat tali baja 2. Jalinan (strand) 3. Inti (core) 4. Kawat (sling)

Tegangan tarik yang sebenarnya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :

k b t

σ

σ = ………..……….…………... (Lit. 3 , Hal. 118) Dimana :

σt= tegangan tarik sebenarnya (kg/mm 2

)

σb= tegangan patah 180 – 190 kg/mm 2

(180 kg, diambil) k = faktor keamanan 6-7 (6, diambil) maka,

6 / 180kg mm2 t=

σ

t


(54)

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tarik yang sebenarnya t

σ 30 kg/mm2.

Dalam analisa ini menggunakan sistim puli berganda, diperoleh persamaan sebagai berikut :

Z =

1 1 . 2 2 1

− − + ε ε ε

Q ………...………….. (Lit. 3 , Hal. 100)

Dimana :

Q = kapasitas angkat (25.000 kg)

ε = faktor yang tergantung pada tipe pesawat pengangkat (1,04)

Z = jumlah puli (berganda)

Sehingga dapat dinyatakan sebagai berikut : Q = S1 + S2 + S3

Z = ε1 maka :

S1 = Q

1 1 . . 2 3

− − ε

ε ε

S1 = 25.000. (1,04)2 .

1 04 , 1 1 04 , 1 3− −

S1 = 8706,88 kg

Maka tegangan tali yang terbesar dapat diperoleh sebagai berikut : Z = ε.S1

Z = 1,04 . 8706,88 kg Z = 9055,1522 kg


(55)

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tali yang terbesar yaitu Z = 9055,1522 kg.

Luas penampang tali dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

F114 = t Z

σ ……….………….. (Lit. 5 , Hal. 39)

Dimana :

F144 = luas penampang tali Z = tegangan tali terbesar

t

σ = tegangan tarik sebenarnya maka :

F114 = 2

kg/mm 30

kg 9055,1522

F114 = 301, 8385 mm2 F114 = 3,01 cm2

Jadi dari hasil perhitungan diatas diperoleh luas penampang tali terbesar F114 = 3,01 cm2.

Diameter kawat dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : π δ . 114 .F Q

= ………..……….……….. (Lit. 3 , Hal. 118)

Dimana :

δ = diameter kawat (mm) Q = kapasitas angkat F = luas penampang tali


(56)

maka : 3,14 . 114 25000.3,01 δ= mm 0,4584 δ=

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh diameter 1 (satu) kawat δ 0,4584 mm.

Gambar 4.6.2 : Dimensi Tali

Tegangan dari satu kawat dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

D d E w

=

σ ………..……….…….. (Lit. 6 , Hal. 358) Dimana :

σ = tegangan pada suatu kawat E = modus elastis (800.000 kg/cm2) dw = diameter kawat (0,04584 cm) D = diameter puli ( 48,6 cm) maka :

σ = 800.000 kg/ cm2

cm cm 6 , 48 04584 , 0


(57)

Jadi tegangan yang diterima untuk 1 (satu) kawat yaitu 754,567 kg/ cm2 apabila tegangan yang diberikan pada satu kawat lebih dari yang ditentukan maka akan berakibat fatal pada daerah sekeliling saat tali beroperasi.

Dengan menyatakan rumus diameter tali dapat diperoleh sebagai berikut d = 1.5 . δ i………..………….……….. (Lit. 5 , Hal. 38) Dimana :

δ = diameter satu kawat I = jumlah kawat dalam tali

maka :

d = 1,5 . 0,4584 . 114 d = 7,3415 mm

sehingga diperoleh dari perhitungan diatas diameter tali yang dipakai : Jumlah Lengkungan =

i

D

.

.

5

,

1

min

δ

……….. (Lit. 5 , Hal. 38) Dimana :

D

min = diameter minimum Puli (lampiran tabel 14, 30xdiameter tali) δ = diameter satu kawat ( mm )

i = jumlah kawat dalam tali maka :

Jumlah Lengkungan =

114

.

4584

,

0

.

5

,

1

341

,

7

.

30

mm

mm

= 30 mm

Dari hasil perhitungan di atas diperoleh diameter tali 30 mm dan ini sesuai dengan tabel product index detail untuk tipe tali 6 x19 w + 1 ws rope dan


(58)

Tipe tali ini dapat digunakan untuk pesawat pengangkat khususnya kran hydrolik dengan kapasitas angkat 25 ton.

Tarikan kerja maksimum pada bagian tali dari sistim puli beban S dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

S =

1

n.

η.η

Q

………..…….. (Lit. 5 , Hal. 41) Dimana :

Q = berat muatan yang di angkat (kg)

n = jumlah muatan tali yang menyangga muatan (lampiran tabel 4 diambil 4)

η1 = efisiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuannya saat menggulung pada drum (0.98)

η = efisiensi puli ...(lampiran, tabel 19 diambil 0,906) maka :

S =

98

,

0

.

906

,

0

.

4

25000

S =

7039,23 kg

Jadi dari hasil perhitungan diatas diperoleh tarikan kerja maksimum pada tali sebesar S 7039,23 kg, maka apabila tarikan kerja yang diberikan pada tali lebih dari yang ditentukan akan berdampak tidak baik terhadap lingkungan disekitar tali saat pengoperasian, maka kekuatan putus pada penampang total tali dapat diperoleh sebagai berikut :

P

114

=

σ

b

x

F

114…………... (Lit. 5 , Hal. 42) Dimana :


(59)

σ

b = Kekuatan putus tali (18.000 kg/cm2)

F114 = Luas penampang tali (3,01 cm2) maka :

P114 = 18.000x3,01 P114 = 54.180 kg

Dari hasil perhitungan di atas maka dapat disimpulkan bahwa kekuatan putus penampang total tali yaitu : P114 = 54.180 kg.

Tegangan pada tali yang di bebani pada bagian melengkung karena tarikan dan lenturan dapat dicari dengan menggunakan persamaan :

min D E F S k b δ σ

σΣ= = + ………..……….. (Lit. 5 , Hal. 39) Dimana :

b

σ = kekuatan putus kawat tali (0,018 kg/cm2) k = faktor keamanan tali (6)

S = tarikan pada tali (7039,23 kg) F = luas penampang tali (3,01 cm2) E = modulus elastisitas (800.000 kg/cm2) maka : 0245 , 22 800000 . 04584 , 0 01 , 3 23 , 7039 + = Σ σ 2 / 668 ,

4003 kg cm

= Σ σ

Sehingga dari hasil perhitungan diatas dapat diperoleh tegangan pada tali karena tarikan dan lenturan σΣ = 4003,668 kg/cm2.


(60)

K P

S= ……….…….. (Lit. 5 , Hal. 40)

Dimana :

S = tarikan maksimum tali (kg)

P = kekuatan putus tali sebenarnya (54.180 kg) K = faktor keamanan (6)

maka : S = 6 180 . 54 kg

S = 9.030 kg

Jadi tarikan maksimum yang di izinkan pada tali S = 9.030 kg, maka apabila beban yang diberikan pada tali melebihi yang ditentukan akan berakibat fatal dalam proses pengerjaan / pengoperasiannya.

Tegangan tarik atau tekan yang terjadi ketika membengkokkan kawat lurus pada serat terluar dicari dengan persamaan :

min D E t

δ

σ =± ……….……….. (Lit. 5 , Hal. 40)

Dimana :

E = modulus elastisitas kawat (800.000 kg/cm2)

δ = diameter kawat (0,04584 cm) Dmin = diameter minimum puli (22,0245 cm) maka :

t

σ = 800.000 kg/cm2 .

cm cm 0245 , 22 04584 , 0 t


(61)

Dari hasil perhitungan diatas tegangan tarik atau tekan yang terjadi saat membengkokkan kawat lurus pada serat terluar yaitu : σt=1.665,054 kg/cm2.

Tekanan dari tali ke alur puli yang menyebabkan keausan dapat diperoleh dengan persamaan di bawah ini :

D d F P . . 2

= ……….. (Lit. 6 , Hal. 360)

Dimana :

P = Tekanan tali (kg/cm2) F = Luas penampang tali (3,01 cm2) d = Diameter tali (3 cm) D = Diameter puli (48,6 cm) maka : cm cm cm P 6 , 48 . 3 01 , 3 . 2 2 = 2 / 041 ,

0 kg cm

P=

Akibat gesekan antara tali dengan puli yang berlangsung, sehingga dari hasil perhitungan diatas didapat tekanan yang terjadi menyebabkan keausan pada tali yaitu : P = 0,041 kg/cm2.

Tarikan pada satu bagian tali dapat dicari dengan menggunakan persamaan P =

η

. 4

Q

……….. (Lit. 5 , Hal. 82) Dimana :

P = tarikan pada tali (kg)


(62)

η = effisiensi puli (0,94) maka : P = 94 , 0 . 4 000 . 25 kg

P = 6.648,936 kg.

Jadi dari hasil perhitungan diatas didapat tarikan pada satu bagian tali P = 6.648,936 kg.

Tegangan tarik sebenarnya pada tali dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :

F P =

σ ……….. (Lit. 5 , Hal.82)

Dimana :

σ = tegangan tarik sebenarnya (kg/mm2) P = tarikan pada tali (6.648,936 kg) F = luas penampang tali (301,8385 mm2) maka : 2 8385 , 301 936 , 648 . 6 mm kg = σ 2 / 028 ,

22 kg mm

= σ

Dari hasil perhitungan diatas didapat tegangan tarik sebenarnya pada tali yaitu : σ = 22,028 kg/mm2.

Karakteristik umur tali diperoleh dari semua pengujian dalam bentuk grafik yang menghasilkan hubungan (Lit. 5 , Hal. 43)


(63)

Gambar 4.6.3 : Diagram untuk Menentukan Jumlah Lengkungan Tali Maka secara matematis rumus designnya (Lit. 5 , Hal. 43)

A = d D

(Perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali)

M = Faktor yang tergantung pada jumlah lengkungan berulang dari tali z periode keausannya sampai tali tersebut rusak (0,95)...(Lampiran, tabel 7)

σ = Tegangan tarik sebenarnya (22,028 kg/mm2) c = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik

maksimum bahan kawat (0,95) ……….(Lampiran, tabel 8) c1 = faktor yang tergantung pada tali (0,89) …….(Lampiran, tabel 9) c2 = faktor yang menentukan faktor produksi dan operasi tambahan yang


(64)

Sehingga :

A = 0,95 . 22,028 kg/mm2 . 0,95 . 0,89 . 0,9 A = 15,924 kg/mm2

Jadi dari hasil perhitungan diatas didapat perbandingan diameter drum atau

puli dengan diameter tali yaitu : A = 15,924 kg/mm2, dan dapat dibandingkan dengan grafik diatas dengan hasil perhitungan yang diperoleh.

Penentuan faktor yang tergantung pada jumlah lengkungan berulang dari tali selama periode keausannya hingga tali tersebut rusak.

m =

2 1.

. .c c c

A

σ ……….. (Lit. 3 , Hal.101)

m = 9 , 0 . 89 , 0 . 95 , 0 . / 028 , 22 / 924 , 15 2 2 mm kg mm kg

m = 0,9499

Akibat lengkungan yang berulang pada tali menyebabkan keausan sehingga tali tersebut rusak, maka dari hasil perhitungan di peroleh m = 0,9499 dan dapat membandingkannya dengan table 7 pada lampiran, z dalam ribuan (130.000).

Sehingga umur tali dapat di tentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

N =

θ β. . .z2 a

z

……….……….. (Lit. 5 , Hal.83) Dimana :

N = umur tali (bulan)


(65)

z2 = jumlah lengkungan berulang persiklus (naik dan turun) pada tinggi pengangkatan penuh dan pembengkokan satu sisi (3)

(Lampiran tabel 13)

β

= faktor pengganti dalam ketahanan tali untuk mengangkat beban pada ketinggian penuh dan untuk mengangkat beban pada beban kurang dari beban penuh (0,4)…….(Lampiran, tabel 13)

θ = z z

= 2,5 (Lit. 5 Hal. 48) adanya hubungan langsung antara jumlah

lengkungan dan jumlah putusan didalam tali. Maka umur tali dapat di peroleh :

N =

5 , 2 . 4 , 0 . 3 . 3400 000 . 130

N = 12,74 bulan

Dari hasil perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa umur tali di sebabkan beberapa faktor diantaranya siklus kerja, lengkungan yang berulang, tinggi pengangkatan penuh, pembengkokan satu sisi, gesekan pada puli dan drum, serta jumlah putusan kawat dalam tali sehingga umur tali dapat ditentukan pada kran hydrolik dengan kapasitas angkat 25 ton yaitu : 12,74 bulan.

Jumlah lengkungan yang diizinkan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan : (Lit. 5, Hal. 46)


(66)

Gambar 4.6.4 : Hubungan kapasitas angkat beban dan ketahanan tali pada serat yang patah sepanjang ujung tali

maka :

z1 = jumlah lengkungan

a = jumlah rata-rata siklus kerja perbulan (3400) (Lampiran, tabel 13)

z2 = jumlah lengkungan berulang persiklus (naik dan turun) pada tinggi pengangkatan penuh dan pembengkokan satu sisi (3)

(Lampiran, tabel 13) N = umur tali (bulan)


(67)

β = faktor pengganti dalam ketahanan tali untuk mengangkat beban pada ketinggian penuh dan untuk mengangkat beban pada beban kurang dari beban penuh (0,4) , (Lampiran, tabel 13).

maka :

z1 = 3400 . 3 . 12,74 . 0,4 z2 = 51.979,2

Jadi jumlah lengkungan yang berulang yang mengakibatkan kerusakan pada tali dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan : (Lit. 5 , Hal.48)

z = z1 . θ = a . z2 . N . β.θ z = 51.979,2 . 2,5

z = 129.948.

Maka dari hasil perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa kerusakan pada tali dengan lengkungan yang berulang-ulang yang mengakibatkan tali tersebut rusak, jadi jumlah lengkungan yang didapat selama tali itu beroperasi hingga rusak yaitu : z = 129.948.


(68)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Dengan berpedoman kepada data dan perhitungan serta analisa yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan kran hydrolik ini sangat effisien dan berdaya guna disamping pemeliharaannya yang sangat mudah dan jarang terjadi kerusakan .

a. Daya motor (N) = 72,46 hp

b. Diameter puli (D) = 486 mm

c. Diameter drum (D) = 516 mm

d. Tegangan yang terjadi pada kait (σi) = 30 kg/mm2

e. Luas penampang boom I = 404 cm2

a. Luas penampang boom II = 372 cm2

b. Berat boom I = 3.555,57 Kg

c. Berat boom II = 2.604 Kg

d. Luas penampang tali (F114) = 3,01 cm2 e. Diameter satu kawat (δ ) = 0,4584 mm f. Tegangan untuk satu kawat (σ ) = 754,567 Kg/ cm2

g. Diameter tali (d) = 30 mm

h. Tarikan kerja maksimum (Smax) = 7.039,23 Kg i. Kekuatan putus tali (P114) = 54.180 Kg


(69)

k. Tarikan maksimum izin (Si) = 9.030 Kg l. Tekanan tali ke alur puli (P) = 0,041 kg/ mm2 m. Tarikan pada satu bagian tali (P) = 6.648,936 Kg n. Tegangan tarik sebenarnya (σ1) = 22,028 Kg/ mm2 o. Perbandingan diameter drum atau puli

dengan diamter tali

(

A

=

dD

)

= 15,924 kg/ mm2

p. Umur tali (N) = 12.74 bulan

q. Jumlah lengkungan (z) = 129.948

Pemeliharaan

Dalam hal pemeliharaan ini sangat penting artinya membuat ketahanan sebuah tali baja, yang diperhatikan antara lain :

1. Jangan di seret 2. Jangan di ikat

3. Membersihkan dengan dry eleaner 4. Bebas dari air hujan dan matahari Dan untuk pelumasannya dapat digunakan :

1. Gardium Compound (wire rope grease)

Saran

Saran yang dapat disampaikan dari hasil perhitungan dan analisa, yaitu : 1 Dianjurkan gunakan beban angka yang sesuai dengan kerja maksimal

terhadap ukuran tali baja agar lebih maksimal dan akurat. 2 Selalu menjaga lengkungan kecil sewaktu pemakaian tali.


(70)

DAFTAR PUSTAKA 1. http://www.hydrauliccrane.com

2. http://www.stellrope.com

3. Muin. A. Syamsir, 1987. “Pesawat - Pesawat Pengangkat” , Express. Medan.

4. Rohmandi, 1990. “Alat - Alat Berat dan Penggunaanya”, Pekerjaan Umum, Jakarta.

5. Rudenko. N, 1992. “Mesin Pemindah Bahan“, Alih bahasa Foesd Nasar, Ir, Erlangga, Jakarta.

6. Shigley E.J. Michell D.L., “Perencanaan Teknik Mesin“, Alih bahasa harahap Gandhi, Erlangga, Jakarta.

7. Stolk, J, Kros. C “Elemen Mesin“, Alih Bahasa Hendarsin, H dan Abdul Rahman A, Edisi ke – 21, Erlangga, Jakarta.

8. Sularso, Kiyokatsu Suga, ”Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin“, PT. Pradya Paramitha, Jakarta.

9. Susy F.R, “Alat Berat Untuk Proyek Konstruksi“, Edisi I, Rineka Cipta, Jakarta.


(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(1)


(2)

(3)


(4)

(5)


(6)