Analisis Kekuatan & Tegangan Tali Baja Untuk Lift Hyundai Service Dengan Kapasitas 24 Orang Dengan Mengunakan Sofwer Ansys Di Gedung Camridge Hotel

TUGAS SARJANA MESIN PEMINDAH BAHAN

ANALISA KEKUATAN & TEGANGAN TALI BAJA

UNTUK LIFT HYUNDAI BARANG DENGAN KAPASITAS 1600 KG DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK ANSYS

DI GEDUNG CAMRIDGE HOTEL

Skripsi yang diajukan sebagai Syarat memperoleh gelar sarjana teknik

MICHAEL JACKSON M NIM. 110421058

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

ABSTRAK

Dalam aktifitas sehari-hari, suatu pekerjaan / pelayanan manusia membutuhkan suatu alat untuk dapat mengefisienkan waktu, biaya dan mempercepat suatu pekerjaan / pelayanan pada suatu tempat, untuk itu dibutuhkan alat untuk memenuhi kebutuhan tersebut.

Dalam analisa ini saya menganalisa tali baja Lift Penumpang di Gedung Camridge hotel, Jln. S. Parman, Medan. Karena mesin ini sangat bermanfaat bagi orang yang menggunakannya sehari-hari. Demikian juga bagi para karyawan yang bekerja di gedung ini, karena penggunaanya sangat mudah dan praktis jika mereka mau keluar-masuk di gedung ini dan naik ke lantai lainnya tanpa mengeluarkan tenaga dan waktu yang banyak. Alat ini juga bermanfaat bagi para bagian keamanan gedung ini, karena jika sewaktu-waktu mereka dibutuhkan pada suatu tempat di gedung ini maka dengan menggunakan Lift ini mereka dapat sampai ditujuan dengan cepat.

Mesin Lift penumpang adalah suatu mesin pengangkat penumpang yang bergerak vertikal naik-turun pada lintasanya. Mesin ini juga dapat mengangkat penumpang maksimal 24 orang. Cara kerja dari mesin elevator ini telah di program pada control panel melalui inverter.

ABSTRACT

In daily activities, a work human services require a tool to be able to minimize the time, cost and accelerate the work services on a place, for it needed a tool to meet those needs.

In this analysis I used analyzed the steel rope Passenger Elevator in Building Camridge hotell, in S. Parman street, Medan north sumatera. Because this machine is very useful for people who use it daily. Likewise, for those employees who work in this building, because its use is very simple and practical if they want to come and go in this building and go up to another floor without spending a lot of time and energy. This tool is also useful for the security part of this building, as if at any time they are needed at a place in this building then using these lifts they can be arrived at the destination quickly.

Passenger lifts machine is a machine that moves vertically lift passengers up and down on the road. This machine also can lift a maximum of 24 passengers. The workings of this elevator machine has been in the program on the control panel through an inverter.

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini tepat pada waktunya. Tugas Sarjana ini berjudul “Analisis Kekuatan & Tegangan Tali Baja Untuk Lift Hyundai Service Dengan Kapasitas 24 Orang Dengan Mengunakan Sofwer Ansys Di Gedung Camridge Hotel”.

Tugas Sarjana ini disusun sebagai salah satu syarat yang ditempuh bagi setiap Mahasiswa untuk memperoleh gelar Sarjana pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Penulis Menyadari bahwa dalam penyelesaian Tugas Serjana ini masih ada terdapat kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran agar Tugas Sarjana ini dapat menjadi sempurna dan bermanfaat bagi kita yang membacanya.

Selama melaksanakan Tugas Serjana ini, penulis mendapatkan banyak bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua Orang tua penulis, Ayahanda T. Butar-butar beserta Ibunda T. Pasaribu yang telah memberikan dorongan moril maupun materil selama ini.

2. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Sarjana

3. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Sumatera Utara.

4. Seluruh staff pengajar yang mendidik penulis selama diperkuliahan dan para pegawai

5. Ronal Sijabat S.T, selaku Supervisor Elevator di Gedung Camridge yang telah memberikan masukan dan saran kepada penulis selama melakukan Tugas Sarjana.

6. Adinda Juliana Lidia Simbolon yang telah banyak memberikan semangat dalam

menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

7. Teman-teman seperjuangan Irpan Alam dan seluruh Mahasiswa Ekstensi khususnya

Angkatan 2011.

Akhirnya penulis memohon dan berdoa semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas semua Amal baik kita, dan semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat bagi siapapun yang membaca dan memahaminya.

Medan, November 2014 Penulis

NIM. 110421058

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR SIMBOL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... iX ABSTRAK ... X BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 2

1.3 Manfaat Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Metodologi Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mesin Pemindah Bahan ... 5

2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan ... 9

2.3.1 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat ... 10

2.4 Elevator ... 11

2.4.1 Sejarah Elevator ... 11

2.4.2 Cara kerja Elevator ... 17

2.4.3 Komponen utama pada Elevator ... 18

2.5 Klasifikasi Metode penggunaan Pengimbang ... 25

2.6 Faktor yang mempengaruhi umur Puli & Tali Baja ... 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat ... 28

3.2 Bahan dan Alat ...28

3.2.1 Bahan ... 28

3.2.2 Alat ... 29

3.3 Prosedur Analisa Tali Baja …. ... 29

3.4 Keterangan Diagram Alir …. ... 31

3.4.1 Studi Literatur ... 31

3.4.2 Pengumpulan Data ... 31

3.4.3 Analisa Data ... 31

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Tali Baja ... 33

4.2 Perhitungan Motor Penggerak ... 39

4.3 Perhitungan Dimensi Sangkar ... 41

4.4 Perhitungan Tali Baja ... 42

4.4.1 Bahan Tali Baja ... 43

4.4.2 Luas Penampang Tali Baja ... 44

4.4.3 Diameter Tali Baja ... 47

4.4.4 Umur Tali Baja ... 48

4.4.5 Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja ... 50

4.5 Perhitungan Puli Penggerak ... 51

4.5.1 Diameter Puli ... 51

4.5.3 Diameter Poros Puli ... 52

4.5.4 Tekanan Pada Alur Puli ... 55

4.6 Teori Ansys ... 57

4.7 Analisa dan Pembahasan Tali Baja Mengunakan Ansys 12 ... 61

4.7.5 Analisa tali baja pada Car Elevator ... 64

4.7.2 Analisa tali baja pada Counterweight ... 69

BAB V KESIMPULAN 5.1 Simpulan ... 79

5.2 Saran ... 80

DAFTAR PUSTAKA ... ix LAMPIRAN

DAFTAR SIMBOL

Lambang Keterangan

P Daya Motor Hp

Satuan

a Jumlah trip rata-rata/bulan - c Faktor karakteristik -

D Diameter Puli mm

d Diameter tali mm

F Gaya Newton

Fc Faktor Koreksi -

g Grapitasi bumi m/s2

_n Putaran Rpm

p Tekanan Pa

k Faktor Keamanan tali -

l Panjang tali cm

Q Beban total kg

t Waktu Sekon

v Kecepatan m/s

z Momen tahan lentur mm3

η Efesiensi -

σ Tegangan tarik yang terjadi kg/mm2

_ϕ

-BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Indonesia adalah negara yang berkembang, dimana pada saat sekarang ini sedang menggalakkan pembangunan di segala bidang untuk meningkatkan taraf hidup bangsa Indonesia. Pembangunan sarana dan prasarana umum meliputi pembangunan industri, perhubungan, pusat perbelanjaan (mall), perkantoran, hotel, dan apartemen.

Elevator / Lift adalah angkutan transportasi vertikal yang digunakan untuk mengangkut orang atau barang. Lift umumnya digunakan di gedung-gedung bertingkat tinggi biasanya lebih dari tiga atau empat lantai. Gedung-gedung yang lebih rendah biasanya hanya mempunyai tangga atau escalator. Lift-lift pada zaman modern mempunyai tombol-tombol yang dapat dipilih penumpangnya sesuai lantai tujuan mereka, Terdapat tiga jenis mesin, yaitu Hidraulik, Traxon atau katrol tetap, dan Hoist atau katrol ganda, Jenis hoist dapat dibagi lagi menjadi dua bagian, yaitu hoist dorong dan hoist tarik.

Sistem keberadaan elevator dan segala kemajuan dan kehandalannya tidak serta merta mengalami perkembangan-perkembangan secara bertahap, sejak keberadaannya pertama kali dibangun. Sejak, sistem penggerak elevator pada awal perkembangannya dimulai dengan cara yang sangat sederhana, yaitu dengan menggunakan tenaga non mekanik. Sejarah perkembangan elevator modern sebenarnya baru dimulai sejak tahun 1830-an, setelah diperkenalkannya pasangan kawat selling (wire rope) dengan katrol (pully). Awal mulanya penggunaan elevator

ini digunakan untuk pertambangan di Eropa dan segera diikuti oleh negara-negara lain termasuk Amerika. Perkembangan elevator sangat lambat pada awal tahun 1970-an, namun sejak diperkenalkannya transistor dan alat pendukung elektronik lainnya pada sistem kontrol elevator pada saat itulah perkembangan control Elevator begitu pesat

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui Kekuatan, Umur & Tegangan tali baja yang terjadi pada elevator di Gedung Camridge Jalan. S. Parman, Medan sehingga Elevator aman untuk digunakan.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini untuk mencari dan memperoleh data secara analitik tentang Kekuatan & tegangan Tali baja untuk lift Hyundai Passenger dengan kapasitas 20 orang

1.4 Batasan Masalah

Dalam pembahasan perencanaan ini, kami memberikan batasan masalah untuk lebih memfokuskan isi laporan sebagai berikut:

1. Penggunaan Tali Baja yang digunakan hyundai Elevator

2. Dalam perhitungan tidak disertakan factor biaya.

3. Sefty yang digunakan Elevator

4. Perhitungan Komponen Kompone Utama

Metode yang di lakukan untuk mengkaji secara analitik tentang Kekuatan & tegangan Tali baja untuk lift Hyundai Passenger dengan kapasitas 24 orang yaitu dengan cara :

1. Studi literature

Permasalahan yang ada dilakukan pendekatan dengan memahami penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dan memahami perumusan yang disarankan untuk dipakai Selain itu, mempelajari referensi lain yang dapat memberikan solusi pada studi eksperimen ini.

2. Diskusi

Melakukan tanya jawab kepada koordinator laboratorium dan Dosen pembimbing dikampus mengenai Analisa penelitian yang dikerjakan.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan tugas sarjana ini adalah sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan, berisikan latar belakang, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat, metodologi penulisan dan sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka, berisikan tentang teori-teori yang mendasari dari analitik Kekuatan & tegangan Tali baja untuk lift Hyundai

Bab III Metode penelitian, berisikan prosedur penelitian, dan analisa data.

Bab IV Analisa data dan Pembahasan, berisikan penyajian data-data hasil dari penelitian.

Bab V Kesimpulan dan Saran, sebagai penutup berisikan kesimpulan yang diperoleh dari Analisa Kekuatan, Umur & Tegangan pada tali baja Hyundai Elevator.

Daftar Pustaka berisikan literatur yang digunakan dalam penelitian dan penyusunan laporan ini.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mesin Pemindah Bahan

Mesin pemindah bahan dengan menggunakan Sling (tali baja) merupakan bagian terpadu perlengkapan mekanis dalam setiap industri modern. Desain mesin pemindah bahan yang beragam disebabkan oleh banyaknya jenis dan sifat muatan yang dipindahkan serta banyaknya operasi pemindahan yang akan mendukung produksi. Dalam setiap perusahaan, proses produksi secara keseluruhan sangat ditentukan oleh pemilihan jenis mesin pemindah bahan yang tepat pemilihan parameter utama yang tepat dan efisiensi operasinya. Jadi, pengetahuan yang sempurna tentang ciri operasi dan desain mesin ini dan metode desainnya serta penerapan praktisnya sangat diperlukan dari pada Mesin pemindah bahan yang menggunakan rantai.

Mesin pemindah bahan merupakan salah satu peralatan yang digunakan untuk memindahkan muatan dilokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penumpukan bahan, tempat penyimpanan, dan pembongkaran muatan. Mesin pemindah bahan pada prakteknya hanya memindahkan muatan dalam jumlah dan besar serta jarak tertentu. Jarak ribuan meter hanya dilakukan untuk perpindahan yang konstan antara dua lokasi atau lebih yang dihubungkan oleh kegiatan produksi. Untuk operasi bongkar muatan tertentu, mekanisme mesin pemindah bahan dilengkapi dengan alat pemegang khusus (safety) yang dioperasikan oleh mesin bantu atau secara manual. Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat dan sesuai kebutuhan untuk meningkatkan effisiensi dan daya saing dari aktivitas

tersebut.

2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan

Berdasarkan desainnya mesin pemindah bahan diklasifikasikan atas :

1. Perlengkapan perangkat, yaitu kelompok mesin dengan peralatan pengangkat yang

bertujuan untuk memindahkan muatan dalam satu batch.

2. Perlengkapan pemindah, yaitu kelompok mesin yang tidak mempunyai peralatan

pengangkat tetapi memindahkan muatan secara berkesinambungan.

3. Perlengkapan permukaan dan overhead, yaitu kelompok mesin yang tidak dilengkapi

dengan peralatan pengangkat dan biasanya menangani muatan dalam satu batch dan berlanjut

Setiap kelompok mesin dibedakan oleh ciri khas dan bidang penggunaan yang khusus. Perbedaan dalam desain kelompok ini juga ditentukan oleh keadaan muatan yang akan ditangani, arah gerakan kerja dan keadaan proses penanganannya.

Banyaknya jenis perlengkapan pengangkat, membuat sulitnya penggolongan secara tepat. Penggolongan bisa berdasarkan pada berbagai karakteristik, seperti desain, tujuan, jenis gerakan dan sebagainya. Bila diklasifikasikan menurut jenis gerakannya (karakterisrik kinematik), beban dianggap terpusat pada titik berat beban tersebut dan penggolongan mesin ditentukan oleh lintasan perpindahan muatan yang berpindah pada bidang horizontal. Penggolongan menurut tujuan penggunaan yang ditentukan dengan memperhatikan kondisi operasi khasnya

Jenis-jenis perlengkapan pengangkat diklasifikasikan berdasarkan ciri khas desainnya, yaitu :

1. Mesin pengangkat, yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang didesain sebagai perlatan pesawat-angkat, atau untuk mengangkat dan memindahkan muatan. Salah satu jenis mesin pengangkat dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini

Gambar 2.1 Dongkrak dan Ikatan

2. Crane, yaitu gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka untuk mengangkat sekaligus memindahkan muatan yang dapat digantungkan secara bebas atau diikatkan pada crane. Salah satu jenis crane dapat diihat pada gambar 2.2 dibawah ini

Gambar 2.2Hoisting Crane

3. Elevator (Lift), yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik untuk mengangkat muatan pada jalur pandu tertentu.

Gambar 2.3 Elevator 2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan

peralatan yang digunakan dalam proses pemindahan bahan : 1. Jenis dan sifat muatan yang akan diangkat.

Untuk muatan satuan (unit load) : bentuk, berat, volume, kerapuhan, keliatan, dan

temperatur. Untuk muatan curah (bulk load) : ukuran gumpalan, kecenderungan

menggumpal, berat jenis kemungkinan longsor saat dipindahkan, sifat mudah remuk (friability), temperatur, dan sifat kimia.

2. Kapasitas per jam yang dibutuhkan.

Kapasitas pemindahan muatan per jam yang hampir tak terbatas dapat diperoleh pada peralatan, seperti konveyor yang bekerja secara kontinu. Sedangkan pada peralatan lain yang mempunyai siklus kerja dengan gerak balik muatan kosong, akan dapat beroperasi secara efisien jika alat ini mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat, seperti truk dan crane jalan.

3. Arah dan jarak perpindahan.

Berbagai jenis peralatan dapat memindahkan muatan ke arah horizontal, vertikal, atau dalam sudut tertentu. Untuk gerakan vertikal diperlukan pengangkat seperti : crane, bucket elevator. Dan untuk gerakan horizontal diperlukan crane pada truk yang digerakkan mesin atau tangan, crane penggerak tetap, dan berbagai jenis konveyor. Ada beberapa alat yang dapat bergerak mengikuti jalur yang berliku dan ada yang hanya dapat bergerak lurus dalam satu arah.

4. Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara.

Pemuatan ke kendaraan dan pembongkaran muatan ditempat tujuan sangat berbeda, karena beberapa jenis mesin dapat memuat secara mekanis, sedangkan pada mesin

lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau bantuan operator. 5. Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan muatan.

Gerakan penanganan bahan berkaitan erat, bahkan terlibat langsung dengan proses produksi. Misalnya : crane khusus pada pengecoran logam, penempaan dan pengelasan; konveyor pada pengecoran logam dan perakitan; pada permesinan dan pengecatan.

6. Kondisi lokal yang spesifik.

Hal ini meliputi luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain gedung, keadaan permukaan tanah, susunan yang mungkin untuk unit proses, debu, kelembaban lingkungan, adanya uap dan berbagai jenis gas lainnya, dan temperatur.

2.3.1 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat

Banyak sekali pesawat pengangkat yang diproduksi dalam berbagai desain, sehingga dalam operasi yang sama dapat dilakukan berbagai metode dan alat. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya memerlukan pengetahuan khusus tentang desain dan karakteristik operasi suatu mekanisme mesin, tetapi juga memerlukan pengetahuan menyeluruh tentang organisasi produksi dari suatu perusahaan. Dalam pemilihan jenis pesawat pengangkat, alat ini harus dapat dimekaniskan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin operator untuk pengendalian, pemeliharaan, perbaikan, dan tugas-tugas tambahan lainnya. Pesawat pengangkat tidak boleh merusak muatan yang dipindahkan, atau menghalangi dan menghambat proses produksi. Alat ini harus aman dalam operasinya dan ekonomis baik dalam biaya operasi atau perawatannya.

Elevator / Lift adalah angkutan transportasi vertikal yang digunakan untuk mengangkut orang atau barang. Lift umumnya digunakan di gedung-gedung bertingkat tinggi biasanya lebih dari tiga atau empat lantai. Gedung-gedung yang lebih rendah biasanya hanya mempunyai tangga atau escalator. Lift-lift pada zaman modern mempunyai tombol-tombol yang dapat dipilih penumpangnya sesuai lantai tujuan mereka, Terdapat tiga jenis mesin, yaitu Hidraulik, Traxon atau katrol tetap, dan Hoist atau katrol ganda, Jenis hoist dapat dibagi lagi menjadi dua bagian, yaitu hoist dorong dan hoist tarik.

Lift ini, sering disebut elevator, yang merupakan alat angkut untuk mengangkut orang atau barang dalam suatu bangunan yang tinggi. Lift dapat dipasang untuk bangunan yang tingginya lebih dari 4 lantai, karena kemampuan orang untuk naik turun dalam menjalankan tugasnya hanya mampu dilakukan sampai 4 lantai.

2.4.1 Sejarah Elevator/Lift

Lift awalnya adalah derek yang terbuat dari tali. Pada tahun 1853, Elisha Graves Otis, salah seorang pionir dalam bidang lift, memperkenalkan lift yang menghindarkan jatuhnya ruang lift jika kabelnya putus. Rancangannya mirip dengan suatu jenis mekanisme keamanan yang masih digunakan hingga kini.

1. 23 Maret 1857 - Lift Otis pertama dipasang di New York City. 2. 1880 - Lift listrik pertama, dibuat oleh Werner von Siemens.

3. 2004 - Pemasangan lift penumpang tercepat di dunia, di gedung Taipei 101 di Taipei, Taiwan. Kecepatannya adalah 1.010 meter per menit atau 60,6 km per jam.

Elevator penumpang pertama dipasang oleh Otis di New York pada tahun 1857. Setelah meninggalnya Otis pada tahun 1861, anaknya, Charles dan Norton mengembangkan

warisan yang ditinggalkan oleh Otis dengan membentuk Otis Brothers & Co. pada tahun 1867.

Gambar. 2.4 Bagian bagian Elevator

Pada tahun 1873 lebih dari 2000 elevator Otis telah dipergunakan di gedung-gedung perkantoran, hotel, dan department store di seluruh Amerika, dan lima tahun kemudian dipasanglah elevator penumpang hidrolik Otis yang pertama.Berikutnya adalah era Pencakar Langit.

Pada tahun 1889 Otis mengeluarkan mesin elevator listrik direct-connected geared pertama yang sangat sukses. Pada tahun 1903, Otis memperkenalkan desain yang akan menjadi tulang punggung industri elevator, yaitu : elevator listrik gearless traction yang dirancang dan terbukti mengalahkan usia bangunan itu sendiri. Hal ini membawa pada berkembangnya jaman struktur-struktur tinggi, termasuk yang paling menonjol adalah Empire State building dan World Trade Center di New York, John Hancock Center di Chicago dan CN Tower di Toronto.

Selama bertahun-tahun ini, beberapa dari inovasi yang dibuat oleh Otis dalam bidang pengendalian otomatis adalah Sistem Pengendalian Sinyal, Peak Period Control, Sistem Autotronik Otis dan Multiple Zoning. Otis adalah yang terdepan di dunia dalam pengembangan teknologi komputer dan perusahaan tersebut telah membuat revolusi dalam pengendalian elevator sehingga tercipta peningkatan yang dramatis dalam hal waktu reaksi elevator dan mutu berkendara dalam elevator.

Keberadaan dari elevator ini merupakan sebagai pengganti fungsi dari pada tangga dalam mencapai tiap-tiap lantai berikutnya pada suatu gedung bertingkat, dengan demikian keberadaan elevator tidak dikesampingkan ini dikarenakan dapat mengefisienkan energi dan waktu sipengguna elevator tersebut.

Sistem keberadaan elevator dan segala kemajuan dan kehandalannya tidak serta merta mengalami perkembangan-perkembangan secara bertahap, sejak keberadaannya pertama kali dibangun Sejak pertama kali dibangun, sistem penggerak elevator pada awal perkembangannya

dimulai dengan cara yang sangat sederhana, yaitu dengan menggunakan tenaga non

mekanik. Sejarah perkembangan elevator modern sebenarnya baru dimulai sejak tahun 1830-an, setelah diperkenalkannya pasangan kawat selling (wire rope) dengan katrol (pully). Awal mulan penggunaan elevator ini digunakan untuk pertambangan di Eropa dan segera diikuti oleh negara-negara lain termasuk Amerika. Perkembangan elevator sangat lambat pada awal

tahun 1970-an, namun sejak diperkenalkannya transistor dan alat pendukung

elektronik lainnya pada sistem kontrol elevator pada saat itulah perkembangan control Elevator begitu pesat. Elevator dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu :

1. Elevator penumpang

Elevator penumpang ini merupakan elevator yang berfungsi dan memang khusus digunakan untuk manusia saja. Elevator ini sangat dijaga kehandalannya dan memiliki keamanan yang ketat untuk menjaga keselamatan para penumpang.

2. Elevator barang

Elevator ini telah dikhususkan fungsinya untuk barang saja. Elevator ini juga tak kalah handalnya dengan elevator penumpang, namun ada sedikit perbedaan dalam sistem keamanannya.

3. Elevator service

Elevator Service ini biasanya dipasang di perhotelan, yang fungsinya untuk pelayan-pelayan hotel yang mengantarkan barang ke kamar-kamar tamu hotel. Namun di sini

elevator ini juga tak kalah handalnya dengan elevator penumpang.

Perbedaan dari elevator. Service dengan elevator penumpang ini sangat

jelas dari sistem pengangkutannya,yaitu elevator penumpang hanya khusus untuk manusia saja tapi elevator Service ini juga dapat berfungsi sebagai pengangkut manusia dan barang.

4. Elevator hidrolik

Elevator hidrolik ini lain dari pada yang jenis elevator yang lainnya. Hal tersebut dapat dilihat dari cara kerjanya dan juga dari segi fisiknya. Elevator ini biasanya digunakan oleh pasukan pemadam kebakaran dan kapasitas daya angkutnya pun sangat terbatas. Elevator hidrolik ini sekarang tidak hanya dipakai oleh pemadam kebakaran saja, sekarang elevator hidrolik sering dipakai oleh perusahaan telekomunikasi, bengkel-bengkel kendaraan bermotor, dan lain-lain.

2.4.2 Cara Kerja Elevator

Elevator dapat bekerja karena adanya program pada bagian Control Panel yang telah diprogram secara digital. Selanjutnya informasi dari pengguna dengan menekan tombol

tersebut diteruskan di Kontrol Panel, sesudah diproses dalam Kontrol Panel ini, Program tersebut diteruskan dengan kabel-kabel yang dihubungkan ke mesin Elevator untuk bekerja sesuai dari printah Pengguna. Maksud diperintahkan dalam hal ini adalah pengguna harus menyuruh Elevator tersebut bekerja (secara vertical), yaitu dengan cara menekan tombol yang telah disediakan pada tiap dinding lantai, setelah pengguna masuk kedalam Car Elevator tersebut untuk menuju lantai yang diinginkan, pengguna harus menekan tombol sesuai dengan nomor lantai yang akan dituju, yang ada dalam Car Elevator tersebut.

Pada Hyundai Elevator ini disediakan ARD (Automatic Rescue Device) yang gunanya untuk mengantisifasi jika sewaktu Elevator sedang beroperasi tiba-tiba arus PLN padam maka, Dengan adanya ARD maka, Elevator ini dengan otomatis mencari lantai terdekat untuk mengeluarkan penumpang yang ada di dalamnya.

Apabila kapasitas mesin melebihi batas maksimum, maka Elevator tidak akan bekerja dan alarm akan terus berbunyi terus. Elevator tidak akan bekerja karena arus listrik langsung diputuskan oleh sakelar otomatis. Ketika beban dikurangi maka hubungan arus tersebut kembali seperti semula sehingga Elevator dapat bekerja kembali dengan batas beban yang diijinkan.

2.4.3 Komponen Utama Pada Elevator

Apabila kita ingin mengetahui sistem kerja elevator, maka kita harus mengetahui komponen utama dalam elevator tersebut. Untuk mempermudah kita mengetahui cara kerja elevator secara keseluruhan.

Gambar 2.5 Komponen Utama Pada Elevator

Bahwa pada dasarnya komponen lift ini terbagi menjadi empat bagian utama yaitu:

1. Komponen di ruang mesin (Machine Room)

2. Komponen diruang luncur (Hoistway). 3. Komponen di Kereta/ Car Lift

4. Komponen di luar ruang luncur pada tiap-tiap lantai. 1. Komponen di ruang Mesin (Machine Room)

a) Control Panel ( Lemari Kontrol )

Berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan kerja dari pada lift tersebut. Permintaan baik dari luar maupun dari dalam kereta dicatat dan diolah, kemudian

memberikan intruksi-intruksi agar lift bergerak, dan berhenti sesuai dengan permintaan.

b) Geared Machine

Di dalam Elevator terdapat satu mesin penggerak jenis gearless. Pada mesin ini, perputaran dari motor penggerak ditransformasikan oleh roda gigi sehingga dari putaran motor tinggi dapat berubah ke putaran rendah. Kecepatan maksimum dari kereta lift dengan system geared adalah 150 mpm. Pada mesin penggerak ini terdapat rem (brake) dimana rem ini akan berkerja jika motor penggerak tidak dialiri listrik. Mesin penggerak ini menggunakan motor listrik tiga phase yang putarannya diteruskan dengan transmisi roda gigi cacing. Motor penggerak ini dilengkapi dengan

rem magnet (magnetic brake) yang berfungsi menahan motor ketika kereta elevator

telah sampai pada lantai yang dituju, pergerakan cepat atau lambatnya elevator diatur

oleh PLC (Programable Logic Control). Motor penggerak dalam menarik dan

menurunkan elevator menggunakan tali baja (rope) yang melingkar pada puli mesin

(sheave). Motor penggerak elevator ini memiliki asupan daya tegangan bolak-balik (Ac) dari PLN yang sangat berperan dalam pelaksanaan kerja elevator, motor penggerak ini mempunyai kemampuan putar antara 50 putaran per menit sampai dengan 150 putaran per menit. Dengan kapasitas tegangan motor 7.5 KW dan menggunakan arus maksimal 25 Ampere. Motor penggerak ini dilengkapi dengan rem magnet (magnetic brake) yang berfungsi menahan motor ketika kereta elevator telah sampai pada lantai yang dituju, pergerakan cepat atau lambatnya elevator diatur oleh

elevator menggunakan tali baja ( rope ) yang melingkar pada puli mesin ( sheave ), lebih jelas mengenai pembahasan motor listrik yang dipakai oleh elevator akan di jelaskan pada bab IV. Dibawah ini adalah gambar motor listrik yang digunakan pada elevator :

Gambar 2.6. Geared Machine

c) Primary Velocity Tranducer/ Encoder

Terdapat satu alat dengan mesin lift pada mesin penggerak gunanya untuk mendeteksi putaran motor atau kecepatan dari lift.

d) Governor

Governor adalah alat pengaman, dimana jika kecepatan lift melebihi batas-batas yang telah ditentukan, maka governor ini akan bekerja dan kereta akan berhenti baik oleh elektrik maupun maupun mekanik.

Gambar 2.7. Governor

e) Satu komponen yang merupakan Optional yaitu ARD (Automatic Rescue Drive)

Yang berfungsi apabila sumber listrik dari PLN mendadak mati dan lift akan berhenti disembarang tempat setelah lebih dari 15 detik maka ARD akan bekerja untuk menjalankan lift ke lantai terdekat. Setelah lift sampai pada lantai otomatis lift akan mati. Lift akan normal kembali setelah listrik PLN hidup kembali.

Gambar 2.8. Automatic Rescue Drive 2. Komponen di ruang luncur (Hoistway)

Ruang luncur adalah lorong atau lintasan dimana kereta tersebut bergerak naik dan turun. Lubang ini harus merupakan lubang tertutup dan tidak ada hubungan langsung ke ruang di luarnya kecuali untuk lubang dua buah lift berdampingan.

a. Guide Rail atau Rel Pemandu

Profil baja khusus pemandu jalanya kereta (car) dan bobot pengimbang (Counter weight). Ukuran rel untuk kereta/ car biasanya lebih besar dari pada rel bandul pengimbang/ counter weight. Guide rail ini terpasang tegak lurus dari dasar pit sampai di bawah slap ruang mesin.

Gambar 2.9 Guide Rail ( Rel Pemandu )

Adapun fungsi rel ada empat yaitu :

1. Sebagai pemandu jalannya Hoistway dan bobot imbang (counter weight)

lurus vertical.

2. Sebagai penahan agar Hoistway tidak miring saat pemuatan dan akibat beban

3. Sebagai sarana tempat memasang saklar, pengungkit (Cam) dan puli penegang.

4. Sebagai penahan saat Hoistway dihentikan oleh pesawat pengaman (safety

device/gear)

b. Landing Door/ Pintu Pendaratan

Terdiri dari beberapa bagian, antara lain door hanger, door sill, dan door panel. Berfungsi untuk menutup ruang luncur dari luar. Pada hall door ini dipasang alat pengaman secara seri sehingga apabila salah satu pintu terbuka maka lift tidak akan bisa dijalankan.

Gambar 2.10 Landing Door c. Buffer

Terletak di dua tempat yaitu: satu set untuk kereta dan satu set untuk beban pengimbang/ counterweight. Berfungsi untuk meredam tenaga kinetik kereta dan bobot pengimbang pada saat jatuh.

Gambar 2.11 Buffer

2.5 Klasifikasi Metode Penggunaan Pengimbang

Pada penggunaan pengimbang pada operasi Elevator ada beberapa metode, (N. Rudenko, 1996, hal 357) :

1. Bobot sangkar diimbangi dengan tambahan pengimbang yang di hubungkan dengan

tali pada sangkar

2. Dengan drum mesin Pengangkat

3. Metode 1 dan 2 secara bersamaan

Pada saat ini metode yang sering ditemui adalah adalah dengan menggunakan drum mesin pengangkat. Biasanya bobot pengimbang yang ditunjukkan pada diagram dianggap sama dengan bobot sangkar di tambah 0,4 sampai 0,5 dari muatan maksimum, yaitu :

Gsangkar = Gsangkar + 0.5 G

Gambar 2.12 Diagram metode pemakaian Pengimbang

2.6. Faktor yang mempengaruhi Umur Roda Puli & Tali Baja

Dasar untuk mendapatkan nilai aman tekanan satuan antara tali dan alur roda puli adalah umur roda puli. Untuk menentukan ukuran alur, kita harus mengetahui perbandingan antara tegangan bagian tali yang masuk (Son) dan keluar (Sout) saat periode gerak transien.

Kapasitas fraksi alur roda puli tergantung pada bentuknya misalnya : kapasitas fraksi alur setengah lingkaran dengan potongan bawah tergantung pada sudut pusat potongan bawah β gambar 2,8 d).

Alur roda puli akan hilang fungsinya karena pengikisan pada dinding alur yang tergantung pada gelincir dan gerak elastis tali. Semakin besar kecepatan gerak tali dan

semakin besar jumlah siklus kerja Elevator persatuan waktu dan semakin besar keausan yang terjadi.

Dari hasil percobaan telah didapat besarnya tekanan satuan aman untuk roda puli penggerak. Nilai tekanan satuan (pada diagram) mengacu pada tali pintalan silang dan pada prakteknya nilai tadi tidak pernah melebihi P max = 100 Kg/cm3untuk elevator barang. Untuk

tali pintal paralel tekan satuan dapat ditingkatkan sebesar 25 persen bila nilai maksimum seperti pada tali pintalan silang digunakan.

Untuk Elevator yang mesin penggeraknya di letakkan pada lantai atas (mesin dengan penggerak roda puli) nilai numerik percepatan dan perlambatan yang diijinkan ditentukan dan di tetapkan dengan percobaan. Nilai berikut dapat dipakai sebagai nilaai rata-rata. (N. Rudenko, 1996, hal 9).

V1 m/s ... 0.75 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

A1 m/s ... 0.65 0.85 1.15 1.4 1.65 1.88 2.1

Perbandingan secara perkiraan dengan rumus sebagai berikut :

      Soff on S st       + a g a g =       Soff on S dyn

Untuk mencegah keausan yang terlalu besar, beban aman pada setiap tali harus di periksa dengan rumus berikut :

S = d D Pmaks

2 / cos 8 sin .  β β

µ − −

Dimana : d = diameter tali (cm)

D = diameter roda puli (cm)

Untuk memperpanjang umur tali, jumlah minimum tali harus :

n = S G Q+ _sangkar

... Untuk sangkar

n = S GCWT

... Untuk Penyimbang

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Waktu Dan Tempat

Survei data yang diperlukan dilakukan di Gedung Camridge Hotel Jln. S. Parman, Medan, pada bulan April 2014.

3.2 Bahan Dan Alat 3.2.1 Bahan

Yang menjadi objek dalam penelitian ini adalah Tali Baja yang ada pada Lift Barang Elevator Tipe P.24-CO-60-26FL-24ST (MRL Type) di gedung Camridge Hotel. Adapun spesifikasi Elevator adalah sebagai berikut :

Car nos : Service 06

Duty : Passenger Elevator (MRL Type )

Quantity : 1 (One) Units

Capacity : 24 Person/ 1600 Kg

Speed : 60 mpm

System Control : AC-VVVf

Operation : Simplex

Floors : 26

Service Floors : 24 floors; LG, G,1, 2,5.6,7,8,9,10,11

12,15,16,17,18,19,20,21,22,23,25,26, 27

Door Type : 1-Panel Centre Opening

Door Size : 1,100 (W) x 2,100 (H) mm

Hoistway Size : 2,550 (W) x 2,280 (D) mm / Units

Travel : 35,000 mm

Overhead : 4,600 mm

Pit Depth : 1,500 mm

Motor/Unit : AC-10 KW / Units

M/C Location : Directly above the hoistway

Power Supply : AC-3Ph/380V/50HZ

Lighting Supply : AC-1Ph/220V/50Hz

3.2.2 Alat

Analisa ini dilakukan dengan menggunakan software ANSYS 1.2

3.3 Prosedur Analisa Tali Baja

Dalam pengerjaan Analisa ini, penulis membuat diagram alir untuk dapat mempermudah pengerjaan secara sistematis. Diagram alir yang digunakan dalam proses dapat dilihat pada Gambar 3.1 di bawah ini.

Mulai

Studi literatur

Pengumpulan dan pengolahan data spesifikasi Tali Baja pada Hyundai Elevator

Analisa data

Analisa Menggunakan Ansys 12

Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Penelitian

3.4 Keterangan Diagram Alir 3.4.1 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan pengumpulan referensi-referensi mengenai materi yang berhubungan dengan proses Pemindah Bahan & pengunaan Tali Baja Khususnya untuk Elevator. Literatur-literatur tersebut didapatkan dari :

1. Buku referensi

 Mesin Pemindah Bahan

 Statika Struktur

 Elemen Mesin

2. Internet

 Jenis-jenis Tali Baja

 Cara penggunaan Elevator

3.4.2Pengumpulan Data

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data yang diperlukan, antara lain : spesifikasi Elevator, diameter Tali Baja, diameter Puli, cara kerja Tali Baja data-data ini nantinya akan digunakan sebagai data awal yang kemudian dilanjutkan pada perhitungan secara teoritis dan digunakan sebagai data masukan dalam proses simulasi program Ansys.

3.4.3 Analisa Data

Setelah hasil simulasi yang didapat kemudian dilakukan analisa data, sehingga dapat melihat berapa kekuatan dan tegangan serta umur Tali baja yang terjadi pada Hyundai Elevator.

3.4.4 Kesimpulan Dan Saran

Tahap ini merupakan pengambilan kesimpulan dari proses analisa yang telah dilakukan. Kesimpulan berisi jawaban dari tujuan analisa yang dibahas pada BAB I. Pada akhir bagian ini juga terdapat saran penulis tentang simulasi ini,

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Tali Baja

Tali baja berfungsi untuk mengangkat dan menurunkan beban serta memindahkan gerakan dan gaya. Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari kumpulan jalinan serat-serat baja (steel wire) dengan kekuatan σb = 130-200 kg/mm2 . Beberapa serat dipintal hingga

menjadi satu jalinan (strand), kemudian beberapa strand dijalin pula pada suatu inti (core) sehingga membentuk tali. Tali baja banyak sekali digunakan pada mesin pengangkat karena dibandingkan dengan rantai, tali baja mempunyai keunggulan antara lain :

1. Lebih ringan dan lebih murah harganya

2. Lebih tahan terhadap beban sentakan, karena beban terbagi rata pada semua strand 3. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi yang tinggi

4. Keandalan operasi yang tinggi

5. Lebih fleksibel dan ketika beban lengkungan tidak perlu mengatasi internal stress 6. Sedikit mengalami fatigue dan internal wear karena tidak ada kecenderungan kawat

untuk menjadi lurus yang selalu menyebabkan internal stress

7. Kurangnya kecenderungan untuk membelit karena peletakan yang tepat, pada drum

dan puli, penyambungan yang lebih cepat, mudah dijepit (clip), atau ditekuk (socket)

8. Kawat yang patah setelah pemakaian yang lama tidak akan menonjol keluar sehingga

Gambar 3.1 Konstruksi serat tali baja

Sistem pengangkat yang direncanakan ini terdiri dari 2 buah puli yang menyangga (suspensi), sehingga :

berat muatan yang diangkat menjadi :

Kapasitas Sangkar (Q0) = 1600 kg + (10% . 1600) = 1760 kg

Berat Sangkar = 1600 kg

Kapasitas angkat total Elevator adalah :

Q = Q0 + q

dimana : q = Selisih Berat sangkar dengan kapasitas sangkar =1600 kg

maka : Q = 1760 + 1600 = 3360kg

Tegangan tarik maksimum pada tali dari sistem puli beban dihitung dengan rumus : S =

1

. .ηη n

Q

... (Lit.4, Hal 41)

dimana : n = Jumlah puli yang menyangga (suspensi) = 2 η = Efisiensi puli = 0,905

η1 = Efisiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuannya ketika menggulung

pada drum yang diasumsikan 0,98

Maka S = 1.894kg

98 2.0,905.0,

3360 ₌

Kekuatan putus tali sebenarnya (P) dapat dicari dengan rumus : S =

K P

... (Lit.4, Hal 40)

atau : P = S . K

dimana : K= Faktor keamanan dengan jenis mekanisme dan kondisi operasinya = 5,5

maka : P = 1.894 . 5,5 = 10.417 kg

Dari hasil kekuatan putus tali (P), maka pada perencanaan ini dipilih tipe tali baja menurut United Rope Works Standard, Rotterdam Holland yaitu 8 x 19 +1 fibre core dengan :

Diameter tali (d) = 10 mm

Berat tali (W) = 1,15 kg/m

Beban patah (Pb) = 15.400 kg

Tegangan patah (σb) = 140-159 kg/mm2

Jenis tali ini dipilih dengan pertimbangan bahwa semakin banyak kawat baja yang digunakan konstruksi tali maka akan lebih aman dari tegangan putus tali dan dapat menahan beban putus tali.

Tegangan maksimum tali baja yang diizinkan adalah :

S_izin= K P_b

... (Lit.4, Hal 40)

Maka S = 2800kg

5,5 15.400

=

Tegangan pada tali yang dibebani pada bagian yang melengkung karena tarikan dan lenturan adalah : Σ σ = K b σ izin= K P_b

... (Lit.4, Hal 39)

Maka σ_Σ= 5 , 5 159

Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus : F152= ) 000 . 50 ( min D d K S b −

σ ... (Lit.1, Hal 39)

Dengan perbandingan diameter drum dan diameter tali baja (

d D_min

) untuk jumlah

lengkungan (NB) = 4, maka luas penampang dari tali baja adalah: F152= ) 000 . 50 ( 25 1 5,5 15.9 1.894 −

= 2,12 mm2

Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah :

t

σ

=

152

F

S

_b

... (Lit.1, Hal 83)

t

σ

= 12 . 2 1894

= 901 kg/mm²

Dari hasil perhitungan diatas terlihat bahwa perencanaan tali baja aman untuk digunakan

karena tegangan maksimum tali (S) yang direncanakan lebih kecil dari tegangan maksimum

izin ( S izin ) yaitu : 1894 kg < 2800 kg. Dan tegangan tarik (

σ

t)yang direncanakan lebih

kecil dari tegangan tarik yang diizinkan (σ_Σ ) yaitu : 9,01 kg/cm < 28,9 kg/cm.

Kerusakan tali baja disebabkan oleh kelelahan bahan dan mengalami jumlah lengkungan tertentu. Umur pakai tali tergantung pada ukuran puli atau drum, beban, konstruksi tali, faktor metalurgi, produksi, desain dan kondisi operasi. Ketahanan (batas kelelahan) tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi tali baja tersebut.

Faktor yang bergantung pada jumlah lengkungan berulang selama periode keausannya sampai tali tersebut rusak (m) yang dihitung dengan persamaan :

A= d D

m.σ.C.C₁.C₂ ... (diamsusikan)

dimana : A = Perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali, A = 38 σ = Tegangan tarik sebenarnya pada tali,σ = 9,01 kg/mm2

C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi dan tegangan patah tali baja, C = 0,93

C1 = Faktor yang tergantung diameter tali baja, C1 = 0,97

C2 = Faktor yang menentukan produksi dan operasi tambahan, C2 = 1,37

Maka m=

2 1.

. .CC C

A σ m= 0,97.1,37 9,01.0,93. 38 = 1,58

untuk m = 1,58 dan dengan perhitungan secara interpolasi diperoleh nilai z1, yaitu :

000 . 230 000 . 255 000 . 230 150 62 , 1 50 , 1 58 , 1 − − = − − z

Z = 246.666,67

Spesifikasi elektro motor AC yang digunakan Hyundai Passenger Elevator di Gedung Camridge Hotel adalah sebagai berikut :

Daya motor ( P ) : 4,6 hp

Kecepatan angkat : 60 m/min

Kapasitas Angkat : 1600 kg

Jumlah penumpang : 24 orang

Diasumsikan berat 1 orang penumpang adalah 60 kg, maka untuk kapasitas 24 orang sebesar 24 x 60 kg = 1440 kg. Jadi, kapasitas elevator yang direncanakan dikurang berat yang diasumsikan adalah 1600 kg – 1440 kg = 160 kg. Dari perencanaan ini, elevator mempunyai sisa daya angkat 150 kg yang tidak terpakai, ini bisa digunakan untuk barang-barang bawaan yang tak terduga, misalnya : koper, tas dan lain sebagainya.

Daya motor yang dibutuhkan untuk melayani kebutuhan sistem elevator ini dapat dihitung dari persamaan 3.1 berikut :

Nst =

(�+��+���)

75���� [hp] ……….…. (Lit.1 hal.362)

dimana :

Q = kapasitas lift = 1440 kg

Gs = bobot sangkar lift = 1600 kg

Gcw = berat bobot pengimbang

= Gs + 0,5 Q = 1600 kg + 0,5 (1440 kg) = 2320 kg

v = kecepatan elevator = 60 m/min = 1 m/s

ηtot = ηhm. ηg.sh .ηd.sh

dimana :

ηhm = Effisiensi mesin pengangkat

= 0,9

ηg.sh = Effisiensi roda puli

= 0,97

ηd.sh = Effisiensi roda puli deflektor

= 0,9 sehingga :

ηtot = 0,9 . 0,97 . 0,9

= 0,7857 maka :

Nst =

(1440 kg + 1600 kg −23 20kg )

75 x 0,7857 = 12,35hp

Dalam prakteknya perlu dilakukan pemeriksaan terhadap daya motor. Hal ini dikarenakan dibutuhkannya daya yang besar pada saat start atau mungkin beban yang sangat besar yang terus bekerja setelah start. Dengan demikian perlu diperhitungkan adanya faktor koreksi yang besarnya adalah : fc = 1,0 ÷ 1,5

dalam hal ini dipilih fc = 1,3 ……...(lit.7 hal. 7. tabel 1.6) Maka daya motor rencana adalah :

Nd = Fc . Nst

= 1,3 . 11,5 hp = 14,69 hp

4.3

Perhitungan Dimensi Sangkar

Perencanaan dimensi elevator didasarkan pada tingkat kenyamanan penumpang atau perasaan tenang penumpang. Dalam merencanakan dimensi elevator penumpang dipengaruhi ukuran penumpang, yaitu jarak antar penumpang dan tinggi penumpang. Dalam merencanakan dimensi elevator dan jumlah penumpang telah ada standartisasi industri secara internasional yang memudahkan kita dalam menentukan dimensi elevator tersebut.

Untuk jumlah penumpang sebanyak 24 orang, dimensi dan ukurannya adalah sebagai berikut :

a. Lebar sangkar elevator adalah = 1400 mm

b. Panjang sangkar elevator = 1030 mm

c. Tinggi sangkar elevator = 2100 mmm

Gambar 4.2 Penampang Sangkar Tampak Depan

4.4 Perhitungan Tali Baja

Tali baja adalah tali kabel yang dikonstruksikan dari kumpulan–kumpulan jalinan serat-serat baja (steel wire). Awalnya beberapa serat baja tersebut dipintal hingga menjadi satu jalinan (strand) yang mungkin dijalin kembali pada satu inti (Fibre Core), sehingga membentuk tali baja dengan beberapa tipe

Perencanaan dalam pemilihan dan perhitungan tali baja meliputi : 1. Bahan tali baja

2. Luas penampang tali baja 3. Diameter tali baja

4. Umur tali baja 5. Pemeriksaan tali baja

4.4.1 Bahan Tali Baja

Penggunaan tali baja pada elevator merupakan kebutuhan komponen utama, karena pada tali ini sangkar elevator penumpang akan diangkat tergantung menahan sangkar pada lintasan rel penuntun tetapnya.

Beberapa hal yang menyebabkan dipilihnya tali baja sebagai peralatan pengangkat pada perencanaan ini, yaitu karena :

a. Lebih ringan dari pada rantai b. Lebih tahan terhadap sentakan

c. Operasinya tenang walaupun pada kecepatan tinggi

d. Kemungkinan untuk berbelit ataupun kendur kecil sekali

e. Menunjukkan tanda tanda bila akan mau putus

f. Kehandalan operasi yang lebih tinggi

Adapun beberapa kenyataan yang terjadi bahwa kerusakan tali baja diakibatkan oleh kelebihan bahan dan setiap tali hanya dapat mengalami kelengkungan dalam jumlah tertentu. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan tali baja yaitu ukuran puli dan drum, konstruksi tali dan umur pakai tali. Pada perencanaan ini, tali baja yang dipakai adalah baja karbon tinggi JIS G 3521 dengan ukuran kekuatan putus (σb) 160 kg/mm2 (Rudenko N, 1992) (literatur.4 hal.3) dan dengan tipe: 8 x 19 = 152 + 1C yang artinya sebuah tali dengan

konstruksi yang terdiri dari 8 buah pintalan (strand) terdiri dari 19 Kawat baja (steel wire) dengan 1 inti serat (fibre core)

Gambar 4.3 Penampang Tali Baja

4.4.2 Luas Penampang Tali baja

Sebelum menghitung luas penampang tali baja, terlebih dahulu dilakukan perhitungan kekuatan putus tali baja yang digunakan.

Jumlah lengkungan yang terdapat pada rangkaian tali (Number of Bend) NB = 4 buah (lihat gambar 5.4)

Sehingga : Dmin

d = 25 ……….... ... dan diperoleh :

d

Dmin = 1

Gambar 4.4 Sistem pemasangan tali pada puli dan jumlah lengkungan

Maka dengan mengambil desain tali dengan jumlah kawat i = 152 , maka luas penampang tali dapat dihitung dari persamaan 3.2 sebagai berikut :

F152 =

S σb

K− d

Dmin x 50.000

Dimana : σb = Kekuatan putus kawat baja = 159 kg/mm2 = 15.9kg/cm2

K = Faktor keamanan kawat baja (7,60 - 11,90)

= 9,5 (dipilih)………...( di asumsikan) S = Tegangan tarik untuk satu tali

Berdasarkan fakta pada lapangan, disini dipakai 7 buah tali baja, sehingga tegangan tarik untuk satu tali dengan rumus dari persamaan 3.3 sebagai berikut :

S = Qtotal

n.η.η1 (kg) ... (lit. 1 hal. 41) Dimana : Qtotal = beban total

= Gs + Q

Gs = beban sangkar 24 orang, diasumsikan 1 orang = 60 kg = 1440 kg

Q = kapasitas elevator = 1600 kg

= 1440kg + 1600 kg = 3040 kg

n = Jumlah bagian suspensi (puli penyangga)

= 2 buah ……….………. (lit. 5 hal. 75) η = Effisiensi puli

= 0,945 ……….………... (lit. 5 hal. 75) η1 = Efisiensi akibat kerugian karena kekakuan tali pada saat

menggulung pada puli penggerak.

= 0,98 ( diasumsikan ) ………..………... (lit. 5 hal.75) Maka :

S = 3040 kg

2 x 0,945 x 0,98 = 1852kg

Sehingga luas penampang tali baja adalah: F152 =

1852 kg

15.9 kg /cm 2 9,5 −

1

25 x 50.000

= 1,9 cm2

4.4.3 Diameter Tali Baja

Diameter kawat/wayar tali baja adalah dapat dihitung dengan persamaan:

δ =

�

4.F152

π.i ………..……… (lit. 5 hal.63)

δ =

�

4 x 1,9 cm2

π x 152 = 0,0109 cm = 0,109 mm

Selanjutnya diameter tali baja dihitung dengan persamaan berikut :

d = 1.5 δ . √i ………... (lit.1 hal.38)

= 1,5 x 0,109 mm x √152 = 2.4 mm

Faktor mula – mula dari keamanan tali terhadap tegangan ;8

Berdasarkan standarisasi tali baja (lampiran 6) maka tali baja yang dipilih disesuaikan menurut standart tersebut, yaitu :

Berat per meter = 1,430 kg

Kekuatan patah aktual = 21900 kg/mm2

4.4.4 Umur Tali Baja

Umur kerja dari tali baja dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : a. Material

b. Metode Operasi

c. Tegangan – tegangan yang bekerja pada tali

d. Jumlah penggulungan tekuk, yaitu transmisi tali dari keadaan lurus ke keadaan

bengkok atau sebaliknya.

Jumlah penggulungan tekuk yang dapat diterima tali baja sebelum mengalami kerusakan tergantung kepada tegangan yang bekerja dan perbandingan diameter puli dengan diameter tali baja yang dipergunakan.

Dalam hal menentukan umur tali baja, tidak terlepas pada faktor keausan tali baja (m) yang besarnya tergantung pada jumlah tekukan (NB = Number Of Bend).

Setiap tali baja hanya dapat mengalami lengkungan tertentu sepanjang umur kerja tali, sejumlah lengkungan tertentu yang telah melewati batas akan rusak dengan cepat, tetapi ada juga penyelidikan menyatakan umur tali kira- kira berbanding terbalik dengan jumlah lengkungan.

Jumlah lengkungan dapat ditentukan dengan membuat suatu diagram menentukan jumlah lengkungan pada tali baja seperti gambar 5.5 di bawah ini

Gambar 4.5 contoh Diagram menentukan jumlah lengkungan pada puli elevator. Jadi, jumlah lengkungan berulang yang diizinkan z = 246.666,67 yang menyebabkan kerusakan pada tali baja. Untuk mencari umur tali baja (N) diperoleh dengan rumus :

z1 = a.z2.N.β ... (Lit.4, Hal 48)

dimana :

z1 = Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan, z = 246.666,67

a = Jumlah siklus rata-rata per bulan, a = 3400

z2 = Jumlah lengkungan berulang per siklus kerja (mengangkat dan menurunkan) pada tinggi

pengangkatan penuh dan lengkungan satu sisi, z2 = 2

β = Faktor perubahan daya tahan tali akibat mengangkut muatan lebih rendah dari tinggi total dan lebih ringan dari muatan penuh,β = 0,3

φ = Perbandingan jumlah lengkungan dengan jumlah putus tali,φ = 1 Φ = . . 2 1 β z a z n

n= 120bulan

.1 3400.2.0,3

246.666,67 ₌

Dari perhitungan tersebut diperoleh bahwa umur tali adalah 120 bulan atau 10 tahun, selanjutnya tali baja harus diganti meskipun kondisinya masih terlihat baik. Jadi tali baja harus diganti sebelum 10 tahun (< 10 tahun) masa pemakaian, hal ini disebabkan oleh faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tali, misalnya kondisi kerja tali akibat gesekan, kemungkinan beberapa tali sudah ada yang putus pada sepanjang lapisan serat atau kisar tali baja.

4.4.5 Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja

Tali baja diperiksa terhadap tarikan yang terjadi untuk mengetahui kondisi aman tidaknya kostruksi elevator. Tali baja dikatakan aman jika tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik izin (S<Smax)

Tegangan tarik izin (Smax) dapat dicari : Smax = P

K ……….(Lit.4 hal 40)

Dimana :

= σb .

σ

_t

= 159 kg/mm2 x 901mm2= 143,259 kg K = faktor keamanan kawat baja pada elevator

= 5,5 ……….……(diasumsikan) maka :

Smax = 143.259 kg

5,5 = 26.047,09 kg/ mm

2

Tegangan tarik izin tali diperoleh Smax = 26047.09 kg, sedangkan dari perhitungan sebelumnya diperoleh bahwa tegangan tarik yang terjadi pada tali S =

1894 kg, sehingga dapat disimpulkan bahwa tali aman terhadap beban tarik.

4.5

Perhitungan Puli Penggerak

Puli berfungsi sebagai penuntun arah untuk pengubah arah gerak tali baja. Pada perencanaan puli, hal - hal yang perlu diperhitungkan adalah:

1. Diameter puli 2. Diameter poros tali

3. Pemeriksaan tekanan pada alur puli oleh tali

4.5.1` Diameter Puli

Diameter puli Dmin dihitung dari persamaan Dmin/d = 25. Dari perhitungan

D > e1.e2.d………(lit. 4 hal. 42, tabel 9 dan 10)

D > 30 x 0.90 x 10 mm D > 561,6 mm

D ~ 562 mm

Diameter puli yang dipergunakan disini adalah Dmin = 562 mm.

Puli penggerak dipilih dari bahan besi cor kelabu JIS G 5501 FC 20 dengan kekuatan tarik 17 kg/mm2. Dimensi alur puli selengkapnya diambil berdasarkan standarisasi diameter puli yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Tabel 4.8. Dimensi Alur Puli Penggerak

(sumber : lit. 4 hal. 71)

Maka dengan cara interpolasi diperoleh dari tabel diatas ukuran-ukuran puli penggerak untuk diameter tali d = 20,8 mm adalah sebagai berikut:

r1 = 5,0 mm

h = 35,19 mm b = 46,5 mm

4,5.3 Perencanaan Diameter Poros Puli

Diameter poros puli dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut : P = Q

Ld ………..…….(lit.4 hal. 72)

Dimana : P = Tekanan bidang pada puli tergantung pada kecepatan keliling

permukaan. Tekanan ini tidak boleh melebihi nilai yang tertera pada tabel 4.3 dibawah ini

Tabel 4.9. Tekanan Bidang Pada Puli

(sumber : lit. 4 hal. 72)

Untuk kecepatan v = 1.5 m/s diperoleh P = 52 kg/cm2 L = Panjang bus tali (cm)

= (1,5 ÷1,8)d ………..………. (lit.4 hal. 72) = 1,8d (dipilih)

= Kapasitas elevator + berat + berat bobot pengimbang Berat bobot pengimbang = berat Sangkar + 0,5 (kapasitas)

= 1600 kg + 0,5 (1600 kg) = 2400 kg

= 1600 kg + 800 kg + 2400 kg = 4800 kg maka :

P = Q L .d

52 kg/cm2 = 4800 kg (1,8d)d

d2 = 4800 kg 1,8 x 52 kg /cm2

d = 51.28 cm = 512,8 mm

Berdasarkan standarisasi diameter poros (lampiran 10) diameter poros puli penggerak 512.8 mm yang dipergunakan adalah sebesar 513 mm. Poros puli penggerak dipilih dari bahan baja karbon JIS G 3123 S55 C-D yang memiliki tegangan tarik : σt = 901 kg/mm2.

Pemeriksaan kekuatan poros puli dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan sebagai berikut :

σ� = σt

Sf 1 .Sf 2 ……..……….………(lit.7 hal 8) dimana :

σ� = Tegangan tarik izin

Sf1 . Sf2 = Faktor keamanan = 5,6 x 1.25

Sehingga :

σ� = 901 kg /mm

2

5,6 x 1,25 = 128,71 kg/mm

2

Momen tahan lentur ( Z ) yang terjadi adalah :

Z = ��

3

32 ………….………(lit.7 hal 12)

= �(513 ��)

3

32 = 8946,176 mm

3

M = Momen lentur = �

2 . L Dimana :

L = Jarak puli terhadap titik tangkap (1,8d = 1,8 x 45 mm) = 81 mm W = Beban total = 4800 kg

maka :

M = 4800 kg

2 x 81 mm

= 194.400 kgmm

σ1 =

194400 kgmm

8946,176 mm3 = 8,08 kg/mm

2

Dari perhitungan di atas dapat kita lihat tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik izin sehingga bahan ini aman untuk dipakai.

4.5.4 Pemeriksaan Tekanan Pada Alur Puli

Tekanan pada alur puli diasumsikan terdistribusi secara merata diseluruh permukaan kontak antara tali baja dengan alur puli. Besarnya tekanan tersebut dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut:

p1 =

2S

Dd (kg/mm

2

) ………...(lit. 4 hal. 75)

dimana :

S = tegangan yang terjadi pada tali (kg) = 1894 kg D = diameter puli (mm) = 562 mm

d = diameter tali (mm) = 10mm maka :

p1 =

2 x 1894 kg

562 mm x 10 mm = 0.673 kg/mm

2

Agar perencanaan aman maka tekanan yang terjadi pada alur puli harus lebih kecil dari tekanan izin. Tekanan izin pada alur puli dapat dihitung dari

persamaan : �1

���� = σt

K ……….………(lit.5 hal. 73)

σt= kekuatan tarik bahan puli

= 17 kg/mm2 (besi cor kelabu JIS G5501 FC 20) K = faktor keamanan kawat baja pada elevator = 9,5 maka :

�1

����= 17 kg /mm

2

9,5 = 1,78 kg/mm

2

Dari perhitungan sebelumnya diperoleh tekanan pada alur puli sebesar p1 = 0.673

kg/mm2, sedangkan tegangan izin alur puli �����1 = 1,78 kg/mm2 sehingga alur puli aman terhadap tekanan yang terjadi.

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Dari hasil yang telah diperoleh maka dapat disimpulkan :

1. Dari Analisa yang dilakukan di peroleh Umur dari Tali Baja untuk Elevator kapasitas 24 Orang / 1600 Kg adalah 120 Bulan (10 tahun) dalam penggunaan normal,

2. Tegangan tarik izin tali diperoleh Smax = 2800, sedangkan dari perhitungan

sebelumnya diperoleh bahwa tegangan tarik yang terjadi pada tali S = 1894 kg, sehingga dapat disimpulkan bahwa tali aman terhadap beban tarik.

3. Dari perhitungan sebelumnya diperoleh tekanan pada alur puli sebesar p1 = 0.673

kg/mm2, sedangkan tegangan izin alur puli �����1= 1,78 kg/mm2 sehingga alur puli aman terhadap tekanan yang terjadi

4. Jenis tali tipe: 8 x 19 = 152 + 1C dipilih dengan pertimbangan bahwa semakin

banyak kawat baja yang digunakan konstruksi tali maka akan lebih aman dari tegangan putus tali dan dapat menahan beban putus tali.

1.2Saran

Adapun saran yang dapat penulis berikan pada Skripsi ini adalah :

1. Terlebih dahulu survey lapangan untuk mendapatkan data dan keterangan lebih lanjut tentang mesin pemindah bahan yang akan di Analisa

2. Untuk mendapatkan Hasil yang maksimal gunakan Softwer Autocad Dan Ansys yang terupdate

3. Lebih memperbanyak diskusi kepada ahli yang memahami tentang Elevator untuk mendapatkan pengetahuan yang lebih luas serta mendapatkan pemahaman secara teoritis dari Elevator.

4. Sebaiknya di lapangan mengukur tegangan seling memakai alat pengukur tegangan agar tegangan seling semuanya sama pada setiap alurnya,

DAFTAR PUSTAKA

1. Rudenko. N, Material Handling Equipment, Place Publisher, Moskow,

1992

2. Joseph. E. Shigley, Larry D. Mitchell, Perencanaan Teknik Mesin, Erlangga, Jakarta, 1986

3. Sularso, Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen

Mesin,

PT. Paradya Paramitha, Jakarta 1983.

4. Lubomir Janovski, Elevator Mechanical Design, Principles and

concepts,

Czeehoslovakia, 1986

5. George A. Strakosh, Jaros, Baum & Balles, Vertical Transportation, Elevator and Escalator, Amerika Serikat, 1983.

6. Syamsir. A. Muin, Pesawat-Pesawat Pengangkat, Medan 1987.

7. Herman Jutz and Edward Schurthus, Westermann Tables for The

Metal

Trade, Wiley Eastered, New Delhi, Bengalore Bombay, Calcuta, 1976.

8. G. Takeshi Sato, N. Sugiarto, Menggambar Mesin menurut ISO, PT.

Pradya

Paramita, jakarta, 1986.

9. Stolk, Kros, Elemen Mesin, Elemen Konstruksi dari Bangun Mesin,

Jakarta, 1993.

10. FAG Rol ing Bearing Standard Programme Cataloque, WL 41510/2EA Edition 1993.

11. Politeknik Mekanik Swiss- ITB General Standard 12. Timoshenko & Young, Elements of Strengh Material, 5th

σ1 =

194400 kgmm

8946,176 mm3 = 8,08 kg/mm 2

Dari perhitungan di atas dapat kita lihat tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik izin sehingga bahan ini aman untuk dipakai.

4.5.4 Pemeriksaan Tekanan Pada Alur Puli

Tekanan pada alur puli diasumsikan terdistribusi secara merata diseluruh permukaan kontak antara tali baja dengan alur puli. Besarnya tekanan tersebut dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut:

p1 = 2S

Dd (kg/mm 2

) ………...(lit. 4 hal. 75)

dimana :

S = tegangan yang terjadi pada tali (kg) = 1894 kg D = diameter puli (mm) = 562 mm

d = diameter tali (mm) = 10mm maka :

p1 =

2 x 1894 kg

562 mm x 10 mm = 0.673 kg/mm 2

Agar perencanaan aman maka tekanan yang terjadi pada alur puli harus lebih kecil dari tekanan izin. Tekanan izin pada alur puli dapat dihitung dari

persamaan : �1 ���� = σt

K ……….………(lit.5 hal. 73)

σt= kekuatan tarik bahan puli

= 17 kg/mm2 (besi cor kelabu JIS G5501 FC 20) K = faktor keamanan kawat baja pada elevator = 9,5 maka :

�1

����= 17 kg /mm 2

9,5 = 1,78 kg/mm 2

Dari perhitungan sebelumnya diperoleh tekanan pada alur puli sebesar p1 = 0.673 kg/mm2, sedangkan tegangan izin alur puli �����1 = 1,78 kg/mm2 sehingga alur puli aman terhadap tekanan yang terjadi.

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan

Dari hasil yang telah diperoleh maka dapat disimpulkan :

1. Dari Analisa yang dilakukan di peroleh Umur dari Tali Baja untuk Elevator kapasitas 24 Orang / 1600 Kg adalah 120 Bulan (10 tahun) dalam penggunaan normal,

2. Tegangan tarik izin tali diperoleh Smax = 2800, sedangkan dari perhitungan sebelumnya diperoleh bahwa tegangan tarik yang terjadi pada tali S = 1894 kg, sehingga dapat disimpulkan bahwa tali aman terhadap beban tarik.

3. Dari perhitungan sebelumnya diperoleh tekanan pada alur puli sebesar p1 = 0.673 kg/mm2, sedangkan tegangan izin alur puli �����1= 1,78 kg/mm2 sehingga alur puli aman terhadap tekanan yang terjadi

4. Jenis tali tipe: 8 x 19 = 152 + 1C dipilih dengan pertimbangan bahwa semakin banyak kawat baja yang digunakan konstruksi tali maka akan lebih aman dari tegangan putus tali dan dapat menahan beban putus tali.

1.2Saran

Adapun saran yang dapat penulis berikan pada Skripsi ini adalah :

1. Terlebih dahulu survey lapangan untuk mendapatkan data dan keterangan lebih lanjut

tentang mesin pemindah bahan yang akan di Analisa

2. Untuk mendapatkan Hasil yang maksimal gunakan Softwer Autocad Dan Ansys yang

3. Lebih memperbanyak diskusi kepada ahli yang memahami tentang Elevator untuk

mendapatkan pengetahuan yang lebih luas serta mendapatkan pemahaman secara teoritis

dari Elevator.

4. Sebaiknya di lapangan mengukur tegangan seling memakai alat pengukur tegangan agar

DAFTAR PUSTAKA

1. Rudenko. N, Material Handling Equipment, Place Publisher, Moskow, 1992

2. Joseph. E. Shigley, Larry D. Mitchell, Perencanaan Teknik Mesin, Erlangga, Jakarta, 1986

3. Sularso, Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin,

PT. Paradya Paramitha, Jakarta 1983.

4. Lubomir Janovski, Elevator Mechanical Design, Principles and concepts,

Czeehoslovakia, 1986

5. George A. Strakosh, Jaros, Baum & Balles, Vertical Transportation, Elevator and Escalator, Amerika Serikat, 1983.

6. Syamsir. A. Muin, Pesawat-Pesawat Pengangkat, Medan 1987. 7. Herman Jutz and Edward Schurthus, Westermann Tables for The Metal

Trade, Wiley Eastered, New Delhi, Bengalore Bombay, Calcuta, 1976. 8. G. Takeshi Sato, N. Sugiarto, Menggambar Mesin menurut ISO, PT. Pradya

Paramita, jakarta, 1986.

9. Stolk, Kros, Elemen Mesin, Elemen Konstruksi dari Bangun Mesin, Jakarta,

1993.

10. FAG Rol ing Bearing Standard Programme Cataloque, WL 41510/2EA Edition 1993.

12. Timoshenko & Young, Elements of Strengh Material, 5th