Perencanaan Elevator Penumpang Dengan Kapasitas Angkat 1000 Kg, Tinggi Angkat 32 Meter, Kecepatan Angkat 90 Meter/Menit Untuk Keperluan Gedung Bertingkat

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN ELEVATOR PENUMPANG DENGAN KAPASITAS ANGKAT 1000 KG, TINGGI ANGKAT 32 METER, KECEPATAN

ANGKAT 90 METER/MENIT UNTUK KEPERLUAN GEDUNG BERTINGKAT

SKRIPSI

Skripsi yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

PARNI HADI NASUTION NIM. 090421040

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

PERENCANAAN ELEVATOR PENUMPANG DENGAN KAPASITAS ANGKAT 1000 KG, TINGGI ANGKAT 32 METER, KECEPATAN

ANGKAT 90 METER/MENIT UNTUK KEPERLUAN GEDUNG BERTINGKAT

PARNI HADI NASUTION NIM. 090421040

Diketahui / Disyahkan : Disetujui oleh :

Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing

Fakultas Teknik USU Ketua,

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri

PERENCANAAN ELEVATOR PENUMPANG DENGAN KAPASITAS ANGKAT 1000 KG, TINGGI ANGKAT 32 METER, KECEPATAN

ANGKAT 90 METER/MENIT UNTUK KEPERLUAN GEDUNG BERTINGKAT

PARNI HADI NASUTION NIM. 090421040

Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi Periode ke-179, pada Tanggal 16 Juni 2012

Pembanding I Pembanding II,

Ir. Syahrul Abda, M.Sc Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc NIP. 195708051988111001 NIP. 194910121981031002

PERENCANAAN ELEVATOR PENUMPANG DENGAN KAPASITAS ANGKAT 1000 KG, TINGGI ANGKAT 32 METER, KECEPATAN

ANGKAT 90 METER/MENIT UNTUK KEPERLUAN GEDUNG BERTINGKAT

PARNI HADI NASUTION NIM. 090421040

Telah Disetujui oleh : Pembimbing/Penguji

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 1964122419921110011

Penguji I Penguji II,

Ir. Syahrul Abda, M.Sc Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc NIP. 195708051988111001 NIP. 194910121981031002

Diketahui Oleh : Departemen Teknik Mesin

Ketua

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 196412241992111001

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM PENDIDIKAN EKSTENSI JURUSAN TEKNIK MESIN

MEDAN

KARTU BIMBINGAN TUGAS SARJANA MAHASISWA No. ………269………. / TS / …2011… Sub Program : Teknik Mesin

Bidang Tugas : Mesin Pemindah Bahan

Judul Tugas : Perencanaan Elevator Penumpang Dengan Kapasitas Angkat 1000 Kg Tinggi Angkat 32 Meter, Kecepatan Angkat 90 Meter/Menit

Untuk Keperluan Gedung Bertingkat

Diberikan Tgl. : 20 Oktober 2011 Selesai Tgl. : 28 Mei 2012 Dosen Pembimbing : Dr Ing. Ir. Ikhwabsyah Isranuri. Nama Mhs : Parni Hadi Nasution

N.I.M : 090421040

No. Tanggal Kegiatan Asistensi Bimbingan Tanda Tangan Dosen Pemb. 1 16 – 11 – 2011 Pengambilan Judul (Proposal Skripsi),Survey

2 03 – 12 – 2011 Perbaikan Proposal (Tinjaun Pustaka,metodologi) 3 14 – 01 – 2012 Asistensi Bab I, Bab II, dan Bab III

4 25 – 02 – 2012 Perbaikan Tambahkan Pembahasan Materi 5 31 – 03 – 2012 Buat Skematik untuk Menghitung Gaya

6 14 – 04 – 2012 Perbaikan Bab IV ( Komponen Utama Tali dan Puli 7 28 – 04 – 201 Bauat Gambar Teknik

8 05 – 05 – 2012 Asistensi Bab V Sistem Transmisi 9 09 – 05 – 2012 Asistensi Bab VI Kesimpulan dan Saran

10 _{12 – 05 – 2012} Asistensi Perbaikan Gambar Teknik (Ukuran Etiket Gambar)

11 _{23 – 05 – 2012} Asistensi Perbaikan Gambar Teknik ( Keterangan Gambar)

12 28 – 05 – 2012 ACC untuk Seminar

Catatan:

1. Kartu harus diperlihatkan kepada Dosen Pembimbing Diketahui,

Setiap asistensi Ketua P.S. Teknik Mesin

2. Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi FT. USU 3. Kartu ini dikembalikan ke Jurusan, bila kegiatan

Asistensi telah selesai

Dr-Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. 196412241992111001

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan karunia yang diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Sarjana ini dengan baik, mulai dari awal penyusunan hingga selesai karena untuk dapat menyelesaikan studi harus dengan mengikuti dan melaksanakan persyaratan dan aturan yang berlaku di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi mahasiswa untuk menyelesaikan studi pendidikannya di Fakultas teknik Universitas Sumatera Utara, khususnya di Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

Penulisan Tugas Sarjana ini penulis memlilih dalam Mesin Pemindah Bahan, dengan judul spesifikasi tugas : “Perencanaan Elevator Penumpang dengan Kapasitas Angkat 1000 kg, Tinggi Angkat 32 meter, Kecepatan Angkat 90 meter/menit untuk Keperluan Gedung Bertingkat”. D a n d e nga n p e m ba ta sa n ma sa la h ya ng a k a n d i ba ha s a da la h penentuan sfesifikasi, perhitungan komponen - komponen utama dan sistem transmisi dan gambar perencanaan mesin.

Perencanaan Mesin Pemindah Bahan M e sin El eva t or yang akan ditujukan untuk keperluan gedung perhotelan berlantai delapan. Sebagai bahan perbandinga n, penulis mengambil data-data lapangan dari hasil survey pada gedung Hotel Madani Jl.Sisinganangaraja-Medan serta melakukan pembahasan sesuai studi literature.

Dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini, penulis telah banyak menerima bimbingan dan arahan dari berbagai pihak dengan bantuan,moral,materi,sfritual,informasi,akademik dan administrasi atas

tersusunnya Tugas Sarjana ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Dosen Pembimbing tugas sarjana ini.

2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Seluruh Staff Pengajar/Dosen dan pegawai Jurusan Teknik Mesin dan Fakultas Teknik.Universitas Sumater Utara

4. Seluruh Staff dan karyawan dan karyawati Hotel Madani Medan. 5. Ibunda dan Ayahanda tercinta yang selalu memberikan semangat

dan doa yang tulus serta bantuan baik moril maupun materil dan abang, kakak serta adik tercinta.

6. Semua teman- teman penulis yang telah banyak memberikan bantuan motivas, juga semangat bagi penulis untuk menyelesaikan Tugas Sarjana ini,

Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan Tugas Sarjana ini, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan tulisan ini. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Mei 2012 Penulis,

Parni Hadi Nasution NIM : 09 0421 040

Abstrak

Pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini, kemajuan teknologi sangat dibutuhkan untuk membantu kehidupan dan kegiatan aktifitas manusia sehari- hari, untuk itu dibutuhkan suatu alat/mesin yang dapat mempermudah pekerjaan dan dapat mengefesiensikan waktu, biaya dan tenaga sehingga muncul ideologi manusia untuk merancang suatu alat yang efisien dan praktis untuk digunakan.Dalam perencanaan ini maka dirancanglah sebuah mesin elevator penumpang yang akan ditempatkan pada hotel ataupun gedung-gedung bertingkat sesuai dengan hasil survey dilapangan yaitu di Hotel Madani Jl.Sisingamangaraja medan. Di dalam bidang mekanik banyak sekali ditemukan dan diciptakan peralatan-peralatan berat dan ringan yang membantu mempermudah pekerjaan manusia. Pada tugas sarjana ini, penulis mengambil rancangan mesin pemindah bahan, yaitu jenis mesin pengangkat elevator penumpang dengan kapasitas 1000 kg pada perhotelan. Mesin Elevator Penumpang ini adalah suatu mesin pengangkat yang cara kerjanya bergerak vertikal naik-turun pada rel penuntun tetapnya. Dan telah di program pada control panel. Mesin ini dapat mengangkat penumpang maksimal 11 orang dan dapat juga mempermudah/mempercepat pekerjaan karyawan dan pengunjung untuk menjalani tiap–tiap lantai mulai dari lantai satu hingga menuju lantai delapan, dan dalam perencanaan mesin ini penulis merancang komponen-komponen utama dan sistem transmisi yang digunakan pada elevator, untuk dapat menjamin kelayakan penggunaan elevator ini nantinya. Dari hasil analisa perencanaan elevator maka diperoleh karakteristik elevator dengan kapasitas angkat : 1000 kg, tinggi angkat 32 meter, kecepatan angkat : 90 m/menit, daya motor : 10,84 HP dan putaran motor : 1455 rpm.

Abstract

In thedevelopment of science andtechnologytoday, technological advances are needed to help the lives and activities of daily human activity, for it requires a tool / machine thatcansimplify the jobandcaneffesiencyestime, cost andmanpowerso that they appeartodesign ahumanideologyefficientandpracticaltoolfor use

In thisplan the passenger elevator designed a machinethat will be placed in a hotel or high-rise buildings in accordance with the results of the field survey in the field Jl.Sisingamangaraja Madani Hotel. In the field of mechanics was discovered and invented many appliances and lightweight which helps facilitate the work of man On the task of this scholar, the author takes the design of materials transfer machines, the type of forklift passenger elevators with a capacity of 1000 kg at the hotel. Passenger Elevatormachineisa machinethat worksthe liftermovesup and downonverticalguide rails fixed. And has been in the program on the control panel. This machine can lift passengersup to11 peopleandcanalsofacilitate/accelerate the workof employeesand visitorsto live each floor startingfrom the first floor up to the eighth floor, and in the planning of the authors designed this machine the main components and transmission systemsused onelevator, in order toensure the

feasibility of using the elevator is later. From the analysisof the obtained characteristics of planning elevator elevator with a lifting capacity: 1000 kg, lift height 32 meters, liftingspeed: 90 m/ min, motor power: 10.84HPandmotor rotation: 1455rpm.

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

SPESIFIKASI TUGAS ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

ABSTRAK ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xv

DAFTAR NOTASI ... xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perencanaan ... 1

1.2 Tujuan Perencanaan ... 2

1.2.1 Tujuan Umum ... 2

1.2.2 Tujuan Khusus ... 2

1.3 Manfaat Perencanaan ... 3

1.4 Batasan Masalah Perencanaan ... 3

1.5 Metode Penulisan ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mesin Pemindah Bahan ... 6

2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan ... 6

2.3.1 Elevator Sangkar Penumpang ... 8

2.3.2 Elevator Penggerak di Udara mampu Jinjing berpindah ... 9

2.3.4 Elevator Penumpuk/Penimbun ... 10

2.3.5 Elevator Ember Vertikal ... 10

2.3.6 Elevator Tipe Tiang ... 11

2.4 Pemilihan Jenis Mesin Pemindah Bahan ... 11

2.5 Elevator Penumpang dengan Cara kerjanya ... 12

2.5.1 Pemakaian Elevator Penumpang ... 12

2.5.2 Pemasangan Elevator Penumpang ... 13

2.5.3 Ruang Peletakan Mesin Elevator ... 13

2.5.4 Sistem Penggerak Elevator ... 14

2.5.5 Metode Pengoperasian Elevator ... 17

2.6 Bagian – Bagian Utama Elevator ... 22

2.6.1 Bagian – Bagian Ruang Atas Sangkar ... 22

2.6.1.1 Elektro Motor ... 23

2.6.1.2 Mesin Elevator ... 24

2.6.1.3 Rem Elevator ... 25

2.6.1.4 Lemari Panel ... 25

2.6.1.5 Governor ... 26

2.6.2 Bagian – Bagian Pada Terowongan (Hoist Way) ... 27

2.6.2.1 Saklar Pembatas ... 27

2.6.2.2 Sangkar Elevator ... 27

2.6.2.3 Beban Pengimbang ... 29

2.6.2.5 Rel Penuntun ... 30

2.6.2.6 Alat Pengaman Elevator ... 31

BAB III METODOLOGI 3.1 Metode Penelitian ... 35

3.2 Tempat dan Waktu ... 36

3.2.1 Tempat ... 36

3.2.2 Waktu ... 36

3.3 Konstruksi Mesin ... 36

3.3.1 Mesin Elevator ... 36

3.3.1.1 Elektro motor ... 38

3.3.1.2 Rem Elektromagnetik ... 40

3.2 Sangkar Elevator ... 41

3.3. Puli/Drum Penggerak ... 42

3.3.1 Tali Baja ... 45

3.3.2 Poros Puli Penggerak ... 47

3.4 Diagram Alir Metode perencanan Elevator Penumpang ... 48

BAB IV PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA ELEVATOR 4.1 Kondisi Gedung yang Akan Menggunakan Elevator ... 49

4.2 Penyesuaian Waktu Penggunaan Elevator Terhadap Waktu Kerja. 51 4.3 Perencanaan Kapasitas Elevator Terhadap Pelayanan Kerja Mesin 57 4.4 Perancangan Utama ... 58

4.4.1 Instansi/Pengoperasian ... 58

4.4.2 Kapasitas Angkat ... 60

4.6 Perencanaan Tali Baja ... 62

4.6.1 Bahan Tali Baja ... 62

4.6.2 Luas Penampang Tali Baja ... 64

4.6.3 Diameter Tali Baja ... 66

4.6.4 Umur Tali Baja ... 67

4.6.5 Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja ... 72

4.7 Perencanaan Puli ... 73

4.7.1 Diameter Puli ... 73

4.7.2 Perencanaan Diameter Poros Puli ... 74

4.7.3 Pemeriksaan Tekanan Pada Alur Puli oleh Tali ... 77

BAB V PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI 5.1 Perencanaan Daya Motor Penggerak ... 79

5.1.1 Pemilihan Motor Penggerak ... 89

5.1.2 Perencanaan Generator Set ... 82

5.1.3 Pemeriksaan Motor Terhadap Beban Lebih (Over Load) ... 83

5.2 Perencanaan Roda Gigi Cacing ... 86

5.2.1 Putaran Puli ... 87

5.2.2 Bagian – Bagian Utama Roda Gigi ... 88

5.2.3 Perencanaan Ukuran Roda Cacing ... 89

5.2.4 Pemeriksaan Kekuatan Roda Cacing ... 98

5.2.5 Analisa Gaya Pada Roda Gigi Cacing ……….. 100

5.3 Perencanaan Poros Transmisi ………. 109

5.3.1 Analisa Gaya Pada Poros ……….. 110

5.3.1.2 Analisa Momen Lentur Akibat Gaya Gesek ... 112

5.3.1.3 Analisa Gaya Geser Akibat Beban Tangensial ... 114

5.3.1.4 Analisa Momen Lentur Akibat Gaya Aksial ... 115

5.4 Perencanaan Bantalan Pada Poros Transmisi ... 119

5.5 Perencanaan Rem ... 121

5.5.1 Persyaratan Teknik 122

5.5.2 Persyaratan Biologic ... 122

5.5.3 Pengereman Elevator ... 123

5.5.4 Momen Statik Pada Saat Pengereman ... 125

5.5.5 Momen Dinamika Pada Saat Pengereman ... 126

5.5.6 Pemeriksaan Momen Pengereman ... 129

BAB VI KESIMPULAN 6.1 Kesimpulan ... 132

6.2 Saran ... 135 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 Elevator Sangkar Penumpang ... 9

2. Gambar 2.2 Elevator Pengangkat Mampu Jinjing dapat Berpindah .. 9

3. Gambar 2.3 Elevator Penumpuk/Penimbun ... 10

4. Gambar 2.4 Elevator Ember Vertical ... 10

5. Gambar 2.5 Elevator Tipe Tiang ... 11

6. Gambar 2.6 Pemasangan Tali Pada Sistem Wrap Penthouse Machine Room Type ... 15

7. Gambar 2.7 Pemasangan Tali Pada Sistem Wrap Basement Machine Room Type ... 16

8. Gambar 2.8 Rangkaian Sisitem Kontrol Elevator ... 20

9. Gambar 2.9 Bagian – Bagian Utama Elevator Penumpang ... 22

10. Gambar 2.10 Elektro Motor ... 23

11. Gambar 2.11 Mesin Elevator ... 24

12. Gambar 2.12 Rem Elevator ... 25

13. Gambar 2.13 Lemari Panel ... 26

14. Gambar 2.14 Governor ... 26

15. Gambar 2.15 Sangkar Elevator ... 28

16. Gambar 2.16 Tata Letak Peralatan dan Tombol Operasi Dalam sangkar 28 17. Gambar 2.17 Beban Pengimbang ... 29

18. Gambar 2.18 Lapisan Serat Tali Baja ... 30

19. Gambar 2.19 Konstruksi Serat Tali Baja ... 30

20. Gambar 2.20 Rel Penuntun Untuk Elevator ... 31

22. Gambar 3.1 Komopnen – komponen Mesin Elevator ... 36

23. Gambar 3.2 Elekto Motor AC... 38

24. Gambar 3.3 Rem Elektromagnetik jenis rem sepatu dengan pegas .... 40

25. Gambar 3.4 Sangkar Elevator Sesuai Jumlah Penumpang ... 42

26. Gambar 3.5 Puli/Drum Penggerak ... 42

27. Gambar 3.6 Tali Baja dan Konstruksinya ... 45

28. Gambar 3.7 Konstruksi Poros Puli Untuk Elevator... 47

29. Gambar 3.8 Diagram Alir Metode Perencanaan Elevator Penumpang 48 30. Gambar 4.1 Kondisi Gedung dan Peletakan Posisi Mesin ... 59

31. Gambar 4.2 Jalur Lintasan Elevator Sangkar ... 59

32. Gambar 4.3 Dimensi dan Jumlah Penumpang Pada Sangkar Elevator 61 33. Gambar 4.4 Penampang Tali Baja ... 63

25. Gambar 4.5 Sistem Pemasangan Tali Baja Pada Puli dan Jumlah Lengkungan ... 64

26. Gambar 4.6 Diagram menentukan jumlah lengkungan pada puli ... 68

27. Gambar 5.1 Sistem Transmisi Roda Gigi ... 86

28. Gambar 5.2 Bagian – Bagian Utama Roda Gigi Cacing ... 88

29. Gambar 5.3 Gaya Tangensial Yang terjadi Pada Roda Gigi Cacing .. 99

30. Gambar 5.4 Analisa Gaya Roda Gigi Cacing ... 101

31. Gambar 5.5 Grafik Koefisien Gesek (µ) dan Kecepatan Luncur (Vs) . 105

32. Gambar 5.6 Analisa Gaya pada Poros Roda Gigi Cacing ... 109

33. Gambar 5.7 Gaya Radial Pada Poros ... 110

34. Gambar 5.8 Gaya Geser Akibat Gaya Radial Pada Poros ... 111

36. Gambar 5.10 Gaya Geser Akibat Gaya Tangensial ... 114

37. Gambar 5.11 Diagram Gaya Geser Akibat Gaya Radial ... 117

38. Gambar 5.12 Diagram Gaya Geser Akibat Gaya Tangensial ... 117

39. Gambar 5.13 Diagram Momen Lentur Akibat Gaya Radial ... 118

40. Gambar 5.14 Diagram Momen Lentur Akibat Gaya Tangensial ... 118

41. Gambar 5.15 Diagram Momen Lentur Akibat Gaya Aksial ... 118

42. Gambar 5.16 Bantalan Rol Kerucut ... 119

43. Gambar 5.17 Perubahan Percepatan Yang Diizinkan ... 123

44. Gambar 5.18 Rem Elektromagnetik pada Elevator ... 124

45. . Gambar 5.19 Diagram Alir Sederhana Sistem Pengereman Elevator . 125 46. Gambar 5.20 Rem Sepatu Yang Digerakkan dengan Pegas ... 130

DAFTAR TABEL

1. Tabel 4.1 Jumlah Karyawan dan Pengunjung Tiap Lantai ... 50

2. Tabel 4.2 Waktu Memuat ( detik ) ... 52

3. Tabel 4.3 Perkiraan Berhenti Passengger Per Trip ... 53

4. Tabel 4.4 Waktu Pintu Membuka dan Menutup ( detik ) ... 54

5. Tabel 4.5 Waktu Naik Antar Titik Berhenti ( detik ) ... 55

6. Tabel 4.6 Penjumlahan Semua Faktor Waktu ... 56

7. Tabel 4.7 Ukuran Sangkar Elevator ... 60

8. Tabel 4.8 Dimensi Alur Puli Penggerak ... 73

9. Tabel 4.9 Tekanan Bidang Pada Puli ... 74

10. Tabel 5.1 Harga X dan Y dan Hubungan Dengan Harga e ... 120

DAFTAR NOTASI a = Jumlah siklus rata-rata kerja perbulan

A = Perbandingan diameter puli penggerak (drum) dengan diameter tali c = Faktor yamg memberikan karakteristik konstruksi tali

Cb = Faktor pemakain akibat bahan lentur c = Beban nominal dinamis spesifik (kg) c₀ = Beban nominal statis spesifik (kg) d = Diameter tali baja (mm)

D = Diameter puli penggerak (mm)

D_min = Diameter puli penggerak (drum) minimum (mm) d_s = Diameter poros (mm)

�1 = Faktor yang tergantung pada kondisi operasi

�2 = Faktor yang tergantung pada konstruksi tali f_k = Faktor keamanan beban dinamis satu arah f_s = Faktor keamanan

f₁ = Faktor umur f_n = Faktor kecepatan f_v = Faktor dinamis F = Gaya aksial (kg) F_t = Gaya tangensial (kg) F_r = Gaya radial (kg) F_n = Gaya normal (kg)

FH = Beban permukaan (kg/mm) E = Modulus elastisitas (kg/mm2) GD2 = Momen girasi (kg/mm2) i = Jumlah kawat (kg/mm2)

i = Perbandingan transmisi roda gigi Ix = Momen inersia (kg.m2)

K = Faktor keamanan tali

Q = Beban total Puli dan pengimbang (kg) m = Modul

M = Momen (kg.m)

Mdyn = Momen dinamis (kg.m)

n = Jumlah bagian suspense (tali penggantung) N = Umur tali (bulan)

N = Daya motor (P) kW n = Putaran (rpm)

Nbr = Daya pengereman (kg.m)

P = Tekanan permukaan (kg/mm2)

Pa = Tekanan permukaan yang diizinkan ( kg/mm2)

Pd = Daya rencana (HP)

Sf1 = Faktor keamanan kelebihan puntir

Sf2 = Faktor yang tergantung konsentrasi tegangan pemberian alur pasak

T = Momen torsi (kg.m) Wp = Berat poros (kg.mm)

Wr = Berat roda gigi

x = Berat roda gigi (kg) x = Faktor radial y = Faktor bentuk gigi y = Faktor aksial Z = Jumlah gigi

z = Jumlah lengkungan

β = Faktor perubahan daya tekan tali

� = Koefisien pengereman

δ = Diameter kawat (mm)

μ = Koefisien gesek

η = Effesiensi mekanis

η = Effesiensi Puli

θ = Sudut kontak antara sepatu dan roda rem

σa = Tegangan aman (kg/mm2)

σt = Tegangan tarik (kg/mm2)

σt = Tegangan tarik izin (kg/mm2)

σ1 = Tegangan lentur ( kg/mm2)

τg = Tegangan geser (kg/mm2)

Abstrak

Pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini, kemajuan teknologi sangat dibutuhkan untuk membantu kehidupan dan kegiatan aktifitas manusia sehari- hari, untuk itu dibutuhkan suatu alat/mesin yang dapat mempermudah pekerjaan dan dapat mengefesiensikan waktu, biaya dan tenaga sehingga muncul ideologi manusia untuk merancang suatu alat yang efisien dan praktis untuk digunakan.Dalam perencanaan ini maka dirancanglah sebuah mesin elevator penumpang yang akan ditempatkan pada hotel ataupun gedung-gedung bertingkat sesuai dengan hasil survey dilapangan yaitu di Hotel Madani Jl.Sisingamangaraja medan. Di dalam bidang mekanik banyak sekali ditemukan dan diciptakan peralatan-peralatan berat dan ringan yang membantu mempermudah pekerjaan manusia. Pada tugas sarjana ini, penulis mengambil rancangan mesin pemindah bahan, yaitu jenis mesin pengangkat elevator penumpang dengan kapasitas 1000 kg pada perhotelan. Mesin Elevator Penumpang ini adalah suatu mesin pengangkat yang cara kerjanya bergerak vertikal naik-turun pada rel penuntun tetapnya. Dan telah di program pada control panel. Mesin ini dapat mengangkat penumpang maksimal 11 orang dan dapat juga mempermudah/mempercepat pekerjaan karyawan dan pengunjung untuk menjalani tiap–tiap lantai mulai dari lantai satu hingga menuju lantai delapan, dan dalam perencanaan mesin ini penulis merancang komponen-komponen utama dan sistem transmisi yang digunakan pada elevator, untuk dapat menjamin kelayakan penggunaan elevator ini nantinya. Dari hasil analisa perencanaan elevator maka diperoleh karakteristik elevator dengan kapasitas angkat : 1000 kg, tinggi angkat 32 meter, kecepatan angkat : 90 m/menit, daya motor : 10,84 HP dan putaran motor : 1455 rpm.

Abstract

In thedevelopment of science andtechnologytoday, technological advances are needed to help the lives and activities of daily human activity, for it requires a tool / machine thatcansimplify the jobandcaneffesiencyestime, cost andmanpowerso that they appeartodesign ahumanideologyefficientandpracticaltoolfor use

In thisplan the passenger elevator designed a machinethat will be placed in a hotel or high-rise buildings in accordance with the results of the field survey in the field Jl.Sisingamangaraja Madani Hotel. In the field of mechanics was discovered and invented many appliances and lightweight which helps facilitate the work of man On the task of this scholar, the author takes the design of materials transfer machines, the type of forklift passenger elevators with a capacity of 1000 kg at the hotel. Passenger Elevatormachineisa machinethat worksthe liftermovesup and downonverticalguide rails fixed. And has been in the program on the control panel. This machine can lift passengersup to11 peopleandcanalsofacilitate/accelerate the workof employeesand visitorsto live each floor startingfrom the first floor up to the eighth floor, and in the planning of the authors designed this machine the main components and transmission systemsused onelevator, in order toensure the

feasibility of using the elevator is later. From the analysisof the obtained characteristics of planning elevator elevator with a lifting capacity: 1000 kg, lift height 32 meters, liftingspeed: 90 m/ min, motor power: 10.84HPandmotor rotation: 1455rpm.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat mempermudah/meringankan manusia untuk menyelesaikan suatu pekerjaan. Sistem pemindah bahan atau transportasi yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang perindustrian dan pembangunan gedung bertingkat (perhotelan,pusat perbelanjaan,perkantoran,perumahan). Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah lingkungan perkotaan sehingga gedung-gedung bertingkat menjadi semakin banyak menjulang tinggi. Maka dengan membuat gedung bertingkat bisa menjadi solusi dalam menanggulangi masalah kepadatan penduduk,terutama di lingkungan perkotaan karena penduduknya akan selalu terus bertambah. Jadi pada setiap gedung bertingkat dibutuhkan suatu mesin/alat sebagai mesin pengangkat untuk mendukung aktivitas pada gedung bertingkat dan disebut juga sebagai transportasi pemindah vertikal. Salah satu sistem pengangkat yang sangat penting dalam bidang perindustrian dan pembangunan gedung beringkat,dan fasilitas pendukung gedung bertingkat adalah elevator. Peralatan ini dipergunakan untuk mengefisiensikan waktu, jarak tempuh dan tenaga bagi manusia untuk menuju lantai tujuan yang di inginkan dalam suatu gedung bertingkat tinggi. Keberadaan dari elevator ini juga

merupakan sebagai pengganti fungsi dari pada tangga dalam mencapai tiap-tiap lantai berikutnya pada suatu gedung bertingkat, dengan demikian keberadaan elevator tidak dikesampingkan, dikarenakan dapat mengefisienkan energi dan waktu sipengguna elevator tersebut. Tetapi sistem keberadaan elevator dan segala kemajuan dan kehandalannya tidak serta merta mengalami perkembangan-perkembangan secara bertahap, sejak keberadaannya pertama kali dibangun. 1.2Tujuan

1.2.1 Tujuan Umum

Perencanaan ini bertujuan untuk merancang suatu unit elevator untuk mengangkat/memindahkan manusia dari satu lantai ke lantai yang lain dengan kapasitas tertentu pada suatu gedung bertingkat tinggi, dengan memperhatikan faktor keamanan dan faktor kenyamanan bagi penumpangnya.

1.2.2 Tujuan Khusus

Perencanaan ini bertujuan untuk melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana (S1) di Fakultas Teknik Jurusan

Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Perencanaan ini juga diharapkan dapat memberikan gambaran dan perbandingan tentang berbagai analisa perhitungan yang harus dilakukan didalam mendapatkan kinerja mesin elevator yang efesien, efektif dan aman, sesuai teori–teori yang terdapat pada literatur dan membandingkan dengan proses kerjanya di lapangan atau keadaan sebenarnya. Perencanaan ini juga bertujuan untuk meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh selama mengikuti perkuliahan dan melatih mahasiswa untuk menggunakan buku literatur

/ rujukan yang ada serta untuk menambah wawasan pengetahuan pada disiplin ilmu yang yang berhubungan dengan ilmu mesin pemindah bahan baik di lingkungan akademik maupun di dunia kerja pastinya.

1.3 Manfaat Perencanaan

Perencanaan ini bermanfaat untuk merancang suatu unit elevator untuk membantu meringankan, mempermudah waktu, jarak tempuh dan tenaga manusia dalam menempuh suatu tempat pada gedung bertingkat dengan sistem kerjanya mengangkat/memindahkan manusia dari satu lantai menuju lantai yang lain dengan kapasitas tertentu pada suatu gedung bertingkat tinggi, dengan memperhatikan faktor keamanan dan faktor kenyamanan bagi penggunanya.

1.4 Batasan Masalah

Luas jangkauan permasalahan yang terdapat pada perencanaan ini menyebabkan perlunya diadakan pembatasan masalah yang akan dikaji agar pembahasan tidak mengambang. Adapun batasan pada perencanaan ini dititik beratkan pada pemilihan jenis pemindah bahan yang sesuai, perhitungan komponen komponen utama, sistem transmisi, pemilihan motor penggerak dan juga gambar perencanaan. Sistem kontrol dari elevator tidak akan dibahas secara mendalam.

1.5 Metode Penulisan

Metode yang digunakan pada perencanaan ini adalah berupa survey langsung ke lapangan yaitu di Hotel Madani Jl. Sisingamaraja–Medan dan ditambah studi literatur/rujukan dengan memaparkan teori dasar dan rumus-rumus empiris yang berkaitan dengan perhitungan yang dilakukan.

Dalam perencanaan konstruksi mesin ini pemakaian rumus umum yang sering dipakai dalam perhitungan praktis juga merupakan penunjang dalam penyelesaian persoalan yang ada, penggunaan tabel dan grafik berdasarkan ketentuan studi literatur yang merupakan metode yang baik untuk mendapatkan perencanaan konstruksi mesin dan fungsi-fungsi elemennya agar konstruksinya lebih aman, layak untuk di pakai, dan dapat bekerja dengan sempurna diinginkan juga dilakukan

1.6 Sistematika Penulisan

Secara umum penulisan tugas sarjana ini terdiri dari beberapa bagian pokok pembahasan penting yaitu tinjauan pustaka, pembahasan materi komponen-komponen utama, perencanaan sistem transmisi. Dalam penulisan tugas sarjana ini, penulis menyusun/menulis dalam 6 Bab dengan sistematika berikut :

Bab I Pendahuluan

Bab ini menyajikan latar belakang, tujuan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan perencanaan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini membahas tentang tinjauan pustaka dan klasifikasi mesin pemindah bahan,dasar pemilihan jenis mesin pemindah bahan, materi tentang elevator dan cara kerjanya, bagian-bagian utama elevator.

Bab III Metodologi

Bab ini pada prinsipnya ini memberikan uraian atau tahapan yang berkaitan dengan pelaksanaan perencanaan, studi kasus yang akan di bahas di dalam usulan skripsi

Bab IV Perencanaan Komponen Utama

Bab ini membahas tentang perencanaan kapasitas elevator, perencanaan tali baja, dan perencanaan puli.

Bab V Perencanaan Sistem Transmisi

Bab ini membahas tentang perencanaan daya motor, perencanaan roda gigi cacing, perencanaan poros, perencanaan bantalaan, perencanaan rem yang digunakan.

Bab VI Kesimpulan dan Saran

Bab ini membahas kesimpulan dan saran yang diambil dari semua perencanaan tentang elevator yang di kaji pada tiap-tiap bab sebelumnya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mesin Pemindah Bahan

Mesin pemindah bahan merupakan suatu sistem peralatan yang digunakan untuk mengangkat/memindahkan muatan dari suatu tempat ke tempat lain, dimana jumlah, ukuran dan jarak pemindahannya terbatas.

Mengingat perkembagan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan kemajuan di bidang industri dan terutama pada pembangunan gedung bertingkat yang memerlukan fasilitas yang membantu untuk memindahkan muatan dalam jumlah besar, ukuran dan serta jarak yang tertentu yang akan dipindahkan dari satu tempat pada tempat lainnya. Maka diperlukan mesin pemindah bahan yang tepat yang akan meningkatkan efisiensi dari aktivitas pemindahan benda tersebut. 2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan

Banyaknya jenis mesin pemindah bahan yang tersedia digunakan, sehingga membuat sulit menggolongkan secara tepat. Didalam penggolongan ini masih dipersulit dari kenyataan sistem kerja dan fungsi, bahwa penggolongan ini juga didasarkan pada berbagai karakteristik, misalnya desain, tujuan, jenis gerak dan lainnya. Mesin pemindah bahan,dalam operasinya diklasifikasikan atas : 1. Mesin Pengangkat

Mesin pengangkat adalah termasuk pada kelompok mesin pemindah bahan yang bekerja secara periodik yang didesain sebagai peralatan swa-angkat atau untuk mengangkat dan memindahkan muatan dari suatu tempat ke tempat lain

dengan jarak jangkauan yang relatif terbatas atau juga sebagai mekanisme tersendiri bagi elevator dan crane.

Contohnya : a. Elevator

Elevator adalah mesin pengangkat yang berfungsi mengangkat/memindahkan penumpang atau benda dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi ataupun sebaliknya dengan mekanisme gerakan secara vertikal dengan menggunakan mesin pengangkat puli penggerak atau drum penggerak.

b. Escalator

Escalator adalah sejenis mesin peranti pengangkatan,penyampai yang mengangkat benda atau penumpang dari tingkat satu ketingkat lain dalam sebuah bangunan beringkat dengan mekanisme tangga berjalan yang berputar pada satu lintasan tetap tangga.

c . Crane

Crane adalah Mesin/Alat pengangkat yang digunakan untuk mengangkat benda dari tempat bahan yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi atau sebaliknya dengan mekanisme gerakan secara verikal dan horizontal juga.

Mesin - mesin pengangkat ini bila digolongkan berdasarkan jenis gerakannya, maka arah lintasan gerakannya dapat dibedakan atas:

1.Gerak naik dan turun (hoist) 2.Gerak transversal

2. Mesin Pengangkut

Mesin pengangkut adalah kelompok mesin yang mungkin tidak di lengkapi/tidak mempunyai peralatan pengangkat tapi dapat memindahkan muatan secara berkesinambungan dan juga dapat mengangkut muatan dalam jarak relative jauh. Muatan yang dipindahkan dapat berupa tumpahan/curahan (bulk material), dan muatan dalam bentuk satuan (unit load).

Berdasarkan desain konstruksinya mesin pengangkut dibedakan dengan 2 jenis : a. Konveyor dengan alat pembantu pembawa (with puling member)

contohnya : Belt conveyor, Bucket conveyor, apron conveyor, escavator b. Konveyor tanpa alat pembantu pembawa (without puling member) contohnya : Screw conveyor, roller conveyor, oscillating conveyor

2.3 Klasifikasi Elevator Sesuai Kegunaannya 2.3.1 Elevator Sangkar penumpang

Elevator sangkar adalah mesin/alat pengangkat yang ditujukan khusus untuk mengangkat/memindahkan barang atau orang dari lantai satu ke lantai lainnya berada didalam sangkar yang begerak pada rel penuntun tetap dengan mekanisme gerakan secara vertical. Elevator sangkar menggunakan mesin pengangkat jenis puli penggerak dan drum. Pada desain roda puli, penggerak tali melewati roda puli yang digerakkan oleh gaya gesek oleh motor penggerak dan dikendalikan elektromagnet. Pada desain ini dengan puli dan tali yang menahan sangkar yang dikaitkan pada drum dan dililitkan pada permukaannya.

Gambar 2.1.Elevator Sangkar penumpang

2.3.2 Elevator pengangkat penggerak di udara mampu jinjing dapat berpindah

Pengangkat penggerak ini mempunyai penggunaan yang sama seperti jenis pengangkat lainnya.Mekanisme startnya mempunyai desain, badan katup start dari besi tuang di ikat pada penutup bawah dengan baut. Dan pena putar dengan tangkai persegi melewati pusat katup. Pada tangkai persegi dipasang lengan penstart yang dikendalikan oleh dua buah rantai penarik dan pada bagian lainnya bagian katup datar ditutup oleh penutup. Penutupnya mempunyai pegas tirus yang menekan bagian katup ini ke badan.

2.3.3 Elevator penumpuk/penimbun

Penumpuk dapat digerakkan secara manual ataupun dengan desain yang swagerak.Mekanisme pengangkat ini, roda penutup platform kantilever berjalan sepanjang jalur penuntun vertical, yang terdiri dari beberapa komponen mesin seperti drum, penggerak roda gigi cacing, rem sepatu ganda dengan kendali elektromagnetik dan motor elektrik dengan alat penstartnya. Dan dilengkapi dengan sebuah batas untuk menghentikan platform pada kedudukan terujungnya. Penahan pengaman akan mencegah muatan jatuh bila tali putus. Ketika dipindahkan rangka lipat dengan menggunakan sekrup dengan roda tangan.

Gambar 2.3.Elevator Penumpuk/penimbun

2.3.4 Elevator Ember Vertical

Mekanisme pengangkat ini terdiri dari motor elektrik, puli pengangkat, tali baja dan ember vertical. elevator jenis ini berfungsi untuk mengangkat benda – benda yang berbentuk muatan tumpahan/curah. Contohnya seperti pasir, tanah, semen,dan lainnya.

2.3.5 Elevator Tipe Tiang

Mekanisme pengangkat ini terdiri dari penggerak cacing, puli pengangkat, dan poros engkol manual,dan tali baja. Elevator ini sama penggunaannya dengan elevator penumpuk/penimbun tetapi system kerja mesin ini digerakkan atau dioperasikan secara manual dengan cara memutar poros engkol manual untuk bisa mengangkat benda yang akan dipindahkan dan ditimbun.

Gambar 2.5.Elevator tipe tiang 2.4 Pemilihan Jenis Mesin Pemindah Bahan

Dalam perencanaan ini dipilih mesin pemindah bahan dengan gerakan naik turun (hoist). Ada pun mesin pemindah bahan yang akan direncanakan nantinya akan ditempatkan dalam suatu ruangan yang mempunyai ruang gerak yang terbatas yang diletakkan di lantai atas, tetapi ada juga yang dibuat dibawah dalam gedung tersebut dan dengan lintasan tertentu juga.

Oleh karena itu faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis mesin pemindah bahan yang sesuai adalah:

1.Penempatan peralatan sedapat mungkin tidak mengganggu aktivitas dan ruang gerak manusia

3. Nyaman dalam pemakaian, sebab muatan yang akan diangkut adalah manusia.

Sehubungan dengan pertimbangan faktor - faktor kondisi kerja tersebut diatas maka dipilih elevator penumpang sebagai alat pemindah bahan yang sesuai.

2.5 Elevator Penumpang dengan Cara Kerjanya

Elevator penumpang adalah alat pengangkat yang ditujukan khusus untuk mengangkat/memindahkan barang atau orang secara vertical didalam sangkar yang begerak pada rel penuntun tetap.

Adapun cara kerja dari elevator ini adalah dengan gerakan naik turun (hoist) dimana sangkar yang berisi barang atau orang dan beban pengimbang digantungkan pada tali yang ditarik naik atau turun dengan menggunakan puli, dimana puli ini berputar sesuai dengan kebutuhan. Puli digerakkan oleh motor listrik dan gerakan puli dihentikan oleh rem, sehingga barang atau orang tidak akan naik atau turun setelah posisi angkat yang diinginkan tercapai.

2.5.1 Pemakaian Elevator Penumpang dapat dibagi atas beberapa klasifikasi : 1. Pemakaian umum atau perniagaan ( General Purpose or Comercial )

yaitu tipe elevator yang digunakan pada pemakaian yang bersifat umum.

Contohnya:Pada gedung bertingkat, hotel,kantor-kantor,rumah sakit,perusahaan. 2.Pemakaian pada tempat tinggal ( Residential )

Yaitu tipe elevator yang digunakan pada rumah tempat tinggal Contohnya : pada rumah tempat tinggal

Yaitu tipe elevator yang dipergunakan pada swalayan atau pusat perbelanjaan. 4.Pemakaian pada lembaga - lembaga ( Institutional )

Yaitu tipe elevator dipakai pada bangunan untuk suatu bentuk kelembagaan Contohnya : lembaga pendidikan dan lembaga pemerintahan

2.5.2 Pemasangan Elevator

Ditinjau dari segi pemasangan, ada dua cara pemasangan elevator, yaitu: 1.Pemasangan dengan satu sangkar (Single Car)

Didalam suatu gedung hanya terdapat satu sangkar saja atau dengan kata lain gedung tersebut hanya dilayani oleh satu unit elevator saja. Pemasangan ini biasanya terdapat pada gedung yang tidak begitu tinggi dan tidak luas serta laluan lintasan pemakaiannya tidak ramai.

2.Pemasangan dengan lebih dari satu sangkar (Multi Car)

Pada bangunan tersebut terdapat lebih dari satu sangkar. Jika ada panggilan akan terjadi respon dan interaksi antara beberapa sangkar tersebut. Sangkar yang paling dekat dan tidak sedang bekerjalah yang akan melayani panggilan tersebut. Sistem ini dipakai pada gedung bertingkat banyak serta luas dan mempunyai laluan lintasan pemakaian yang ramai.

2.5.3 Ruang Peletakan Mesin

Bila ditinjau dari ruang tempat peletakan mesin utama dari elevator, terdapat dua tipe sistem peletakannya yaitu :

1.Penthouse Machine Room Type

2.Basement Machine Room Type

Mesin elevator ditempatkan pada bagian bawah (lantai dasar) sangkar elevator

2.₅._{4 Sistem Penggerak Elevator}

Bila ditinjau dari sistem penggerak elevator, terdapat dua sistem yang digunakan pada gedung – gedung bertingkat, yaitu :

1.Penggerak Elevator Sistem Warp (Electrik) 2.Penggerak Elevator sistem Hidrolik

1. Penggerak Elevator Sistem Warp (Elektrik)

Pada sistem ini penggerak utama dari sangkar elevator tersebut adalah motor listrik, dari motor tesebut akan dikopelkan ke poros mesin elevator (Driving Machine), yaitu suatu alat yang menggerakkan puli penggerak dan selanjutnya puli penggerak akan menarik tali yang diikat pada sangkar elevator dan beban pengimbang. Dengan demikian sangkar elevator dan beban pengimbang akan bergerak naik atau turun sesuai dengan putaran puli penggerak.

Sistem pemasangan tali pada sistem Wrap dapat dibedakan berdasarkan peletakan ruang mesin, yaitu dengan :

a. Penthouse Machine Room

Pemasangan tali pada system warp pada Penthouse Mechine Room type dapat dilihat pada gambar 2.6.

-Single Wrap Roping

Tali dipasang satu kali jalan, tanpa lilitan diletakkan diatas puli dan melalui katrol, kemudian tali diikatkan diatas sangkar elevator dan beban pengimbang ( gambar 2.6.a )

- Double wrap Roping

Ada dua cara pemasangan tali pada jenis Doble Wrap Roping yaitu tali dipasang satu kali lilit pada puli dan katrol, kemudian tali diikatkan diatas sangkar elevator dan beban pengimbang (gambar c) atau tali dipasang dua kali lilit tali diletakkan diatas puli diatas puli dan dililitkan ke katrol, selanjutnya ke atas sebagai titik tumpuan beban (Point Support). (Lihat gambar 2.6. di bawah ini )

Gambar 2.6. Pemasangan tali pada system Wrap Penthouse Machine Room Type b. Basement Machine Room

Pemasangan tali pada system wrap pada basement Machine Room Type dapat dilihat pada gambar 2.7

-Roping Under Slung

Sangkar elevator dan beban pengimbang ditahan oleh dua buah katrol, selanjutnya puli penggerak yang berada dibawah sangkar akan memutar kedua katrol yang menggerakkan sangkar elevator dan beban pengimbang dalam arah yang saling berlawanan ( gambar a dan b ) (Lihat gambar 2.7.) di bawah ini

Gambar 2.7. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap – Basement Machine Room

Type 2. Penggerak Elevator Sistem Hidrolik

Elevator sistem hidrolik memerlukan daya lebih kecil dibandingkan dengan sistem wrap. Nama hidrolik diberikan karena sangkar ini digerakkan oleh sebuah pompa yang dilayani oleh sebuah motor penggerak, sehingga dengan perubahan tekanan pada minyak (oil) akan menyebabkan naik atau turunnya sangkar elevator.

Sistem hidrolik dan cara kerjanya persis sama dengan dongkrak mobil hidrolik, minyak dari penampung dipompakan oleh plunyer untuk mengangkat sangkar elevator tersebut. Pompa dihentikan sampai titik terbawah, selanjutnya sangkar elevator tersebut diturunkan dengan gaya gravitasi dan bypass control yang juga mengontrol posisi dari sangkar elevator tersebut sampai pada titik tertinggi Sistem kontrol yang digunakan pada elevator dengan sistem penggerak hidrolik biasanya sama dengan yang terdapat pada sistem penggerak wrap. Namun pada sistem penggerak hidrolik ini tidak diberikan beban pengimbang sehingga

memerlukan motor dengan daya yang lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan motor untuk keperluan yang sama pada sistem Wrap.

Berdasarkan pertimbangan dari uraian diatas maka pada perencanaan ini system pengerak elevator yang akan dipergunakan adalah system Wrap dengan peletakan motor pada bagian atas sangkar (Penthouse Machine Room Type) dengan pemasangan tali satu kali jalan ( single Wrap Roping).

2.5.5 Methode pengoperasian Elevator

Methode pengoperasian elevator adalah cara kerja elevator dalam memberikan respon terhadap panggilan yang diberikan penumpang.

Methode operasi elevator secra umum dibedakan atas dua cara, yaitu: 1.Pengoperasian Manual

Pengoperasian manual merupakan sistem pengoperasian sangkar elevator dengan kecepatan rendah dan dapat berhenti pada posisi sembarangan titik yang dikehendaki, misalnya untuk kondisi perawatan atau untuk keperluan khusus.

Dalam pengoperasiannya elevator diatur oleh seorang operator. Dengan demikian semua panggilan harus dikirim ke meja operator, kemudian operator mengatur gerakan sangkar elevator ke posisi level lantai yang diinginkan/dipesan penumpang methode ini jarang digunakan mengingat kurang praktisnya di dalam penggunaanya.

2.Pengoperasian Otomatis

kepada penumpang yang memanggil sangkar elevator. Berdasarkan prinsip kerjanya, metode ini dibedakan atas:

a. Metode Single Automatic Push Bottom

Pada metode operasi ini, pada setiap lantai hanya terdapat satu buah tombol untuk memanggil sangkar sedangkan didalam sangkar elevator terdapat tujuan level lantai yang diinginkan. Selama elevator bekerja, elevator tidak melayani panggilan dari penumpang lain. elevator akan memberikan tanggapannya setelah elevator selesai melaksankan tugasnya. Dengan kata lain elevator baru dapat dipanggil apabila sangkar elevator dalam keadaan tidak bekerja. Dari penjelasan prinsip kerja diatas, dapat dikatakan bahwa methode Single Automatic Push Bottom ini hanya dapat melayani panggilan satu persatu, artinya sangkar baru dapat dipanggil apabila elevator dalam keadaan diam. Dengan demikian metode ini hanya efektif digunakan untuk gedung dengan dua atau tiga lantai. Dengan pemakaian elevator yang tidak terlalu mendesak, misalnya untuk elevator pengangkat barang.

b.Metode Selective – Collective

Pada metode ini terdapat dua buah tombol panggilan pada setiap lantai yaitu tombol panggilan naik dan tombol panggilan turun. Kecuali pada lantai terendah dan tertinggi yang masing - masing hanya terdapat satu tombol panggilan. Didalam sangkar elevator terdapat tombol tujuan level lantai yang digunakan..

Metode operasi selective – collective ini lebih praktis dan efisien dalam menangani panggilan dibandingkan dengan Single Automatic Push Bottom. Pada methode ini, secara otomatis sangkar elevator akan melayani semua panggilan naik pada saat sangkar elevator naik dan melayani semua panggilan turun pada tiap lantai yang dilaluinya. Dengan demikian methode ini lebih efisien dalam menanggapi panggilan dibanding dengan metode Single Automatic Push Bottom karena sangkar elevator dapat dipanggil walaupun elevator dalam keadaan sedang bekerja.

c.Metoded Duplex-Collective

Pada prinsipnya metode duplex – collective ini hampir sama dengan metode selective - Collective merupakan operasi gabungan dari dua atau lebih elevator yang bekerja secara Selective-Collective.

Pada metode ini, pada tiap lantai terdapat tombol bersama untuk memanggil sangkar elevator. Apabila tombol panggilan ditekan maka sangkar dengan posisi paling dekat dan dengan arah yang sesuai dengan panggilan, akan melayani panggilan tersebut. Hal ini merupakan keistimewaan metode ini dibanding dengan metode Selective-Collective. Tombol tujuan terdapat pada setiap sangkar yang berfungsi untuk mengoperasikan sangkarnya masing-masing.

Dari pertimbangan-pertimbangan pada uraian diatas maka metode pengoperasian elevator yang dipakai disini adalah pengoperasian otomatis dengan prinsip berdasarkan Metode-Duplex-Collective. (lihat gambar 2.8) di bawah ini.

Cara kerja pengoperasian otomatis berdasarkan metode-duplex-collective : -Apabila tombol naik (Up Button) ditekan maka arus akan mengalir ke kumparan naik (up Coil). Setelah kumparan berisi arus listrik, kumparan akan mengisi arus ke pengatur waktu otomatis naik (Up Times) dan semua semua switch naik (Up Relay) akan menutup sehingga mengalirkan arus kemotor penggerak. Motor penggerak memutar kekanan mengangkat sangkar elevator pada selang waktu oleh pengatur waktu otomatis naik (Up Times). Apabila pengatur waktu otomatis menyatakan selesai atau waktu untuk langkah tersebut selesai maka arus akan terhenti dan sangkar elevator berhenti pada lantai yang diinginkan oleh pengatur waktu tersebut.

-Apabila tombol turun (down Button) ditekan maka arus akan mengalir pada kumparan turun (down Coil). Setelah kumparan berisi arus, kumparan akan mengisi arus ke pengatur waktu otomatis turun (down times) dan semua swich turun (down relay) akan menutup sehingga akan mengalirkan arus kemotor penggerak. Motor penggerak memutar kekiri dan menurunkan sangkar elevator pada selang waktu yang ditentukan oleh pengatur waktu otomatis turun (down times) sampai pengatur waktu otomatis menyatakan selesai dan sangkar elevator terhenti pada lantai yang diinginkan oleh pengatur waktu otomatis tersebut.

2.6 Bagian – bagian Utama Elevator

2.6.1 Bagian – bagian pada ruang atas sangkar (Penthouse Machine Room) Sebagian besar peralatan elevator tipe penthouse machine room ditempatkan dibagian atas sangkar elevator, (dapat dilihat pada gamabr 2.9.dibawah ini).

Keterangan Gambar :

1. Mesin Pengangkat 2. Elekto motor 3. Rem Elektromagnetik 4. Puli Penggerak 5. Lemari Panel 6. Relay Pengatur

7. Papan Saklar Distributor 8. Pengatur Kecepatan 9. Saklar Pengatur

10. Kerangka kotak lift 11. Sangkar

12. Tongkat pengatur untuk saklar pengatur

13. Penyeimbang 14. Kotak pintu kotak 15. Papan tombol tekan

16. Bagian mekanis dari kunci pintu 17. Bagian listrik dari kunci pintu 18. Blok Penahan untuk kunci pintu 19. Lengan pengayun atas untuk saklar

20. Tongkat pengatur baja untuk saklar pengatur

21. Pemegang kotak 22. Kotak lantai kotak

23. Rel-rel penuntun untuk sangkar 24. Rel-rel penuntun untuk penyeimbang

25. Papan terminal

26. Soket untuk kabel penggantung 27. Saklar pengatur

28. Kabel penggantung 29. Tombol pemanggil 30. Penyeimbang

31. Pengatur kecepatan tekanan beban

32. Lengan Pengayun bawah dari saklar pengatur

33. Penyetop sangkar 34. Portal dengan pintu

35. Pintu masuk dan keluar sangkar 36. Kerangka jaringan kabel 37. Baji penangkap pengamanan 38. Tali pengatur kecepatan 39. Tierod untuk penangkap pengamanan

Komponen-komponen utama peralatan elevator type Phenthouse Machine Room yang ditempatkan dibagian atas sangkar elevator adalah :

1.Electro motor 2.Mesin Elevator 3.Rem Elevator

4.Lemari Panel Relay 5.Governor

2.6.1.1 Elektro Motor

Penggerak utama elevator adalah sebuah elektromotor yang digerakkan oleh listrik PLN atau generator listrik yang dilengkapi dengan pengatur medan (Field Control) yang dikontrol secara numerik (Numerikal kontrol).

Elektro Motor dikopel ke rangkai Gear Box yang berfungsi untuk mereduksi putaran elektro motor dengan mesin elevator (Elevator Driving Mechine),Puli dan rem Listrik.

2.6.1.2 Mesin Elevator

Desain elevator disini digunakan mesin pengangkat jenis puli/drum sebagai pengangkat dan roda puli pengarah. Kemudian tali menahan sangkar dan diikatkan lalu tali dililitkan di puli pada permukaannya, sedangkan pada desain roda puli penggerak,tali melewati roda puli yang digerakkan oleh elektro motor, terjadi gaya gesek pada tali dan puli. Dalam perencanaan ini dipilih mesin pengangkat dengan puli penggerak karena memiliki beberapa kelebihan diataranya :

1)Dapat digunakan untuk mengangkat pada segala macam ketinggian 2)Ukurannya lebih kompak

3)Lebih efektif karena gaya traksi pada roda puli penggerak akan hilang bila sangkar yang sedang turun terbentur hambatan. Dalam hal ini, kelonggaran pada bagian tali yang keluar dari puli akan menyebabkan tergelincirnya oleh puli pada tali sehingga tali akan mengencang kembali

4)Penggunaan mesin pengangkat jenis roda puli ini telah mengurangi kecelakaan secara drastis akibat putusnya tali.

Mesin elevator penggerak roda puli untuk elevator penumpang ditunjukkan pada gambar 2.11. dibawah ini :

2.6.1.3 Rem Elevator

Prinsip kerja rem elevator sama dengan kontak NC ( Numerikal kontrol ) dari suatu relay atau kontaktor, dimana rem dalam keadaan menjepit poros mesin elevator pada saat sangkar elevator tidak bekerja, sebaliknya rem akan melepaskan poros elevator apabila coil rem listrik tersebut berenergi. Dengan demikian apabila sumber arus dari panel utama putus pada saat elevator bergerak, penumpang akan aman dari bahaya benturan yang timbul apabila rem tidak menjepit poros mesin tersebut. Di bawah ini gambar 2.12. akan diperlihatkan konstruksi rem listrik untuk elevator.

Gambar 2.12. Rem Elevator

2.6.1.4 Lemari Panel

Lemari panel merupakan tempat sebagian besar peralatan listrik ( komponen-komponen kontrol ) disambungkan seperti relay, transformator dan penyearah. Tiap unit elevator memiliki masing - masing satu buah lemari panel, dapat dilihat pada gambar halaman berikut ini (gambar 2.13).

Gambar 2.13 Lemari Panel 2.6.1.5 Governor

Governor adalah merupakan pengaman dan pengatur kecepatan lebih (Over Speed). Dan mempunyai saklar yang berfungsi untuk menonaktifkan semua rangkaian sehingga otomatisasi elevator mati dan tidak berfungsi. Prinsip kerjanya adalah berdasarkan gaya sentrifugal. Tali ( Rope ) governor dihubungkan kebagian atas dan bawah sangkar melalui dua buah puli governor. Puli governor ditempatkan diruang mesin atas dan yang lainnya ditempatkan pada bagian bawah (basement) instalasi elevator, sehingga puli governor akan bergerak apabila sangkar elevator bergerak.

2.6.2 Bagian-bagian pada Terowongan ( Hoist Way )

Terowongan yang dimaksud pada sistem elevator adalah terowongan vertical yang menjadi jalan atau saluran tempat dimana sangkar elevator dan beban pengimbang bergerak naik dan turun.

Pada terowongan terdapat beberapa peralatan seperti : 1.Saklar pembatas

2.Sangkar elevator 3.Beban pengimbang 4.Tali baja

5.Rel penuntun

6.Alat pengaman elevator 2.6.2.1 Saklar Pembatas

Saklar pembatas berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian dari sistem listrik dari sumbernya tanpa campur tangan operator, akan tetapi diaktifkan oleh sentuhan mekanik dari suatu material.

Pada pengoperasiannya ada beberapa pembatas sebagai saklar bantu untuk pengaturan kerja rangkaian elevator. Pada pengaman beban lebih sangkar elevator, saklar pembatas elevator ini akan bekerja jika beban atau penumpang yang masuk kedalam sangkar melampuai kapasistas ( daya angkat ) elevator tersebut.

Saklar pembatas juga digunakan pada operasi membuka dan menutup pintu elevator serta juga terdapat pada setiap batas level lantai.

2.6.2.2 Sangkar Elevator

Sangkar elevator adalah suatu kerangka kendaraan yang mempunyai ruangan untuk tempat penumpang atau barang yang akan dipindahkan. Sangkar ini

harus tertutup dan lengkapi dengan pintu.

Sangkar ini harus kokoh, ringan dan desainnya sederhana. Pada bagian dalam sangkar elevator terdapat tombol tombol pengatur arah tujuan dan indikator posisi elevator, lampu penerangan, push button, oper door, close door, ear phone, dan tombol stop hand/auto.

Gambar 2.15.Sangkar elevator

Berikut ini diperlihatkan gambar 2.16. Tata letak peralatan tombol operasi didalam sangkar elevator.

2.6.2.3 Beban Pengimbang

Beban pengimbang adalah beban pemberat untuk mengimbangi berat sangkar elevator. Gerakan beban pengimbang berlawanan arah dengan sangkar elevator.

Dengan demikian secara tidak langsung beban pengimbang akan mengurangi daya yang harus disediakan oleh hoisting motor.

Beban pengimbang terdiri dari satu kerangka baja dengan desain yang berlapis yang akan memudahkan pengaturan bobot dan penyederhanaan perakitan. Penggunaan beban pengimbang ini adalah untuk memberikan keuntungan konsumsi daya yang diperlukan elevator.

Gambar 2.17.Beban pengimbang 2.6.2.4 Tali Baja

Tali digunakan sebagai penghubung sangkar elevator dengan beban pengimbang melalui puli mesin elevator, disamping itu juga digunakan untuk menghubungkan sangkar elevator dengan governor sebagai sensor kecepatan lebih (Over Speed) lihat gambar 2.18. dan gambar 2.19. berikut ini.

Gambar 2.18. Lapisan serat tali baja

Gambar 2.19.Konstruksi serat tali baja 2.6.2.5 Rel Penuntun

Sangkar elevator bergerak didalam lorong pada rel penuntun yang terpasang tetap. Untuk keperluan ini kedua sisi sangkar pada bagian atas dan bawah diberi dua penuntun yang bentuknya sesuai dengan rel penuntun.

Rel atau batang penuntun terbuat dari batang baja profil siku T- ganda atau batang kayu dan diikat pada kedua sisi lorong elevator. Rel diberi pelumas gemuk secara teratur. Kerugian gesekan pada rel penuntun diambil sebesar 5-10% dari bobot komponen gerak. Penuntun dipasang pada tempat sempit diantara dua rel, sehingga dapat berfungsi untuk mencegah ketidakserasian sangkar elevator. (Dapat dilihat gambar 2.20).

Gambar 2.20. Rel Penuntun untuk Elevator

2.6.2.6 Alat Pengaman Elevator

Sangkar elevator harus dilengkapi dengan alat pengaman khusus, yaitu penahan yang akan menghentikan sangkar secara otomatis bila tali putus atau kendur. Banyak desain pengaman elevator yang dilengkapi dengan eksentris, baji, rol penjempit, pisau dan permukaan rem yang halus. Permukaan rem halus yang menjepit jalur penuntun dengan kuat sepanjang permukaan kontak merupakan alat yang efisien operasinya seperti yang telah dibicarakan sebelumnya.

Selain rem terdapat juga alat pengaman elevator lainnya seperti: a. pegas penahan

b. penahan penggerak a.Pegas penahan

Pegas penahan adalah merupakan suatu alat yang ditempatkan pada bagian dasar terowongan. Alat ini berfungsi untuk mengamankan sangkar elevator agar tidak membentur landasan (dasar terowongan) apabila suatu saat tali pengikat elevator dengan beban pengimbang putus. (Lihat gambar 2.21).

Pegas penahan bekerja berdasarkan hidrolik yang dibantu dengan pegas (spring) dengan demikian bila sangkar jatuh secara tiba-tiba karena putusnya tali maka sangkar akan jatuh menimpa pegas penahan dan oleh pegas redaman hidrolik sangkar akan aman dari benturan yang sangat keras apabila sangkar langsung jatuh kedasar terowongan.

Gambar 2.21. Pegas Penahan b.Penahan Gerak

Penahan gerak berfungsi untuk menghentikan elevator secara otomatis, sebelum kecepatan lebih (over speed). Gerak dari penahan elevator dikontrol oleh governor. Penahan gerak akan menghentikan sangkar bila satu buah tali atau semuanya putus secara bersamaan, bila satu tali di bebani lebih dari kekuatan talinya, dan bila semua tali kendur pada saat yang bersamaan pula dan juga bila kecepatan penurunan menjadi semakin besar. Biasanya penahan gerak akan beroperasi dengan daya yang diberikan oleh pegas, bobot sangkar itu sendiri atau

bobot pengimbang atau juga gaya udara bertekanan. Dan dibawah ini adalah alat pengaman penahan gerak tersebut, gambar 2.22. Alat ini terdiri dari penahan pengaman dan sebuah pembatas kecepatan tali kawat penahan 7, yang dikencangkan oleh rol 15 dan pemberat 16, melewati alur roda puli pembatas kecepatan 4. Ujung tali kawat diikatkan pada pelat 6 yang dihubungkan dengan engsel lengan 8 pada atap. Bila kecepatan kendaraan normal,maka tali kawat dapat bergerak bersamaan kendaraan dan roda puli 4 ikut berputar. Jika tali putus kecepatan kendaraan maupun kecepatan tali kawat dan roda puli akan meningkat. Bila kecepatan mencapai 140 persen kecepatan ternilainya, pemberat W1 dan W2 yang dipasang pada titik 0 pada

roda puli akan terpisah dan lengan 1 dan 3 memindahkan lengan 5 pada kedudukan yang ditunjukkan garis putus. Dalam hal ini rol R1 dan R2 akan jatuh kedalam celah

yang dipersempit di antara B1 danB2 roda puli dan rangka diam dari pembatas dan

mengerem roda puli yang menjepit tali kawat yang tegang tersebut dan menghentikannya.Karena kendaraan bergerak kebawah lengan 8 dan gandar 9 berputar searah jarum jam. Pada saat yang bersamaan garpu 12 yang ada pada kedua sisi kendaraan akan menaikkan baji X1 dan X2 (sepanjang baji pda setiap sisi) yang

bergesr sepanjang blok diam 13 yang dipasang pada atap kendaraan. Permukaan dalam baji yang bergerigi akan menjepit rel penuntun 14 pada kedua sisinya, sangkar yang akan dihambat dan tetap tergantung pda rel penuntunnya. Secara bersamaan, pelat 10 akan menekan pena 11 yang akan membuka kontak yang bersesuaian. Kontak ini akan mengerem dan menghentikan motor mesin pengangkat.

Gambar 2.22. Elevator dan penahan gerak. Keterangan gambar penahan gerak :

1. Nomor 1 dan 3 = Lengan penahan gerak 2. Nomor 2 = Rangka diam penahan gerak 3. Nomor 4 = Roda puli pembatas kecepatan 4. Nomor 6 = Pelat engsel

5. Nomor 7 = Pembatas kecepatan tali kawat 6. Nomor 5, 8, 9 = lengan dan gandar berputar 7. Nomor 10, 11 = Pelat dan pena

8. Nomor 12 = Garpu penahan gerak 9. Nomor 13 = Blok diam

10.Nomor 14 = Rel penuntun

BAB III METODOLOGI

3.1 Metode Penelitian

Pada pengerjaan tugas akhir ini metode penelitian yang dilakukan yaitu sebagai berikut :

1. Studi literatur, yaitu dengan mempelajari beberapa referensi yang mampumenunjang untuk melakukan penelitian. Referensi yang digunakan antara lain bersumber dari buku-buku, artikel, tori dasar dan rumus – rumus empiris, penggunaan tabel dan grafik, serta sumber lain yang berhubungan dengan perencanaan yang dilakukan.

2. Metode Survey Study (Riset), yaitu melakukan penelitian untuk perbandingan data terhadap Mesin Elevator Penumpang yang akan direncanakan. Dengan menggunakan elektro motor sebagai penggerak secara mekanis dan kemudian untuk mengangkat elevator penumpang secara langsung menggunakan puli/drum dan tali baja.

3. Analisa data tentang perencanaan dan perhitungan komponen–komponen utama (Perencanaan kapasitas elevator, perencanaan tali baja), perencanaan daya motor, perencanaan roda cacing, perencanaan bantalan, perencanaan rem

4. Asistensi kepada dosen pembimbing untuk dapat membantu dalam membahas perencanaan ini, dan merencanakan desain gambar teknik konstruksi mesin elevator penumpang.

3.2 Tempat dan Waktu 3.2.1 Tempat

Survey study dilakukan di Hotel Madani Jl. Sisingamangaraja / Jl.Amaliun No.1 Medan 20215.Sumatera Utara.

3.2.2 Waktu

Waktu penelitian dilaksanakan pada tanggal 11 Maret 2012 sampai dengan selesai.

3.3 Konstruksi mesin

1. Mesin elevator (Elektro motor , Rem elektromagnetik, Transmisi mesin) 2. Sangkar elevator

3. Puli elevator (Puli/drum penggerak, Poros puli, Tali baja)

3.3.1 Mesin Elevator

Dibawah ini gambar mesin elevator yang akan direncanakan dan bagian - bagian komponen utama mesin.

_{2 3} 1

4

6

7

5 Gambar 3.1 Komponen - komponen Mesin Elevator

Keterangan Gambar : 1. Elektro Motor

2. Rem Elektromagnetik (jenis Rem sepatu) 3. Transmisi Mesin (Gear Box)

4. Puli/Drum Penggerak 5. Tali Baja

6. Poros Puli/Drum

7. Kontak Numerikal Kontrol (relay,Kontaktor)

Konstruksi elevator penumpang ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Merk : MITSUBISHI ELECTRIK

Seri : P 15 – CO

Kapasitas Angkat : 1000 kg

Tinggi Angkat : 32 meter

Kecepatan Angkat : 90 meter/menit Daya Motor Listrik : 15 hp (11 kw)

Jumlah Penumpang Maksimum : 11 Orang Penumpang

Putaran Motor : 1455 rpm

Daya Motor Penggerak : 10,84 hp

Karakteristik Desain Tali Baja : 6 x 37 = 222 + 1C Diameter Kawat Tali Baja : 14,2 meter

Bahan Tali Baja : Baja Karbon Tinggi

3.3.1.1.Elektro motor

Berikut ini adalah gambar elektro motor AC, dengan 2 kutub (pole) yang digunakan pada mesin elevator sebagai penggerak dari semua sistem transmisi adalah sebagai berikut:

Gambar 3.2 Elektro motor AC a. Daya Motor yang dibutuhkan

Untuk menetukan daya motor yang dibutuhkan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan. (RudenkoN, 1992.hal. 362)

N_st = Q+Gs−Gcw

75 .η_tot (hp) ………..(3.1)

Dimana :

Q = Kapasitas Elevator G_s = Bobot sangkar elevator G_cw = berat bobot pengimbang V = Kecepatan elevator η_tot = Efesiensi total elevator

b. Momen Gaya Start Motor

Untuk menentukan momen gaya start motor yang dibutuhkan dapat ditentukan dengan rumus persamaan. (Rudenko N, 1992.hal.296)

M_tot = M_st+ M_dyn ………..(3.2) Dimana:

M_st = Momen tahanan statis M_dyn = Momen gaya dinamik c. Momen Gaya Dinamik

Untuk menentukan momen gaya dinamis motor yang dibutuhkan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus.(Rudenko N, 1992.hal.293)

M_dyn = δ . GD

2 _.n 375 .t_� +

0,975.G.V2

n. t_s η (kg.mm) ……….(3.3)

Dimana :

δ = Koefisien transisi

GD2 = Momen girasi pada poros (rotor + kopling) n = Putaran motor

t_s =Waktu start (1,5÷ 5 ) detik, (Rudenko,1992) G’ = berat netto maksimum yang diangkat motor

η = Efesiensi system transmisi

d. Rasio Beban Motor

Untuk menentukan rasio beban motor yang dibutuhkan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan.(Rudenko N, 1992.hal.296)

Rasiobeban –motor = _��max

Spesifikasi elektro motor AC adalah sebagai berikut : Daya motor ( P ) : 11 kW

Kecepatan (Speed) : 1090 / 1500 Rpm Voltage tegangan (V) : 230 / 310 V Current (Arus) A : 30 / 29 A

Frequency : 38 / 50 Hz

Efficiency : 89,4 %

Merk : Higen (2 Phase Induction motor)

Model : EM V 15 HU 1

Serial Type : YSO No.6011532C1

3.3.1.2. Rem Elektromagnetik 1.Perhitungan pengereman

Untuk mendapatkan data yang sesuai dilakukan analisa persamaan sebagai berikut :

Gambar 3.3. Rem Elektromagnetik jenis rem sepatu menggunakan pegas b. Momen Statis pada saat Pengereman

Untuk menentukan momen ststis pengereman dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan.(Lubomir, 1986.hal. 95)

Wst = ( 1,25 . Q + Gs – Gcw) g. D

2.�g

. η

2 (Nm) ……….(3.5)

Dimana :

Q = Berat Penumpang Gs = Bobot sangkar elevator

Qcw = Berat bobot pengimbang

g = Percepatan gravitasi D = Diameter tali

ig = Rasio putaran roda gigi cacing η = Efesiensi system mekanik.

c. Karakteristik Rem :

1. Diameter Roda Rem : 160 mm 2. Lebar Roda Rem : 55 mm 3. Lebar Sepatu Rem : 50 4. Sudut Kontak : 90⁰

3.3.2 Sangkar elevator

Elevator sangkar berfungsi sebagai konstruksi kerangka atau ruangan untuk tempat para penumpang atau barang yang akan dipindahkan atau diangkat ke lantai yang dituju. Kemudian harus diketahui ukuran atau dimensi elevator yang akan dibuat dengan berdasarkan kenyamanan dan keamanan penumpang yang akan di angkat mesin elevator sesuai kapasitas angkat mesin yang direncanakan dan sesuai dengan ketentuan standart industri secara internasional.

Gambar 3.4 Sangkar elevator sesuai dengan jumlah penumpang

Dimensi sangkar elevator ditentukan dari jumlah penumpangnya, dan jumlah penumpang yang akan direncanakan berjumlah 11 orang penumpang, kemudian untuk mendapatkan dimensi ukuran Lebar, panjang dan tinggi dibuat sesuai dimensi, yaitu jarak antara penumpang dan tinggi penumpang tersebut.Dan didapatkan dimensi sangkar untuk jumlah penumpang sebanyak 11 orang, dimensi dan ukurannya adalah sebagai berikut :

a. Lebar sangkar elevator = 1,82 meter b. Panjang sangkar elevator = 1,50 meter c. Tinggi sangkar elevator = 2,20 meter. 3.3.3. Puli/Drum Penggerak

Puli penggerak harus kuat dan aman untuk di pakai, untuk itu dalam perencananan ini perlu memperhitungkannya sesuai dengan persamaan berikut :

a. Pemeriksaan kekuatan Poros Puli

Untuk kekuatan poros puli dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan (Sularso, 1983.hal.8)

σ₁= σ

Sf1 . Sf2 ………(3.6)

Dimana :

σ₁ = Tegangan tarik izin

σ₂ = Tegangan tarik = 85 kg/mm2 S_f1 . S_f2= Faktor keamanan = 5,6 ÷ 2,15 b. Tekanan Pada Alur Puli

Untuk tekanan alur puli dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan (Rudenko N, 1992.hal.75)

P₁ = 2 . �

D . d ………(3.7)

Dimana :

S = Tegangan yang terjadi pada puli D = Diameter puli

d = Diameter tali c. Tekanan Izin Pada Alur Puli

Untuk tekanan izin alur puli dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan (Syamsir A.Muin, 1987.hal.73)

P₁ = �

K ………(3.8)

Dimana :

K = Faktor keamanan elevator d. Berat Puli Penggerak

Untuk menetukan berat puli penggerak dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan. (Joseph E.Shigley, 1994.hal.359)

Wp= π₄[(d₂ 2− �st 2), b] �. 40 % ………..(3.9)

Dimana :

d2 = diameterdrum/puli

Ds = Diameter poros drum/puli

b = Tebal puli penggerak

ρ = Massa jenis roda gigi e. Gaya yang Terjadi Pada Puli Penggerak

Wy2 = ��Q + Gs+ Wp�.2+ Gcw 2 + 2 ���Q + Gs + Wp�(Gcw)�� cos 30

Dimana :

Wy2 = Gaya yang terjadi pada puli penggerak

Q = Berat penumpang + Berat tali baja G = Bobot sangkar

Dcw = Berat bobot pengimbang

Wp = Berat puli

f. Karakteristik Puli :

1. Diameter Puli : 384 mm

2. Bahan : Besi Cor Kelabu JIS 5501 FC 20 3. Kekuatan Tarik : 17 kg/mm²

3.3.3.1. Tali Baja 1. Perhitungan tali

Untuk menjamin keamanan dan kenyamanan mesin elevator harus diperhitungkan dan di analisa menurut persamaan berikut.Kekekuatan tali baja, karena komponen utama yang paling penting adalah tali baja untuk menahan dan menggantung sangkar

Gambar 3.6 Tali Baja dan konstruksinya a. Rumus Penampang Tali

Untuk menentukan luas penampang tali baja dapat menggunakan rumus persamaan ( Rudenko N, 1992.hal.31) sebagai berikut :

F

₂₂₂₌

_σb S

� − d� 3600

………..(3.10)

Dimana :

D_min = Diameter tali

d = Diameter wayar / kawat �_b = Kekuatan putus kawat baja

K = Faktor keamanan penumpang ( 7,60 – 11,90) S = Tegangan tarik untuk satu kali

b. Tegangan tali baja

Untuk menentukan tegangan tali baja dapat menggunakan rumus persamaan. (Syamsir A,Muin.hal.41) berikut ini :

S = Qtot

nηη1

………(3.11)

Q

_tot

=

Beban total

n = Jumlah bagian suspensi ( tali penyangga) η = Efesiensi puli

η₁ = Efesiensi akibat kerugian karena kekuatan tali pada saat menggulung pada puli penggerak

c. Karakteristik

Design Tali Baja : 6 x 37 = 222 + 1C

Diameter Kawat Tali Baja : 14,2 meter

Bahan Tali Baja : Baja Karbon Tinggi

3.3.3.2. Poros puli penggerak a.Diameter Poros Puli

Poros puli adalah disatukan dengan puli penggerak dan disambungkan ke transmisi roda gigi cacing. Kemudian perlu diperhitungkan kekuatan dan ketahanannya dengan menggunakan persamaan berikut:

Gambar 3.7 Konstruksi Puli untuk Elevator

Untuk diameter poros puli dapat ditentukan dengan menggunakan rumus persamaan (Rudenko N, 1992.hal.72)

P =_LQ

.D ……….(3.12)

Dimana :

P = Tekanan bidang puli yang tergantung pada kecepatan keliling permukaan.

L = Panjang bus tali Q = Beban total puli

b.Karakteristik Poros Puli Penggerak :

1. Diameter : 60 mm

2. Bahan Poros Puli Penggerak : Baja Karbon JIS G 3123 s 55 3. Kekuatan Tarik : 85 kg/mm²

3.4 Diagram Alir Metode Perencanaan elevator penumpang

Didalam melakukan penelititan perencanaan elevator penumpang harus melalui tahapan – tahapan yang harus diikuti, dengan menggunakan diagram alir metode dibawah ini yang dilakukan selama proses penyusunan tugas ini, karena bertujuan supaya dalam pengerjaan tugas ini sesuai dengan hasil yang diperoleh dilapangan dan yang akan direncanakan.

-Perhitungan komponen – komponen utama -Perhitungan Sistem Transmisi

-Pemilihan Motor Penggerak -Gambar teknik konstruksi Mesin

Gambar 3.8 Diagram Alir Metode perencanan Elevator penumpang. Mulai

Survey study dan Studi pustaka

Pemilihan jenis pemindah bahan

Pengambilan data perbandingan / data pelengkap dari lokasi Survey

Kesimpulan

Selesai

BAB IV

PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA

4.1 Kondisi Gedung yang Akan Menggunakan Elevator

Untuk mengetahui kapasitas elevator yang akan dirancang, maka kita harus mengetahui kondisi gedung yang akan dilayani oleh elevator tersebut, seperti jumlah keseluruhan orang pengguna elevator, waktu kritis yang tersedia, waktu yang dibutuhkan elevator untuk menyelesaikan satu siklus dan jumlah elevator yang akan digunakan.

Menurut pengamatan yang dilakukan pada lokasi survey di Hotel Madani Jl.Sisingamangaraja-Medan, diperoleh keterangan bahwa hampir semua karyawan dan pengunjung menggunakan elevator untuk mencapai lantai gedung yang dituju. Hal ini disebabkan karena sebagian karyawan dan pengunjung yang ingin naik dari lantai I ke lantai berikutnya lebih memilih menggunakan elevator dari pada harus naik tangga karena lebih cepat, nyaman naik elevator.Tetapi sebagian karyawan dan pengunjung di lantai I, lantai II dan lantai III lebih memilih menggunakan tangga karena kemungkinan masih menunggu antrian elevator datang ke lantai I, II dan III dan bisa juga penumpang/muatan yang akan menaiki elevator menuju lantai berikutnya kemungkinan banyak atau penuh muatannya.

Elevator ini dirancang untuk melayani gedung bertingkat di hotel Madani Jl.Sisingamangaraja-Medan, dengan jumlah seluruh karyawan 150 orang dan pengunjung 350 orang, tiap lantai terdiri dari 35 kamar dengan jumlah pengunjung tiap kamar adalah 2 orang.sehingga diharapkan dengan pengambilan data hasil survey yang dilakukan dapat mewakili kondisi dan situasi yang paling sibuk mungkin

terjadi waktu dalam penggunaan mesin elevator di lokasi gedung tersebut. Dan sesuai dengan pengamatan yang dilakukan pada lokasi survey tersebut yaitu pada Hotel Madani diperoleh juga data jumlah seluruh karyawan, pengunjung. Tabel 4.1 Jumlah Karyawan dan Pengunjung Tiap Lantai pada Hotel Madani.

Nomor Tingkat Lantai Jumlah

1 40 Karyawan

2 20 Karyawan

3 26 Karyawan

4 48 Karyawan 70 Pengunjung

5 4 Karyawan 70 Pengunjung

6 4 Karyawan 70 Pengunjung

7 4 Karyawan 70 Pengunjung

8 4 Karyawan 70 Pengunjung

Total 500 Orang

Dan persentase penggunaan elevator,bahwa hampir semua karyawan menggunakan elevator untuk mencapai lokasi gedung tempat mereka bekerja, karyawan lantai I, diperkirakan menggunakan elevator hanya 35 % kemudian karyawan lantai II 50 % dan lantai III 75% yang menggunakan elevator.

Hal ini disebabkan karena sebagian karyawan yang ingin naik dari lantai I ke lantai II dan lantai III lebih memilih menggunakan tangga dari pada harus antri pada jam - jam sibuk, yaitu pada pagi hari dari jam 8.40 - 9.00 WIB.

Dari data data dan uraian diatas dapat diasumsikan :

35 % Karyawan Lantai I menggunakan elevator = 35 % x 40 orang =14 orang 50% Karyawan Lantai II menggunkan elevator = 50% x 20 orang = 10 orang 75% Karyawan lantai III menggunakan elevator = 75 % x26 orang =19 orang 100 % Karyawan dan pengunjung lantai IV sampai lantai VIII memakai elevator

Sehingga jumlah keseluruhan karyawan yang menggunakan elevator adalah : Lantai I = 14 orang

Lantai II = 10 orang Lantai III = 19 orang Lantai IV = 108 orang Lantai V = 74 orang Lantai VI = 74 orang Lantai VII = 74 orang Lantai VIII = 74 orang TOTAL = 447 orang

Pemakaian elevator maksimum terjadi pada jam - jam sibuk setelah rapat pertemuan kerja/apel kerja seluruh karyawan pada pagi hari jam 8.40 WIB atau pada saat pekerjaan dimulai pukul 9.00 WIB. Disini harus diingatkan bahwa pada waktu tersebut karyawan hanya menggunakan elevator ke satu arah yaitu dari lantai terendah ke lantai berikutnya sampai lantai tertinggi.

4.2 Penyesuaian Waktu Penggunaan Elevator terhadap Waktu Kerja Elevator

Disini ditentukan selang waktu selama 20 menit untuk perhitungan waktu kritis yaitu dimulai setelah apel kerja pagi pukul 8.40 WIB sampai pada saat pekerja akan dimulai pukul 9.00 WIB, sehingga waktu yang tersedia untuk mengangkut keseluruhan karyawan adalah 20 x 60 detik = 1200 detik. Elevator yang digunakan di Hotel tersebut direncanakan berkapasitas 11 orang sebanyak 5 unit. Kemudian dilakukan perhitungan untuk membuktikan bahwa elevator dengan kapasitas 11 orang cocok untuk digunakan di Hotel Madani tersebut. Dari

waktu kritis yang tersedia maka hitunglah waktu yang sebenarnya dibutuhkan. Dari sini akan diketahui apakah elevator dengan kapasitas 11 orang mampu mengangkat jumlah keseluruhan karyawan dalam massa waktu kritis tersebut.

Selama satu trip perjalanan naik (naik dari lantai dasar ke lantai tertinggi dan kembali ke lantai dasar), elevator membutuhkan waktu antara lain:

1.Waktu untuk memuat penumpang (waktu penumpang memasuki elevator) 2.Waktu pintu membuka dan menutup

3.Waktu naik dari lantai ternendah ke lantai tertinggi 4. Waktu turun dari lantai tertinggi ke lantai terendah 5.Waktu inefisiensi

1. Waktu memuat penumpang

Perkiraan waktu yang dibutuhkan untuk memuat penumpang kedalam sangkar elevator dapat dilihat pada tabel 4.2

Tabel 4.2 Waktu memuat (detik)

Kapasitas (Orang) 8 11 12 14 16 18 20 Waktu Muat (detik) 8 10,5 11 13 14 16 18 ( Sumber : lit.2 hal.63)

Berdasarkan tabel 4.2 diatas maka untuk memuat penumpang sebanyak 11 orang dibutuhkan waktu muat selama 10.5 detik.

2. Waktu memuka dan menutup pintu

Untuk menghitung waktu yang dibutuhkan elevator untuk membuka dan menutup pintu pada satu trip perjalan, terlebih dahulu harus diperikirakan berapa kali elevator tersebut berhenti selama satu trip tersebut. Perkiraan jumlah berhenti yang terjadi pada satu trip dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut:

Tabel 4.3. Perkiraan Waktu Berhenti (Passengger per Trip )

Jumlah lantai

Perkiraan berhenti sesuai jumlah penumpang/trip

2 4 6 8 10 11 14 16 18 20 22 24 26 28 30

30 2 4 5.7 7.6 9.5 10.5 11.7 12.8 13.8 14.8 16.0 17.2 18.0 19.0 19.5

28 2 3.9 6.5 7.2 9.0 10.1 11.6 12.5 13.5 14.6 15.6 16.6 17.6 18.1 18.4

26 2 3.8 5.5 7.0 8.5 9.8 11.2 12.2 13.1 14.1 15.1 16.0 16.8 17.4 17.7

24 2 3.8 5.4 6.9 8.3 9.6 10.8 11.9 12.8 13.8 14.6 15.4 16.1 16.7 17.3

22 2 3.7 5.4 6.8 8.2 9.5 10.5 11.6 12.5 13.3 14.1 14.8 15.4 16.0 17.0

20 2 3.7 5.3 6.7 8.0 9.2 10.3 11.2 12.1 12.8 13.5 14.2 14.7 15.3 16.0

18 2 3.7 5.2 6.6 7.8 8.9 9.9 10.8 11.6 12.3 12.9 13.4 13.9 14.4 15.0

16 2 3.6 5.1 6.5 7.6 8.6 9.5 10.3 11.0 11.6 12.1 12.6 13.0 13.4 13.9

14 2 3.6 5.0 6.3 7.3 8.3 9.0 9.7 10.3 10.8 11.3 11.6 12.0 12.2 12.5

12 2 3.5 4.9 6.0 7.0 7.8 8.5 9.0 9.5 9.9 10.2 10.5 10.8 11.0 11.3

10 2 3.4 4.7 5.8 6.5 7.5 7.7 8.2 8.5 8.8 9.0 9.2 9.4 9.5 9.

8 2 3.3 4.4 5.3 6.2 7.0 7.3 7.5 7.6 7.7 7.8 7.8 7.9 7.9 8

6 2 3.1 4.0 4.6 5.0 5.3 5.5 5.7 5.8 5.8 5.9 5.9 6 6 6

4 2 2.7 3.3 3.6 3.8 3.9 3.9 4 4 4 4 4 4 4 4

(Sumber.lit 2 hal 64)

Menurut tabel 4.3 untuk gedung 8 tingkat dengan kapasitas 11 orang diperoleh bahwa untuk satu trip diperkirakan elevator berhenti sebanyak 7 kali.

Selanjutnya perlu diingat bahwa elevator harus berhenti pada akhir trip di lantai dasar. Pada setiap kali berhenti elevator wajib membuka dan menutup pintu untuk memuat penumpang sehingga:

Frekuensi membuka/menutup pintu = Perkiraan Berhenti total

= Perkiraan berhenti + 1x berhenti dilantai dasar = 7 + 1 = 8 kali

Satuan Berat :

1 US Long ton = 2240 lbs = 1016 kg 1 US Short ton = 2000 lbs

= 907 kg 1 pound (lb) = 16 ounces

= 7000 grains = 0,454 kg 1 ounces (oz) = 0,0625 pound

= 28,35 gr .

1 grain = 64,8 m. gr. = 0,0023 ounces 1 lb/ft = 1,488 kg/m 1 metrik.ton = 1000 kg

= 0,984 long ton = 2205 lbs 1 kilogram = 1000 gram

= 2,205 pounds 1 gram = 1000 m.gr.

= 0,03527 ounces = 15,43 grains 1 kg/m = 0,672 lbs/ft Satuan Volume ;

1 cu.yard = 27 cu. feet = 0,765 m3

1 cu. foot = 1728 cu. inches = 28,32 liter 1 cu. inch = 16,39 mm3 1 Imp. Gallon = 277,4 cu. inches

= 4,55 liter

1 US Gallon = 0,833 Imp. Gallon = 3,785 liter

= 231 cu. inches Lampiran 28 Konversi Satuan

Satuan Panjang :

1 mil = 1760 yards = 5280 feet = 1,609 km 1 yard = 3 feet

= 0,914 meter 1 foot = 12 inches

= 308,4 mm 1 inch = 25,4 mm 100 ft/min = 0,508 m/det 1 km = 1000 meter

= 0,621 mil 1 meter = 1000 mm = 1,094 yard = 3,281 feet = 39,37 inches 1 mikron = 0,001 mm

= 0,000039 inch 1 m/det = 196,9 ft/min Satuan Luas :

1 mil.2 = 640 Acres = 259 Hektar 1 Acres = 4840 sq. yards

= 0,4047 Hektar 1 sq.yard = 9 sq. feet

= 0,836 m2 1 sq. foot = 144 sq. inches

= 0,0929 m2 1 km2 = 100 Hektar

= 0,3861 sq. mile 1 Hektar = 10.000 m2

= 2,471 Acres 1 m2 = 1.000.000 mm2

= 1,196 sq. yards = 10,76 sq. feet

Satuan Tekanan :

1 lb/ft.2 = 47,88 Pascal = 4,88 kg/m2 1 p.s.i = 6894 Pascal

= 2,036 inch.Hg = 0,0703 kg/cm2 = 0,690 bar 1m.kolom air = 9806 Pascal

= 0,1 kg/cm2

1 m.Hg = 133,3 kilopascal = 1,360 kg/cm2 = 1333 milibar 1 kg/cm2 = 98,066 kilopascal

= 735,5 mm.Hg = 0,981 bar = 14,22 p.s.i Satuan Panas Energi : 1 B.T.U = 778 ft.lbs.

= 107,6 kg.m = 0,252 Kkal 1 BTU/lb = 0,556 Kkal/kg 1 BTU/cu.ft. = 8,9 Kkal/m3 1 BTU/hr.sq.ft.F/ft

= 1,488 Kkal/j.m20C/ 1 Kilokalori = 3088 ft.lbs

= 427 kg.m. = 3,968 BTU = 4,187 K.J 1 Kilojoule = 0,2388 Kkal

= 0,948 BTU 1 KW = 738 ft.lbs/sec

= 102 kg.m/detik = 1,341 HP

= 1,36 DK (metrik) Satuan Volume :

1 US Barrel = 42 US.gallon = 35 Imp.gallon 1 m3 = 1000 liter

= 1.308 cu.yard = 35,31 cu.feet 1 liter = 1.000.000 cc

= 0,22 Imp.gallon = 0,2642 US.gallon = 61,0 cu.inches 1 cu. ft/min = 1,699 m3/jam 1 m3/jam = 0,589 cu.ft/min Kerapatan :

1 cu. ft/lb = 0,0624 m3/kg 1 lb/cu.ft = 16,02 kg/m3 1 m3/kg = 16,02 cu.ft/lb 1 kg/m3 = 0,0624 lb/cu.ft 1 g/m3 = 0,437 grain/cu.ft

= 0,0584 grain/US.gallon 1 g/liter = 58,4 grain/ US.gallon Satuan Tekanan :

1 atm.standart = 101.325 Pascal = 760 mm.Hg. = 14,696 p.s.i = 1,033 kg/cm2 = 1013 milibar 1 atm.Metric = 98,066,5 Pascal

= 1 kg/cm2

= 10 m.kolom air = 14,22 p.s.i 1 bar = 100.000 Pascal

= 1000 milibar = 750,1 mm.Hg = 1,02 kg/cm2

Satuan Panas Energi :

WH = 3412,14 BTU

= 860 Kkal = 3.600.000 Joule = 1,36 D.K.jam

= 3.600.000 Newton.m = 3.600.000 Watt.sec = 367.000 kg.m 1 Kg.m = 0,002342 Kkal

= 9,81 Newton.m. = 9,81 Joule = 9,81 Watt.sec. = 0,002724 Watt.jam = 0,0000037 DK.jam

1 Watt.jam = 0,8599 Kkal = 367 Kgm = 3600 Newton.m = 3600 Joule = 0,001 KWH = 0,00136 DK.jam 1 DK.jam = 632,1 Kkal

= 270.000 Kg.m = 2.650.000 N.m = 2.650.000 Joule = 0,736 KWH Konversi Satuan

Satuan Panas Energi :

I H.P = 33.000 ft/lbs/min = 550 ft.lbs/sec = 76,04 kg.m/det = 0,746 KW

= 1,014 D.K. metrik 1 D.K.metrik = 32,550 ft.lbs/min

= 542 ft. lbs/sec = 75 kg.m/detik = 0,735 KW = 0,986 H.P 1 Kkal/kg = 1,8 BTU/lb

= 4,187 KJ/kg 1 Kkal/m3 = 0,1224 BTU/cu. ft

= 4,187 KJ/m3 1 Kkal/m2 = 0,3687 BTU/sq. ft

= 4,187 KJ/m2 1 Kkal = 427 kg.m

= 4187 Newton.m = 4187 Joule = 4187 Watt.sec 0,001163 KWH = 0,001582 DK.jam 1 N.m = 1 Joule

= 1 Watt.sec = 0,0002388 Kkal 0,10194 kg.m