Makalah Derek Uap Alat Pengangkat Mobil

DEREK UAP ALAT PENGANGKAT MOBIL DAN
KRAN HIDROLIK
MAKALAH
Untuk memenuhi tugas mata kuliah
Pesawat Angkat
yang dibina oleh Bpk Purnomo

Oleh :
Rizal Dita Maulana A.
110513428014
Rosyenda Fauzial Jufri
110513406776
Sugeng Solahudin
110513428012
Widodo Pangestu
110513406773
Wigih
110513406777
Yanuar Alam
110513428011
Yosef Dwi Nofik Hermawan

110513406780

UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
April 2013

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ......................................................................................................
2
BAB I PEMBAHASAN
1

Derek Uap....................................................................................

3

2


Alat Pengangkat Mobil ...............................................................

9

3

Kran Hidrolik............................................................................... 11

2

BAB I
1. DEREK UAP
Adalah suatu lir yang memakai tenaga uap untuk mengangkat beban. Lir
uap biasanya digunakan di atas kapal laut yang menggunakan mesin uap untuk
mengangkat dan menurunkan barang. Lir uap pada kapal laut biasanya diguakan
untuk menaik turunkan jangkar
Berikut ini adalah gambar lir uap dengan keterangan sebagai berikut.
d. kepala silang
e. batang pendorong engkol
f. poros gulung

g. poros engkol

h. poros penghsntsr ganda
i. poros tambal
j. penggandeng
Keterangan

k. penggandeng

a. Silinder mesin uap

l. penggandeng

b. silinder mesin uap

I, II, III, IV, V, VI = Roda
Gigi

c. batang torak


3

Kedua engkol memebuat sudut 90 dengan maksud supaya mesin mudah
dijalankan. Lir itu dapat dihubungkan dengan perantara tunggal atau perantara
ganda.
a. Lir Dihubungkan Tunggal
Penggandeng dihubungkan sedangkan penggandeng R dan T dilepas.
misalkan :


gaya kuda mesin = N



daya mesin itu

= 75 Nkgm/det




poros engkol H

= n putaran/menit



roda gigi I

= n putaran/menit



roda gigi II

=



Roda gigi III


=

t1
t2

t1
t2
×

× n putaran/ menit

t2
t3

n=

×

t1
t3


×

n putaran /

t1
t4

×

menit


Roda gigi IV

ti
t3

=


×

t3
t4

×

n

=

n

putaran/menit
t1
t4



Poros Tabal


=πxDx



Daya Beban

=



Daya Beban

= Daya Mesin

xn

meter/menit

L x π x D xt1 x n

t 4 x 60

L=

75 X N X t 4 X 60
L X π X D X t1X n

b. Lir Dihubungkan Berganda
Penggandeng R dan T dihubungkan sedangkan penggandeng S dilepaskan.


Daya mesin

= 75 kgm/det



Poros engkol

= n putaran/menit




Roda gigi V

= n putaran/menit



Roda gigi VI

=

t5
t6

× n putaran/menit



Roda gigi III

=

t5
t6

× n putaran/menit



Roda gigi IV

=

t5
t6

×



Poros tabal

=

π × D ×t 5 × t 3 × n
t 6 ×t 4 ×60



Daya beban

=

L × π × D ×t 5 × t 3 ×n
t 6 ×t 4 ×60

75N =

L=

t3
t4

× n putaran/menit
meter/detik
kgm/detik

L × π × D ×t 5 × t 3 ×n
t 6 ×t 4 ×60

75 × N × t 6 ×t 4 ×60
π × D× t 5 ×t 3 × n

Contoh Soal 1
1) Sebuah lir-uap dilengkapi dengan dua buah mesin silinder uap, Garis tengah
masing-masing silinder silinder mesin 20 cm. Tempuhan torak 35 cm. Tekanan
uap rata-rata 3 kg/cm2. Poros engkol membuat 180 putaran tiap menit. Roda
gigi pada poros engkol masing-masing mempunyai 20 roda gigi. Roda gigi
pada poros penghantar berganda masing-masing lengkap dengan 50 dan 20
buah gigi. Roda gigi pada poros tabal lengkap dengan 100 buah gigi. Garis
tengah tabal 54 cm dan tebal tali 2 cm. Jumlah hasil guna 60%. Hitunglah ;
a) Kecepatan gerak beban
b) Berat beban
Semuanya dihitung menggunkan hubungan tunggal dan berganda.
Jawaban
Jika menggunakan hubungan tunggal, maka diketahui :


Luas silinder mesin:
1
1
x π x D2= x 3,14 x 202 cm 2
4
4



Gaya uap yang mendorong torak mesin:

3x


1
x 3,14 x 400=942 kg
4

Tempuhan torak:
35 cm=0,35 m



Kerja uap dalam sebuah silinder:
942 x 0,35 kgm



Kita ketahui bahwa mesin uap bekerja ganda, maka kerjanya:
942 x 0,35 x 2=659,4 kgm



Denganputaran poros engkol 180 setiap menit, maka daya mesin:
659,5 x 180 kgm/menit



Untuk dua buah silinder:
659,5 x 180 x 2 kgm /menit



Dengan hasil guna 60%:
659,5 x 180 x 2 x 0,6 kgm/menit



Atau daya mesin itu:
659,5 x 180 x 2 x 0,6
kgm/detik
60



Gaya kudanya :
659,5 x 180 x 2 x 0,6
=31,65 kgm/detik
60 x 75

Ditanyakan ;
a) Kecepatan gerak beban…?
Jawab :
 Poros engkol berputar 180 putaran/menit, maka tabal membuat :
t1
20
X n=
X 180=36 putaran/menit
t4
100
 Maka kecepatan beban :
3,14 x D x 36 = 3,14 x 0,54 x 36
61,2 m/menit atau

61,2
60

b) Berat beban….?
L x = 75 x N x 0,6

= 1 m/det

L = 75 x 31,65 = 2373,75 kg
Jika menggunakan hubungan berganda, maka :


Daya mesin

:

N = 31,65 gaya kuda

Ditanyakan
a) Kecepatan gerak beban…?
Jawab :
 Poros engkol membuat 180 putaran/menit
 Poros penghantar berganda membuat :

20
x 180=72 putaran/menit
50

20 20
x
x 180=14,4 putaran/menit
50 100

 Poros tabal membuat :
 Kecepatan gerak beban :
3,14 x D x 14,4

= 3,14 x 0,54 x 14
= 24,3 m/menit atau

24,3
=0,4 m/detik
60

b) Berat beban…?
Jawab :
L x 0,4
=31,65
75
75 x 31,65
L=
=5934,5 kg
0,4
Contoh Soal 2
Sebuah lir uap seperti gambar 1. Yang dilengkapi dengan dua buah silinder mesin
uap. Diameter kedua silinder mesin uap 25 cm. langkah toraknya 30 cm. tekanan
rata-rata 2.5 kg/cm2 dan poros engkol berputar 200 putaran/ menit. Untuk roda
giginya, roda gigi I, II, III, V, berjumlah 30 buah gigi, roda gigi IV berjumlah 120
dan roda gigi VI berjumlah 80 buah gigi,diameter tabal 72 cm dan tebal tali 2cm
dengan hasil guna 75%.ditanyakan kecepan gerak beban dan berat beban, jika :
a) dihubungkan tunggal
b) dihubungkan ganda

Jawaban
luas silinder mesin =

1
4

x π x D2 =

1
4

Gaya uap yang mendorong torak mesin

x 3,14 x 252 = 490,625 cm2
= Tekanan uap x luas silinder
= 2,5 kg/ cm2 x 490,625 cm2
= 1226,56 kg

Tempuhan torak = 30 cm = 0,3 m
Kerja uap dalam silinder

= gaya uap x tempuhan torak
= 1226,56 kg x 0,3 m
= 367,97 kgm

Mesin bekerja ganda sehingga kerja mesinnya = 2x 367,97 kgm = 735,94 kgm
Daya mesin = kerja mesin x putaran mesin = 735,94 kgm x 200 rpm
= 147188 kgm/menit
Untuk 2 silidermaka = 2 x 147188 kgm/menit = 294376 kgm/menit
Dengan hasil guna 75% = 294376 kgm/menit x 0,75 = 220786 kgm/menit
gaya kuda perdetiknya==

220786 kgm/menit
60 x 75

= 61,33 gaya kuda

a) Dihubungkan tunggal
1) Kecepatan gerak beban
Poros engkol berputar 200 rpm putaran/menit
Tabal membuat =

ti
t4

xn=

30
120

x 200 = 50 putaran/menit

Kecepatan beban = keliling tabal x putaran tabal
= 3,14 x 0,72 x 50 = 133,04 m/menit

= 1,88 m/detik
2) berat beban =
L x 1,88 = 75 x N
L=

75 x 61,33
1,,88

= 2446,7 kg

b) Dihubungkan ganda
1) Kecepan gerak beban
Poros engkol berputar 200 rpm putaran/menit
Poros penghantar berganda membuat =

t5
t6

xn=

30
80

x 200 = 75

putaran/menit
Poros tambal membuat =

t5
x
t6

t3
t4

xn=

30
x
80

30
120

x 200 = 18,75

putaran/menit = 0,31 putaran /detik
2) Berat beban
Lx 0,31 = 75 x N
=

75 x 61,33
o , 31

= 14837,9 kg

2. ALAT PENGANGKAT MOBIL
Alat pengangkat mobil yang menggunakan sistem hidrolis sering kita
temukan pada bengkel mobil seperti tempat cucian mobil. Peralatan tersebut
menggunakan prinsip mekanika fluida dengan sistem pneumatic atau udara
kompresor sebagai sumber tenaganya. Alat pengangkat tersebut dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.

Dari gambar tersebut, fungsi kompresor adalah sebagai penghasil udara
yang akan dimampatkan. Udara dari kompresor masuk dalam pipa C melalui jerat
A, kemudian masuk kedalam tempat minyak D. Letak dari reservoir (tempat
minyak) tersebut ditanam di dalam tanah dimana minyak tersebut akan tertekan
oleh udara yang pampat dari kompresor. Minyak yang tertekan akan masuk ke
dalam silinder G yang luasnya F cm 2. Karena tekanan pada minyak itu maka
mobil yang diletakan di atas torak tersebut juga ikut naik ke atas.
Untuk menurunkan mobil tersebut kembali, maka torak A ditutup dan jerat
B dibuka. Udara pampat akan keluar dari tempat minyak D melalui pipa C dan
jerat B. Dengan demikian tekanan dalam tempat D berkuran dengan lambat
sehingga torak H akan menurun. Jika udara pampat kita singka dengan p kg/cm 2,
maka menurut Hukum Pascal, tekanan minyak yang merambat mempunyai
tekanan yang sama, ialah p kg/cm2. Hal tersebut berarti di dalam silinder G
tekanan minyak juga p kg/cm2 .
Gaya yang mendorong torak H adalah :
p x F.
Contoh Soal

1) Sebuah alat pengangkat mobil menggunakan sebuah kompresor menimbulkan
udara mampat 2 kg/ cm2 . Luas torak 1 m2 Hitunglah daya angkatnya?
P = 2 kg/ cm2 x 10000 cm2 = 20000 kg

2) Sebuah alat pengangkat mobil mengunakan compressor yang menimbulkan
udara mampat 2,7 kg/cm2
Luas torak 1 m 2 . hitunglah daya anggkat alat itu
Jawab: alat itu dapat mengangkat beban seberat
2,7 x 10000 = 27000 kg

3. KRAN HIDROLIK
Jika pada pada alat pengangkat mobil yang menjadi sumber tenaganya adalah
udara yang bertekanan, maka kran hidrolik sumber tenganya adalah dari zat cair.
Kran hidrolik juga memakai prinsip mekanika fluida dengan sistem hidrolik
sebagai sumber tenaganya.

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa K dipompakan zat cair kebawah silinder
B karena hal tersebut merupakan zat cair yang diperlukan dan ditentukan oleh
berat beban G pada silinder B. Besar tegangan yang dimaksud adalah ;
p=

G
1
π d 12
4

kg/cm2

Zat cair pada tegangan tersebut, akan juga mengalir ke dalam silinder C apabila
penutup D dibuka. Pada saat silinder C didorong ke atas, maka gaya pada silinder
C sebesar :
Kr

1
2
π d 2 kg
4
G

¿px
¿

1
π d 12
4

¿ Gx

x

d 22
kg
d 12

1
π d 22
4

Sesuai dengan kerek-kerek biasa disini berat beban yang diangkat adalah
1
L= . Kr
2
apabila gesekan-gesekan piringan ditiadakan sebaliknya apabila dari kereknya
sendiri di tentukan :
 Koefisien geseknya = m
 Kr = S 1 + S 2 , dimana S 3 = m.L


S 2 = m S 3 = m2 L.



S 1 = m S 2 = m3 L

Sehingga Kr = m3 L + m2 L = (m3 +m2) L
L=

Kr
m2 +m3

Contoh soal
1) Seprti gambar 54. Diketahui berat beban 8000 kg, diameter silinder beban/
silinder 1 m 2 sedangkan silinder 2 diameternya 1.5 m2 dengan koefisien
tali (m=1,04) . hitung berapa beban yang mampu diangkat oleh alat ini!
Jawaban
Kr =G x

d 22
d 12

2 2

= 8000 kg x

(15000 cm )
(10000 cm 2)2

= 18000 kg

L=

kr
m x m3
2

=

18000 kg
1.04 2 x 1,043

=

18000 kg
1,0816+ 1,124864

= 8157,85 kg