Perancangan Dan Analisa Perhitungan Beban Angkat Maksimum Pada Variasi Jarak Lengan Tower Crane Kapasitas Angkat 3,2 Ton Tinggi Angkat 40 Meter Dan Radius Lengan 70 Meter
MESIN PEMINDAH BAHAN
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
SKRIPSI
Skripsi yang Diajukan untuk Melengkapi
Syarat Memeperoleh Gelar Sarjana Teknik
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
PROGRAM STUDI SARJ ANA EKSTENSION
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
Diketahui/disyahkan oleh:
Disetujui oleh :
Departemen Teknik Mesin
Dosen Pembimbing
Fakultas Teknik USU
Ketua,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001
Ir. Alfian Hamsi, M.Sc.
NIP. 19560910 198701 1 001
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
Periode ke 182 , pada Tanggal 07 Juli 2012
Dosen pembanding I
Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc.
NIP. 19491012 198103 1 002
Dosen pembanding II
Ir. A.Halim Nasution M.Sc
NIP. 19540320 198102 2 001
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
Telah Disetujui oleh:
Pembimbing/Penguji
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001
Penguji I
Penguji II
Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc.
NIP. 19491012 198703 1 002
Ir. A.Halim Nasution M.Sc
NIP. 19540320 198102 2 001
Diketahui Oleh :
Departemen Teknik Mesin
Ketua
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dihaturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkat
dan
rahmatnya
penulis
dapat
menyelesaikan
Tugas
Sarjana
ini.
Tugas Sarjana ini merupakan suatu syarat yang harus dialaksanakan
mahasiswa untuk menyelesaikan pendididkannya di Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Adapun Tugas sarjana yang dipilih adalah dalam bidang Mesin Pemindah Bahan
dengan Judul : “Per ancangan dan Analisa Perhitunga Beban Angkat Maksimum
pada Variasi J arak Lengan Tower Crane Kapasitas Angkat 3,2 Ton Tinggi
Angkat 40 Meter dan Radius Lengan 70 Meter”.
Penyusunan tugas akhir ini berdasarkan hasil survey langsung dilapangan
serta melakukan pembahasan dan studi literature. Penulis menyadari banyak
kekurangan dalam tuas sarjana ini, untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan
kritik untuk kesempurnaan tugas sarjana ini
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1.
Kedua orang tua tercinta, atas segala dukungan baik moril maupun
materil dan support yang tiada hentinya kepada penulis dalam penyelesaian
tugas sarjana ini.
2. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc, sebagai dosen pembimbing yang
telah banyak memberikan bimbingannya kepada penulis dalam penulisan
tugas sarjana ini.
ii
3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, sebagai Ketua Departemen Teknik
Mesin dan bapak Ir. Tulus Burhanuddin, M.T. Sebagai Sekertaris
Departemen Teknik Mesin serta Seluruh Staf Pengajar di Departemen
Teknik Mesin.
4.
Bapak dan Ibu staff pegawai yang telah banyak membantu penulis semasa
kuliah di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
5. Teman-teman Teknik Mesin USU Ekstension terutama Stambuk 2009
yang telah banyak membantu penulis didalam segala hal, terima kasih
sahabat segala yang telah kau berikan akan ku ingat selalu. Semoga
pertemanan dan persahabatan ini selalu untuk selamanya.
6. Dan semua orang yang namanya tidak mungkin saya sebutkan satu
per satu disini.
Terimakasih atas semua bantuan dan dukungan nya, semoga Tuhan yang
membalas semua kebaikan kalian.
Semua kisah pasti ada akhir yang harus dilalui, begitu juga akhir dari kisah
ini aku yakin sangatlah indah. Semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat buat kita
semua.
Medan, Januari 2012
Penulis
Muhamad Nuh
NIM: 090421057
ii
ABSTRAK
Sebagai salah satu alternatif untuk membantu pembangunan di Indonesia
maka diciptakanlah tower crane, yang bertujuan mengangkat material dalam
kapasitas, jangkauan dan tinggi angkat yang maksimum. Kecenderungan untuk
memakai tower crane
saat ini semakin tinggi seiring dengan semakin
meningkatnya pembangunan di Indonesia.
Penggunaan tower crane memerlukan perencanaan yang seksama karena
crane dipasang tetap (fixed instalation) di tempat dengan jangka waktu
pelaksanaan pekerjaan yang lama. Dari posisi tetapnya, tower crane harus
mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang
diangkat ke tempat yang diinginkan.
Dari hasil perhitungan berdasarkan kapasitas angkat maka diperoleh
kapasitas angkat maksimum 12 ton di jarak lengan 21,4 m dan 3,2 ton di jarak
lengan 70 m Dan juga di dapat kesimpulan dari analisa beban bervariasi terhadap
jarak lengan tower crane yaitu semakin jauh jarak lengan tower crane maka
kapasitas angkat maksimumnya semakin berkurang.
Kata Kunci : Tower Crane, fixed installation.
iii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR................................................................................ i
ABSTRAK .................................................................................................. ii
DAFTAR ISI .............................................................................................. iii
DAFTAR TABEL ...................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................. viii
DAFTAR NOTASI/ISTILAH ................................................................... x
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Tujuan Tugas Akhir .............................................................. 1
1.3 Batasan Permasalahan ........................................................... 2
1.4 Metode Penulisan .................................................................. 2
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................ 2
BAB II PEMBAHASAN MATERI
2.1 Mesin Pemindah Bahan ......................................................... 4
2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan ....................................... 5
2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan .............................. 5
2.4 Klasifikasi Crane .................................................................. 7
2.4.1 Crane putar stasioner ................................................... 7
2.4.2 Crane dengan lintasan rel ............................................ 7
2.4.3 Crane lapangan kasar ................................................... 8
2.4.4 Crane lokomotif atau traktor rantai .............................. 8
2.4.5 Crane tipe jembatan ..................................................... 8
iv
2.5 Tower Crane .......................................................................... 11
2.5.1 Kriteria pemilihan tower crane ..................................... 11
2.5.2 Komponen utama tower crane ...................................... 11
2.5.3 Cara kerja tower crane ................................................. 13
2.6 Spesifikasi Perencanaan ......................................................... 17
BAB III PERANCANGAN MEKANISME PENGANGKAT
3.1 Perancangan Tali Baja ........................................................... 18
3.2 Peerancangan Puli.................................................................. 24
3.3 Perancangan Drum ................................................................ 27
3.4 Perancangan Kait ................................................................... 30
3.5 Perancangan Motor Penggerak .............................................. 34
3.6 Perancangan Transmisi Mekanisme Pengangkat .................... 37
3.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat I .......................... 39
3.6.2 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat I ................. 41
3.6.3 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ......................... 43
3.6.4 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat III........................ 45
3.6.5 Bantalan Transmisi Roda Gigi ..................................... 46
3.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Pengangkat .......................... 51
BAB IV PERANCANAAN MEKANISME TROLLEY
4.1 Perancanaan Roda Jalan......................................................... 57
4.2 Perancanaan Tali Baja ........................................................... 60
4.3 Perancanaan Puli.................................................................... 64
4.4 Perancanaan Drum................................................................. 65
4.5 Perancanaan Motor Penggerak............................................... 66
4.6 Perancanaan Mekanisme Trolley ........................................... 69
4.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ......................... 71
4.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Trolley ................................. 73
v
BAB V PERENCANAAN MEKANISME GERAK SLEWING DAN
PERANCANAAN KONSTRUKSI BOOM
A. Mekanisme Gerak Slewing .................................................... 77
1.Motor Penggerak ................................................................ 79
2.Sistem Rem Mekanisme Slewing ....................................... 82
B. Perencanaan Konstruksi Boom ……………………………... 84
1. Konstruksi Boom .............................................................. 84
2.Gaya –Gaya Pada Batang Akibat Beban
dan Beratnya Sendiri ......................................................... 85
3. Pemeriksaan Kekuatan Konstruksi Boom .......................... 88
4. Perencanaan Counter Weight ( Bobot Imbang ) ………… 96
BAB VI MENGANALISA VARIASI BEBAN ANGKAT MAXIMUM
TROLLY TERHADAP J ARAK LENGAN TOWER CRANE
6.1 Analisa Beban Angkat Maksimum Bervariasi Menggunakan
Persamaan Garis Lurus Terhadap Beban Merata ………….. 101
a. Metode Persamaan Garis ……………………………..... 103
b. Berat Kapasitas Angkat Trolly Bervariasi secara Teoritis 105
BAB VII KESIMPULAN
7.1 Kesimpulan............................................................................ 112
7.2 Saran...................................................................................... 115
DAFTAR
PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
DAFTAR TABEL
Table 3.1 Menentukan Harga NB ................................................................ 20
Table 3.2 Dimensi Puli ................................................................................. 26
Table 3.3 Tekanan Bidang yang Diizinkan................................................... 26
Table 4.1 Dimensi Puli ................................................................................. 65
Tabel 5.1 Klasifikasi dari Tower Crane ........................................................ 99
Tabel 5.2 Panjang Jumlah dan Masa kerangka Bobot Lawan
(Hasil Perhitungan)...................................................................... 100
Tabel 5.3 Berat Panjang dan Jumlah Panjang Boom .................................... 100
Tabel 6.1 Perbandingan Hasil Teori dan Praktek. ....................................... 110
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Crane Dinding ..................................................................... 9
Gambar 2.2
Crane Palang ....................................................................... 9
Gambar 2.3
Overhead Crane with Single Girder ..................................... 9
Gambar 2.4
Overhead Crane with Double Girder ................................... 10
Gambar 2.5
Crane Semi Gantry .............................................................. 10
Gambar 2.6
Crane Gantry ....................................................................... 10
Gambar 2.7
Bagian – bagian Utama Tower Crane .................................. 13
Gambar 2.8
Gerakan Angkat Turun ........................................................ 14
Gambar 2.9
Gerakan Trolly Jalan Mendatar ............................................ 15
Gambar 2.10 Gambar Posisi Trolly di ujung Lengan ................................ 16
Gambar 2.11 Gerakan Angkat Turun ........................................................ 16
Gambar 3.1
Konstruksi Serat Tali Baja ................................................... 19
Gambar 3.2
Diagram Lengkunga Tali Baja Mekanisme Hoist ............... 20
Gambar 3.3
Puli ....................................................................................... 25
Gambar 3.4
Drum .................................................................................... 27
Gambar 3.5
Diagram Lengkungan Tali Baja............................................ 28
Gambar 3.6
Kait Tunggal/Standart .......................................................... 30
Gambar 3.7
Penampang Kait ................................................................... 32
Gambar 3.8
Motor Penggerak .................................................................. 34
Gambar 3.9
Sistem Transmisi Roda Gigi ................................................. 38
Gambar 3.10 Nama Bagian Roda Gigi ....................................................... 39
Gambar 3.11 Gaya Pada Roda Gigi ........................................................... 47
viii
Gambar 4.1
Trolley.................................................................................. 56
Gambar 4.2
Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek ....................... 58
Gambar 4.3
Diagram Roda Puli Untuk Tali Pengangkat .......................... 59
Gambar 4.4
Diagram Mekanisme Trolley ................................................ 60
Gambar 4.5
Diagram Untuk Menentukan Tarikan Tali ............................ 61
Gambar 5.1
Konstruksi Boom ................................................................. 85
Gambar 5.2 Pembebanan Boom Maksimum ............................................ 85
Gambar 5.3 Pembebanan Boom Akibat Beban Sendiri ............................. 87
Gambar 5.4 Pembebanan Boom maksimum yang Diizinkan .................... 87
Gambar 5.5 Gaya-Gaya Setiap Sambungan Pada Boom ........................... 88
Gambar 5.6 Gaya-gaya Pada Spreader ..................................................... 91
Gambar 5.7 Diagram Benda Bebas Pada Spreader.................................... 92
Gambar 5.8 Lengan Bobot Imbang .......................................................... 97
Gambar 5.9 Balok Counter Weight .......................................................... 98
Gambar 6.1 Grafik Perbandingan Kapasitas Angkat Maximum
terhadap Jarak Lengan tower Crane. ................................. 111
ix
DAFTAR NOTASI / ISTILAH
Notasi
Arti
Satuan
Q
Kapasitas Angkat Maksimum
kg
q
Berat Spreader (Rumah Kait)
kg
S
Tegangan Tarik Maksimum Tali Baja
kg/mm2
η
Efisiensi
%
P
Kekuatan Putus Tali Sebenarnya
kg
K
Faktor Keamanan
Pb
Beban Patah
kg
σ
Tegangan
kg/mm2
d
Diameter
mm
Dmin
Diameter Minimum Puli dan Drum
mm
F222
Luas Penampang Tali Baja
mm2
m
Jumlah kelengkungan berulng
C
Faktor Karakteristik Konstruksi Tali dan Kekuatan Tarik Bahan
z1
Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan
z2
Jumlah lengkungan berulang persiklus kerja
α
Jumlah siklus rata-rata perbulan
β
Faktor Perubahan Daya Tali
φ
Perbandingan Jumlah lengkungan dan Putus Tali
e1
Faktor yang tergantung pada tipe alat pengangkat dan kondisi
operasinya
e2
Faktor yang tergantung pada konstruksi tali
x
P
Tekanan Bidang Pada Gandar Roda
Puli
kg/cm2
z
Jumlah lilitan
H
Tinggi
m
L
Panjang
mm
v
Kecepatan Keliling
m/s
ω
Tebal dinding drum
mm
t
kisar ulir
mm
A
Luas penampang
mm2
V
Kecepatan
m/s
N
Daya
HP
M
Momen
N.m
n
Putaran
rpm
GD2
Momen girasi
N.m
g
Gravitasi
m/s2
t
Waktu
s
α
Sudut tekan roda gigi
0
m
Modul
mm
z
Jumlah gigi
gigi
b
Lebar gigi
mm
i
Perbandingan
a
Jarak Sumbu Poros
mm
hk
Tinggi Kepala Gigi
mm
hf
Tinggi Kaki Gigi
mm
xi
ck
Kelonggaran Puncak
mm
t
Jarak bagi lingkaran
mm
S0
Tebal gigi
mm
Ft
Gaya Tangensial
Newton
A
Luas Permukaan
mm2
Y
Faktor bentuk gigi
fv
Faktor Dinamis
δ
Koefisien pengaruh masa bagian mekanisme transmisi
β
Koefisien pengereman
k
Faktor Kecepatan Gelinding Roda
Dw
Diameter roda Trolley
mm
G0
Berat Trolley
kg
μ
Koefisien Gesek
k
Koefisien gesek Roda Gelinding
ε
Koefisien tahanan Roda puli
f
Defleksi tali Baja yang diizinkan
mm
qr
Berat tali Baja
kg
S
Luas Bidang
m2
Pw
Tekanan Angin
kg/m2
T
Gaya rem keliling total
kg
N
Tekanan Normal
kg/cm2
F
Luas Permukaan Kontak
cm2
W
Berat
kg
xii
E
Modulus Elastisitas
kg/m2
F
Gaya
kg
R
Jari-jari/radius
mm
I
Momen Inersia
kg.mm4
xiii
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
SKRIPSI
Skripsi yang Diajukan untuk Melengkapi
Syarat Memeperoleh Gelar Sarjana Teknik
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
PROGRAM STUDI SARJ ANA EKSTENSION
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
Diketahui/disyahkan oleh:
Disetujui oleh :
Departemen Teknik Mesin
Dosen Pembimbing
Fakultas Teknik USU
Ketua,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001
Ir. Alfian Hamsi, M.Sc.
NIP. 19560910 198701 1 001
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
Periode ke 182 , pada Tanggal 07 Juli 2012
Dosen pembanding I
Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc.
NIP. 19491012 198103 1 002
Dosen pembanding II
Ir. A.Halim Nasution M.Sc
NIP. 19540320 198102 2 001
PERANCANGAN DAN ANALISA PERHITUNGAN BEBAN
ANGKAT MAKSIMUM PADA VARIASI JARAK LENGAN
TOWER CRANE KAPASITAS ANGKAT 3,2 TON TINGGI
ANGKAT 40 METER DAN RADIUS LENGAN 70 METER
MUHAMAD NUH
NIM. : 090421057
Telah Disetujui oleh:
Pembimbing/Penguji
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001
Penguji I
Penguji II
Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc.
NIP. 19491012 198703 1 002
Ir. A.Halim Nasution M.Sc
NIP. 19540320 198102 2 001
Diketahui Oleh :
Departemen Teknik Mesin
Ketua
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. : 19641224 199211 1 001
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur dihaturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas
berkat
dan
rahmatnya
penulis
dapat
menyelesaikan
Tugas
Sarjana
ini.
Tugas Sarjana ini merupakan suatu syarat yang harus dialaksanakan
mahasiswa untuk menyelesaikan pendididkannya di Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Adapun Tugas sarjana yang dipilih adalah dalam bidang Mesin Pemindah Bahan
dengan Judul : “Per ancangan dan Analisa Perhitunga Beban Angkat Maksimum
pada Variasi J arak Lengan Tower Crane Kapasitas Angkat 3,2 Ton Tinggi
Angkat 40 Meter dan Radius Lengan 70 Meter”.
Penyusunan tugas akhir ini berdasarkan hasil survey langsung dilapangan
serta melakukan pembahasan dan studi literature. Penulis menyadari banyak
kekurangan dalam tuas sarjana ini, untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan
kritik untuk kesempurnaan tugas sarjana ini
Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1.
Kedua orang tua tercinta, atas segala dukungan baik moril maupun
materil dan support yang tiada hentinya kepada penulis dalam penyelesaian
tugas sarjana ini.
2. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc, sebagai dosen pembimbing yang
telah banyak memberikan bimbingannya kepada penulis dalam penulisan
tugas sarjana ini.
ii
3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, sebagai Ketua Departemen Teknik
Mesin dan bapak Ir. Tulus Burhanuddin, M.T. Sebagai Sekertaris
Departemen Teknik Mesin serta Seluruh Staf Pengajar di Departemen
Teknik Mesin.
4.
Bapak dan Ibu staff pegawai yang telah banyak membantu penulis semasa
kuliah di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara.
5. Teman-teman Teknik Mesin USU Ekstension terutama Stambuk 2009
yang telah banyak membantu penulis didalam segala hal, terima kasih
sahabat segala yang telah kau berikan akan ku ingat selalu. Semoga
pertemanan dan persahabatan ini selalu untuk selamanya.
6. Dan semua orang yang namanya tidak mungkin saya sebutkan satu
per satu disini.
Terimakasih atas semua bantuan dan dukungan nya, semoga Tuhan yang
membalas semua kebaikan kalian.
Semua kisah pasti ada akhir yang harus dilalui, begitu juga akhir dari kisah
ini aku yakin sangatlah indah. Semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat buat kita
semua.
Medan, Januari 2012
Penulis
Muhamad Nuh
NIM: 090421057
ii
ABSTRAK
Sebagai salah satu alternatif untuk membantu pembangunan di Indonesia
maka diciptakanlah tower crane, yang bertujuan mengangkat material dalam
kapasitas, jangkauan dan tinggi angkat yang maksimum. Kecenderungan untuk
memakai tower crane
saat ini semakin tinggi seiring dengan semakin
meningkatnya pembangunan di Indonesia.
Penggunaan tower crane memerlukan perencanaan yang seksama karena
crane dipasang tetap (fixed instalation) di tempat dengan jangka waktu
pelaksanaan pekerjaan yang lama. Dari posisi tetapnya, tower crane harus
mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang
diangkat ke tempat yang diinginkan.
Dari hasil perhitungan berdasarkan kapasitas angkat maka diperoleh
kapasitas angkat maksimum 12 ton di jarak lengan 21,4 m dan 3,2 ton di jarak
lengan 70 m Dan juga di dapat kesimpulan dari analisa beban bervariasi terhadap
jarak lengan tower crane yaitu semakin jauh jarak lengan tower crane maka
kapasitas angkat maksimumnya semakin berkurang.
Kata Kunci : Tower Crane, fixed installation.
iii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR................................................................................ i
ABSTRAK .................................................................................................. ii
DAFTAR ISI .............................................................................................. iii
DAFTAR TABEL ...................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................. viii
DAFTAR NOTASI/ISTILAH ................................................................... x
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Tujuan Tugas Akhir .............................................................. 1
1.3 Batasan Permasalahan ........................................................... 2
1.4 Metode Penulisan .................................................................. 2
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................ 2
BAB II PEMBAHASAN MATERI
2.1 Mesin Pemindah Bahan ......................................................... 4
2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan ....................................... 5
2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan .............................. 5
2.4 Klasifikasi Crane .................................................................. 7
2.4.1 Crane putar stasioner ................................................... 7
2.4.2 Crane dengan lintasan rel ............................................ 7
2.4.3 Crane lapangan kasar ................................................... 8
2.4.4 Crane lokomotif atau traktor rantai .............................. 8
2.4.5 Crane tipe jembatan ..................................................... 8
iv
2.5 Tower Crane .......................................................................... 11
2.5.1 Kriteria pemilihan tower crane ..................................... 11
2.5.2 Komponen utama tower crane ...................................... 11
2.5.3 Cara kerja tower crane ................................................. 13
2.6 Spesifikasi Perencanaan ......................................................... 17
BAB III PERANCANGAN MEKANISME PENGANGKAT
3.1 Perancangan Tali Baja ........................................................... 18
3.2 Peerancangan Puli.................................................................. 24
3.3 Perancangan Drum ................................................................ 27
3.4 Perancangan Kait ................................................................... 30
3.5 Perancangan Motor Penggerak .............................................. 34
3.6 Perancangan Transmisi Mekanisme Pengangkat .................... 37
3.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat I .......................... 39
3.6.2 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat I ................. 41
3.6.3 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ......................... 43
3.6.4 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat III........................ 45
3.6.5 Bantalan Transmisi Roda Gigi ..................................... 46
3.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Pengangkat .......................... 51
BAB IV PERANCANAAN MEKANISME TROLLEY
4.1 Perancanaan Roda Jalan......................................................... 57
4.2 Perancanaan Tali Baja ........................................................... 60
4.3 Perancanaan Puli.................................................................... 64
4.4 Perancanaan Drum................................................................. 65
4.5 Perancanaan Motor Penggerak............................................... 66
4.6 Perancanaan Mekanisme Trolley ........................................... 69
4.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ......................... 71
4.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Trolley ................................. 73
v
BAB V PERENCANAAN MEKANISME GERAK SLEWING DAN
PERANCANAAN KONSTRUKSI BOOM
A. Mekanisme Gerak Slewing .................................................... 77
1.Motor Penggerak ................................................................ 79
2.Sistem Rem Mekanisme Slewing ....................................... 82
B. Perencanaan Konstruksi Boom ……………………………... 84
1. Konstruksi Boom .............................................................. 84
2.Gaya –Gaya Pada Batang Akibat Beban
dan Beratnya Sendiri ......................................................... 85
3. Pemeriksaan Kekuatan Konstruksi Boom .......................... 88
4. Perencanaan Counter Weight ( Bobot Imbang ) ………… 96
BAB VI MENGANALISA VARIASI BEBAN ANGKAT MAXIMUM
TROLLY TERHADAP J ARAK LENGAN TOWER CRANE
6.1 Analisa Beban Angkat Maksimum Bervariasi Menggunakan
Persamaan Garis Lurus Terhadap Beban Merata ………….. 101
a. Metode Persamaan Garis ……………………………..... 103
b. Berat Kapasitas Angkat Trolly Bervariasi secara Teoritis 105
BAB VII KESIMPULAN
7.1 Kesimpulan............................................................................ 112
7.2 Saran...................................................................................... 115
DAFTAR
PUSTAKA
LAMPIRAN
vi
DAFTAR TABEL
Table 3.1 Menentukan Harga NB ................................................................ 20
Table 3.2 Dimensi Puli ................................................................................. 26
Table 3.3 Tekanan Bidang yang Diizinkan................................................... 26
Table 4.1 Dimensi Puli ................................................................................. 65
Tabel 5.1 Klasifikasi dari Tower Crane ........................................................ 99
Tabel 5.2 Panjang Jumlah dan Masa kerangka Bobot Lawan
(Hasil Perhitungan)...................................................................... 100
Tabel 5.3 Berat Panjang dan Jumlah Panjang Boom .................................... 100
Tabel 6.1 Perbandingan Hasil Teori dan Praktek. ....................................... 110
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Crane Dinding ..................................................................... 9
Gambar 2.2
Crane Palang ....................................................................... 9
Gambar 2.3
Overhead Crane with Single Girder ..................................... 9
Gambar 2.4
Overhead Crane with Double Girder ................................... 10
Gambar 2.5
Crane Semi Gantry .............................................................. 10
Gambar 2.6
Crane Gantry ....................................................................... 10
Gambar 2.7
Bagian – bagian Utama Tower Crane .................................. 13
Gambar 2.8
Gerakan Angkat Turun ........................................................ 14
Gambar 2.9
Gerakan Trolly Jalan Mendatar ............................................ 15
Gambar 2.10 Gambar Posisi Trolly di ujung Lengan ................................ 16
Gambar 2.11 Gerakan Angkat Turun ........................................................ 16
Gambar 3.1
Konstruksi Serat Tali Baja ................................................... 19
Gambar 3.2
Diagram Lengkunga Tali Baja Mekanisme Hoist ............... 20
Gambar 3.3
Puli ....................................................................................... 25
Gambar 3.4
Drum .................................................................................... 27
Gambar 3.5
Diagram Lengkungan Tali Baja............................................ 28
Gambar 3.6
Kait Tunggal/Standart .......................................................... 30
Gambar 3.7
Penampang Kait ................................................................... 32
Gambar 3.8
Motor Penggerak .................................................................. 34
Gambar 3.9
Sistem Transmisi Roda Gigi ................................................. 38
Gambar 3.10 Nama Bagian Roda Gigi ....................................................... 39
Gambar 3.11 Gaya Pada Roda Gigi ........................................................... 47
viii
Gambar 4.1
Trolley.................................................................................. 56
Gambar 4.2
Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek ....................... 58
Gambar 4.3
Diagram Roda Puli Untuk Tali Pengangkat .......................... 59
Gambar 4.4
Diagram Mekanisme Trolley ................................................ 60
Gambar 4.5
Diagram Untuk Menentukan Tarikan Tali ............................ 61
Gambar 5.1
Konstruksi Boom ................................................................. 85
Gambar 5.2 Pembebanan Boom Maksimum ............................................ 85
Gambar 5.3 Pembebanan Boom Akibat Beban Sendiri ............................. 87
Gambar 5.4 Pembebanan Boom maksimum yang Diizinkan .................... 87
Gambar 5.5 Gaya-Gaya Setiap Sambungan Pada Boom ........................... 88
Gambar 5.6 Gaya-gaya Pada Spreader ..................................................... 91
Gambar 5.7 Diagram Benda Bebas Pada Spreader.................................... 92
Gambar 5.8 Lengan Bobot Imbang .......................................................... 97
Gambar 5.9 Balok Counter Weight .......................................................... 98
Gambar 6.1 Grafik Perbandingan Kapasitas Angkat Maximum
terhadap Jarak Lengan tower Crane. ................................. 111
ix
DAFTAR NOTASI / ISTILAH
Notasi
Arti
Satuan
Q
Kapasitas Angkat Maksimum
kg
q
Berat Spreader (Rumah Kait)
kg
S
Tegangan Tarik Maksimum Tali Baja
kg/mm2
η
Efisiensi
%
P
Kekuatan Putus Tali Sebenarnya
kg
K
Faktor Keamanan
Pb
Beban Patah
kg
σ
Tegangan
kg/mm2
d
Diameter
mm
Dmin
Diameter Minimum Puli dan Drum
mm
F222
Luas Penampang Tali Baja
mm2
m
Jumlah kelengkungan berulng
C
Faktor Karakteristik Konstruksi Tali dan Kekuatan Tarik Bahan
z1
Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan
z2
Jumlah lengkungan berulang persiklus kerja
α
Jumlah siklus rata-rata perbulan
β
Faktor Perubahan Daya Tali
φ
Perbandingan Jumlah lengkungan dan Putus Tali
e1
Faktor yang tergantung pada tipe alat pengangkat dan kondisi
operasinya
e2
Faktor yang tergantung pada konstruksi tali
x
P
Tekanan Bidang Pada Gandar Roda
Puli
kg/cm2
z
Jumlah lilitan
H
Tinggi
m
L
Panjang
mm
v
Kecepatan Keliling
m/s
ω
Tebal dinding drum
mm
t
kisar ulir
mm
A
Luas penampang
mm2
V
Kecepatan
m/s
N
Daya
HP
M
Momen
N.m
n
Putaran
rpm
GD2
Momen girasi
N.m
g
Gravitasi
m/s2
t
Waktu
s
α
Sudut tekan roda gigi
0
m
Modul
mm
z
Jumlah gigi
gigi
b
Lebar gigi
mm
i
Perbandingan
a
Jarak Sumbu Poros
mm
hk
Tinggi Kepala Gigi
mm
hf
Tinggi Kaki Gigi
mm
xi
ck
Kelonggaran Puncak
mm
t
Jarak bagi lingkaran
mm
S0
Tebal gigi
mm
Ft
Gaya Tangensial
Newton
A
Luas Permukaan
mm2
Y
Faktor bentuk gigi
fv
Faktor Dinamis
δ
Koefisien pengaruh masa bagian mekanisme transmisi
β
Koefisien pengereman
k
Faktor Kecepatan Gelinding Roda
Dw
Diameter roda Trolley
mm
G0
Berat Trolley
kg
μ
Koefisien Gesek
k
Koefisien gesek Roda Gelinding
ε
Koefisien tahanan Roda puli
f
Defleksi tali Baja yang diizinkan
mm
qr
Berat tali Baja
kg
S
Luas Bidang
m2
Pw
Tekanan Angin
kg/m2
T
Gaya rem keliling total
kg
N
Tekanan Normal
kg/cm2
F
Luas Permukaan Kontak
cm2
W
Berat
kg
xii
E
Modulus Elastisitas
kg/m2
F
Gaya
kg
R
Jari-jari/radius
mm
I
Momen Inersia
kg.mm4
xiii