Mesin Pemindah Bahan Perencanaan Lift Untuk Keperluan Gedung Perkantoran Berlantai Sepuluh

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN LIFT UNTUK KEPERLUAN

GEDUNG PERKANTORAN BERLANTAI SEPULUH

Oleh :

NIM : 030421007

R O I M A N T A S.

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN LIFT UNTUK KEPERLUAN

GEDUNG PERKANTORAN BERLANTAI SEPULUH

Oleh :

NIM : 030421007

R O I M A N T A S.

Telah Disetujui dari Hasil Sidang Sarjana Periode ke 115 Tanggal 19 Desember 2008

Dosen Pembimbing

NIP. 131 654 258 Ir. Alfian Hamsi, M.Sc

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN LIFT UNTUK KEPERLUAN

GEDUNG PERKANTORAN BERLANTAI SEPULUH

Oleh :

NIM : 030421007

R O I M A N T A S.

Telah Disetujui dari Hasil Sidang Sarjana Periode ke 115 Tanggal 19 Desember 2008

Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II

Ir. Raskita S. Meliala Ir. Isril Amir

NIP. 130 353 111 NIP. 130 517 501

JURUSAN TEKNIK MESIN AGENDA : 198/TS/2008.

FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA : / / 2008.

MEDAN PARAF :

TUGAS SARJANA

N A M A : ROIMANTA. S

N I M : 030421007

MATA PELAJARAN : Mesin Pemindah Bahan

SPESIFIKASI : Rancangan lift pengangkut penumpang pada gedung bertingkat 10 kapasitas lift 15 orang, tinggi angkat 40 meter data lain pilih sendiri.

- Spesifikasi lift

- Hitung komponen-komponen utama

- Gambar Teknik

DIBERIKAN TANGGAL : 10 Juni 2008 SELESAI TANGGAL : 10 Oktober 2008

MEDAN, 15 Juni 2008

KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DOSEN PEMBIMBING

DR. ING. IR. IKHWANSYAH ISRANURI

NIP. 132 018 668 NIP.

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat mempermudah penyelesaian pekerjaan. System pemindah bahan atau transportasi yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang perindustrian dan perkantoran. Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah perkantoran sehingga gedung-gedung perkantoran menjadi semakin menjulang.

Salah satu system pengangkat yang sangat penting dalam bidang perindustrian dan perkantoran adalah lift. Peraltan ini dipergunakan untuk mengefisiensikan waktu dan tenaga bagi manusia untuk menuju lantai tujuan masing masing dalam suatau gedung bertingkat tinggi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia yang diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini yang akan diseminarkan guna memenuhi persyaratan menyelesaikan studi di Fakultas Teknik USU.

Skripsi ini berisikan Perencanaan Mesin Pemindah Bahan jenis lift yang akan ditujukan untuk keperluan gedung perkantoran berlantai sepuluh. Sebagai bahan perbandingan, penulis mengambil data-data lapangan dari hasil survey pada gedung BPDSU Medan.

Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis telah banyak menerima bantuan dari segi moril maupun materil. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc selaku Dosen Pembimbing tugas sarjana ini. 2. Bapak DR. ING. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik

Mesin.

3. Seluruh staff pengajar dan pegawai Jurusan Teknik Mesin FT. USU 4. Seluruh karyawan dan karyawati Bank Sumut Medan.

5. Ibunda 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, Icha Computer, Edu, Dedi, Basta, Sabam,

Alwin, Ilham, Ricat, Rico yang banyak memberikan sumbangsih, serta teman-teman lainnya yang tak dapat penulis ungkapkan satu persatu.

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

Medan, Desember 2008 Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... SPESIFIKASI TUGAS ... DAFTAR ISI ... DAFTAR GAMBAR ... DAFTAR TABEL ... DAFTAR NOTASI ... BAB I PENDAHULUAN ... 1.1.LATAR BELAKANG PERENCANAAN ... 1.2.TUJUAN PERENCANAAN ... 1.2.1. Tujuan Teknis ... 1.2.2. Tujuan Akademis... 1.3.BATASAN PERENCANAAN ... 1.4.METODE PERENCANAAN ... BAB II PEMBAHASAN MATERI ... 2.1. MESIN PEMINDAH BAHAN ... 2.2. KLASIFIKASI MESIN PEMINDAH BAHAN ... 2.3. PEMILIHAN JENIS MESIN PEMINDAH BAHAN... 2.4. LIFT DAN CARA KERJANYA ... 2.4.1. Pemakaian Lift ... 2.4.2. Pemasangan Lift ... 2.4.3. Ruang Pelaksanaan Mesin ... 2.4.4. Sistem Penggerak Lift... 2.4.5. Metode Pengoperasian ...

2.5. BAGIAN-BAGIAN UTAMA LIFT ... 2.5.1. Bagian-Bagian pada Ruang Atas Sangkar ... 2.5.2. Bagian-bagian pada Terowongan ... BAB III PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA LIFT ... 3.1. KONDISI GEDUNG YANG AKAN DILAYANI LIFT 3.2. PERENCANAAN KAPASITAS LIFT ... 3.3. PERENCANAAN TALI BAJA ... 3.3.1. Bahan Tali Baja ... 3.3.2. Luas Penampang Tali Baja ... 3.3.3. Diameter Tali Baja ... 3.3.4. Umur Tali Baja ... 3.3.5. Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja ... 3.4. PERENCANAAN PULI ... 3.4.1. Diameter Puli ... 3.4.2. Perencanaan Diameter Poros Puli ... 3.4.3. Pemeriksaan Tekanan pada Alur Puli oleh Tali . BAB IV PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI ... 4.1. PERENCANAAN DAYA MOTOR ... 4.1.1. Pemilihan Motor Penggerak... 4.1.2. Perencanaan Generator Set ... 4.1.3. Pemeriksaan Motor Terhadap Beban Lebih

(Over Load) ... 4.2 PERENCANAAN RODA GIGI CACING ... 4.2.1. Putaran Puli ...

4.2.2. Bagian-bagian Utama Roda Gigi Cacing... 4.2.3. Perencanaan Ukuran Roda Gigi Cacing ... 4.2.4. Pemeriksaan Kekuatan Roda Gigi Cacing ... 4.2.5. Analisis Gaya pada Roda Gigi Cacing ... 4.3. PERENCANAAN POROS... 4.3.1. Analisa Gaya pada Poros ... 4.3.1.1. Analisa Gaya Geser Akibat Gaya

Radial ... 4.3.1.2. Analisa Momen Lentur Akibat Gaya

Radial ... 4.3.1.3. Analisa Gaya Geser Akibat Gaya

Tangensial ... 4.3.1.4. Analisa Momen Lentur Akibat Gaya

Tangensial ... 4.4. PERENCANAAN BANTALAN ... 4.5. PERENCANAAN REM... 4.5.1. Persyaratan Teknik ... 4.5.2. Persyaratan Biologik... 4.5.3. Pengereman Lift ... 4.5.4. Momen Statik pada saat Pengereman ... 4.5.5. Momen Dinamik Pada saat Pengereman ... 4.5.6. Pemeriksaan Momen Pengereman ... BAB V KESIMPULAN ... DAFTAR PUSTAKA ... LAMPIRAN ...

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap-Penthouse Machine

Room Type ... 8

Gambar 2.2. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap- Basement Machine Room Type ... 9

Gambar 2.3. Rangkaian Sistem Kontrol Lift ... 13

Gambar 2.4. Bagian-bagian Utama Lift Penumpang ... 15

Gambar 2.5. Mesin Lift dan Elektromotor ... 17

Gambar 2.6. Rem Lift ... 18

Gambar 2.7. Tata Letak Peralatan dan Tombol Operasi di dalam Sangkar Lift ... 21

Gambar 2.8. Lapisan Serat Tali Baja ... 22

Gambar 2.9. Konstruk Serat Tali Baja ... 22

Gambar 2.10. Rel Penuntun untuk Lift ... 23

Gambar 2.11. Pegas Penahan ... 24

Gambar 2.12. Lift dan Penahan Geraknva ... 25

Gambar 3.1. Penampang Tali Baja ... 35

Gambar 3.2. Sistem Pemasangan Tali pada Puli dan Jumlah Lengkungan ... 36

Gambar 4.1. Sistem Transmisi Roda Gigi yang Direncanakan ... 55

Gambar 4.2. Bagian-bagian Utama Roda Gigi Cacing ... 57

Gambar 4.3. Analisa Gaya Roda Gigi Cacing ... 70

Gambar 4.4. Grafik Koetisien Gesek (µ) dan Kecepatan Luncur (Vs) ... 74

Gambar 4.5. Analisa Gaya Radial pada Poros... 79

Gambar 4.6. Gaya Geser Akibat Gaya Radial pada Poros ... 80

Gambar 4.7. Momen Lentur Akibat Gaya Radial pada Poros ... 81

Gambar 4.8. Gaya Geser akibat Gaya Tangensial ... 83

Gambar 4.9. Diagram Gaya Geser Akibat Gaya Radial ... 86

Gambar 4.10. Diagram Gaya Geser Akibat Gaya Radial ... 86

Gambar 4.11. Diagram Momen Lentur Akibat Gaya Radial ... 87

Gambar 4.12. Diagram Momen Lentur Akibat Gaya Tangensial ... 87

Gambar 4.13. Diagram Momen Lentur Akibat Gava Gava Aksial ... 87

Gambar 4.14. Bantalan Rol Kerucut ... 88

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Jumlah Karyawan Setiap Lantai pada Gedung BPDSU Medan. 26

Tabel 3.2. Waktu Muat ... 29

Tabel 3.3. Perkiraan Berhenti ... 29

Tabel 3.4. Waktu Pintu Membuka dan Menutup ... 30

Tabel 3.5. Waktu Naik Antar Titik Berhenti ... 32

Tabel 3.6. Jumlah Semua Faktor Waktu ... 33

Tabel 3.7. Dimensi Alur Puli Penggerak ... 44

Tabel 4.1. Harga X dan Y dan Hubungannya dengan e ... 89

DAFTAR NOTASI

a = Jumlah siklus rata-rata kerja per bulan.

A = Perbandingan diameter puli penggerak (drum) dengan diameter tali. c = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali.

Cb = Faktor pemakaian akibat bahan lentur. c = Beban nominal dinamis spesifik (kg). c0 = Beban nominal statis spesifik (kg).

d = Diameter tali baja.

D = Diameter puli pengerak (drum) [mm].

Dmin = Diameter puli penggerak (drum) minimum [mm].

ds = Diameter poros (mm).

e1 = Faktor yang tergantung pada kondisi operasi.

e2 = Faktor yang tergantung pada konstruksi tali.

fk = Faktor keamanan beban dinamis satu arah.

fs = Faktor keamanan.

fl = Faktor umur. fn = Faktor kecepatan.

fv = Faktor dinamis.

F = Gaya aksial (kg). Ft = Gaya tangensial (kg).

Fr = Gaya radial (kg).

Fn = Gaya normal (kg).

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

i = Perbandingan transmisi roda gigi. ix = Momen inersia (mm4)

K = Faktor keamanan tali Lh = Umur bantalan. m = Modul.

Mdyn = Momen dinamis (kg.mm).

n = Jumlah bagian suspensi (tali penggantung). N = Umur tali (bulan).

N = Daya motor (Hp). n = Putaran (rpm). Nbr = Daya pengereman. P = Tekanan permukaan.

Pa = Tekanan permukaan yang diizinkan.

Pd = Daya rencana.

sf1, = Faktor keamanan kelelahan puntir.

sf2 = Faktor yang.tergantung konsentrasi tegangan, pemberian alur pasak

atau dibuat bertangga dan pengaruh kekasaran permukaan. ts = Waktu start (detik).

T = Momen torsi (kg.mm). WP = Berat poros (kg).

Wr = Berat roda gigi (kg). x = Faktor radial.

x = Faktor yang tergantung pada bentuk penampang dan kelengkungan. y = Faktor bentuk gigi.

y = Faktor aksial. Z = Jumlah gigi.

z = Jumlah lengkungan berulang. β = Faktor perubahan daya tekan tali. β = Koefisien pengereman.

δ = Diameter kawat. µ = Koefisien gesek. η = Efisiensi mekanis. η = Efisiensi puli.

σ2 = Tegangan aman ( kg/mm2)

σt = Tegangan tarik ( kg/mm2)

σt = Tegangan tarik izin ( kg/mm2)

σ1 = Tegangan lentur ( kg/mm2)

σg = Tegangan geser ( kg/mm2) σg = Tegangan geser izin ( kg/mm2)

ABSTRAK

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat mempermudah penyelesaian pekerjaan. System pemindah bahan atau transportasi yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang perindustrian dan perkantoran. Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah perkantoran sehingga gedung-gedung perkantoran menjadi semakin menjulang.

Salah satu system pengangkat yang sangat penting dalam bidang perindustrian dan perkantoran adalah lift. Peraltan ini dipergunakan untuk mengefisiensikan waktu dan tenaga bagi manusia untuk menuju lantai tujuan masing masing dalam suatau gedung bertingkat tinggi

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, manusia secara terus menerus melakukan pengembangan peralatan yang dapat mempermudah penyelesaian pekerjaan. System pemindah bahan atau transportasi yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk menunjang kemajuan dibidang perindustrian dan perkantoran. Hal ini disebabkan karena jumlah penduduk yang terus meningkat sementara lahan yang tersedia semakin sempit, terutama didaerah perkantoran sehingga gedung-gedung perkantoran menjadi semakin menjulang.

Salah satu system pengangkat yang sangat penting dalam bidang perindustrian dan perkantoran adalah lift. Peraltan ini dipergunakan untuk mengefisiensikan waktu dan tenaga bagi manusia untuk menuju lantai tujuan masing masing dalam suatau gedung bertingkat tinggi.

1.1 TUJUAN PERENCANAAN 1.2.1 Tujuan Teknis

Perencanaan ini bertujuan untuk merancang suatu unit lift 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 Akademis

Perencanaan ini bertujuan untuk melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana (S1) di fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

Perencanaan ini juga bertujuan untuk meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh selama mengikuti perkuliahan dan melatih mahasiswa untuk menggunakan buku literature/rujukan yang ada serta untuk menambah wawasan pengetahuan pada disiplin ilmu yang akan menjadi profesi.

1.3 BATASAN PERENCANAAN

Luas jangakauan 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, system transmisi, pemilihan motor penggerak danjuga gambar perencanaan. System control dari lift tidak akan dibahas secara mendalam.

1.4 METODE PERENCANAAN

Metode yang digunakan pada perencanaan ini adlah berupa survey langsung ke gedung Bank Sumut Medan dan ditambah studi literature/rujukan degan memaparkan teori dasar dan rumus-rumus empiris yang berkaitan dengan perhitungan yang dilakukan. Pemakaian rumus umum yang sering dipakai dalam perhitungan praktis juga merupakan penunjang dalam penyelesaian persoalan yang ada, penggunaan table dan grafik yang merupakan metode yang baik untuk mendapatkan perencanaan yang yang diinginkan, juga dilakukan.

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

2.1 MESIN PEMINDAH BAHAN

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

Mengingat perkembagan ilmu pengetahan dan teknologi dan kemajuan di bidang industri maka diperlukan mesin pemindah bahan yang tepat yang akan meningkatkan efisiensi dari aktivitas tersebut.

2.2. KLASIFIKASI MESIN PEMINDAH BAHAN

Banyaknya Jenis Mesin Pemindah Bahan yang tersedia membuatnya sulit digolongkan secara tepat. Penggolongan ini masih diperumit lagi oleh kenyataan bahwa penggolongan ini juga didasarkan pada berbagai karakteristik, misalnyadesain, tujuan, jenis gerak dan sebagainya.

Mesin pemindah bahan, dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas:

1. Alat Pengangkat

Contohnya : - Elevator - Escalator - Crane

2. Alat pengangkut

Contohnya: - Konveyor

Bila digolongkan berdasarkan jenis gerakannya, maka dapat dibedakan atas:

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

3. Gerak longitudinal

2.3 PEMILIHAN JENIS MESIN PEMINDAH BAHAN

Dalam perencanaan ini dipilih mesin pemindah bahan dengan gerakan naik turun. Adapun mesin pemindah bahan yag akan direncakan nantinya akan ditempatkan dalam suatu ruangan yang mempunyai ruang gerak yang terbatas. Oleh karena itu faktro faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis Mesin Pemindah bahan a gang sesuai adalah:

1. Penempatan peralatan sedapat mungkin tidak mengganggu aktivitas dan ruang gerak Pekerja/Karyawan

2. Aman dan efisien dalam operasi

3. Nyaman dalam pemakaian, sebab muatan yang akan diangkut adalah manusia. Sehubungan dengan pertimbangan faktor faktor kondisi kerja tersebut diatas maka dipilih lift sebagai alat pemindah bahan yang sesuai.

2.4. LIFT DAN CARA KERJANYA

Lift 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 lift ini adalah dengan gerakan naik turun (hoist) dimana sangkar yang berisi barang atau orang dan beban engimbang digantungkan pada tali yag ditarik naik atau turun dengan menggunakan pully, dimana pully ini berputara sesuai dengan kebutuhan. Pully digerakkan oleh motor listrik dan gerakan pully dihentikan oleh rem, sehingga barang atau orang tidak akan naik atau turun setelah posisi angkat yang diingin tercapai.

2.4.1. Pemakaian Lift dapat dibagi atas beberapa klasifikasi, yaitu :

1. Pemakaian umum atau perniagaan (General Purpose or Comercial)

yaitu tipe lift yang digunakan pada pemakaian yang bersifat umum. Contohnya : Pada kantor kantor atau perusahaan.

2. Pemakaian pada tempat tinggal (Residential)

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

3. Pemakaian pada supermarket (Store)

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

Yaitu tipe lift yang dipakai pada bangunan untuk suatu bentuk kelembagaan Contohnya: Pada lembaga Pendidikan

2.4.2. Pemasangan Lift

Ditinjau dari segi pemasangan, ada dua cara pemasangan lift, 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 lift saja. Pemasangan ini biasanya terdapat pada gedung yag tidak beitu tinggi dan tidak luas serta lalau lintas pemakaiannya tidak ramai.

2. Pemasangan dengan lebih dari satu sangkar

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

2.4.3. Ruang Peletakan Mesin

Bila ditinjau dari ruang tempat peletakan mesin utama dari lift, terdapat dua tipe system peletakannya yaitu :

1. Penthous Machine Room Type

Mesin lift ditempatkan pada bagian atas sangkar lift 2. Basement Machine Room Type

Sistem Penggerak Lift

Bila ditinjau dari system penggerak lift, terdapat dua system yang digunakan pada gedung gedung:

1. Penggerak Lift System Warp 2. Penggerak Lift system Hidrolik a. Penggerak Lift Sistem Warp

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

System pemasangan tali pada istem Wrap dapat dibedakan berdasarkan peletakan ruang mesin.

- Penthouse Mechine Room

Pemasangan tali pada system warp pada Penthouse Mechine Room type dapat dilihat pada gambar 1.1.

a. Single Wrap Roping

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

b. Double wrap Roping

Ada dua cara pemasangan tali pada jenis Doble Wrap Roping ii yaitu tali dipasang satu kali lilit pada pully dan katrol, kemudian tali diikatkan diatas

sangkar lift dan beban pengimbang (gambar c) atau tali dipasang dua kali lilit tali diletakkan diatas puli diatas pully dan dililitkan ke katrol, selanjutnya ke atas sebagai titik tumpuan beban (Point Support). (Lihat gambar 2.1. di bawah ini )

Gaambar 2.1. Pemasangan tali pada system Wrap Penthouse Machine Room Type

- Basement Machine Room

Pemasangan tali pada system wrap pada basement Machine Room Type dapat dilihat pada gambar 1.2

- Roping Under Slung

Sangkar lift dan beban pengimbang ditahan oleh dua buah katrol, selanjutnya pulli penggerak yang berada dibawah sangkar akan memutar kedua katrol yang menggerakkna sangkar lift dan beban pengimbang dalam arah yang saling berlawanan ( gambar a dan b ) (Lihat gambar 2.2. di bawah ini )

Gambar 2.2. Pemasangan Tali pada Sistem Wrap – Basement Machine Room Type

b. Penggerak Lift Sistem Hidrolik

Lift system hidrolik memerlukan daya lebih kecil dibandingkan dengan system 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 aik atau turunnya sangkar lift.

System hidrolik dan cara kerjanya persis sama dengan dongkrak mobil hidrolik, minyak dari penampung dipompakan oleh plunyer untuk mengangkat sangkar lift tersebut. Pompa dihentikan sampai titik terbawah, selanjutnya sangkar lift tersebut diturunkan dengan gaya gravitasi dan Bypass control yang juga mengotrol posisi dari sangkar lift tersebut sampai pada titik tertinggi.

System control yang digunakan pada lift dengan system pengerak hidrolik biasanya sama dengan yang tedapat pada system penggerak wrap. Namun pada system penggerak hidrolik ini tidak diberikan beban pengimbang sehingga memerlukan motor dengan daya yang lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan motor untuk keperluan yang sama pada system Wrap.

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

2.4.6. Methode pengoperasian Lift

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

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

Pengoperasian manual merupakan system pengoperasian sangkar lift dengankecepatan renda dan dapat berhenti pada posisi sembarangn titik yang dikehendaki, misalnya nutk kondisi perawatan atau untuk keperluan khusus,

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

2. Pengoperasian Otomatis

Pengoperasian lift secara otomatis memberikan respon secara langsung kepada penumpang yang memanggil sangkar lift.

a. Metode Single Automatic Push Bottom

Pada metode operasi ini, pada setiap lantai hanya terdapat satu buah tombol untuk memanggil sangkar sedangkan didalam sangkar lift terdapat tujuan level lantai yang diinginkan. Selama lift bekerja, lift tidak melayani panggilan dari penumpang lain. Lift akan memberikan tanggapannya setelah lift selesai melaksankan tugasnya. Dengan kata lain lift baru dapat dipanggil apabila sangkar lift dalam keadaan tidak bekerja.

Dari penjelasan diatas prinisp kerja diatas, dapat dikatakan bahwa methode Single Automatic Push Bottom ini hanya dapat melayani panggilan satu persatu, artinya sangkar baru dapat dipanggil apabila lift dalam keadaan diam. Dengan demikian metode ini hanya efektif digunakan untuk gedung dengan dua atau tiga lantai. Dengan pemakaian lift yang tidak terlalu mendesak, misalnya untuk lift 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 lift 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 lift akan melanyai semua panggilan naik pada saat sangkar llift naik dan melaani semua panggilan turun pada lantai yang dilaluinya. Dengan demikian methode ini lebih efisien dalam menanggapi panggilan dibanding dengan metode Single Automatic Push Bottom karena sangkar lift dapat dipanggil walaupun lift 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 lift yang bekerja secara Selective-Collective.

Pada metode ini, pada tiap lantai terdapat tombol bersama untuk memanggil sangkar lift. 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 urai diatas maka metode pengoperasian lift yag dipakai disini adalah pengoperasian otomatis dengan prinsip berdasarkan Metode-Duplex-Collective. (Lihat gambar 2.3. di bawah ini)

Gambar 2.3. Rangkaian Sistem Kontrol Lift

R S T

Cara Kerja :

- Apabila tombol naik (Up Button) ditekan maka arus akan mengalir kekumparan naik (up Coil). Setelah kumparan berisi arus listrik, kumparan akan mengisi arus kepengatur waktu otomatis naik (Up Times) dan semua semua swich naik (Up Relay) akan menutup sehingga mengalirkan arus kemotor penggerak. Motor penggerak memutar kekanan mengangkat sangkar lift 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 lift 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 lift pada selang waktu yang ditentukan oleh pengatur waktu otomatis turun (down times) sampai pengatur waktu otomatis menyatakan selesai dan sangkar lift terhenti pada lantai yang diinginkan oleh pengatur waktu otomatis tersebut.

BAGIAN BAGIAN UTAMA LIFT

Bagian-bagian pada Luar atas sangkar (Phenthouse Mechine Rooms)

Sebagian besar peralatan lift type Phenthouse Mechine Rooms ditempatkan dibagian atas sangkar lift. (dapat lihat gambar 2.4. di bawah ini)

Komponen-komponen utama peralatan lift type Phenthouse Mechine Room yang ditempatkan dibagian atas sangkar lift adalah :

- Electro motor - Mechine Lift - Rem Lift

- Lemari Panel Relay - Governor

1. Electro Motor

Penggerak utama lift adalah sebuah electromotor yang digerakkan oleh listrik PLN atau generator listrik yang dilengkapi dengan pengatur medan (Field Control) yang dikontrol secara numeric (Numerical Control).

Electro Motor dikopel ke rangkai Gear Box yang berfungsi untuk mereduksi putaran electromotor dengan mesin lift (Elevator Driving Mechine), Pulli dan rem Listrik.

2. Mesin Lift

Design lift disini digunakan mesin pengangkat jenis pulli dan roda pulli penggerak. Pada design dengan drum, tali yang menahan sangkar diikatkan pada drum dan dililitkan pada permukaannya sedangkan pada desingn pada roda pully penggerak, penggerak tali melewati roda pulli yang digerakkan oleh gaya gesek.

Dalam perencanaan ini dipilih mesin pengangkat dengan pulli penggerak karena memiliki beberapa kelebihan diataranya:

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

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

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

Mesin Lift penggerak roda pulli untuk elevator penumpang ditunjukkan pada gambar 2.5. dibawah ini :

3. Rem Lift

Prinsip Kerja Rem Lift sama dengan kontak NC dari suatu relay atau kontaktor, dimana rem dalam keadaan menjepit poros mesin lift pada saat sangkar lift tidak bekerja, sebaliknya rem akan melepaskan poros lift apabila coil rem listrik tersebut terenergi. Dengan demikian apabila sumber arus dari panel utama putus pada saat lift bergerak, penumpang akan aman dari bahaya benturan yang timbul apabila rem tidak menjepit poros mesin tersebut. Di bawah ini gambar 2.6. akan diperlihatkan konstruksi rem listrik untuk lift.

4. Lemari Panel

Lemari panel merupakan tempat sebagian besar peralatan listrik (komponen komponen control) disambungkan seperti relay, transformator dan penyearah. Tiap unit lift memiliki masing masing satu buah lemari panel.

5. Governor

Governor adalah merupakan pengaman kecepatan lebih (Over Speed). Prinsip kerjanya adalah berdasarkan gaya sentrifugal. Tali (Rope) governor dihubungkan kebagian atas dan bawah sangkar melalui dua buah pulli governor. Pulli governor ditempatkan diruang machine atas dan yang lainnya ditempatkan pada bagian bawah (basement) instalasi lift, sehingga pulli governor akan bergerak apabila sangkar lift bergerak.

2.5.2. Bagian-bagian pada Terowongan (Hoist Way)

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

Pada terowongan terdapat beberapa peralatan seperti : 1. Saklar pembatas

2. Sangkar lift

3. Beban pengimbang 4. Tali

5. Rell penuntun 6. Alat pengaman lift

1. Saklar Pembatas

Saklar pembatas berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian dari system 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 lift. Pada pengaman beban lebih sangkar lift, saklar pembatas lift ini akan bekerja jika beban atau penumpang yang masuk kedalam sangkar melampuai kapasistas (daya angkut) lift tersebut. Saklar pembatas juga digunakan pada operasi membuka dan menutup pintu lift serta juga terdapat pada setiap batas level lantai.

2. Sangkar Lift

Sangkar lift 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 lift terdapat tombol tombol pengatur arah tujuan dan indicator posisi lift, lampu penerangan, push button, oper door, close door, ear phone, dan tombol stop hand/auto.

Berikut ini diperlihatkan gambar 2.7. Tata letak peralatan dan tombol operasi didalam sangkar lift.

3. Beban Pengimbang

Beban Pengimbang adalah beban pemberat untuk mengimbangi berat sangkar lift. Gerakan beban pengimbang berlawanan arah dengan sangkar lift. Dengan demikian secara tidak langsung beban pengimbang akan mengurangi daya yang harus disediakan oleh hoisting motor.

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

4. Tali Baja

Tali digunakan sebagai penghubung sangkar lift dengan beban pengimbang melalui pulli mesin lift, disamping itu juga digunakan untuk menghubungkan sangkar lift dengan governor sebagai sensor kecepatan lebih (Over Speed) lihat gambar 2.8. dan gambar 2.9. di bawah ini.

Gambar 2.9 Konstruksi serat tali baja Gambar 2.8 Lapisan serat tali baja

5. Rel Penuntun

Sangkar lift 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. Penuntuk dipasang pada tempat sempit diantara dua rel, sehingga dapat berfungsi untuk mencegah ketidakserasian sangkar lift. (Dapat dilihat gambar 2.10 di bawah ini.

Gambar 2.10 Rel Penuntun untuk Lift

6. Alat Pengaman Lift

Sangkar lift harus dilengkapi dengan alat pengaman khusus, yaitu penahan yang akan menghentikan sangkar secara otomatis bila tali putus atau kendur.

Banyak design pengaman lift 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 lift lainnya seperti: - pegas penahan

- penahan penggerak

a. Pegas penahan

Pegas penahan adalah merupakan suatu alat yang ditempatkan pada bagian dasar terowongan. Alat ini berfungsi untuk mengamankan sangkar lift agar tidak membentur landasan (dasar terowongan) apabila suatu saat tali pengikat lift dengan beban pengimbang putus. (Lihat gambar 2.11. di bawah ini)

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.

b. Penahan Gerak

Penahan gerak berfungsi untuk menghentikan lift secara otomatis, sebelum kecepatan lebih (over speed). Gerak dari penahan lift dikontrol oleh governor. Penahan gerak akan menghentikan sangkar bila satu buah tali atau semuanya putus secara bersamaan dan juga bila kecepatan penurunan menjadi semakin besar.

BAB III

PERENCANAAN KOMPONEN UTAMA UNIT LIFT

KONDISI GEDUNG YANG AKAN DILAYANI LIFT

Untuk mengetahui kapasitas lift yang akan dirancang, maka kita harus mengetahui kondisi gedung yang akan dilayani oleh lift tersebebut, seperti jumlah keseluruhan orang pengguana lift, waktu kritirs yang tersedia, waktu yang dibutuhkan lift untuk menyelesaikan satu siklus dan jumlah lift yang digunakan.

Lift ini dirancang untuk melayani Gedung Bank SUMUT Medan. Menurut data dari kantor Bank SUMUT, jumlah pegawai kantor adalah sebagai berikut:

Table 3.1 Jumlah Karyawan setiap lantai pada gedung Bank SUMUT medan

Nomor Lantai Jumlah Karyawan

1 120

2 100

3 95

4 80

5 75

6 70

7 65

8 60

9 50

10 40

Menurut pengamatan yang dilakukan pada lokasi survey yaitu pada gedung Bank SUMUT mendan, diperoleh bahwa hampir semua karyawan menggunakan lift untuk mencapai lokasi gedung tempat ia bekerja kecuali karyawan lantai satu, tidak menggunakan lift dan karyawan lantai II hanya 50% yang menggunakan lift. Hal ini disebabkan karena sebagian karyawan yang ingin naik dari lantai I ke lantai II lebih memilih menggunakan tangga dari pada harus antri pada jam jam sibuk, yaitu pada pagi hari dari jam 7.40 - 8.00 WIB, sehingga diharapkan pengambilan data yang dilakukan dapat mewakili kondisi paling sibuk yang mungkin terjadi.

Dari data data dan uraian diatas dapat diasumsikan :

0 % Karyawan Lantai I menggunakan lift = 0% x 120 orang = 0 orang 50% Karyawan Lantai II menggunkan lilft = 50% x 100 orang = 50 orang 100% Karyawan lantai III sampai lantai X menggunakan lift.

Sehingga jumlah keseluruhan karyawan yang menggunakan lift adalah: Lantai I = 0 orang

Lantai II = 50 orang Lantai III = 95 orang Lantai IV = 80 orang Lantai V = 75 orang Lantai VI = 70 orang Lantai VII = 65 orang Lantai VIII = 60 orang Lantai IX = 500 orang

TOTAL = 585 orang Lantai X = 400 orang

Pemakaian lift maksimum terjadi pada jam jam sibuk setelah apel pagi jam 7.40 WIB atau pada saat pekerjaan dimulai pukul 8.00 WIB. Disini harus diingatkan bahwa pada waktu tersebut karyawan hanya menggunakan lift ke satu arah yaitu dari lantai terendah ke lantai berikutnya sampai lantai tertinggi.

3.2. PERENCANAAN KAPASITAS LIFT

Disini ditentukan selang waktu selama 20 menit untuk perhitungan waktu kritis yaitu dimulai setelah apel pagi pukul 8.40 WIB sampai pada saat pekerja akan dimulai pukul 8.00 WIB, sehingga waktu yang tersedia untuk mengangkut keseluruhan karyawan adalah 20 x 60 detik = 1200 detik.

Lift yang digunakan dikantor tersebut direncanakan berkapasitas 15 orang sebanyak 6 unit. Kemudian dilakukan perhitungan untuk membuktikan bahwa lift dengan kapasitas 15 orang cocok untuk digunakan di kantor Bank SUMUT tersebut. Dari waktu kritis yang tersedia maka hitunglah waktu yang sebenarnya dibutuhkan. Dari sini akan diketahui apakah lift dengan kapasitas 45 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), lift membutuhkan waktu antara lain:

1. Waktu untuk memuat penumpang (waktu penumpang memasuki lift) 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 lift dapat dilihat pada table 3.2

Table 3.2 Waktu memuat (detik)

Kapasitas (orang) 8 10 12 14 16 18 20

Waktu muat (detik) 8 10 11 13 14 16 18

Sumber: Lit. 5 hal. 63

Berdasarkan table 3.2 diatas maka untuk memuat penumpang sebanyak 15 orang dibutuhkan waktu muat selama 13.5 detik.

2. Waktu memuka dan menutup pintu

Untuk menghitung waktu yang dibutuhkan lift untuk membuka dan menutup pintu pada satu trip perjalan, terlebih dahulu harus diperikirakan berapa kali lift tersebut berhenti selama satu trip tersebut. Perkiraan jumlah berhenti yang terjadi pada satu trip dapat dilihat pada table 3.3 berikut:

Tabel 3.3. Perkiraan Berhenti

Menurut table 3.2 untuk gedung 10 tingkat dengan kapasitas 15 orang dengan cara interpolasi diperoleh bahwa untuk satu trip diperkirakan lift berhenti sebanyak 8 kali.

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

Frekuensi membuka/menutup pintu = Perkiraan Berhenti total

= Perkiraan berhenti + 1x berhenti dilantai dasar = 8 + 1 = 9 kali

Selanjutnya perlu dipertimbangkan waktu yang dibutuhkan untuk sekali membuka dan menutup pintu. Perkiraan waktu yang dibutuhakan untuk sekali membuka dan menutup pintu dapat dilihat pada table 3.4 dibawah ini.

Tipe pintu yang direncanakan disini adalah dari tipe Center Opening dengan lebar 1100 mm, sehingga berdasarkan table 3.4 diatas waktu yang dibutuhkan untuk sekali membuka dan menutup pintu adalah 4,6 detik.

Maka :

Waktu pintu membuka/menutup :

= Frekuensi membuka/menutup x waktu membuka/menutup = 9 x 4,6 detik

= 41,4 detik 4. Waktu naik

Waktu yang dibutuhkan untuk naik dari satu titik berhenti ke titik berhenti berikutnya dapat dicari dengan cara menghitung jarak setiap titik berhenti

Perkiraan jarak titik berhenti =

Berhenti perkiraan

Lift asan L

perkiraan int

=

kali meter 8 40

Table 3.5 waktu naik antar titik berhenti (detik)

Dari table 3.5 diperoleh bahwa waktu naik antar setiap titik berhenti untuk jarak titik berhenti 5 m pada kecepatan angkat 1,5 m/s adalah 6,67 detik (dengan cara interpolasi)

Total waktu naik = Waktu Naik x Perkiraan berhenti = 6,67 x 8

= 53,36 detik 5. Waktu turun

Waktu yang dibutuhkan untuk turun dari lantai tertinggi ke lantai dasar adaalh

lift kecepa

Lift asan L

panjang tan int =

s m

m / 5 . 1

40 =

6. Waktu Tansfer Inefisiensi

Dari table 3.4 diatas untuk pintu center opening dengan lebar 1100 mm diperoleh transger inefficiency sebesar 5 % dari waktu untuk menyelesaikan satu trip.

Waktu inefisiensi = 5% (waktu muat + Waktu membuka/menutup pintu + waktu naik + waktu turun)

= (13,5 41,4 53,36 26,67) 100

5

+ +

+

x

= (134,93) 100

5 x

= 6,75 detik

Waktu total

Waktu total adalah waktu yang dibutuhkan mengangkat seluruh karyawan untuk mencapai lantai tujuan masing masing. Total semua faktor waktu dapat dilihat pada table 3.6 dibawah ini:

Table 3.6 penjumlahan semua faktor waktu

No. Waktu (detik)

1 Waktu Muat Penumpang 13,5 2 Waktu membuka dan menutup 41,4

3 Waktu naik 53,36

4 Waktu turun 26,67

5 Waktu transfer inefisiensi 6,75

Jadi waktu total yang dibutuhkan untuk menyelesaikan perjalanan dalam satu trip yaitu perjalanan dari lantai dasar ke lantai tertinggi dan kembali ke lantai dasar adalah 141,68 detik.

Jumlah trip yang dibutuhkan untuk mengangkut seluruh karywan dapat dihitung dari :

Jumlah trip total =

lift jumlah

total trip Jumlah

= 6 39

= 6,5 trip

) (

7trip digenapkan ≈

Sehingga waktu total yang dibutuhkan untuk mengangkat seluruh karyawan :

= Jumlah trip x total waktu satu trip = 7 x 141,68

= 991,92 detik

Dari perhitungan tersebut diperoleh bahwa waktu total yang dibutuhkan untuk mengangkut seluruh karyawan pengguna lift adalah 991,92 detik ( 16,5 menit), pukul 7.40 WIB sampai 8.00 WIB, sehingga dapat disimpulkan bahwa lift dengan kapasitas 15 orang, dengan jumlah lift sebanyak 6 unit, cocok digunakan pada gedung Bank SUMUT.

3.3 Perencanaan Tali Baja

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

2) Luas penampang tali baja 3) Diameter tali baja

4) Umur tali baja

5) Pemeriksaan kekuatan tali baja.

3.3.1. Bahan Tali Baja

Penggunaan tali pada lift merupakan kebutuhan primer, karena pada tali inilah sangkar penumpang yang akan diangkat tergantung.

Beberapa hal yang menyebabkan dipilihnya tali baja sebagai perlatan pengangkat pada perencanaan ini yaitu:

a. lebih ringan dibandingkan rantai b. lebih tahan terhadap sentakan

c. Operasi tenang walaupun kecepatan tinggi d. Menunjukkan tanda tanda bila akan putus

Dari beberapa kenyataan yang terjadi bahwa kerusakan tali diakibatkan oleh kelelahan bahan dan setiap talli hanya dapat mengalami kelengkungan dalam jumlah tertentu. Adapun beberapa hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan tali baja yaitu ukuran puli atau drum, konstruksi tali dan umur pakai tali.

Pada perencanaan ini tali baja yang dipakai adalah baja karbon tinggi JIS G3521 dengan kekuatan putus ((σ_b)160kg/mm2……… (lit.3 hal.3)

3.3.2. Luas Penampang Tali baja

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

Jumlah lengkungan yang terdapat pada rangkaian tali (Number of Bend) NB = 4 buah (lihat gambar 3.2)

Sehingga : min =25 d

D

……….. (lampiran 3)

Maka dengan mengambil desain tali dengan jumlah kawat i = 22, maka luas penampang tali dapat dihitung dari:

F222 =

3600

min

D d K

s

b −

σ ……….. (lit. 1 hal.31) Dimana :

b

σ = Kekuatan putus kawat baja = 160 kg/mm2

= 16000 kg/cm2

K = Faktor keamanan penumpang (7,9-12) = 9,5 (dipilih)……… ( lit. 1 hal. 31) S = Tegangan tarik untuk satu tali

Berdasarkan survey yang dilakukan di gedung Bank SUMUT Medan, disini dipakai 5 buah tali baja, sehingga tegangan tarik untuk satu tali adalah :

S = ( ) .

5

1

kg n

Q_total

ηη Dimana :

Qtotal = beban total

= Gs + Q

Gs = beban total

Q = kapasitas lift (15 orang)

= 1050 kg ( 1 orang diasumsikan 70 kg) = 650 + 1050

n = Jumlah bagian suspensi (tali penyangga)

= 3 buah ……… ( lit. 6 hal. 75 ) η = effisiensi pulli

= 0,945 ………. (lit. 6 hal. 75 )

1

η = Efisiensi akibat kerugian karena kekakuan tali pada saat menggulung pada puli penggerak.

= 0,98 ( diasumsikan ) ……….(lit. 6. hal.75)

Maka :

S = ( )

98 , 0 . 945 , 0 . 3 5 1700 kg 

= 122,38 kg

Sehigga lus penampang tali baja adalah:

F222 =

3600 25 1 5 , 9 16000 38 , 122 − = 0,5 cm2

3.3.3. Diameter tali baja

Diameter kawat tali baja adalah dapat dihitung dengan persamaan:

i F . . 4 ₂₂₂ π

δ = ……… (lit. 6 hal.63)

222 14 , 3 5 , 0 . 4 = δ

Selanjutnya diameter tali baja dihitung dengan persamaan: d = 1.5 δ. i

= 1,5 . 0,54. 222 = 12,07 mm

Berdasarkan standarisasi tali baja (lampiran 7) maka tali baja yang dipilih disesuaikan menurut standart tersebut Yaitu :

Diameter tali (d) = 14.2 mm Berat per meter = 0,670 kg Kekuatan patah actual = 10200 kg/mm2

3.3.4. Umur Tali Baja

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

b. Metode Operasi

c. Tegangan – tegangan yang bekerja pada tali

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

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

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

M =

2 1. . . .NBCC C

d D

σ ……… (lit.3 hal.43) Dimana :

d D

= Perbandingan diameter puli dengan diameter tali yang diizinkan ≥e_1.e₂ ….. (lit.3 hal.41)

e1 = faktor yang bergantung pada alat pengangkat dan kondisi operasi ….

( lit. 3 hal. 42, table 3) = 20 (dipilih)

e2 = faktor yang tergantung pada konstruksi talil

= 0.9 ……… (lit 3 hal. 42 tabel 10)

d D 9 , 0 . 20 ≥ d D 18 ≥

Harga ini masih dibawah d D_min

25

= , maka untuk perhitungan selanjutanya dipakai hargai harga

d D

25

=

σ = tegangan tarik sebenarnya pada tali (kg/mm2) =

222 F

s

Dimana : S = tegangan tarik untuk satu kali (122,38 Kg) F222 = luas penampang tali baja (0,5 cm2)

Maka : σ = 5 , 0 38 , 122

= 245 kg/cm2 = 2,45 kg/mm2

C = faktro karakteristik dari konstruksi tali dan tegangan tarik maksimum

dari bahan kawat

= diasumsikan 0,93 ……… (lampiran 6) C1 = faktor yang tergantung pada diameter tali

= 0,97 ……… (lampiran 6) C2 = faktor bahan dn proses pembuatan

= 1,00 ……… (lampiran 6) Sehigga: m = 00 , 1 . 97 , 0 . 93 , 0 . 4 . 45 , 2 25

m = 2,83

Dari table faktor har m pada lampiran 6, untuk harga m = 2,83 dengan cara interpolasi diperoleh jumlah siklus penggulungan tekuk berulang yang terjadi sebelum tali putus (z) adalah 567647 kali penekukan.

Jumlah siklus penggulungan tekuk berulang yang diizinkan dapat dihitung dari persamaan:

ϕ

z z1 =

Dimana :

ϕ = Jumlah siklus penggulungan tekuk berulang yang terjadi sebelum putus (z) dengan penggulungan tekukk berulang yang diizinkan (z1)

Sehingga: 5 . 2 567647 1= z

= 227058 kali penekukan

Selanjutnya umur tali dapat dihitung dari persamaan:

N = ( )

. . ₂ 1 bulan z a z

β ……… (lit. 3 hal 47) Dimana :

z1 = penggulungan tekuk berulang yang diizinkan

= 227058,8 kali penekukan

z2 = jumlah tekukan berulang per siklus kerja (mode suspensi beban)

= 4 buah ………..(lihat gambar 3.2) a = jumlah trip rata rata perbulan

= 1000 (untuk peralatan ringan) ……….(lampiran 8)

β = faktor perubahan daya tahan tali akibat mengangkat muatan lebih rendah dari tinggi total dan lebih ringan dari muatan penuh. = 0,5 ………..(lampiran 8) Maka : N = 5 , 0 . 4 . 1000 8 , 227058

N = 113,53 bulan

Dari perhitungan tersebut diperoleh bahwa umur tali adalah 113,53 bulan atau 9,5 tahun, selanjutnya tali baja harus diganti meskipun kondisinya masih terlihat baik.

3.3.5. Pemeriksaan Kekuatan Tali Baja

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

Tegangan tarik izin (Smax) dapat dicari :

Smax =

K P

Dimana :

P = kekuatan putus tali sebenarnya (kg) = σ_b.F₂₂₂

= 16000 . 0,5 = 8000 kg

K = faktor keamanan lift

= 9,5 ……… (lit.1 hal 31)

Smax =

5 , 9 8000

= 842 kg

Tegangan tarik izin tali diperoleh Smax = 842 kg, sedangkan dari

perhitungan sebelumnya diperoleh bahwa tegangan tarik yang terjadi pada tali S = 122,38 kg, sehigga dapat disimpulkan bahwa tali aman terhadap beban tarik.

3.4. PERENCANAAN PULI

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

1. diameter puli 2. diameter poros tali

3. pemeriksaan tekanan pada alur puli oleh tali

3.4.1. Diameter Puli

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

Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh diameter tali d = 14,2 mm, sehingga diameter puli :

Dmin = 25 . d

= 25 . 14,2 = 355 mm

Diameter puli yang dipergunakan disini adalah Dmin = 355 mm.

Dimensi alur puli selengkapnya diambil berdasarkan standarisasi diameter puli yang dapat dilihat pada table dibawah ini:

Maka dengan cara interpolasi diperoleh ukukran ukuran puli penggerak untuk diameter tali d = 14,2 adalah sebagai berikut:

S2 = 20,8 mm

c2 = 10,4 mm

r2 = 1,8 mm

3.4.2. Perencanaan Diameter Poros Puli

Diameter poros puli dapat dihitung dari persamaan:

P =

d L

Q .

Dimana :

P = tekanan bidang pada puli yang tergantung pada kecepatan keliling permukaan. Tekanan ini tidak boleh melebihi harga haraga yang tertera pada table dibawah ini:

Table 3.7. Tekanan Bidang Pada Puli

Untuk kecepatan v = 1.5 m/s diperoleh P = 47 kg/cm2 L = Panjag bus tali (cm)

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

Q = beban total puli

= kapasitas lift + berat + berat bobot Pengimbang

Berat bobot pengimbang = berat Sangkar + 0,5 (kapasitas) = 650 + 0,5 (1050) = 1175 kg

= 1050 kg + 650 +1175 = 2875 kg

Maka :

P =

d L Q . 47 = d d ) . 8 , 1 ( 2875

d2 = 47 . 8 , 1 2875

d2 = 33,98 d = 33,98

= 5,83 ≈ 60 mm (standarisasi)

Berdasarkan standarisasi diameter poros ( lampiran 22) diameter poros puli penggerak yang dipergunakan adalah sebesar 60 mm. poros puli penggerak dipilih dari bahan baja karbon S 55 C-D JIS G 3123 yang memiliki tegangan tarik izin σ_t = 85 kg/mm2.

3.4.3 Pemeriksaan tekanan pada Alur puli oleh tali

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

) 2 / ( . . 2

1 kg mm

d D

S

P = ………. (lit. 3 hal 75) Dimana :

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

= 355 mm

d = diameter tali (mm) = 18,6 mm

Maka : 2 , 14 . 355 38 , 122 . 2 1 = P

= 0,049 kg/mm2

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

K p1 =σt Dimana :

t

σ = kekuatan tarik bahan puli

= 17 kg/mm2 (besi cor kelabu JIS G5501 FC 15) K = faktor keamanan lift

= 9,5 Maka : 5 , 9 15 1 = p

= 1,58 kg/mm2

Dari perhitungan sebelumnya diperoleh tekanan pada alur puli seesar P1 = 0,049 kg/mm2, sedangkan tegangan izin alur puli p = 1,58 kg/mm1

2

sehingga alur puli aman terhadap tekanan yang terjadi.

BAB IV

PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI 4.1 PERENCANAAN DAYA MOTOR

4.1.1. Pemilihan Motor Penggerak

Sebelum menetntukan reduksi dan dimensi pasangan roda gigi yang akan dipergunakan pada system transmisi, maka terlebih dahulu harus ditentukan jenis motor penggerak. Hal ini disebabkan karena besarnya putran motor akan menentukan besarnya reduksi yang harus dihasilkan oleh rangkaian roda gigi. Disamping itu daya motor yang harus dipilih harus mencukupi kebutuhan daya yang diperlukan bagi rangkaian lift.

Daya motor yang dibutuhkan untuk melayani kebutuhan system lift dapat dihitung dari persamaan:

) ( . 75 ) ( Hp V G G Q N tot CW S st η− +

= ………. (Lit.3 hal.362)

Dimana :

Q = Kapasitas lift (15 orang)

= 1050 kg (diasumsikan 1 orang beratnya = 70 kg) Gs = Bobot sangkar lift

= 650 kg

Gcw = Berat bobot Pengimbang

= Gs + 0,5 Q

= 650 + 0,5 (1050) = 1175 kg

tot

η = Efisiensi total lift

tot

η = η_hm.η_g.sh.η_d.sh

Dimana :

hm

η = effisiensi mesin pengangkat

= 0,895 ……… ( Lampiran 1)

sh g.

η = Effisiensi roda pulli = 0,97

sh d .

η = effisiensi roda pulli deflektor = 0,85

Sehingga :

tot

η = 0,85.0,97.0,85 = 0,738 Maka : 738 , 0 . 75 5 , 1 ) 1175 650 1050 ( + − = st N

= 14,23 Hp

Dalam prakteknya perlu dilakukan pemeriksaan terhadap daya motor. Hal ini dikarenkana dibutuhkannya daya yang besar pada saat start atau mungkin beban yang sangat besar yang terus bekerja setelah start. Dengan demikian perlu diperhitungkan adanya faktor koreksi yang besarnya adalah : fc = 1,0 ÷ 1,3

………. (Literatur 4 hal 7) dalam hal ini dipilih fc = 1,3

Maka daya motor rencana adalah : Nd = Fc . Nst

= 1,3 . 14,23 = 15,5 hp

Adapun sumber daya yang dipilih disini adlah dari jala-jala listrik PLN (AC). Hal ini dikarenakan beberapa alasan yaitu :

 Mudah diperoleh

 Konstruksi lebih sederhana sehingga lebih mudah dalam hal penempatannnya dan lebih hemat ruangan

 Putaran relative konstan untuk beban yang berfluktuasi

 Tidak menimbulkan polusi udara dan polusi suara

 Lebih mudah distart

Dalam perencanaan ini motor listrik yang dipilih memiliki 2 (dua) pasang kutub (pole), dimasa setiap pasangnya terdiri dari 2 (dua) kutub. Maka putaran motor dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

) ( . 60

rpm p

f n_s =

Dimana :

f = frekuensi jala-jala listrik AC = 50 Hz (standart PLN) p = Jumlah pasang kutub

= 2 pasang (direncanakan)

Maka :

) ( 2

50 . 60

rpm n_s =

) ( 1500 rpm n_s =

Jadi putaran motor listrik dalam perencanaan ini adalah n =1500 rpm. Dari standarisasi motor listrik AC untuk putaran 1500 rpm dan daya minimal 15,5 hp diperoleh spesifikasi sebagai berikut:

Daya motor (N) = 20 HP Rated Speed (n) = 1460 rpm Diameter Poros Penghubung (d) = 42 mm Effisiensi (η) = 89,5 % Faktor Daya (cos ϕ) = 0,8 (data lain dapat dilihat pada lampiran 2 )

4.1.2. Perencanaan Generator Set

Generator set adalah sebagai sumber arus listrik pada sat aliran listrik PLN padam. Hal ini sangat penting supaya lift tetap dapat beroperasi dan hal hal yang tidak diinginkan akibat pemadaman arus listrik secara tiba tiba oleh PLN tidak terjadi. Generator set ini dirancang hanya untuk mengatasi beban listrik untuk kipas dan penerangan list serta untuk kebutuhan system lift itu sendiri sebanyak 6 unit di Gedung Bank SUMUT Medan.

Generator set yang dipilih harus dapat melayani keseluruhan unit lift beserta peralatan pendukungnya berupa kipas dan penerangan. Maka KVA total yang harus dilayani oleh Generator set adalah :

KVA total = KVA lift + KVA kipas dan penerangan Dimana :

KVA lift =

ϕ Cos lift jumlah x x rencana motor

daya 0,76

= 8 , 0 6 76 , 0 5 ,

15 x x

KVA Kipas dan penerangan diperoleh dari hasil survey sebesar 1 KVA Maka :

KVA total = 86,7 + 1 = 87,7 KVA

Dari perhitungan diatas maka direncanakan generator set dengan daya keluaran sebesar 10 KVA, cos ϕ = 0,8 dan dihubungkan dengan jala jala listrik PLN dengan system sinkronisasi.

4.1.3. Pemeriksaan Motor terhadap Beban Lebih (Over Load)

Momen gaya yang dihasilkan motor ketika terjadi percepatan (momen gaya start motor = Mmot) adalah:

Mmot = Mst + Mdyn ……… ( Lit.3 hal 296)

Dimana :

Mst = Momen tahanan statis

Mst = 71620 (kg/cm)

n Nd = 1460 71620 71620

= 760 Kg cm = 7,60 Kg m

Mdyn = Momen gaya dinamik

Mdyn = ( )

. . . . 975 , 0 . 375 .

. 2 2

kgm t n V G t n GD s s η

δ ₊ ′

………. (Lit.3 hal 293)

Dimana :

δ = Koefisien transmisi

GD2 = Momen Girasi komponen pada poros (rotor + kopling ) GD2 = GD2rotor + GD2kopling

GD2rotor = 0,078 kgm2

GD2kopling = I . 4 .g ; untuk D = 200 mm

I = Perkiraan Momen inertia kopling

= 0,0001 kg m/s2 …………. (Lit.3 hal 295) g = Percepatan Gravitasi = 9,81 m/s2

GD2kopling = 0,0001 . 4. 9,81

= 0,004 Kg m2 GD2 = 0,078 +0,004 (Kg m2)

= 0,082 kg m2

n = Putaran Motor = 1460 rpm

ts = waktu start (1,5 ÷ 5 detik) ……….(Lit.3 hal. 294)

= 2 detik (dipilih)

V = Kecepatan angkat = 1,5 m/s

G’ = Berat Netto maksimum yang diangkat motor G’ = (Q + Gs) – Gcw (kg)

= (1050 + 650 ) – 1175 = 525 kg η = efisiensi system transmisi = 89,5 % Sehingga :

Mdyn =

895 , 0 . 2 . 1460 5 , 1 . 525 . 975 , 0 2 . 375 082 , 0 . 2 , 1 2 + = 0.19 + 0,4533 = 0,6449 kg m

Maka momen gaya start motor (Mmot) adalah :

Mmot = Mst + Mdyn (kg m)

= 7,60 + 0,6449 = 8,2449 kg m

Selanjutnya momen gaya ternilai (Mrated) dapat dihitung berdasarkan

persamaan sebagai berikut :

Mst =

rated rated n N 71620 = 1460 5 , 15 71620

= 7,60 kg.m

Pemeriksaan keamanan motor terhadap beban lebih (over load) didasarkan pada rasiobeban – motor yaitu perbandingan antara Momen gaya Maksimum (Mmax)

dengan Momen Gaya ternilai (Mrated). Jika perbandingannya lebih kecil dari harga

yang ditentukan maka dapat disimpulkan bahwa motor aman terhadap beban lebih. Atau dapat dituliskan :

Ratiobeban –motor = max 1,75 2 1,8(dipilih)

M M

rated

→ ÷

< …………. (lit.3 hal 296) Atau :

Ratiobeban – motor (izin) = 1,8

Sedangkan :

Ratiobeban – motor =

rated

M M_max

Dimana :

Mmax = Momen Gaya Maximum

= Mmot ……… (Lit.3 Hal 297)

= 8,2449 kg m

Mrated = Momen gaya Ternilai

Sehingga :

Rasiobeban – motor =

60 , 7

2449 , 8

= 1,085

Dari hasil pemeriksaan tersebut didapatkan bahwa nilai perbandingan antara momen gaya maksimum dengan momen gaya ternilai (ratiobeban – motor) =

1,085. Nilai ini masih berada dibawah nilai izin (ratiobeban –motor izin) = 1,85

sehingga dapat disimpulkan bahwa motor aman terhadap beban lebih (over load)

4.2. PERENCANAAN RODA GIGI CACING

Pada perencanaan lift ini untuk mereduksi putaran motor listrik digunakan roda gigi cacing. Roda gigi cacing merupakan pasangan dari ulir cacing dan sebuah roda gigi cacing yang berkait pada ulir cacing.

Keuntungan penggunaan roda gigi cacing ini adalah dimungkinkannya perbandingan transmisi yang besar yang mana tidak diizinkan oleh system roda gigi lurus serta cara kerjanya yang halus. Besar reduksi yang diizinkan dapat mencapai 1 : 100, tetapi arah transmisi pada system roda gigi cacing ini tidak dapat dibalik karena system roda gigi akan mengunci sendiri. Kekurangan dari system roda gigi cacing ini adalah effisiensi yang rendah, terutama jika sudut kisarnya kecil.

4.2.1. Putaran Puli (npuli)

Putaran puli dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Pulli pulli D V n π = Dimana :

V = kecepatan angkat = 1,5 m/s = 90 m/menit Dpulli = diameter puli

= 465 mm = 0,465 m Maka : 465 , 0 . 65 . 0 . 14 , 3 90 = pulli n 6 , 61 = pulli

n rpm

Jadi perbandingan putaran yang harus direduksi oleh rangkaian roda gigi cacing adalah: puli motor n n i= 6 , 61 1460 = i 7 , 23 = i 24 =

4.2.2. Bagian bagian utama roda gigi

Bagian bagian utama roda gigi cacing dapat dilihat pada gambar 4.2 dibawah ini:

Keterangan gambar

a. Diameter luar cacing b. Diameter jarak bagi cacing c. Diameter inti cacing d. Sudut kisar

e. Jarak bagi f. Kisar g. Tinggi gigi h. Tinggi kepala i. Tinggi kaki j. Jarak sumbu

k. Diameter lingkaran kaki dari roda cacing l. Diameter jarak bagi dari roda cacing m. Diameter tenggorok roda cacing n. Diameter luar roda cacing o. Lebar roda cacing

4.2.3. Perencanaan Ukuran Roda Cacing

Data data gigi cacing yang direncanakan adalah: Daya Motor Listrik (N) = 20 HP = 15 kW

Transmisi Ratio (i) = 24 ; maka : Z = i . Z2 = 24

Putaran Motor (n) = 1460 rpm

Selanjutnya akan dihitung ukuran ukuran roda gigi cacing yang berdasarkan data data tersebut diatas.

Moment punter Poros Drum (TD)

TD =

D

n P x105 74 , 9

Dimana :

P = Daya yang dihasilkan oleh motor listrik

= 15 kw

nD = putaran pada poros drum

= 6,16 rpm

Maka :

TD =

16 , 6

15 10 74 , 9 x 5

= 237175 kg mm

Momen punter poros cacing (Tc)

Tc =

C

n P x105 74 , 9

Dimana :

= 15 kw

nD = putaran pada poros cacing

= 6,16 x 24 rpm

Maka :

TD =

24 16 , 6 15 10 74 , 9 5 x x

= 9882,3 kg mm

2. Bahan Poros

Bahan poros dipilih SF50 dengan kekuatan tarik σ_B= 50 kg/mm Faktor keamanan Sf1 = 5,6 ; Sf2 = 2,15

Tegangan geser izin dapat dihitung dari:

2 1.Sf Sf B a σ τ = 15 , 2 6 , 5 50 x a = τ 15 , 4 = a

3. Diameter Poros

Diameter Poros Drum (ds2)

3 2 1 , 5 D a s T d τ = 3 2 237175 15 , 4 1 , 5 = s d 66 2 = s

d mm

Diameter Poros Cacing (ds1)

3 2 1 , 5 Tc d a s τ = 3

2 9882,3

15 , 4 1 , 5 = s d 23 2 = s

d mm

4. Modul Normal (mn)

Modul Normal dapat dihitung dari:

mn =

Dp 4 , 25

………. (lit. 4 hal 217)

Dp = jarak bagi diameter (jumlah gigi per inch diameter)

= 2 ( diambil, agar ukuran kompak) ….. (lit.4 hal 216, table 6.2)

mn =

2 4 , 25

= 12,7 mm

5. Jumlah Ulir gigi cacing (Z1) = 1

Jumlah Ulir roda gigi cacing (Z2) = 24

Sudut Kisar (γ ) = 14,5o (dipilih) Cacing dan poros merupakan satu kesatuan

6. Modul aksial

ms =

γ

cos

n

m

……… ( literature 4.hal 215 )

=

5 . 14 cos

7 . 12

= 13,1 mm 7. Jarak bagi (ta)

ta = π .ms

= 3.14 x 13.1 = 41.3 mm

8. Diameter jarak Bagi

Diameter jarak bagi cacing (d1)

d1 =

γ

sin 1mn

z

=

γ

sin 7 , 12 . 1

= 51 mm

Diameter jarak bagi roda cacing (d2)

d2 = z2 . ms (mm)

= 24 . 13,1 = 314 mm

9. Jarak Poros (a)

a =

2

2 1 d

d +

(mm) ………(lit. 4 hal. 277)

=

2 314 51+

= 182, 5 mm

10. Tinggi Kepala Gigi Cacing

hk = mn ……… (lit.4 hal.277)

11. Tinggi Kaki Gigi Cacing (hf)

hf = 1,157 mn

= 1,157 . 12,7

= 14,7 mm

12. Kelonggaran Puncak Gigi Cacing (c)

C = 0,157 . mn

= 0,157 . 12,7

= 2 mm

13. Tinggi Gigi Cacing (H)

H = 2,157 . mn

= 2,157 . 12,7

= 76,4 mm

14. Diameter Luar Cacing (dkt)

dkt = d1 – 2 hf

= 51 + (2 . 12,7)

15. Diameter Inti Cacing (dr1)

dr1 = d1 – 2 hf

= 51 – (2.14,7)

= 76,4 mm

16. Diameter Kepala roda Cacing (dt)

dt = d2 + 2 hk

= 314 + (2 . 12,7)

= 288,6 mm

17. Diameter lingkaran kaki roda Cacing (dr2)

Dr2 = d2 – 2 hhk

= 314 - (2 . 14,7)

= 288,6 mm

18. Lebar Roda Cacing (b)

b = 0,557 dk1

= 44,08 mm

Sudut yang dibentuk oleh lingkaran gigi roda cacing (φ) = 90o 19. Lebar Sisi Gigi Efektif (bc)

bc = dk1 sin 

     2 φ =       2 90 sin 4 , 76

= 54,02 mm

20. Jari jari lengkung Puncak Gigi roda cacing (rt)

rt = hk

d − 2

1

= 1,7 2 51

− = 12,8 mm

21. Diameter Luar Roda Cacing (dk2)

dk2 = (1 cos )

2 2 1

2 +  −hk − φ

d

d ………..(lit.4 hal 279)

= 12,7 (1 cos90) 2

51 2

2 +  −  − d

4.2.3. Pemeriksaan Kekuatan roda gigi cacing

Pemerikasaan kekuatan roda cacing dilakukan dengan cara membandingkan beban lentur yang diizinkan atau beban permukaan gigi yang diizinkan dengan beban teangensial yang dialami oleh permukaan gigi cacing. Harga terkecil diantara Fmin dan Fac diambil sebagai Fmin

Roda gigi cacing dikatakan aman jika Fmin lebih besar dari pada Ft.

Beban tangensial yang terjadi pada roda gigi cacing dapat dihitung dari :

Ft =

v N.η_∞ . 102

Dimana :

N = daya Motor rencana

= 15,5 x 0,746 kW

= 11,56 kW

∞

η = effisiensi roda cacing = 0,57

V = Kecepatan radial roda cacing

= 1000 . 60 2 2n d π = 1000 60 6 . 61 314 14 . 3 x x x

= 1,01 m/min

Sehingga :

Ft =

v N.η_∞ . 102

Ft =

01 . 1

57 . 0 56 . 11 .

102x x

Ft = 665,44 kg

Dalam perencanaan ini dipilih bahan untuk cacing dari baja karbon tempa SF50 dengan kekuatan tarik σ_a = 5,5 kg sedangkan bahan untuk roda cacing dipilih besi cor kelabu dengan spesifikasi:

Tegangan lentur yang diizinkan = 5.5 kg

Faktor bentuk (Y)

Y = 0.314 (dipergunakan untuk dua arah putaran) ……….. (lit. 4 hal 279) selanjutnya beban lentur yang diizinkan bahan pada roda cacing (Fab)

dapat dihitung dari:

Fab = σba.bc.hk.Y

= 5,5 . 54,02 . 1,7 . 0,13

Beban permukaan gigi yang diizinkan dapat dihitung dari:

Fac = kc.d2.bc.Kt

Dimana :

Kc = faktor tahan aus untuk bahan cacing

= 0,035 kg/mm2 (baja celup dingin)…………. (Lampiran 4)

K_γ = faktor sudut kisar

= 12,5 ( untuk γ =10o -15o) ………. (literature 4 hal 280) Maka :

Fac = 0,035 . 314 . 54,02 . 12,5

= 742,1 kg

Seperti telah disebutkan terdahulu bahwa harga terkecil diantara (Fab) dan

(Fac) diambil sebagai Fmin = 742.1 kg disini harga Fmin lebih besar dari pada F

sehingga dapat disimpulkan bahwa roda gigi cacing aman terhadap beban lentur.

4.2.4. Analisa Gaya pada Roda Gigi Cacing

Gaya yang timbul pada roda gigi ini adalah gaya W seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 4.3. Analisa Gaya Roda Gigi Cacing Dari gambar diatas terlihat tiga komponen gaya orthogonal yaitu:

Wx = W . Cos φn+ µ. Cos λ

Wy = W . Sin φn

Wz = W . Cos φn+ µ. Sin λ

Dimana :

W = gaya Normal

Wx = gaya searah sumbu x

= gaya aksial pada poros cacing Wy = gaya searah sumbu y

= gaya radial yang menybabkan momen bengkok pada poros cacing

= gaya tangensial yang bekerja pada poros cacing

Pada kenyataannya terdapat gesekan antara cacing dengan roda cacing, sehingga persamaan tersebut diatas menjadi:

Wx = W . (Cos φn. Sinλ + µ. Cos λ)

Wy = W . Sin φn

Wz = W .( Cos φn. Cos λ+ µ. Sin λ)

Untuk menghitung gaya gaya diatas, maka terlebih dahulu dicara gaya normal (W).

W =

) cos . ( sin

cosφn λ+ µ λ wt

W

………. (lit.2 hal 288)

Dimana :

W =

c

V Nd . 33000

Dimana:

Nd = Daya motor rencana

= 15,5 hp

Vc = Kecepatan garis puncak

= 12

. .D_p n

π

Dp = diameter puncak

= 2 inch

n = putaran motor

= 1460 rpm

Maka:

Vc ==

12 1460 . 2 . 314

= 764 fpm

Sehingga:

Wwt =

764 5 , 15 . 33000

= 820,68 lb

n

φ = sudut masuk cacing = tg-1(tgγ.cosλ) Dimana:

γ = sudut kisar gigi = 14,5o λ = tg-1 _Dp

L .

Dimana:

L = Pc.z1

Pc = puncak aksial

Pc = Dp

π

Pc =

2 14 . 3

Pc = 1,57

z1 = Perbandingan transmisi roda gigi = 1

sehingga :

λ = tg-1_3.14.2 1 . 57 , 1

= tg-1 (0,25)

= 14,04

Jadi:

n

φ = tg-1(tg 14,5 . Cos 14,04) = 14,15o

µ = koefisien gesekan

Untuk menghitung koefisien gesekan terlebih dahulu harus dihitung kecepatan luncur Vs.

Vs = λ cos c V = 04 , 14 cos 764

= 787 fpm

Dari grafik koefisien gesek (µ) dan kecepatan dahulu harus dihitung kecepatan luncur Vs diperoleh untuk harga Vs = 787,6 fpm maka µ = 0,028.

Gambar 4.4. Grafik Koefisien Gesek (µ) dan Kecepatan Luncur (Vs)

Sehingga gaya normal menjadi :

W =

) 04 , 14 cos . 028 , 0 ( 04 , 14 sin . 15 , 14 cos 68 , 820 + = 3156,9 lb

Selanjutnya dapat dihitung ketiga komponen gaya orthogonal lainnya yaitu: Wx,Wy, dan Wz.

W_x = W {(Cos φ_n.Sinλ)+ (µ.cosλ)}

= 372,5 kg

Wy = W. Sin φn

= 1433 . sin 14,15

= 350,3 kg

Wz = W {(cos φn.cosλ)-(µ.sinλ)}

= 1338,7 kg

Jadi gaya pada roda gigi cacing:

Gaya aksial Wx = 372,5 kg

Gaya radial Wy = 350,3 kg

Gaya tangensial Wz = 1338,7 kg

Berat roda gigi cacing (W1) dapat dihitung dari :

Wt = π ( ) .ρ

4

2 1 2

22 d b

d − s

d2 = diameter jarak bagi roda cacing

= 314 mm

ds2 = diameter poros roda cacing/drum

= 66 mm

Sehingga:

W1 = (3142 662)44,08.7,8 10 6

4 14 ,

3 ₋

− x

= 25,41 kg

Gaya radial yang terjadi pada roda gigi cacing (Wy1)

Wy1 = Wy + W1

= 350,3 + 25,41

= 375,71

Berat puli penggerak (drum)

Pulli penggerak dipilih dari bahan besi cor kelab yang memiliki massa jensi ρ= 7,8 x 10-6 kg/m3 ………. (lit. 3 hal 358)

Dari perhitungan sebelumnya telah diperoleh diameter puli penggerak

Dpuli = 465 mm

bpuli = 1,8 d

= 1,8 . 66

= 119 mm

Bagian yang kosong diasumsikan 60 % dari keseluruhan volume drum/puli penggerak, maka berat puli penggerak adalah 40% dari berat total, sehingga:

W2 = ( ) . .40%

4

2 1 2

22 ρ

π

puli s b

d

d −

W2 = (465 66 )119.7,8 10 .40%

4 14 ,

3 2 − 2 −6

x

= 62 kg

Jadi berat puli penggerak adalah 62 kg.

Gaya yang terjadi pada puli penggerak (drum) adalah gaya radial (Wy2)

yang besarnya dapat dihitung :

Wy2 = ( ) 2{( 2)} 30

2 2

2 G Q G W Cos W

G

Q+ _S + + _CW + + _S +

Dimana :

Q = berat penumpang + berat tali baja

= 1050 kg + {(1,145 kg/m) x (70 m) x (4 buah)}

Gs = bobot sangkar

= 650 kg

Gcw = berat bobot pengimbang

= 1175 kg W2 = berat puli

= 62 kg

Sehingga :

Wy2 = (1376,6+650+62)2 +11752 +2{(1370+650+62)(1175)}0,866

= 3155,1 kg

Jadi gaya radial yang terjadi pada puli penggerak (drum) adalah sebesar 3155,1 kg.

4.3. PERENCANAAN POROS

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting pada suatu konstruksi mesin. Hampir semua jenis mesin menggunakan poros untuk meneruskan tenaga dan putaran.

Poros biasanya menerima beban lentur, tarikan, tekan dan putaran, yang bekerja sendiri-sendiri ataupun gabungan satu dengan lainnya.

Pada perencanaan ini bahan poros roda cacing diambil dari baja khrom nickel dari standard JIS 4102 yaitu SNC 22 yang mempunyai kekuatan tarik 100

Pada perencanaan poros ini, hal hal yang perlu diperhitungkan adalah: analisa gaya gaya yang bekerja pada poros, analisa gaya geser akibat gaya radial, analisa momen lentur akibat gaya radial, analisa gaya geser akibat beban tangensial.

4.3.1. Analisa Gaya pada Poros

Wst Wy2

A 375,71 B 3155,1

RA (200 ) (200) RB (180)

Gambar 4.5. Gaya Radial pada Poros

∑

MA =0

(Wy1.200) – (Rby.400) + (Wy2.580) = 0

(375,71 . 200) – (Rby . 400) + (3155,1 . 580) =

Rby = 4762,75 kg (keatas)

∑

MB =0

(RAy.400) – (Wby.200) + (Wy2.180) = 0

(RAy.400) – (375,71.200) + (3115,1.180) = 0

4.3.1.1. Analisa Gaya Geser Akibat Gaya Radial

A 375.71 Kg B 3155,1 Kg

RA (200) (200) RB (180)

Gambar 4.6. Gaya Geser Akibat Gaya Radial Pada Poros

Untuk 0<x1<200

VL1 = RAy

= -1231,94 kg

Untuk 200<x2<400

VL2 = RAy – Wy1

= ( -1231,94) – 375,71

= 1607,65 Kg

Untuk 0<x3<180

VL3 = Wy2

Untuk 180<x4<380

VL4 = Wy2 - Rby

= 3155,1 – 4762,75

= -1607,65 kg

4.3.1.2. Analisis Momen Lentur Akibat Gaya Gesek

x2 x3

x1 WY1 x4 WY2

A

200 200 180

RA RB

Gambar 4.7. Momen Lentur akibat Gaya Radial pada Poros

Untuk 0<x1<200

M(x) = RAy .(x)

= (-1231,94)(x)

M(0) = 0

M(200) = (-1231,94).(200)

Untuk 200 <x2<400

M(x) = {RAy.(x2) – Wy1. (x2 - 200)}

= (-1231,94)x2 – {375,71 (x2 – 200}

= -1607,65 x2 + 7542

M(200) = -1607,65 (200) + 7542

= -313988 kg mm

M(400) = -1607,65 (400) + 7542

= 5934,35

Untuk 0<x3<180

M(x) = - Wy2 . x3

= -3155,1 x3

M(0) = 0

M(180) = -3133,1 x3

4.3.1.3. Analisa Gaya Geser Akibat Beban Tangensial

Wz

A B

200 200

RA RB

Gambar 4.8 Gaya Geser akibat gaya tangensial

Untuk 0<x<200

VL1 = RAZ = RBZ =

2

z

W

= 2

7 , 1338

= 669,35 kg

Untuk 200 <x<Wz

VL2 = RAZ - WZ

= 669,35 – 1338,7

3.4.1.4. Analisa Momen Lentur Akibat Gaya Aksial

Untuk 0<x<200

M(x) = RAZ . x

= 669,35 x

M(0) = 0

M(200) = 669,35 . 200

= 133870 kg mm

Untuk 200<x<400

M(x) = ( RAZ . X2) – Wz (x2 – 200)

= 669,35 . x2 – 1338,7 (x2 – 200)

= -669,35 x2 + 267740

M(200) = (-669,35 . 200) + 267740

= -13370 kg mm

M(400) = (-669,35 . 400) + 267740

= (0)

RA eq =

(

)

2 2

) ( )

(R_Ay + R_Az

=

(

(−1231,94)2 +(669,35)2

)

= 1402,04 kg

Beban ekivalen dititik B :

RB eq =

(

(RBy)2+(RBz)2

)

=

(

2 2

)

) 35 , 669 ( ) 75 , 4762

( +

= 4809,55 kg

Momen lentur total di titik A adalah:

Mtot = RA eq . 200

= 1402,04 x 200

= 280408 kg mm

Momen lentur total di titik B adalah:

Mtot = RB eq . 180

= 4809,55 x 180

= 865719 kg mm

Jadi momen lentur maksimum terjadi pada titik B yang besarnya adalah 865719 kg mm.

Gambar 4.9 Diagram Gaya Geser Akibat Gaya Radial

Gambar 4.10 Diagram Gaya Geser Akibat Gaya Tangensial

12311,94

BAB V

KESIMPULAN

Mesin pemindah bahan yang dirancang dalam Tugas Sarjana ini adalah perencanaan lift untuk keperluan gedung perkantoran berlantai 10 (sepuluh).

Dari keseluruhan perhitungan dan pemeriksaan yang dilakukan terhadap perencanaan ini maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

Karakteristik Lift

1. Kapasitas Angkat = 1050 kg 2. Tinggi angkat = 40 orang 3. Kecepatan angkat = 90 m/min 4. Daya motor penggerak = 20 hp (15 kW) 5. Jumlah penumpang maksimum = 15 orang 6. Putaran motor = 1460 rpm

Karakteristik Tali Baja

1. Desain = 6 x 37 = 222 + 1C

2. Bahan kawat baja = Baja Karbon Tinggi JIS G3521 3. Diameter tali baja = 14,2 mm

4. Umur tali baja = 115 bulan

Karakteristik puli penggerak

1. Diameter puli = 355 mm

2. Bahan = Besi Cor Kelabu JIS G5501 FC 15

3. Kekuatan tarik = 17 kg/ mm2 4. Diameter Poros = 47 mm

Karakteristik Poros Puli Penggerak

1. Diameter = 60 mm

2. Bahan Poros Puli Penggerak = Baja karbon S 55 C-D JIS G 3123 3. Kekuatan tarik = 85 kg/ mm2

Karakteristik Poros Cacing

1. Bahan Poros = Baja Karbon Tempa SF 50 2. Kekuatan Tarik = 50 kg/mm

3. Diameter Poros = 66 mm

Karakteristik Roda Gigi Cacing

1. Bahan = Baja Krom Nickel JIS 4102 SNC

2. Modul = 12,5 mm

Karakteristik Bantalan

1. Standardisasi = FAG 32316 B 2. Kapasitas Nominal Spesifik (C) = 340 kN

Karakteristik Rem

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

DAFTAR PUSTAKA

1. Lubomir Janovski, Elevator Mechanical Design, Principles and concepts, Czeehoslovakia, 1986

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

3. Rudenko. N, Material Handling Equipment, Place Publisher, Moskow, 1992 4. Sularso, Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin,

PT. Paradya Paramitha, Jakarta 1983.

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

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

7. Herman Jutz and Edward Schurthus, Westermann Tables for The Metal Trade, Wiley Eastered, New Delhi, Bengalore Bombay, Calcuta, 1976. 8. G. Takeshi Sato, N. Sugiarto, Menggambar Mesin menurut ISO, PT. Pradya

Paramita, jakarta, 1986.

9. Stolk, Kros, Elemen Mesin, Elemen Konstruksi dari Bangun Mesin, Jakarta, 1993.

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

11. Politeknik Mekanik Swiss- ITB General Standard