Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.
USU Repository © 2009
= 65
, 5
, 12
, 23386
= 71957,29 kg = 705901,0149 N
Gaya aksial yang terjadi pada bantalan adalah : F
a
= F
r
o a
C f
Lit 2 , hal 149
dimana
o a
C f
dapat dilihat pada tabel dari lampiran 11 dengan nilai
o a
C f
= 0,014.
maka : F
a
= 71957,29 0,014 = 1007,2 kg = 9882,6 N maka gaya keliling radial pada bantalan adalah :
P
o
= 0,6705901,0149 + 0,59882,6 = 428481,9 N
4.2 Perhitungan Bantalan Poros Utama Transmisi Mekanisme Trolley
Momen torsi yang terjadi pada poros adalah : M
t
= 71620 n
N
= 71620 970
40 = 2938,25 kg.cm
Bahan yang dipilih adalah baja karbon dengan kekuatan tarik
b
= 5200 kgcm
2
.
Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.
USU Repository © 2009
Tegangan tarik yang diizinkan adalah :
bi
= K
b
σ
= 8
5200 = 650 kgcm
2
. Tegangan puntir yang diizinkan adalah :
pi
= 0,7 .
bi
= 0,7 . 650 = 455 kgcm
2
. Maka diameter poros utama pengangkat dapat dihitung dengan rumus :
d
pi t
M σ.
2 ,
d 455
2 ,
25 ,
2938 = 3,18 cm = 31,8 mm ; dipilih diameter poros = 32 mm.
maka : Diameter dalam bantalan d
= 32 mm Lebar bantalan B
= 9 mm Dimensi Bantalan Diameter luar D
= 58 mm Dimensi Bantalan
jari-jari fillet r = 0,5 mm
Dimensi Bantalan
Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.
USU Repository © 2009
Gaya keliling radial pada poros utama : P
o
= X
o
.F
r
+ Y
o
.F
a
dimana : P
o
= beban radial ekivalen statis. F
r
= gaya radial pada bantalan. F
a
= gaya aksial pada bantalan. X
o
= 0,6 dan Y
o
= 0,5 Gaya radial yang terjadi pada bantalan adalah :
F
r
=
. 2
1
pa t
d M
= 32
, 5
, 25
, 2938
= 18364,06 kg
Gaya aksial yang terjadi pada bantalan adalah : F
a
= F
r
o a
C f
dimana
o a
C f
dapat dilihat pada tabel dari lampiran 11 dengan nilai
o a
C f
= 0,028.
maka : F
a
= 18364,06 0,028 = 514,2 kg. maka gaya keliling radial pada bantalan adalah :
P
o
= 0,618364,06 + 0,5514,2 = 11275,53 kg.
Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.
USU Repository © 2009
4.3. Perhitungan Kopling Tetap Pada Mekanisme Spreader
Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti tanpa slip, dimana
sumbu kedua poros tersebut terletak pada suatu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya.
Crane direncanakan memakai sebuah kopling jenis flens kaku, gambar 4.2 dibawah menunjukkan bentuk dari kopling flens yang direncanakan.
Gambar 4.2 Kopling flens kaku
Data-data awal perencanaan : Daya motor
P = 320 Hp 238,72 kW
Putaran motor n = 980 rpm
Momen torsi T
= 9,74.10
5
x n
f P
c
. Lit 2 , hal 11
dimana : f
c
adalah faktor koresi daya = 1,2
Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.
USU Repository © 2009
= 9,74.10
5
x
980 2
, 1
72 ,
238
= 284710,1 kg.mm Diameter poros D
= 65 mm
Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya yaitu : Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda gigi
memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai dengan notasi yang dipakai dan dengan menggunakan tabel pada lampiran 18 maka diperoleh
nilai-nilai sebagai berikut : Diameter lubang D = 65 mm, diameter terluar kopling A = 230,5 mm, lebar
kopling H = 38 mm, panjang dudukan poros L = 82,5 mm, diameter luar dudukan poros C = 115 mm, diameter lobang baut d = 15 mm, diameter jarak pusat lobang baut B = 165
mm, G = 206 mm, F = 19,4 mm, K = 6,5 mm dan jumlah baut n = 6 baut. Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan
b
= 20 kgmm
2
. Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan
b
= 50 kgmm
2
. Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 jumlah baut yang menerima
beban terbagi merata hanya 3 buah dapat dicari dengan persamaan :
b
= B
n d
T
e
. .
. .
8
2
π
Lit 2 , hal 34
dimana : d adalah diameter baut, sesuai dengan diameter lobang baut yang disarankan
untuk kopling dengan diameter 65 mm sebesar 19 mm, sehingga :
b
=
165 .
3 .
19 .
1 ,
284710 8
2
π
= 4,06 kgmm
2
.
Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.
USU Repository © 2009
Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah :
ba
=
2 1
.
f f
b
S S
σ
= 2
6 50
=4,166 kgmm
2
.
Harga S
f1
dan S
f2
adalah faktor keamanan terhadap kelelahan puntir dan konsentrasi tegangan.
Dari hasil terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada harga yang diperbolehkan, sehingga baut cukup aman dipakai.
Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus :
f
= F
C T
. .
2
2
π
, harga-harga dimensi kopling dipakai disini, sehingga :
f
= 4
, 19
. 115
. 1
, 284170
2
2
π
= 0,7 kgmm
2
.
Tegangan geser izin bahanbaja karbon cor sebesar :
fa
=
2 1
.
f f
b
S S
σ
= 2
6 20
= 1,66 kgmm
2
.
Dari perhitungan dapat dilihat bahwa tegangan geser izin kopling lebih besar daripada tegangan geser yang terjadi sehingga kopling aman buat dipakai.
4.4 Perhitungan Kopling Pada Mekanisme Trolley