Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat

(1)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERANCANGAN TOWER CRANE

DENGAN KAPASITAS ANGKAT 6 TON, TINGGI ANGKAT 45

METER, RADIUS 55 METER, UNTUK PEMBANGUNAN

GEDUNG BERTINGKAT

OLEH : TEGUH PUTRA NIM : 020401058

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009


(2)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

MEDAN

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERANCANGAN TOWER CRANE

DENGAN KAPASITAS ANGKAT 6 TON,TINGGI ANGKAT 45

METER, RADIUS 55 METER, UNTUK PEMBANGUNAN

GEDUNG BERTINGKAT

OLEH : TEGUH PUTRA NIM : 020401058

Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing

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


(3)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

MEDAN

TUGAS SARJANA

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERANCANGAN TOWER CRANE

DENGAN KAPASITAS ANGKAT 6 TON, TINGGI ANGKAT 45

METER, RADIUS 55 METER, UNTUK PEMBANGUNAN

GEDUNG BERTINGKAT

OLEH : TEGUH PUTRA NIM : 020401058

Telah disetujui dari hasil seminar periode ke-530 Tanggal : 24 januari 2009

Disetujui Oleh :

Dosen Pembanding I Dosen Pembanding II

Drs. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ir. Raskita S. Meliala


(4)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya penulis akhirnya dapat menyelesaikan penulisan tugas sarjana ini dengan baik dan lancar.

Tugas sarjana ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Pendidikan Program Sarjana Strata I (S1) di Depatemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul tugas sarjana yang dibahas adalah “Perancangan Tower

Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat ”

Dalam menyelesaikan tulisan ini tidak sedikit kesulitan yang dihadapi, akan tetapi berkat bimbingan, arahan dan bantuan dari semua pihak akhirnya tugas sarjana ini dapat diselesaikan. Untuk semua itu dengan segenap hati ikhlas penulis menyampaikan penghormatan dan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr.Ing.Ir. IkHwansyah Isranuri sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara dan juga sebagai Dosen Pembimbing penulis

2. Bapak Tulus B. Sitorus, ST, MT sebagai Sekertaris Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara

3. Bapak Ir. Alfian Hamsi M.Sc. sebagai dosen pembimbing tugas skripsi ini. 4. Bapak / Ibu Dosen dan di Departemen Teknik Mesin yang telah memberikan

ilmu pengetahuan kepada penulis selama menjalani perkuliahan

5. Staf / Pegawai Administrasi dan para Asisten Laboratorium di Departemen Teknik Mesin yang telah memberikan banyak bantuan kepada penulis baik dalam hal administratif maupun praktikum selama masa perkuliahan.

6. Pimpinan dan staff, khususnya Bapak Ir. Heri Widodo di Proyek

Pembangunan Hotel Grand Antareas medan.

7. Orang tua tercinta, Ayahanda Ir. Efrizal dan Ibunda Ir. Hafni yang telah banyak mendukung penulis baik dari segi moril dan materil serta memberikan


(5)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

semangat dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan dan Tugas Sarjana ini

8. Saudara-saudaraku, Reza Adnan syahrefi dan Rizki Rahmadhani yang menjadi teman, lawan dan semangat dalam mengarungi kehidupan penulis. 9. Rekan-rekan mahasiswa fikri, riyaldi, Gefri, Reza, Sokep, Dani, Yuki , Napi,

Irfandi dan Seluruh Stambuk 2002 yang telah membantu penulis melewati hari-hari perkuliahan.

Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih terdapat kelemahan, oleh karena itu penulis mengharapkan masukan ide dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas sarjana yang lebih baik.

Penulis


(6)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ………

i

DAFTAR ISI………... iii

DAFTAR GAMBAR……….. vi

DAFTAR TABEL………... vii

DAFTAR NOTASI………. vii

DAFTAR LAMPIRAN………... xi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang………

1.2 Tujuan……….…

1.3 Batasan Masalah……….…

1.4 Metode Penulisan………....

1.5 Sistematika Penulisan……….… 1 1 2 2 2

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

2.1 Mesin Pemindah Bahan………..

2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan………

2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan………...

2.3.1 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat………

2.3.2 Dasar Pemilihan Crane………...

2.4 Tower Crane………

2.4.1 Komponen-Komponen Utama Tower Crane……..

2.4.2 Cara Kerja Tower Crane………..………...

2.5 Spesifikasi Perancangan………..

4 4 7 8 8 9 9 10 11


(7)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

BAB III

PERANCANGAN MEKANISME PENGANGKAT

3.1 Perancangan Tali Baja………

3.2 Perancangan Puli………...….

12 18

3.3 Perancangan Drum……….……….

3.4 Perancangan Kait………

3.5 Perancangan Motor Penggerak………...

3.6 Perancangan Sistem Transmisi………...

3.6.1 Perancangan Transmisi Tingkat I………... 3.6.2 Perancangan Transmisi Tingkat II……….. 3.6.3 Perancangan Transmisi Tingkat III……….

3.7 Perancangan Sistem Rem………..……….

20 22 25 27 28 31 33 34

BAB IV

PERANCANGAN MEKANISME TROLLEY

4.1 Perancangan Roda Jalan………..………..…….

4.2 Perancangan Tali Baja………..………..………

4.3 Perancangan Puli………..………..………

4.4 Perancangan Drum………..………..………….

4.5 Perancangan Motor Penggerak………..……….

4.6 Perancangan Sistem Transmisi………..……….

4.6.1 Perancangan Transmisi Tingkat I………... 4.6.2 Perancangan Transmisi Tingkat II………..

4.7 Perancangan Sistem Rem………..………..

38 41 44 45 46 48 49 50 51

BAB V

PERANCANGAN MEKANISME SLEWING………...

5.1 Perancangan Motor Penggerak………..………..

5.2 Perancangan Sistem Transmisi………..………..

5.3 Perancangan Sistem Rem………..………..……

53 55 56 58

BAB VI

PERANCANGAN BOOM DAN BOBOT IMBANG

6.1 Perancangan Boom………..………..…………..

6.2 Perancangan Bobot Imbang………..………...

62 67


(8)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

BAB VII PERANCANGAN KONSTRUKSI TIANG ..……….

7.1 Perancangan Blok Pondasi………..………

7.2 Perancangan Penahan Tiang (Anchorage) ……….…

7.3 Defleksi Elastis Tiang Tower Crane………..……….

71 73 74

BAB

VIII

KESIMPULAN ………..………..………..…...

77

DAFTAR PUSTAKA………..………..………..……… 81

LAMPIRAN………..………..………..………..……… xi


(9)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

10 4.3 Diagram Mekanisme Trolley 41

11 4.4 Diagram Untuk Menentukan Tarikan Tali 42

12 5.1 Meja Putar Mekanisme Slewing 53

13 5.2 Diagram Rem Sepatu Yang Digerakkan Pemberat 59

14 6.1 Konstruksi Boom 63

15 6.2 Pembebanan Boom Maksimum 63

16 6.3 Pembebanan Boom Akibat Beban Sendiri 64 17 6.4 Pembebanan Boom Maksimum Yang Diizinkan 65 18 6.5 Gaya-Gaya Setiap Sambungan Pada Boom 65

19 6.6 Lengan Bobot Imbang 67

20 6.7 Konstruksi Lengan Bobot Imbang 68

21 6.8 Bobot Imbang 68

22 7.1 Blok Pondasi Tower Crane 70

23 7.2 Pola Tekanan Segitiga Dibawah Blok Pondasi 71 24 7.3 Model Tower Crane Untuk Perhitungan Defleksi


(10)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1 3.1 Dimensi-dimensi Puli Mekanisme Pengangkat 18

2 3.2 Tekanan Bidang Yang Diizinkan 19

3 3.3 Dimensi Puli pada Mekanisme Trolley 45


(11)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR NOTASI

Notasi Keterangan Satuan

Q Kapasitas angkat maksimum kg

q Berat spreader (rumah kait) kg

S Tegangan tarik maksimum tali baja kg

Efisiensi

P Kekuatan putus tali sebenarnya kg

K Faktor keamanan

Pb Beban patah kg

Tegangan kg/mm2

d Diameter mm

Dmin Diameter minimum puli dan drum mm

F222 Luas penampang tali baja mm2

m Jumlah lengkungan berulang

C Faktor karakteristik konstruksitali dan kekuatan tarik bahan

z1 Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan

z2 Jumlah lengkungan berulang persiklus kerja

Jumlah siklus rata-rata perbulan Faktor perubahan daya tali

Perbandingan jumlah lengkungan dan jumlah putus tali

e1 Faktor yang tergantung pada tipe alat pengangkat

dan kondisi operasinya

e2 Faktor yang tergantung pada konstruksi tali

p Tekanan bidang pada gandar roda puli kg/cm2

z Jumlah lilitan


(12)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

L Panjang mm

v Kecepatan keliling m/s

Tebal dinding drum mm

t Kisar Ulir mm

A Luas penampang mm2

V Kecepatan m/s

N Daya Hp

M Momen kg.m

n Putaran rpm

GD2 Momen girasi kg/cm2

g Gravitasi m/s2

t Waktu s

Sudut tekan roda gigi o

m Modul mm

z Jumlah gigi buah

b Lebar gigi mm

i Perbandingan

a Jarak Sumbu Poros mm

hk Tinggi Kepala Gigi mm

hf Tinggi Kaki Gigi mm

ck Kelonggaran Puncak mm

t Jarak bagi lingkaran mm

So Tebal gigi mm

Ft Gaya Tangensial kg

A Luas permukaan mm2

Y Faktor Bentuk Gigi

fv Faktor dinamis

Koefisien pengaruh masa bagian mekanisme transmisi

Koefisien pengereman

k Faktor kecepatan gelinding roda


(13)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

W Tahanan kg

G0 Berat trolley kg

Koefisien gesek

k Koefisien gesek roda gelinding

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

F Luas permukaan kontak cm2

W Berat kg

E Modulus Elastisitas kg/m2

F Gaya kg

r Jari-jari/radius mm


(14)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1. Effisiensi Puli

2. Harga Minimum Faktor K, e1 dan e2

3. Tipe Tali Baja

4. Jumlah Lengkungan Tali 5. Harga Faktor m, C, C1 dan C2

6. Harga a, z2dan

7. Sifat Mekanis Baja Paduan 8. Dimensi Alur Drum 9. Diameter Puli 10.Diameter Poros

11.Sifat-sifat Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin 12.Karakteristik Material Gesek

13.Dimensi Bantalan 14.Sifat-sifat Baja Pegas 15.Baja I Profil Normal 16.Baja L Sama Sisi


(15)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

DAFTAR PUSTAKA

1. Rudenko, N, Mesin Pengangkat, Erlangga, Jakarta, 1966.

2. Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta, 1997.

3. Muin Syamsir. A, Pesawat Pengangkat, P.T Raya Grafindo Persada, Jakarta, 1995.

4. G.M. Maitra, Hand Book of Gear Design, Tata McGrawHill, New Delhi 5. Joseph ,E, Shigley, Perencanaan Teknik Mesin, Jilid 1, Erlangga,

Jakarta, 1986.

6. Joseph ,E, Shigley, Perencanaan Teknik Mesin, Jilid 2, Erlangga, Jakarta, 1986.

7. George. H. Martin, Setyobakti, Kinematika dan Dinamika Teknik, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta.

8. Rudenko, N, Material Handling Equipment, Moscow, 1964.

9. Beer. Ferdinand, P. Johnston, Mekanika Untuk Insinyur, Erlangga, Jakarta, 1976.

10.United Ropework, Wire Rope, Roterdam, Holland.

11.Dobrovolsky, V, Machine Element, MIR Publisher, Moscow, 1979.

12.Hamrock, Bernard, J, Fundamentals of Machine Elements, WCB

McGrawHill, International Edition, Singapore, 1999.


(16)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia adalah negara yang sedang berkembang, dimana pada saat

sekarang ini sedang menggalakkan pembangunan di segala bidang untuk

meningkatkan taraf hidup bangsa Indonesia. Pembangunan sarana dan prasarana

umum meliputi pembangunan industri, perhubungan, pusat perbelanjaan (mall),

perkantoran, hotel, dan apartemen.

Untuk membangun konstruksi bangunan tinggi seperti : gedung bertingkat,

maka dibutuhkan tenaga kerja yang terampil, para ahli di bidang konstruksi, yang

lebih penting adalah mesin-mesin yang berguna untuk membantu dan

meringankan kerja manusia itu sendiri. Sehubungan dengan itu maka dibutuhkan

suatu pesawat pengangkat yang dapat mengangkat dan memindahkan material dan

struktur bangunan yang akan dipasang pada bangunan yang sedang dikerjakan

dengan gerak dan mobilitas yang aman.

Agar material yang diangkat tetap baik, aman dalam operasi bongkar muat

lebih cepat, maka diperlukan suatu wadah barang yang dapat diangkat dari semua

areal proyek ke tempat yang diinginkan seperti bucket, dimana wadah tersebut

dapat disimpan dilapangan terbuka sehingga tidak diperlukan lagi gudang sebagai

tempat penyimpanan barang.

Untuk mengangkat material dalam kapasitas, jangkauan dan tinggi angkat


(17)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

yang paling efektif. Kecenderungan untuk memakai tower crane saat ini semakin

tinggi seiring dengan semakin meningkatnya pembangunan di Indonesia.

Pesawat pengangkat ini berguna untuk mengangkat serta memindahkan

material dan struktur bangunan yang akan dipasang pada bangunan yang sedang

dikerjakan dan menjangkau semua area yang diinginkan.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan tugas sarjana ini adalah merencanakan sebuah mesin

pemindah bahan jenis pesawat pengangkat yaitu tower crane. Dengan

menjelaskan teori tentang tower crane, melakukan perhitungan

komponen-komponen utama, perencanaan mekanisme pergerakan tower crane dan gambar

teknik dari tower crane. Perencanaan ini diharapkan meningkatkan kemampuan

penulis dalam mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang diperoleh selama

perkuliahan dalam melakukan berbagai perhitungan untuk mendapatkan

kesesuaian teori-teori yang diperloleh dari buku dan literatur serta

membandingkannya dengan hasil study dan survei di lapangan.

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan ini, tower crane direncanakan digunakan untuk

kapasitas angkat maks 6 Ton, tinggi angkat hook 45 m, dan radius maks 55 m.

Karena luasnya permasalahan pada perancangan tower crane ini, untuk

menjelaskan tujuan penulisan tugas sarjana maka perlu pembatasan masalah yang


(18)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Pada perancangan ini akan dibahas komponen-komponen utama tower

crane sebagai berikut : tali baja, puli, drum, kait, motor penggerak, rem, dan

sistem transmisi (roda gigi). Dan merencanakan mekanisme pergerakan dari tower

crane. Data-data diperoleh dari hasil survei di lapangan.

1.4 Metode Penulisan

Dalam penulisan ini menggunakan metode penulisan analitik yang

dilakukan didalam perencanaan ini adalah :

1. Studi literatur, dengan memaparkan teori-teori dasar dan rumus-rumus serta

tabel yang berkaitan dari berbagai literatur dengan perhitungan.tentang

perencanaan Tower Crane dari berbagai buku

2. Survey ke lapangan langsung ke Proyek Pembangunan Hotel GrandAntares

Jl S.M. Raja Medan, untuk mendapatkan data sebagai bahan perbandingan

dan dasar dalam perancangan.

3. Diskusi dengan pembimbing dan referensi ahli yang memahami tentang

Tower crane

1.5 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan tugas sarjana ini, ditulis dalam 8 Bab dengan sistematika

berikut ini :

Bab I Pendahuluan,

Bab ini menyajikan latar belakang, tujuan, batasan masalah, metode

penulisan, dan sistematika penulisan perancangan.


(19)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Bab ini membahas tentang tinjauan pustaka dan klasifikasi mesin

pemindah bahan; dasar pemilihan dari mesin pemindah bahan, pesawat

pengangkat,dan crane; komponen utama dan cara kerja tower crane; serta

spesifikasi perencanaan

Bab III Perencanaan Mekanisme Pengangkat

Membahas tentang perhitungan dan perencanaan tali baja, puli, drum, kait,

motor penggerak, sistem transmisi dan sistem rem pada mekanisme pengangkat

Bab IV Perencanaan Mekanisme Trolley

Membahas tentang perhitungan dan perencanaan tali baja, puli, drum,

motor penggerak, sistem transmisi dan sistem rem pada mekanisme trolley

Bab V Perencanaan Mekanisme Slewing

Membahas tentang perhitungan dan perencanaan motor penggerak, sistem

transmisi dan sistem rem pada mekanisme slewing

Bab VI Perencanaan Boom/ Jib

Membahas tentang perhitungan dan perencanaan konstruksi boom serta

pemeriksaan kekuatan boom. Serta membahas tentang bobot imbang untuk

mengimbangi beban maksimum.

Bab VII Kesimpulan

Membahas semua kesimpulan semua perencanaan tower crane pada


(20)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

BAB II

PEMBAHASAN MATERI

2.1Mesin Pemindah Bahan

Mesin pemindah bahan merupakan bagian terpadu perlengkapan mekanis

dalam setiap industri modern. Desain mesin pemindah bahan yang beragam

disebabkan oleh banyaknya jenis dan sifat muatan yang dipindahkan serta

banyaknya operasi pemindahan yang akan mendukung produksi. Dalam setiap

perusahaan, proses produksi secara keseluruhan sangat ditentukan oleh pemilihan

jenis mesin pemindah bahan yang tepat pemilihan parameter utama yang tepat dan

efisiensi operasinya. Jadi, pengetahuan yang sempurna tentang ciri operasi dan

desain mesin ini dan metode desainnya serta penerapan praktisnya sangat

diperlukan.

Mesin pemindah bahan merupakan salah satu peralatan yang digunakan

untuk memindahkan muatan dilokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi

konstruksi, tempat penumpukan bahan, tempat penyimpanan, dan pembongkaran

muatan. Mesin pemindah bahan pada prakteknya hanya memindahkan muatan

dalam jumlah dan besar serta jarak tertentu. Jarak ribuan meter hanya dilakukan

untuk perpindahan yang konstan antara dua lokasi atau lebih yang dihubungkan

oleh kegiatan produksi yang sama. Untuk operasi bongkar muatan tertentu,

mekanisme mesin pemindah bahan dilengkapi dengan alat pemegang khusus yang

dioperasikan oleh mesin bantu atau secara manual.Pemilihan mesin pemindah

bahan yang tepat dan sesuai pada tiap-tiap ktivitas diatas, akan meningkatkan


(21)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan

Berdasarkan desainnya mesin pemindah bahan diklasifikasikan atas :

1. Perlengkapan pengangkat, yaitu kelompok mesin dengan peralatan

pengangkat yang bertujuan untuk memindahkan muatan dalam satu batch.

2. Perlengkapan pemindah, yaitu kelompok mesin yang tidak mempunyai

peralatan pengangkat tetapi memindahkan muatan secara berkesinambungan.

3. Perlengkapan permukaan dan overhead, yaitu kelompok mesin yang tidak

dilengkapi dengan peralatan pengangkat dan biasanya menangani muatan

dalam satu batch dan kontinu.

Setiap kelompok mesin dibedakan oleh ciri khas dan bidang penggunaan

yang khusus. Perbedaan dalam desain kelompok ini juga ditentukan oleh keadaan

muatan yang akan ditangani, arah gerakan kerja dan keadaan proses

penanganannya.

Banyaknya jenis perlengkapan pengangkat, membuat sulitnya

penggolongan secara tepat. Penggolongan bisa berdasarkan pada berbagai

karakteristik, seperti desain, tujuan, jenis gerakan dan sebagainya. Bila

diklasifikasikan menurut jenis gerakannya (karakterisrik kinematik), beban

dianggap terpusat pada titik berat beban tersebut dan penggolongan mesin

ditentukan oleh lintasan perpindahan muatan yang berpindah pada bidang

horizontal. Penggolongan menurut tujuan penggunaan yang ditentukan dengan

memperhatikan kondisi operasi khasnya

Jenis-jenis perlengkapan pengangkat diklasifikasikan berdasarkan ciri khas


(22)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

1. Mesin pengangkat, yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang

didesain sebagai perlatan swa-angkat, atau untuk mengangkat dan

memindahkan muatan. Salah satu jenis mesin pengangkat dapat dilihat pada

gambar 2.1 dibawah ini.

Gambar 2.1 dongkra dan Ikatan

2. Crane, yaitu gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka

untuk mengangkat sekaligus memindahkan muatan yang dapat digantungkan

secara bebas atau diikatkan pada crane. Salah satu jenis crane dapat diihat

pada gambar 2.2 dibawah ini.


(23)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

3. Elevator (Lift), yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik untuk

mengangkat muatan pada jalur pandu tertentu.


(24)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

CRANE Crane pada truk yang digerakkantangan Crane portal

Crane tower menara Crane satu rel Crane yang dipasang di

langit-langit

Jembatan untuk transfer muatan Gantry crane dan semi gantry Crane berpalang ganda untuk

gerakan overhead Crane berpalang tunggal untuk

gerakan overhead Crane berpalang Crane yang dipasang pada

traktor rantai Crane dengan rel Crane yang dipasang pada truk Crane yang dipasang pada traktor

Crane pada truk yang digerakkan daya

Crane kantilever Crane palu

Kerekan Crane Crane dengan poros

Crane wall jib Crane berlengan

Crane dengan pilar yang tetap

Crane tipe jembatan Crane yang dipasang diatas

traktor rantai Crane tanpa lintasan Crane yang bergerak pada rel

Crane putar yang diam


(25)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

2.3Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan

Faktor-faktor teknis penting yang digunakan dalam menentukan pilihan

jenis peralatan yang digunakan dalam proses pemindahan bahan :

1. Jenis dan sifat muatan yang akan diangkat.

Untuk muatan satuan (unit load) : bentuk, berat, volume, kerapuhan, keliatan,

dan temperatur. Untuk muatan curah (bulk load) : ukuran gumpalan,

kecenderungan menggumpal, berat jenis, kemungkinan longsor saat

dipindahkan, sifat mudah remuk (friability), temperatur, dan sifat kimia.

2. Kapasitas per jam yang dibutuhkan.

Kapasitas pemindahan muatan per jam yang hampir tak terbatas dapat

diperoleh pada peralatan, seperti konveyor yang bekerja secara kontinu.

Sedangkan pada peralatan lain yang mempunyai siklus kerja dengan gerak

balik muatan kosong, akan dapat beroperasi secara efisien jika alat ini

mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi

kerja yang berat, seperti truk dan crane jalan.

3. Arah dan jarak perpindahan.

Berbagai jenis peralatan dapat memindahkan muatan ke arah horizontal,

vertikal, atau dalam sudut tertentu. Untuk gerakan vertikal diperlukan

pengangkat seperti : crane, bucket elevator. Dan untuk gerakan horizontal

diperlukan crane pada truk yang digerakkan mesin atau tangan, crane

penggerak tetap, dan berbagai jenis konveyor. Ada beberapa alat yang dapat

bergerak mengikuti jalur yang berliku dan ada yang hanya dapat bergerak


(26)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

4. Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara.

Pemuatan ke kendaraan dan pembongkaran muatan ditempat tujuan sangat

berbeda, karena beberapa jenis mesin dapat memuat secara mekanis,

sedangkan pada mesin lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau

bantuan operator.

5. Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan muatan.

Gerakan penanganan bahan berkaitan erat, bahkan terlibat langsung dengan

proses produksi. Misalnya : crane khusus pada pengecoran logam, penempaan

dan pengelasan; konveyor pada pengecoran logam dan perakitan; pada

permesinan dan pengecatan.

6. Kondisi lokal yang spesifik.

Hal ini meliputi luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain gedung, keadaan

permukaan tanah, susunan yang mungkin untuk unit proses, debu, kelembaban

lingkungan, adanya uap dan berbagai jenis gas lainnya, dan temperatur.

2.3.1 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat

Banyak sekali pesawat pengangkat yang diproduksi dalam berbagai

desain, sehingga dalam operasi yang sama dapat dilakukan berbagai metode dan

alat. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya memerlukan pengetahuan khusus

tentang desain dan karakteristik operasi suatu mekanisme mesin, tetapi juga

memerlukan pengetahuan menyeluruh tentang organisasi produksi dari suatu

perusahaan.Dalam pemilihan jenis pesawat pengangkat, alat ini harus dapat

dimekaniskan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin


(27)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

lainnya. Pesawat pengangkat tidak boleh merusak muatan yang dipindahkan, atau

menghalangi dan menghambat proses produksi. Alat ini harus aman dalam

operasinya dan ekonomis baik dalam biaya operasi atau perawatannya.

2.3.2 Dasar Pemilihan Crane

Dasar pemilihan crane ditentukan dari faktor teknis jenis dan sifat muatan,

yang dapat mengangkat muatan satuan dan curah. Dari faktor kapasitas per jam

yang dibutuhkan, dimana crane mempunyai siklus kerja dengan gerak balik

bermuatan sehingga dapat beroperasi secara efektif dan efisien karena alat ini

mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi. Dari faktor arah

dan jarak perpindahan crane dapat memindahkan dan mengangkat muatan baik

secara vertikal, horizontal, dan berputar 360o.

Dari faktor teknis kondisi lokasi yang spesifik, dimana crane digunakan

pada pembangunan gedung bertingkat dengan kelebihan dari segi struktur dengan

ketinggian tertentu dan daya jangkauannya yang cukup jauh. Crane dirancang

untuk melayani pengangkatan muatan dengan jarak yang cukup jauh dalam suatu

areal pembangunan, dengan mempertimbangkan dimensinya. Dari pertimbangan

faktor-faktor teknis diatas maka dipilihlah Tower Crane sebagai alat yang tepat

untuk memenuhi semua pertimbangan tersebut

2.4Tower Crane

Penggunaan tower crane memerlukan perencanaan yang seksama karena

crane dipasang tetap (fixed instalation) di tempat dengan jangka waktu


(28)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang diangkat

ke tempat yang diinginkan. Yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan tower

crane adalah berat, ukuran, dan radius angkat dari beban terberat, tinggi

maksimum berdiri bebas alat, berat mesin yang ditopang struktur, kecepatan

angkat mesin, dan panjang kabel hoist drum yang dapat melayani.

Tower crane dirancang dengan ketinggian tertentu dan dengan boom yang

memiliki daya jangkau yang cukup jauh. Selain itu tower crane mampu melayani

pengangkutan bahan yang berat sesuai dengan kapasitas angkat maksimumnya.

Tower crane biasanya digunakan untuk mengangkat beban terpadu (load), seperti

: rangka besi, kepingan atap bangunan, batu bata dalam jumlah yang banyak, dsb.

Namun terkadang juga dapat digunakan untuk mengangkat bahan curah (bulk

load), seperti pasir dan coran semen. Untuk bahan curah, tower crane

membutuhkan wadah muatan seperti bucket, yang kemudian dihubungkan dengan

kait nantinya.

2.4.1 Komponen Utama Tower Crane

Komponen-komponen utama dari Tower Crane adalah :

1. Rangka

2. Boom/ Jib (Lengan)

Boom adalah lengan dari tower crane yang memiliki jangkauan/ radius

sebagai tempat berjalannya trolley. Boom ini berfungsi untuk menjangkau,

memutar, memindahkan, mengangkat dan menurunkan beban. Boom pada

tower crane ini ada 2 yaitu : boom bobot imbang dan boom beban.


(29)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Bobot Imbang adalah bagian dari tower crane yang berfungsi untuk

mengimbangi berat dari boom beban

4. Trolley

Trolley berfungsi sebagai tempat bergantungnya spreader kait dan juga untuk

menggerakkan spreader kait pada saat mengangkat dan menurunkan beban

atau muatan. Trolley terletak pada konstruksi boom.

5. Motor Penggerak

Motor penggerak pada tower crane ada 3 yaitu motor penggerak drum, motor

penggerak trolley dan motor penggerak mekanisme slewing.

6. Drum

Drum adalah alat yang berfungsi sebagai tempat untuk menggulung atau

mengulur tali baja pada saat menaikkan atau menurunkan beban

7. Sistem Puli

Puli (kerek) adalah alat yang berbentuk cakra bundar beralur, berfungsi

sebagai laluan tali baja.

8. Tali Baja

Tali Baja adalah perlengkapan fleksibel yang berfungsi sebagai penarik atau

pengulur spreader kait atau trolley.

9. Kait (Hook)

Kait adalah alat sebagai tempat menggantungkan beban

10.Rem

Rem adalah alat yang digunakan untuk menghentikan pergerakan motor


(30)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

2.4.2 Cara Kerja Tower Crane

Cara kerja dari tower crane ini dapat dibagi atas 3 gerakan, yaitu :

1. Gerakan Angkat dan Turun (Hoisting)

Gerakan mengangkat dan menurunkan beban ini diatur oleh kerja elektro

motor yang berfungsi memutar drum yang akan menggulung tali baja. Tali

baja ini akan menggerakkan puli agar rumah puli yang diujungnya memiliki

kait (hook) akan bergerak naik-turun. Beban yang akan dipindahkan

digantungkan pada kait. Bila posisinya telah sesuai dengan yang dikehendaki

maka gerakan drum ini akan dihentikan oleh operator dengan menarik tuas

(handle) yang terhubung dengan rem.

2. Gerakan Jalan Mendatar (Trolling)

Gerakan ini adalah gerakan trolley yang berjalan / berpindah dalam arah

mendatar (horizontal) atau melintang. Gerakan ini diatur oleh elektro motor

yang berfungsi untuk memutar drum untuk menggulung tali baja yang akan

memutar puli sehingga trolley berjalan disepanjang rel yang terletak diatas

girder dan boom. Gerakan ini dihentikan dengan memutuskan arus listrik pada

elektro motor melalui tombol operator dan sekaligus rem bekerja.

3. Gerakan Berputar (Slewing)

Gerakan ini terjadi akibat putaran elektro motor yang memutar gigi jib


(31)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Keterangan Gambar :

1. Rangka tower Crane 6. trolley

2. Boom tower crane

3. Bobot imbang (Couter weight)

4. Spreader


(32)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

2.5 Spesifikasi Perencanaan

Dari data yang diperoleh dari Proyek Pembangunan Hotel Grand Antareas

Jln. S. M. Raja Medan, sebagai data perbandingan atau dasar perencanaan pesawat

pengangkat ini, dibawah ini tercantum spesifikasi tower crane yang diperoleh dari

hasil survey :

Jenis mesin : Tower Crane

Kapasitas angkat maks : 6.000 kg

Tinggi angkat maks : 45 m


(33)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

BAB III

PERANCANGAN MEKANISME PENGANGKAT

Komponen utama mekanisme pengangkat meliputi

perencanaan-perencanaan :

1. Tali Baja (Steel Wire Rope)

2. Puli (Rope Sheave)

3. Drum (Rope Drum)

4. Kait (Hook)

5. Motor Penggerak

6. Sistem Transmisi

7. Sistem Rem

3.1Perancangan Tali Baja

Tali baja berfungsi untuk mengangkat dan menurunkan beban serta

memindahkan gerakan dan gaya. Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari

kumpulan jalinan serat-serat baja (steel wire) dengan kekuatan b = 130-200

kg/mm2. Beberapa serat dipintal hingga menjadi satu jalinan (strand), kemudian

beberapa strand dijalin pula pada suatu inti (core) sehingga membentuk tali.

Tali baja banyak sekali digunakan pada mesin pengangkat karena

dibandingkan dengan rantai, tali baja mempunyai keunggulan antara lain :

1. Lebih ringan dan lebih murah harganya

2. Lebih tahan terhadap beban sentakan, karena beban terbagi rata pada


(34)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

3. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi yang tinggi

4. Keandalan operasi yang tinggi

5. Lebih fleksibel dan ketika beban lengkungan tidak perlu mengatasi

internal stress

6. Sedikit mengalami fatigue dan internal wear karena tidak ada

kecenderungan kawat untuk menjadi lurus yang selalu menyebabkan

internal stress

7. Kurangnya kecenderungan untuk membelit karena peletakan yang tepat,

pada drum dan puli, penyambungan yang lebih cepat, mudah dijepit (clip),

atau ditekuk (socket)

8. Kawat yang patah setelah pemakaian yang lama tidak akan menonjol

keluar sehingga lebih aman dalam pengangkatan dan tidak akan merusak

kawat yang berdekatan

Gambar 3.1 Konstruksi serat tali baja

Dalam perencanaan ini kapasitas maksimum berat muatan yang diangkat

adalah 6 ton. Karena pada pengangkat dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti

overload, keadaan dinamis dalam operasi dan perubahan udara yang tidak

terduga, maka diperkirakan penambahan beban 10 % dari beban semula sehingga

berat muatan yang diangkat menjadi :


(35)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Kapasitas angkat total pesawat adalah :

Q = Q0 + q

dimana : q = Berat spreader = 300 kg (Hasil survei)

maka : Q = 6.600 + 300 = 6.900 kg

Drum

1

6-7

10 9 8

5 4

3 2

11 12 13 14 15

16

Gambar 3.2 Diagram lengkungan tali baja mekanisme hoist

Dari gambar 3.2 dapat dilihat diagram lengkungan tali pada mekanisme

gerak hoist dapat ditentukan tegangan tali maksimum baja yang terjadi. Sistem

pengangkat yang direncanakan ini terdiri dari 7 buah puli yang menyangga

(suspensi), sehingga :

7 6 5 4 3 2

1 S S S S S S

S

Q= + + + + + +

Tegangan tarik maksimum pada tali dari sistem puli beban dihitung

dengan rumus :

1

. .ηη

n Q

S = ………..…(Lit.1, Hal 41)

dimana : n = Jumlah puli yang menyangga (suspensi) = 7

= Efisiensi puli = 0,905 (Lampiran 1)

1= Efisiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuannya ketika


(36)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

maka : = =

98 , 0 . 905 , 0 . 7

900 . 6

S 1111,42 kg

Kekuatan putus tali sebenarnya (P) dapat dicari dengan rumus :

K P

S = ………...…………..…(Lit.1, Hal 40)

atau : P = S . K

dimana : K = Faktor keamanan dengan jenis mekanisme dan kondisi operasinya

= 5,5 (Lampiran 2)

maka : P = 1111,42 . 5,5 = 6112,81 kg

Dari hasil kekuatan putus tali (P), maka pada perencanaan ini dipilih tipe

tali baja menurut United Rope Works Standard, Rotterdam Holland yaitu 6 x 37 +

1 fibre core (Lampiran 2) dengan :

Diameter tali (d) = 18,6 mm

Berat tali (W) = 1,15 kg/m

Beban patah (Pb) = 15.400 kg

Tegangan patah ( b) = 140-159 kg/mm2

Jenis tali ini dipilih dengan pertimbangan bahwa semakin banyak kawat

baja yang digunakan konstruksi tali maka akan lebih aman dari tegangan putus tali

dan dapat menahan beban putus tali.

Tegangan maksimum tali baja yang diizinkan adalah :

K P

Sizin = b ………...………...…………..…(Lit.1, Hal 40)

maka : 2800 kg

5 , 5

400 . 15

= =

izin


(37)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Tegangan pada tali yang dibebani pada bagian yang melengkung karena

tarikan dan lenturan adalah :

K

b

σ

σ∑ = ………....………...…………..…(Lit.1, Hal 39)

maka : 28,9 kg/mm2

5 , 5 159 = = ∑ σ

Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus :

(

36.000

)

min 222 D d K S F b

= σ ..………….………....…(Lit.1, Hal 39)

Dengan perbandingan diameter drum dan diameter tali baja 

     d Dmin untuk

jumlah lengkungan (NB) = 16, seperti terlihat pada gambar 3.2 adalah 38

(Lampiran 2), maka luas penampang dari tali baja adalah :

2 222 0,57cm

000 . 36 38 1 5 , 5 900 . 15 1111,42 = × − = F

Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah :

222

F S

t =

σ ………...………....…(Lit.1, Hal 83)

maka : 1946kg/cm2 19,46 kg/mm2

571 , 0 42 , 1111 = = = t σ

Dari hasil perhitungan diatas terlihat bahwa perencanaan tali baja aman

untuk digunakan karena tegangan maksimum tali (S) yang direncanakan lebih


(38)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

tegangan tarik (σt) yang direncanakan lebih kecil dari tegangan tarik yang diizinkan (σ) yaitu : 19,46 kg/mm2 < 28,9 kg/mm2.

Kerusakan tali baja disebabkan oleh kelelahan bahan dan mengalami

jumlah lengkungan tertentu. Umur pakai tali tergantung pada ukuran puli atau

drum, beban, konstruksi tali, faktor metalurgi, produksi, desain dan kondisi

operasi. Ketahanan (batas kelelahan) tali baja ditentukan berdasarkan umur

operasi tali baja tersebut.

Faktor yang bergantung pada jumlah lengkungan berulang selama periode

keausannya sampai tali tersebut rusak (m) yang dihitung dengan persamaan :

A = m. .C.C1.C2 d

D σ

= ……...……….…(Lit.1, Hal. 43)

dimana : A = Perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali, A = 38

= Tegangan tarik sebenarnya pada tali, = 19,46 kg/mm2

C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi dan tegangan patah

tali baja, C = 0,93 (Lampiran 3)

C1 = Faktor yang tergantung diameter tali baja, C1 = 0,97 (Lampiran 3)

C2 = Faktor yang menentukan produksi dan operasi tambahan, C2 = 1,37

(Lampiran 3)

maka :

2 1

. .CCC

A m

σ =

56 , 1 37 , 1 . 97 , 0 . 93 , 0 . 46 , 19

38

= =

m

Dari Tabel 6 (Lampiran 3), untuk m = 1,56 dan dengan perhitungan


(39)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

500 . 242 000 . 230 000 . 255 000 . 230 50 , 1 62 , 1 50 , 1 56 , 1 = − − = − − z z

Jadi, jumlah lengkungan berulang yang diizinkan z = 242.500 yang

menyebabkan kerusakan pada tali baja. Untuk mencari umur tali baja (N)

diperoleh dengan rumus :

z1 = a.z2.N. ………...…(Lit.1, Hal. 48)

dimana : z1 = Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan, z = 242.500

a = Jumlah siklus rata-rata per bulan, a = 3400 (Lampiran 4)

z2 = Jumlah lengkungan berulang per siklus kerja (mengangkat dan

menurunkan) pada tinggi pengangkatan penuh dan lengkungan satu

sisi, z2 = 5 (Lampiran 4)

= Faktor perubahan daya tahan tali akibat mengangkut muatan lebih

rendah dari tinggi total dan lebih ringan dari muatan penuh, = 0,3

(Lampiran 4)

= Perbandingan jumlah lengkungan dengan jumlah putus tali, = 2,5

maka : ϕ β. . . 2 1 z a z N = 19 5 , 2 . 3 , 0 . 5 . 3400 500 . 242 = = N bulan

3.2Perancangan Puli


(40)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

kepingan bundar, terbuat dari logam ataupun nonlogam. Pinggiran cakra diberi

alur (grove), berfungsi sebagai laluan tali untuk memindahkan gaya dan gerak.

Puli ada 2 jenis yaitu :

1. Puli Tetap

Puli tetap terdiri dari sebuah cakra dan sebuah tali yang dilingkarkan pada

alur di bagian atasnya dan pada salah satu ujungnya digantungi beban, sedangkan

ujung lainnya ditarik ke bawah sehingga beban terangkat keatas.

2. Puli Bergerak

Puli bergerak terdiri dari cakra dan poros yang bebas. Tali dilingkarkan

dalam alur di bagian bawah. Salah satu ujung tali diikatkan tetap dan di ujung

lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, beban digantungkan pada

kait yang tergantung pada poros.

Gambar 3.3 Puli

Diameter drum atau puli minimum untuk pemakaian tali baja yang

diizinkan diperoleh dengan rumus :

D ≥ e1 . e2 . d ….…...……….…(Lit.1, Hal. 41)


(41)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

d = Diameter tali baja (mm) = 18,6 mm

e1 = Faktor yang tergantung pada tipe alat pengangkat dan kondisi

operasinya = 25 (Lampiran 2)

e2 = Faktor yang tergantung pada konstruksi tali = 0,9 (Lampiran 2)

maka : D ≥ 25 . 0,9 . 18,6

D ≥ 418,5 mm

Dengan perhitungan secara interpolasi diperoleh ukuran-ukuran dari puli

yang ditabelkan pada Tabel 3.1 dibawah (Dari Lampiran 4) dengan diameter tali

18,6 mm.

Tabel 3.1 Dimensi Puli

Diameter a b c E h l r r1 r2 r3 r4

18,6 52 38 9,4 1,4 29 14 11,3 4,8 3,6 16 9,6

Sumber : Rudenko,N. 1994. “Mesin Pemindah Bahan”. Jakarta : Erlangga.

Puli dipasang pada poros (gandar) yang terdapat bantalan tak terbebani

didalam roda puli sehingga bushing roda puli mengalami tekanan yang dicari

dengan rumus :

g

d l

Q p

.

= ….…...……….…(Lit.1, Hal. 72)

dimana : p = Tekanan bidang pada poros/gandar roda puli (kg/mm2)

Q = Beban (kg/mm2)

l = Panjang bushing (mm)


(42)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Harga tekanan yang tergantung pada kecepatan keliling permukaan lubang

roda puli ini tidak boleh melebihi nilai yang tercantum didalam Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Tekanan Bidang Yang Diizinkan

V (m/s) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

P (kg/cm2) 75 70 66 62 60 57 55 54 53 52 51 50 49

Sumber : Rudenko,N. 1994. “Mesin Pemindah Bahan”. Jakarta : Erlangga.

Kita mengambil kecepatan keliling = 0,3 m/s karena kecepatan angkat =

0,28 m/s, maka tekanan bidang poros sebesar P = 66 kg/cm2.

Perbandingan panjang bushing dengan diameter gandar untuk roda puli

kerja adalah :

8 , 1 5 ,

1 −

=

g

d l

(Lit.1, Hal. 72) diambil 1,65

atau : l = 1,65 . dg

maka :

l p

Q dg

.

=

) 65 , 1 ( . 66

900 . 6

g g

d

d = = 5,68 cm = 56,88 mm

maka : l = 1,65 .56,88 = 93,852 mm

3.3Perancangan Drum

Drum pada mekanisme pengangkatan digunakan untuk menggulung tali

atau rantai. Drum untuk tali baja terbuat dari besi cor, tapi terkadang dari besi

tuang atau konstruksi lasan. Dengan memperhitungkan efisiensi gesekan pada


(43)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 3.4 Drum

Untuk drum penggerak daya (digerakkan dengan mesin), drum harus

dilengkapi dengan alur heliks sehingga tali akan tergulung secara seragam dan

keausannya berkurang. Drum dengan satu tali tergulung hanya mempunyai satu

arah heliks ke kanan. Drum yang didesain untuk dua tali diberi dua arah heliks, ke

kanan dan ke kiri.

Drum

1

6-7

10 9 8

5 4

3 2

11 12 13 14 15

16

Gambar 3.5 Diagram lengkungan tali baja

Berdasarkan jumlah lengkungan (NB) yang terjadi pada tali baja diperoleh

hubungan perbandingan diameter minimum untuk puli dan drum dengan diameter


(44)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009 38

min =

d D

Dmin = 38 . d = 38 . 18,6 = 706,8 mm

Jumlah lilitan (z) pada drum untuk satu tali adalah :

2 . . + = D i H z

π ...……….…(Lit.1, Hal. 74)

dimana : H = Tinggi angkat muatan, angka 2 ditambahkan untuk lilitan yang

menahan muatan = 110 m

i = Perbandingan sistem tali = 2

D = Diameter drum minimum = 706,8 mm

maka : = × +2=

8 , 706 . 2 000 . 45 π

z 42 lilitan

Panjang alur spiral (helical grove) dihitung dengan rumus :

l = z . s...………..…(Lit.1, Hal. 75)

Dengan perhitungan secara interpolasi diperoleh nilai s dari drum

(Lampiran 5) dengan diameter tali 18,6 mm, maka : s = 26 mm

l = 112 . 26 = 2.912 mm

Panjang drum (L) seluruhnya dapat dicari dengan persamaan :

s D i H L       + = 7 . .

π ………...……….………...……..…(Lit.1, Hal. 75)

maka : 7 26

8 , 706 . 2 . 45000     + = π

L = 1,236 mm

Tebal dinding drum ( ) dapat ditentukan dengan rumus :

= 0,02 D + (0,6 s/d 1,0 cm); diambil 0,8 cm…....……..…(Lit.1, Hal. 75)

maka : = 0,02 . 70,68 + 0,8


(45)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Tegangan tekan (σ t) pada permukaan dinding drum adalah :

s S

t .

ω

ο = ………...…...………..…(Lit.1, Hal. 76)

dimana : S = Tegangan tarik maksimum pada tali baja = 1111,42 kg

maka :

35 , 2 . 1 , 2

42 , 1111

=

t

ο = 225,21 kg/cm2

Jadi, bahan drum dipilih dari besi cor dengan kekuatan tekan maksimum

bahan 1000 kg/cm2. (Lit.1, Hal. 76)

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tekan izin lebih besar dari

tegangan tekanσ ti > σt , maka drum aman untuk digunakan.

3.4Perancangan Kait

Kait adalah perlengkapan yang digunakan untuk menggantung beban yang

diangkat. Pada ujung tangkainya terdapat ulir yang digunakan untuk mengikat

bantalan aksial agar kait tersebut dapat berputar dengan leluasa. Kait dapat

mengangkat mulai dari 25-100 ton. Kait terdiri atas beberapa jenis, yaitu :

1. Kait Tunggal (Single Hook) / Kait Standar

Kait ini dibuat dengan cara ditempa pada cetakan rata atau tertutup. Kait

standar dapat mengangkat sampai 50 ton,

2. Kait Ganda (Double Hook)

Kait ini dibuat dengan cara ditempa pada cetakan rata atau tertutup Kait ganda

dapat mengangkat mulai dari 25-100 ton Kait ganda didesain dengan dudukan

yang lebih kecil dari kait tunggal dengan kapasitas angkat yang sama

3. Kait Mata Segitiga (Triangular Hook)

Kait mata segitiga digunakan pada crane untuk mengangkat muatan diatas 100


(46)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 3.6 Kait tunggal/standar

Dalam perencanaan ini, jenis kait yang digunakan adalah kait tunggal.

Karena beban yang diangkat masih dalam batas kemampuan kait tunggal yaitu 12

ton. Bahan kait yang diambil dari bahan S 45 C dengan sifat-sifat material : batas

mulur = 5000 kg/cm2, kekuatan tarik ( t) = 7000 kg/cm2.

Perencanaan dimensi kait dapat diambil dari standar N 661 (Kait Tunggal)

dari bahan baja (Lampiran 6). Untuk beban angkat 12 ton dengan perhitungan

secara interpolasi diperoleh dimensi kait :

d1 = Diameter dalam ulir kait = 59,5 mm d2 = Diameter tangkai kait = 82 mm

Tangkai kait diperiksa tegangan tariknya pada bagian yang berulir dengan rumus :

2 1 0

. 4

d Q

t

π

σ = < 500 kg/cm2 ………..…(Lit.1, Hal. 86)

dimana :Qo = Kapasitas angkat maksimum = 6.900 kg

maka : = 2 =

) 95 , 5 (

) 900 . 6 ( 4

π

σt 248,28 kg/cm


(47)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Tegangan tarik yang terjadi pada bagian yang berulir dari tangkai kait :

248,28 kg/cm2 < 500 kg/cm2, masih dalam batas yang diizinkan sehingga kait

aman untuk digunakan

Karena kait yang digunakan untuk mengangkat muatan diatas 5 ton jenis

ulir yang dipakai adalah ulir trapesium. Dengan diameter dalam ulir 59,5 dari

Standar 364 (Lampiran 7) diperoleh :

d0 = Diameter luar ulir kait = 70 mm t = Kisar ulir = 10

Tinggi minimum mur kait (H) ditentukan oleh tegangan tekan yang

diizinkan pada ulir yang dicari dengan rumus :

p d d

t Q H

) (

. 4

2 1 2 0

0

− =

π …...………..…(Lit.1, Hal. 86)

dimana : p = Tegangan tekan aman untuk baja; 300-350 kg/cm2, diambil 325

kg/cm2

maka : 2,02cm

325 . ) 95 , 5 0 , 7 ( .

1 ) 900 . 6 ( 4

2

2− =

= π

H

Jumlah ulir/lilitan (z) :

t H

z= ………..…(Lit.3, Hal. 156)

dimana : t = Jarak puncak ulir/pitch = 10 mm

maka : = =

1 02 , 2


(48)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 3.5 Penampang Kait

Luas penampang berbentuk trapesium :

(

1 2

)

2 b b

h

A= + *………..………..…(Lit.3, Hal. 163)

dimana : h = 2,4 d1 = 2,4 (5,95) =14,28 cm

b1 = 0,9 d1 = 0,9 (5,95) = 5,36 cm b2 = 2,2 d1 = 2,2 (5,95) = 13,09 cm

Jadi luas penampang I-II :

AI-II = 1,2 d1 (0,9 d1 + 2,2 d1)

maka : AI-II = 3,72 d12……….…….(Lit.3, Hal. 163)

AI-II = 3,72 (5,95)2 = 131,69 cm2

Dalam menentukan luas penampang III-IV, juga menggunakan rumus (*):

dimana : h = 2 d1 = 2 (5,95) = 11,9 cm

b1 = 0,9 d1 = 0,9 (5,95) = 5,36 cm b2 = 1,9 d1 = 1,9 (5,95) = 11,31 cm

maka : AIII-IV = d1 (0,9 d1 + 1,9 d1)


(49)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

AIII-IV = 2,8 (5,95)2 = 99,13 cm2

Tegangan geser ( ) yang terjadi dicari dengan rumus :

A Q

=

τ …..………....……...…….(Lit. 3, Hal. 164)

maka : = = =

− − 69 , 131 900 . 6 II I II I A Q

τ 50,40 kg/cm2

= = = − − 13 , 99 900 . 6 IV III IV III A Q

τ 69,60 kg/cm2

Pemeriksaan tegangan pada bagian kait. Dari konstruksi secara grafis

diperoleh (Lampiran 7) : luas penampang kritis (F) = 104 cm, faktor x = 0,12; dan

Jari-jari mulut kait 

     2 a

= 6,5 cm

2 1 2 1 1 2

3 b b

b b h e

++

= ………....………...(Lit. 3, Hal. 163)

maka : =

++ = 09 , 13 36 , 5 09 , 13 ) 36 , 5 ( 2 3 28 , 14 1

e 6,14 cm

Tegangan tarik maksimum di bagian terdalam pada penampang tersebut adalah :

a e x F Q I 1 2 1 =

σ < σ aman = 1500 kg/cm2……….(Lit. 1, Hal. 88)

maka : = =

13 ) 14 , 6 ( 2 12 , 0 1 104 900 . 6 I

σ 521 kg/cm2

2 1 2 1 2 2

3 b b

b b h e + +

= ………....………...(Lit. 3, Hal. 162)

maka : =

+ + = 09 , 13 36 , 5 ) 09 , 13 ( 2 36 , 5 3 28 , 14 2

e 8,14 cm


(50)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009 h a

e x F Q

II

+ =

2

1 2

σ < σaman……….(Lit. 1, Hal. 88)

maka : =

+ =

28 , 14 5 , 6

14 , 8 12 , 0

1 104

900 . 6 II

σ 216,57 kg/cm2

3.5Perancangan Motor Penggerak

Gambar 3.6 Motor penggerak

Dalam perancangan ini, tenaga penggerak yang digunakan untuk

mengangkat berasal dari daya motor listrik dengan memakai sebuah elektromotor.

Pada kecepatan angkat yang konstan (V = const, gerakan yang seragam), besarnya

daya (N) yang dihasilkan oleh elektromotor dapat dihitung dengan rumus :

η

. 75

.V

Q

N = …………...……….….…(Lit.1, Hal. 234)

dimana : Q = Kapasitas angkat muatan = 6.900 kg

= Effisiensi mekanisme pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan 3

pasangan roda gigi penggerak (Lit. 1, Hal 299)

V = Kecepatan angkat muatan, V = 17 m/min = 0,28 m/det

maka : = × =

8 , 0 . 75

28 , 0 900 . 6


(51)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Maka dipilih elektromotor dengan daya motor ternilai, Nrated = 75 HP,

putaran (nrated) = 1000 rpm disesuaikan dengan standar, jumlah kutub 6 buah,

momen girasi rotor (GDrot = 4,08 kg.m2).

Momen tahanan statik pada poros motor (M) adalah :

n N x

Mst =71.620 ………...…...(Lit. 1, Hal 234)

maka : = =

1000 63 620 .

71 x

Mst 4.512 kg.cm = 45,12 kg.m

Bahan poros penggerak dipilih S30C dengan kekuatan tarik bahan t =

5500 kg/cm2. (Lampiran 5).

Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

K

t ti

σ σ =

dimana : K = Faktor keamanan, diambil K = 8

5 , 687 8 5500 = = ti

σ kg/cm2

Tegangan puntir yang diizinkan adalah :

(

)

2

/ 25 , 481 5 , 687 7 , 0 7 , 0 cm kg p ti p = = = σ σ σ

Diameter poros penggerak dapat dicari dengan rumus :

3 . 2 , 0 p rated p M d σ ≥

maka : 3,81

) 25 . 481 .( 2 , 0 5 , 5371 3 = ≥ p

d cm = 38,1 mm

Diameter poros penggerak dp diambil sebesar 40 mm (Lampiran 8), maka


(52)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009 I g

GD2coupl =4. . ……….………...(Lit. 1, Hal 289)

dimana : g = Percepatan gravitasi, g = 9,81 m/s2

I = Momen inersia kopling = 0,01 kg.cm/s2

(Lampiran 8)

maka : GD2coupl = 4 (9,81)(0,0001) = 0,039 kg.m2

Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah :

GD2 = GD2rot + GD2coupl

GD2 = 4,08 +0,003 = 4,083 kg.m2

Momen gaya dinamis (Mdyn) ketika start, diperoleh dengan rumus :

η δ s s dyn t n V Q t n GD M 2 2 975 , 0 375 +

= .………….…...………...….(Lit. 1, Hal 293)

dimana : = Koefisien pengaruh massa mekanisme transmisi (1,1 s/d 1,25)

n = Kecepatan poros motor dalam keadaan normal = 1000 rpm

Q = Berat penuh muatan pada peralatan pengangkat =6.900 kg

V = Kecepatan normal atau tetap dari mekanisme pengangkat = 0,28 m/s

= Efisiensi mekanisme pengangkat =0,8

ts = Waktu start pada mekanisme pengangkat (1,5-5), diambil =3,25

maka :

(

)( )

( )

( )

= + = 8 , 0 ) 25 , 3 ( 1000 28 , 0 900 . 6 975 , 0 ) 25 , 3 ( 375 ) 1000 ( ) 08 , 4 ( ) 15 , 1 ( 2 dyn

M 4,04 kg.m

Momen gaya motor yang diperlukan pada saat start adalah :

dyn st

mot M M

M = + ……...……….……….………...(Lit. 1, hal 296)

maka : Mmot = 45,12 + 4,04 = 49,16 kg.m


(53)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

n N x

M rated

rated =71.620

maka : 5.371,5 kg.cm

1000 75 620 .

71 =

= x

Mrated = 53,71 kg.m

Pemeriksaan motor terhadap beban lebih motor selama start (Mmaks = Mmot)adalah

5 , 2

max <

rated

M M

……….(Lit. 1, Hal 296)

85 , 0 71 , 53

16 , 49

max = =

rated

M M

Harga 0,85 berada jauh dibawah batas aman yang diizinkan 2,5 maka motor aman

untuk digunakan.

3.6Perancangan Transmisi Mekanisme Pengangkat

Pada perancangan transmisi mekanisme pengangkat ini digunakan sistem

roda gigi yang berfungsi untuk mereduksi putaran motor penggerak. Roda gigi

yang dipakai adalah roda gigi lurus 3 tingkat yang terpasang pada poros

elektromotor. Pada sistem pengangkat ini digunakan sebuah elektromotor yang

dipasang pada satu poros yang diantaranya dipasang transmisi roda gigi yang

meneruskan putaran ke drum.

Dari perhitungan sebelumnya, telah diketahui bahwa untuk mekanisme

pengangkat diperoleh :

Daya motor penggerak, N1 = 75 HP = 55,95 kW

Putaran motor, n1 = 1000 rpm.

Kecepatan angkat, V = 0,28 m/s.


(54)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009 Motor Penggerak

Drum

Roda Gigi 3 Poros I

Poros II

Roda Gigi 6 Roda Gigi 2

Poros III Roda Gigi 4

Roda Gigi 3 Roda Gigi 5

Poros IV

Gambar 3.6 Sistem transmisi roda gigi

Kecepatan tali baja pada drum adalah :

Vd = V . i puli ………(Lit. 1, Hal 234)

dimana : i puli = Perbandingan transmisi puli, i puli >1, diambil 2

V = Kecepatan angkat motor

maka : Vd = 0,28 . 2 = 0,56 m/s.

Putaran drum dapat ditentukan dengan rumus :

nd =

D

Vd

. . 60

π ……….…..………...(Lit. 1, Hal 235)

nd =

62 , 0 .

56 , 0 . 60

π = 17,25 rpm

Perbandingan transmisi motor dengan drum adalah :

i = d

n n

……….….(Lit. 1, Hal 234)

i = 25 , 17

1000 = 58

Perbandingan transmisi roda gigi tingkat pertama, kedua dan ketiga diambil i1 = 5;


(55)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

Gambar 3.7 Nama-Nama Bagian Roda Gigi

3.6.1Perencanaan Dimensi Roda Tingkat I

Daya dari poros elektromotor diteruskan ke poros roda gigi tingkat I,

sehingga dapat direncanakan ukuran-ukuran roda gigi 1 dan 2, transmisi tingkat I

yaitu :

 Sudut tekan : α = 200

 Modul : m = 6

 Jumlah gigi roda gigi : z1 = 12

: z2 = i1 . z1 .…....………….…….(Lit.2 , Hal 216)

= 5 x 12 = 60

 Lebar gigi : b = (6-10) m …...………...…..(Lit.2 , Hal 240) = 8.(6) = 48 mm

 Tinggi kepala gigi : hk = m = 6 mm ..……..………..(Lit.2 , Hal 219)

 Tinggi kaki gigi : hf = 1,25 . m .………..………..(Lit.2 , Hal 219)

= 1,25 (6) = 7,5 mm

 Kelonggaran puncak : ck = 0,25 . m ……….……..…....(Lit.2 , Hal 219)


(56)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

 Tinggi gigi : H = 2 m + ck …...……...………(Lit.2 , Hal 219)

= 2 (6) + 1,5 = 13,5 mm

 Jarak sumbu poros : a =

(

)

2

2 1 z

z

m +

………….……(Lit.2 , Hal 216)

=

(

)

2 60 12

6 +

= 216 mm

 Diameter jarak bagi : d01 = m . z1 ……….……….(Lit.2 , Hal 216)

= 6 x 12 = 72 mm

: d02 = m . z2

= 6 x 60 = 360 mm

 Diameter kepala : dh1 = (z1 + 2) m ……….……...…(Lit.2 , Hal 219)

= (12 + 2) 6 = 84 mm

: dh2 = (z2 + 2) m

= (60 + 2) 6 = 372 mm

 Diameter kaki : df1 = dh1 – H……….…..…..……(Lit.2 , hal 249)

= 84 – 13,5 = 70,5 mm

: df2 = dh2 – H

= 372 – 13,5 = 358,5 mm

 Jarak bagi lingkaran : t1 = t2 = π.m……….…………(Lit.2 , Hal 214)

= . 6 = 18,84 mm

 Tebal gigi : So1 = So2 = m .

2

π ……….…....….(Lit. 4, Hal 30)

= 6 . 2


(57)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

3.6.2Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat I

Perhitungan kekuatan roda gigi tingkat I sangat penting untuk diperiksa

karena saat roda gigi berputar antara roda gigi yang satu dengan yang lainnya

akan terjadi benturan dan gesekan.

Kecepatan keliling roda gigi 1 dan 2 dapat dihitung dengan rumus :

V =

1000 60

. . 01 1

× n d

π ………….………..……….(Lit. 2, Hal 238)

dimana : do1 = Diameter jarak bagi lingkaran = 72 mm

n1 = Putaran motor = 1000 rpm

maka : V=

1000 60 1000 . 72 . ×

π = 3,76 m/det

Gaya tangensial (Ft) yang bekerja pada roda gigi 1 dan 2 adalah :

V P

Ft =102. ……….(Lit. 2, Hal 238)

dimana : P = Daya yang ditransmisikan dari motor penggerak = 55,95 kW

maka : 76 , 3 95 , 55 . 102 = t

F = 1517,79 kg

Faktor dinamis (fv), dimana untuk kecepatan rendah dirumuskan dengan :

fv =

V

+ 3

3

……..…..………...……...…………..…………(Lit. 2, Hal 240)

fv =

76 , 3 3

3

+ = 0,44

Tegangan lentur yang terjadi dapat dicari dari rumus :

v a

t bmY f

F =σ . . . . ………..(Lit. 2, Hal 240)

atau : v t a f Y m b F . . . = σ


(58)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

dimana : b = Lebar sisi gigi = 48 mm

m = Modul = 6

Y = Faktor bentuk gigi (Lampiran 11)

Pada roda gigi 1, untuk Z = 12 dengan Y1 = 0,245 maka :

a =

44 , 0 . 245 , 0 . 6 . 48

79 , 1517

= 44,82 kg/mm2

Pada roda gigi 2, untuk Z = 60 Y2 = 0,421 maka :

a =

44 , 0 . 421 , 0 . 6 . 48

79 , 1517

= 26,08 kg/mm2

Bahan untuk roda gigi 1 adalah SNC 2 yang memiliki tegangan lentur izin

( a1) = 50 kg/mm2 dan kekuatan tarik ( b1) = 85 kg/mm2. Dan bahan untuk roda

gigi 2 bahannya adalah S 45 C yang memiliki tegangan lentur izin ( a2) = 30

kg/mm2 dan kekuatan tarik ( b2) = 58 kg/mm2. (Lampiran 10)

Besarnya beban lentur yang diizinkan per satuan lebar sisi dapat dihitung

dengan rumus :

v a

b mY f

F =σ . . . ………...…..(Lit. 2, Hal 240)

maka : Fb1 = 50 . 6 . 0,245 . 0,44 = 35,28 kg/mm

Fb2 = 30 . 6 . 0,421 . 0,44 = 36,37 kg/mm

Dari hasil perhitungan terlihat bahwa tegangan lentur yang diizinkan lebih

besar dari tegangan lentur yang direncanakan sehingga roda gigi aman untuk

digunakan.

3.6.3Perencanaan Dimensi Roda Tingkat II

Daya dari poros roda gigi tingkat I diteruskan ke poros roda gigi tingkat II,


(59)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

diperoleh ukuran-ukuran roda gigi 3 dan 4, yaitu :

 Sudut tekan : α = 200

 Modul : m = 6

 Jumlah gigi roda gigi : z3 = 14

: z4 = 56

 Lebar gigi : b = 48 mm

 Tinggi kepala gigi : hk = 6 mm

 Tinggi kaki gigi : hf = 7,5 mm

 Tinggi gigi : H = 13,5 mm

 Jarak sumbu poros : a = 210 mm

 Diameter jarak bagi : d03 = 84 mm

: d04 = 336 mm

 Diameter kepala : dh3 = 96 mm

: dh4 = 348 mm

 Diameter kaki : df3 = 82,5 mm

: df4 = 334,5 mm

 Jarak bagi lingkaran : t1 = t2 = 18,85 mm

 Kelonggaran puncak : ck = 1,5 mm

 Tebal gigi : So1 = 9,42 mm

Putaran poros I adalah n1, dengan :

i =

1 2 2 1

Z Z n n

=


(60)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

n2 =

2 1 . 1

Z Z n

= 60

12 . 1000

= 200 rpm

Putaran poros III adalah :

n3 =

4 3 . 2

Z Z n

n3 =

56 14

200× = 50 rpm

Kecepatan keliling roda gigi 3 dan 4 : Vo3 = Vo4 = 4,39 m/s

 Gaya tangensial yang dialami : Ft = 1291,61 kg

 Tegangan lentur yang terjadi : a3 = 36,92 kg/mm2

: a4 = 23,27 kg/mm2

Bahan roda gigi 3 yang dipilih adalah SNC 1 dengan tegangan lentur yang

diizinkan a3 = 40 kg/mm2 dan kekuatan tarik b3 = 75 kg/mm2. Bahan roda gigi 4

yang dipilih adalah S 35 C dengan tegangan lentur yang diizinkan a4 = 26

kg/mm2 dan kekuatan tarik b4 = 52 kg/mm2.

Rancangan ini juga aman digunakan karena tegangan lentur yang diizinkan

lebih besar dari tegangan lentur yang direncanakan.

3.6.4 Perencanaan Dimensi Roda Tingkat III

Daya dari poros roda gigi tingkat II diteruskan ke poros roda gigi tingkat

III, dan dengan cara perhitungan yang sama seperti transmisi roda gigi tingkat II

dapat diperoleh ukuran-ukuran roda gigi 5 dan 6, yaitu :


(61)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

 Modul : m = 6

 Jumlah gigi roda gigi : z5 = 16

: z6 = 47

 Lebar gigi : b = 48 mm

 Tinggi kepala gigi : hk = 6 mm

 Tinggi kaki gigi : hf = 7,5 mm

 Tinggi gigi : H = 13,5 mm

 Jarak sumbu poros : a = 189 mm

 Diameter jarak bagi : d05 = 96 mm

: d06 = 282 mm

 Diameter kepala : dh5 = 108 mm

: dh6 = 294 mm

 Diameter kaki : df5 = 94,5 mm

: df6 = 280,5 mm

 Jarak bagi lingkaran : t1 = t2 = 18,85 mm

 Kelonggaran puncak : ck = 1,5 mm

 Tebal gigi : So1 = 9,42 mm

Putaran poros IV adalah :

n4 =

6 5 . 3

Z Z n

n4 =

4 , 46

16

50× = 17,24 rpm

Kecepatan keliling roda gigi 5 dan 6 : Vo5 = Vo6 = 5,03 m/s


(62)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

 Tegangan lentur yang terjadi : a5 = 30,35 kg/mm2

: a6 = 22,27 kg/mm2

Bahan roda gigi 5 yang dipilih adalah SNC 1 dengan tegangan lentur yang

diizinkan a5 = 35 kg/mm2 dan kekuatan tarik b5 = 75 kg/mm2. Bahan roda gigi 6

yang dipilih adalah S 35 C dengan tegangan lentur yang diizinkan a6 = 26

kg/mm2 dan kekuatan tarik b6 = 52 kg/mm2.

Rancangan ini juga aman digunakan karena tegangan lentur yang diizinkan lebih besar dari pada tegangan lentur yang direncanakan

. 3.6.5 Bantalan Transmisi Roda Gigi

Bantalan poros transmisi berfungsi sebagai penyangga atau penumpu

poros. Untuk perencanaan poros bantalan transmisi roda gigi dibutuhkan sebanyak

29 bantalan, dimana pada setiap poros ditumpu oleh dua hingga empat bantalan.

Untuk mendapatkan bantalan yang sesuai maka terlebih dahulu dicari besarnya beban nominal dinamis spasifik ( C ) yang harus ditahan bantalan. Pada gerak hoist terdapat lima putaran,seperti dijelaskan sebelumnya.

- Putaran poros I (n1) = 1000 rpm

- Putaran poros II (n2) = 200 rpm

- Putaran poros III (n3) = 50 rpm

- Putaran poros IV (n4) = 17,25 rpm

Untuk menentukan beban radial maka dapat ditentukan dengan cara seperti berikut ini (gaya yang bekerja pada poros I )

Gaya total yang ditumpu kedua banatalan adalah :


(1)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009 ton W kg W W q Q G G W A A A mt A 15 14400 0 ) 3000 10000 2000 .( 600 0 ) ( ) .(

.( ) 0

= = = + + − + = + + − +

Berat sebuah bobot imbang (counter weight) yang berupa coran beton yaitu 4 ton. Maka bobot imbang yang dibutuhkan untuk mengangkat beban maksimum yaitu:

4ton.n = 15 ton n = 3,75= 4 buah

Tegangan batang untuk menyangga beban counter weight yaitu

FY =0

kg TC TC TC WA 719 , 41430 16600 62 , 23 sin . 0 sin . 600 = = = − + θ

Karena batang penyangga (TC) ada dua maka tegangan satu batang penyangga yaitu

TC = 20715,359kg

2 719 , 41430

=

Panjang lengan yang direncanakan untuk sebagai bobot lawan untuk pengangkatan beban maksimum adalah :

MA =0

meter m x kg x W x TC G W x A mt A 19 38 , 18 99 , 275799 15000 0 62 , 23 sin ) 719 , 41430 ( 16 ) 600 ( 17 ) ( 0 sin . 16 ) .( 17 .( ) = = = = + + = + + θ

Tabel 4.4 Panjang, jumlah, dan massa kerangka bobot lawan (hasil perhitungan)


(2)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

1 19 2 17,38 660,44

2 1,5 24 3,16 113,76

3 1,2 27 3,16 102,384

4 1,4 22 1,68 51,744

5 15 2 1,68 50,4

6 1 4 5,57 22,28

7 10 2 1,68 16,934

Massa total lengan bobot lawan =1017,94 kg

Tabel 5.1 Berat, panjang, dan jumlah batang boom

No Panjang Batang (m) Jumlah Batang Berat per meter (kg) Berat Total

1 56,8 2 22,2 2521,92

2 56,2 1 6,53 366,98

3 2,0 44 5,57 490,16

41 1,7 176 3,89 1163,88

5 1,2 45 3,89 210,06

Berat Boom Total = 6815,06 kg

BAB VII

KESIMPULAN

Jenis mesin pemindah bahan yang direncanakan adalah mesin pengangkat tipe tower crane sesuai dengan hasil survei pada Proyek Pembangunan Hotel Grand Antareas Jln. S. M. Raja Medan.

Berdasarkan spesifikasi tugas, hasil survei, analisa pemeriksaan dan perhitungan serta standar yang ada dalam perencanaan mesin pengangkat dan elemen mesin, maka dapat disimpulkan bahwa sebuah mesin pengangkat dengan


(3)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

kapasitas angkat 12 ton, secara teoritis dapat dioperasikan pada pembangunan apartemen bertingkat dengan spesifikasi sebagai berikut :

1. Karakteristik Utama

• Jenis Mesin : Tower Crane

• Kapasitas angkat : 6 ton

• Kecepatan angkat penuh : 17 m/menit

• Radius jangkauan : 55 m

• Tinggi angkat : 45 m

2. Karakteristik Komponen – Komponen Utama Mekanisme

A. Tali Baja Mekanisme Pengangkat

• Jenis tali : 6 x 37 + 1 fibre core

• Diameter : 16,6 mm

• Beban patah : 12.500 kg

• Tegangan patah : 159 kg/mm2

• Berat tali : 0.9 kg/m

• Umur tali : 1,5 tahun

B. Tali Baja Mekanisme Trolley

• Jenis tali : 6 x 19 + 1 fibre core

• Diameter : 16,4 mm

• Beban patah : 12000 kg

• Tegangan patah : 159 kg/mm2

• Berat tali : 0,89 kg/m

• Umur tali : 13 bulan

3. Jenis dan Karakteristik Puli (Cakra)

A. Puli mekanisme Pengangkat

• Jenis : Puli tetap dan bebas

• Diameter : 418,5 mm


(4)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

B. Puli Mekanisme Trolley

• Jenis : Puli tetap

• Diameter : 541 mm

• Jumlah : 4 buah

4. Jenis dan Karakteristik Drum

A. Drum Mekanisme Pengangkat

• Jenis : Drum ganda/ Alur standar

• Diameter : 418,5 mm

• Panjang : 1795,25 mm

• Jumlah lilitan : 276 lilitan

• Tebal dinding : 18 mm

• Bahan : S 35 C

B. Drum Mekanisme Trolley

• Jenis : Drum ganda/ Alur standar

• Diameter : 541 mm

• Tebal dinding : 17 mm

• Bahan : Baja Khrom Molybdenum SFCM 80D

5. Jenis dan Karakteristik Motor Penggerak

A. Motor Penggerak Mekanisme Pengangkat

• Daya : 80 kW

• Putaran : 1200 rpm

• Bahan poros penggerak : S 30 C

• Diameter poros penggerak : 8 cm B. Motor Penggerak Mekanisme Trolley

• Daya : 4,5 kW


(5)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009

• Bahan poros penggerak : S 35 C

• Diameter poros penggerak : 15 mm C. Motor Penggerak Mekanisme Slewing

• Daya : 30 kW

• Putaran : 500 rpm

6. Jenis dan Karakteristik Rem

A. Rem Mekanisme Pengangkat

• Jenis : Rem cakra

• Jumlah : Satu

• Bahan cakra : Besi cor

• Bahan lapisan rem : Asbes

• Diamater roda rem : 320 mm

• Lebar Sepatu rem : 100 mm

B.Rem Mekanisme Trolley

• Jenis : Rem blok ganda

• Jumlah : Satu

• Bahan rem : Besi cor

• Bahan lapisan rem : Asbes

• Diamater roda rem : 320 mm

• Lebar sepatu rem : 100 mm

C. Rem Mekanisme Slewing

• Jenis : Rem sepatu elektromagnetik

• Jumlah : Satu

• Bahan rem : Besi cor

• Bahan lapisan rem : Asbes

• Diamater roda rem : 500 mm


(6)

Teguh Putra : Perancangan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 6 Ton, Tinggi Angkat 45 Meter, Radius 55 Meter, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat, 2009.

USU Repository © 2009 Saran

Adapaun saran yang tredapat dalam penulisan ta ini adalah :

- Terlebih dahulu survey lapangan untuk mendapatkan data dan keterangan lebih lanjut tentang mpb yang akan dirancanga ulang - Lebih memperbanyak diskusi kepada ahli yang memahami tentang

crane untuk mendapatkan pengetahuan yang lebih luas serta mendapatkan pemahaman secara teoritis dari Tower crane.


Dokumen yang terkait

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

28 153 189

Mesin Pemindah Bahan : Perencanaan Tower Crane Dengan Kapasitas Angkat 7 Ton, Tinggi Angkat 55 Meter, Radius 60 M, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat.

15 145 123

Perencanaan Overhead Travelling Crane Yang Di Pakai Pada Pabrik Peleburan Baja Kapasitas Angkat 10 Ton Dan Tinggi Angkat 12 Meter

0 38 81

Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut

23 145 151

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

1 1 17

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

0 0 1

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

0 1 3

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

0 0 14

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

0 6 1

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

0 0 6