Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
BAB III PERENCANAAN KOMPONEN MEKANISME CRANE
3.1. PERENCANAAN MEKANISME PENGANGKATAN HOISTING
Perencanaan mekanisme untuk gerakan pengakatan meliputi perencanaan- perencanaan :
1. Tali baja
2. Puli
3. Drum
4. Kait
5. Motor penggerak
6. Kopling
7. Rem
3.1.1. Perencanaan Tali Baja
Tali baja digunakan untuk mengangkat dan menurunkan beban pada gerakan hoist. Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari kumpulan jalinan serat steel
wire. Beberapa serat steel wire dipintal hingga menjadi satu jalinan strand, kemudian beberapa strand dijalin pada suatu inti core sehingga membentuk tali.
Tali baja banyak sekali digunakan pada mesin atau perlengkapan pesawat pengangkat. Hal ini dimungkinkan tali baja mempunyai keunggulan antara lain :
1. Lebih ringan dibandingkan dengan rantai
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
2. Lebih tahan terhadap sentakan
3. Operasi yang tenang
4. Menunjukkan tanda-tanda yang jelas bila putus
5. Lebih fleksible.
Berikut ini merupakan gambar konstruksi tali baja :
Gambar 3.1. Konstruksi Serat Tali Baja
Dalam perencanaan ini berat muatan yang diangkat adalah 120 ton. Karena pada pengangkat dipengaruhi beberapa faktor, seperti overload, keadaan dinamis
dalam operasi, maka diperkirakan penambahan beban 10 dari beban semula sehingga berat muatan yang diangkat menjadi :
Q = 120.000 + 10 x 120000
= 132.000 Kg Kapasitas angakat total pesawat adalah :
Q = Q
+ G Dimana :
G = Berat hook + Spreader
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
= 1000 Kg Q
= 133.000 Kg
Sistem pengangkat ini terdiri dari dua sistem yang masing-masing sistem dibuat sedemikian rupa gambar 3.2 dimana sistem yang pertama menggunakan satu
buah tali baja dengan arah pilinan kiri dan sistem yang kedua mempunyai arah pilinan kanan. Penempatan posisi dan arah pilinan tali baja yang berbeda pada kedua sistem
ini maksudnya untuk mengurangi beban yang terjadi pada tali baja. Diagram sistem pengangkat gerak hoist ini dapat dilihat pada gambar berikut
ini :
Gambar 3.2 Diagram Sistem Mekanisme Pengangkatan
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
Diagram lengkungan tali pada mekanisme gerak hoist dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 3.3 Diagram Lengkung Tali
Dari gambar 3.3 dapat dilihat diagram lengkungan tali yang dapat menentukan tegangan tali yang dapat menentukan tegangan tali maksimum baja yang terjadi.
Sistem pengangkat yang direncanakan ini terdiri dari 12 buah tali penggantung, sehingga :
12 11
10 9
8 7
6 5
4 3
2 1
S S
S S
S S
S S
S S
S S
Q +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
=
Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :
1
ηη n
Q S
= lit.1, hal 41
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
Dimana : S = Tegangan tali maksimum
Q = 133.000 Kg n = Jumlah tali penggantung = 12
= Efesiensi puli = 0,892
1
= Efesiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuan akibat menggulung pada drum yang diasumsikan 0,98
maka :
kg S
12679 8
, 12678
98 ,
. 892
, .
12 000
. 133
= =
=
dimana kekuatan putus tali sebenarnya P = S.K Lit 1, hal 40
Dengan : S = 12679 Kg
K = Faktor keamanan K = 5,5 Lit 1, hal 42
Maka : P = 12679.5,5
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
= 69733,6 Kg Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, Roterdam
Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core Lampiran 5
dengan : •
Beban patah : Pb = 76300 Kg
• Tegangan patah
:
b
= 180 Kgmm
2
• Berat tali
: W = 4,710 Kgm •
Diameter tali : d = 36 mm
Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan :
S
izin
=
K P
b
lit.1, hal 40
= Kg
7 ,
13872 5
, 5
76300 =
Tegangan tarik yang diizinkan :
izin
=
K
b
σ
=
2
73 ,
32 5
, 5
180 mm
Kg =
Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus :
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
F
247
= 50000
.
m b
D d
K S
− σ
lit.1, hal 39
Dimana perbandingan diameter drum dan diameter tali baja
d
D
min
untuk jumlah lengkungan NB = 15 seperti terlihat pada gambar 3.2 adalah 37,5 Lamp 14
Atau:
5 ,
37 1
min =
D d
Maka:
F
247
=
2
5 ,
6 50000
. 5
, 37
1 5
, 5
18000 12679
cm =
−
Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah :
t
=
247
F S
= 5
, 6
12679
= 1950,6 Kgcm
2
= 19,506 Kgmm
2
. Terlihat bahwa perencanaan tali aman untuk digunakan mengingat tegangan
maksimum tali yang direncanakan lebih rendah dari tegangan maksimum izin yaitu :
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
12679 Kg 13872,7 Kg dan tegangan tarik yang diizinkan lebih besar dari tegangan tarik yang direncanakan yaitu : 32,73 Kgmm
2
19,506 Kgmm
2
. Ketahanan tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi dari tali baja
tersebut. Umur tali baja tergantung dari jumlah lengkungan, faktor konstruksi tali baja, faktor operasi, dan faktor keausan serta material baja tersebut. Faktor keausan
tali baja didapat dari rumus berikut:
m =
2 1
. .
. C
C C
A σ
lit 1 hal 43
dimana : A = Dd = perbandingan diameter drum atau puli dengan diameter tali
m = Faktor yang tergantung pada lengkungan berulang tali selama periode keausannya sampai tali tersebut rusak
t
= Tegangan tarik sebenarnya pada tali 19,506 kgmm
2
C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum bahan kawat, C = 0,5
Lampiran 10
1
C = Faktor tergantung dari diameter tali = 1,24 Lampiran 11
2
C = Faktor yang menentukan faktor produksi dan operasi tambahan yang tidak diperhitungkan oleh faktor C dan c1 = 1,4 banyak lengkungan. Lamp 12
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
maka :
m = 4
, 1
24 ,
1 5
, .
506 ,
19 5
, 37
= 2,21 Dengan bantuan faktor m,
Lampiran 9 didapat harga-harga untuk m 2,12 sebesar 370.000, m2,27 sebesar 340.000.
Dengan melakukan interpolasi harga-harga ini dapat dicari nilai Z, yaitu :
000 .
352 000
. 370
000 .
370 000
. 340
12 ,
2 27
, 2
12 ,
2 21
, 2
1
= +
−
−
− =
Z
didapat, Z
1
= 352.000 lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan. Umur tali baja dicari dengan rumus :
ϕβ
2 1
.z a
Z N
= lit. 1, hal 83
Dimana : Z
1
= Jumlah lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan tali a
= Jumlah siklus rata-rata perbulan Z
2
= Jumlah siklus berulang persiklus = Hubungan langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah putus
tali
Fernando Manurung : Perancangan Overhead Travelling Crane Dengan Kapasitas Angkat 120 Ton, Dan Perhitungan Bahan Crane Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, 2009.
USU Repository © 2009
= Faktor perubahan gaya tekan Merujuk pada persamaan untuk mencari umur tali diatas, harga-harga faktor a,
Z
2
, dan , dapat diambil dari lampiran 13 sebagai berikut :
a = 3400 Z
2
= 5 = 0,3
sebesar 2,5 lit. 1, hal 48
maka :
bulan N
28 6
, 27
5 ,
2 .
3 ,
. 5
. 3400
000 .
352 =
= =
3.1.2. Puli
