MEKANISME PENGANGKATAN PADA KRAN MENARA TUGAS AKHIR - Mekanisme pengangkatan pada kran menara - USD Repository

  MEKANISME PENGANGKATAN PADA KRAN MENARA TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh:

  PRANA YOGA NIM : 025214053 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2008

  

HOISTING MECHANISM OF TOWER CRANE

FINAL PROJECT

Presented as Partial fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Mechanical Engineering

By :

PRANA YOGA

  

Student Number : 025214053

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2008

  PERSEMBAHAN Karya Ini Kupersembahkan Kepada Yang Kupercaya Tuhan Yesus Kristus

  Ibuku Tercinta Mbah Uti Adikku Soemiyon Dinasti

  Rinta Teman-temanku

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Prana Yoga

  Nomor Mahasiswa : 025214053

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

MEKANISME PENGANGKATAN PADA KRAN MENARA

  

beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan

secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk

kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan

royalti kepada saya selama tetap mencatumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya : Pada tanggal, 26 februari 2008 Yang menyatakan Prana Yoga

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yesus Kristus yang telah memberi

berkat, semangat, harapan baru, rahmat dan cinta kasih yang berlimpah di dalam

penulisan tugas akhir ini hingga selesai.

  Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi bagi

mahasiswa Teknik Mesin sebelum dinyatakan lulus sebagai Sarjana Teknik.

  

Dalam pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai

pihak, baik berupa materi, bimbingan, kerja sama serta dukungan moril. Dalam

kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

  1. Romo Ir. Greg Heliarko, S.J., S.S., B.S.T., M.A., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Dosen pembimbing akademik.

  4. Bapak Raden Benedictus Dwiseno Wihadi, S.T.,M.Si selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

  5. Seluruh dosen dan karyawan Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  6. Kepada Ibu tercinta, Prapti Utami Widyaningsih dan Eyang Putri, adikku,

dan juga Soemiyon Dinasti yang telah memberikan kasihnya, GBUs.

  

7. Teman-teman kost ( Mas Dani, Arga, Widi, Hengki, Parnando, Paiman,

Buce, Alek, Duwek) dan juga pak kost. Teman-teman se-angkatan 2002 (Andi, Landung, Bowok, Abet, Duwek, Danang, Ige, Andri, Cb, Rino, Adi, Ucok, Nano, Sogen, Ade, Putu, dan semua teman-temanku), teman- teman di Pagonan

  8. Sahabat terkasihku Rinta

  

9. Rekan-rekan dan semua pihak yang membantu dalam penulisan tugas

akhir ini.

  Yogyakarta, 16 Februari 2008 Prana Yoga

  

INTISARI

Kran menara merupakan salah satu jenis pesawat pengangkat dan

pengangkut yang sering digunakan dalam pembangunan gedung - gedung

bertingkat. Ciri utama dari Kran menara ini yaitu mempunyai lengan menara (jibs)

yang dapat berputar sesuai dengan kebutuhan, sehingga dapat mengangkat beban

pada ketinggian dan jarak jangkauan yang tertentu.

  Merancang bagian sistem pengangkatan pada tower crane kapasitas 6 ton

yang mengacu pada tower crane merk GRU EDILMAC E-751 dengan tinggi

angkat 35 meter, kecepatan angkat 30 m/menit. Untuk melakukan pengangkatan

digunakan motor AC 3 fase dengan daya 220 hp, putaran1485 rpm. Dipakai

transmisi roda gigi lurus 3 tingkat untuk menurunkan putaran motor 1485 rpm ke

putaran drum (42,46 rpm) yang digunakan untuk menggulung tali baja, tali baja

memiliki diameter 12 mm dihubungkan pada rumah kait, dalam rumah kait

terdapat kait sebagai tempat menggantung beban. Analisis desain menggunakan

program Cosmoswork untuk mengecek keamanan.

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………………………………………..........……...........i

HALAMAN PENGESAHAN ………………………….....................................iii

DAFTAR PANITIA PENGUJI..............................................................................iv

HALAMAN PERNYATAAN …………………………….……….......……..…..v

HALAMAN PERSEMBAHAN …………………….....…….……………......…vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .............................. vii

KATA PENGANTAR ……................…………………………….........……....viii

  

INTISARI ...................………………………………………......………….....… x

DAFTAR ISI ……………………………………………...…........……....……...xi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................xiv

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................xvi

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Bagian-bagian tower crane........................................................................2

  1.1.1 Kabin..................................….....…………….......…......……...…2

  1.1.2 Lengan Penyeimbang dan pengimbang ( counter weitght).............2

  1.1.3 Lengan angkat…………………..............……………….....…...…2

  1.1.4 Rangka utama dan kepala menara ...................................................2

  1.2 Gerakan Tower Crane ..............................................................................3

  1.2.1 Gerak Pengangkat (Hoisting)...........................................................3

  1.2.2 Gerak Pejalan (travelling) ...............................................................6

  1.2.3 Gerak Putar (Slewing) .....................................................................6

  1.3 Batasan Masalah .........................................................................................7

  BAB II PERANCANGAN UNIT UTAMA SISTEM PENGANGKATAN ..............................................................7

  2.1 Ukuran Utama .............................................................................................7

  2.2 Perhitungan..................................................................................................8

  2.2.1 Rumah Kait........................................................................................8

  2.2.1.1 Kait.....................................................................................9

  2.2.1.2 Batang Lintang.................................................................15

  2.2.1.3 Sekal ..................................................................................19

  2.2.1.4 Gandar ..............................................................................23

  2.2.2 Kabel Kawat Baja...........................................................................27

  2.2.3 Drum dan Puli ................................................................................33 2. 2.3.1 Drum.................................................................................33

  2.2.3.2 Puli ..................................................................................47

  2.2.4 Pemilihan Motor Penggerak............................................................48

  2.2.5 Transmisi Roda Gigi........................................................................52

  2.2.5.1 Perancangan Roda Gigi ...................................................52

  2.2.5.2 Perancangan Poros Roda Gigi ..........................................59

  2.2.5.4 Bantalan Poros Roda Gigi ................................................77

  2.2.5.5 Perancangan Kopling........................................................78

  2.2.6 Perancangan Rem.............................................................................81

  2.2.6.1 Perhitungan Desain Rem Sepatu.......................................84

  2.2.6.2 Pemilihan Magnet Rem.....................................................87

  

BAB III PELUMASAN . ..................................................................................91

BAB IV KESIMPULAN DAN PENUTUP ...................................................91 4. 1. Kesimpulan..............................................................................................91 4. 2. Penutup....................................................................................................98

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR LAMPIRAN

  LAMPIRAN 1 Tabel Ukuran Standar Ulir Kasar Metris LAMPIRAN 2 Tabel Harga Desain Dasar Untuk kait tunggal Tabel Harga Desain Dasar Bantalan LAMPIRAN 3 Tabel Jumlah Lengkungan Tabel Efisiensi Puli

LAMPIRAN 4 Tabel Tegangan Tarik Maksimum Pada Berbagai Diameter

Dan Beban Patah Untuk tali Baja LAMPIRAN 5 Tabel Harga Faktor C, C

  1 , C

  2 LAMPIRAN 6 Tabel Harga Faktor m Tabel Harga a, z

2 , dan

  β LAMPIRAN 7 Tabel Harga e 1 , e

  2 LAMPIRAN 8 Tabel Dimensi Alur Drum LAMPIRAN 9 Tabel Diameter Poros Tabel Bantalan Untuk Permesinan Serta Umurnya LAMPIRAN 10 Tabel Bantalan Tabel Puli LAMPIRAN 11 Tabel Nilai Perkiraan Momen Inersia Kopling LAMPIRAN 12 Diagram Pemilihan Modul Roda Gigi lurus LAMPIRAN 13 Tabel Faktor Bentuk Gigi Tabel Harga Tegangan lentur Yang Diizinkan Pada BAhan

  Roda Gigi LAMPIRAN 15 Tabel Ukuran Pasak LAMPIRAN 16 Tabel Harga α

  Tabel Ukuran Kopling flens LAMPIRAN 17 Tabel Harga Koefisien Pengereman Tabel Harga Tekanan Satuan Maksimum Yang Diizinkan Untuk Sepatu Rem

  LAMPIRAN 18 Harga Kelonggaran Penyetelan LAMPIRAN 19 Tabel Motor LAMPIRAN 20 Dimensi Motor

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Tower Crane.......................................................................................1Gambar 1.2 Mekanisme Pengangkatan .................................................................3Gambar 1.3 Gerak Pejalan Troli Pada Boom ........................................................5Gambar 1.4 Slewing Unit ......................................................................................6Gambar 2.1 Rumah Kait .......................................................................................9Gambar 2.2 Kait Tempa Standart.........................................................................10Gambar 2.3 Hasil Analisa Desain Kait Menggunakan Cosmoswork .................15Gambar 2.4 Bantalan Peluru Untuk Kait .............................................................16Gambar 2.5 Batang Lintang .................................................................................17Gambar 2.6 Hasil Analisa Desain Batang Lintang Menggunakan Cosmoswork.19Gambar 2.7 Penampang Lintang Sekal ................................................................20Gambar 2.8 Hasil analisa desain sekal menggunakan cosmoswork ...................21Gambar 2.9 Gandar dan bebannya .......................................................................23Gambar 2.10 Hasil analisa desain gandar menggunakan cosmoswork ...............25Gambar 2.11 Penampang tali tipe 6 x 37 = 222 +1c ............................................28Gambar 2.12 Skema pengangkatan.......................................................................28Gambar 2.13 Drum ...............................................................................................33Gambar 2.14 Dimensi alur drum ..........................................................................35Gambar 2.15 Pembebanan drum ..........................................................................37Gambar 2.16 Standar soviet untu mengikat tali drum ..........................................39Gambar 2.17 Pembebanan poros drum ................................................................40Gambar 2.19 Puli..................................................................................................47Gambar 2.20 Roda puli tali...................................................................................48Gambar 2.21 Motor...............................................................................................49Gambar 2.22 Skema transmisi..............................................................................52Gambar 2.23 Bagian-bagian roda gigi ……………………………………...…..53Gambar 2.24 Poros I Transmisi ……………………………………………...…62Gambar 2.26 Hasil Analisa Desain Gandar Menggunakan Cosmoswork ..........68Gambar 2.27 Poros II Transmisi .......................................................................69Gambar 2.28 Nasil analisa desain poros 2 menggunakan cosmoswork .............71Gambar 2.29 Poros III Transmisi ……………………………………………72Gambar 2.30 Hasil analisa desain poros 3 menggunakan cosmoswork .............74Gambar 2.31 Poros IV Transmisi ………………………………………………75Gambar 2.32 Hasil analisa desain poros 4 menggunakan cosmoswork .............76Gambar 2.33 Kopling ..........................................................................................78Gambar 2.34 Rem Sepatu Ganda ........................................................................82

BAB I PENDAHULUAN Kran menara merupakan salah satu jenis pesawat pengangkat yang sering digunakan dalam pembangunan gedung - gedung bertingkat dan industri - industri besar. Ciri utama dari Kran menara ini yaitu mempunyai lengan menara (jibs) yang dapat

  berputar sesuai dengan kebutuhan, sehingga dapat mengangkat beban pada ketinggian dan jarak jangkauan yang tertentu. Dengan menggunakan pesawat pengangkat ini, memungkinkan pekerjaan kita untuk memindahkan material yang mempunyai bobot yang besar ataupun mengerjakan pekerjaan lain pada jarak yang aman.

Gambar 1.1 Skema Kran Menara

  2

1.1 Bagian-bagian kran menara

  1.1.1 Kabin Kabin adalah bagian mesin pengangkat yang sangat penting karena

didalam kabin semua system dikendalikan oleh operator. Dalam pesawat

pengangkat kran menara ini kabin berada dibagian samping atas menara. Kabin

dirancang sedemikian rupa sehingga memungkinkan operator dapat melakukan

pengoperasian crane dengan baik.

  1.1.2 Lengan Penyeimbang dan pengimbang ( counter weitght) Supaya terjadi kestabilan maka diberikan pengimbang(counter weight) yang dipasang pada bagian belakang lengan pengimbang (counter jib)

  1.1.3 Lengan angkat Lengan angkat (boom) berfungsi sebagai tempat untuk berjalannya troli yang membawa beban untuk dipindahkan ke arah tujuan yang dikehendaki.

  1.1.4 Rangka utama dan kepala menara Rangka utama dan kepala menara berupa rangka yang terbuat dari baja profil. Penyangga utama sebuah kran menara

1.2 Gerakan kran menara

1.2.1 Gerak Pengangkat (Hoisting)

  Gerakan pengangkatan yakni gerakan untuk mengangkat atau menahan benda atau beban. Adapun komponen-komponen mekanisme adalah:

  3

Gambar 1.2 mekanisme pengangkatan

  1. Perlengkapan pengangkat fleksibel ( rantai dan tali ) Kabel kawat baja berfungsi untuk menggantungkan kait pada pada drum

penggulung Pada kran menara ini menggunakan tali baja, karena tali baja

mempunyai keunggulan :

• lebih ringan
• lebih tahan terhadap sentakan
• operasi yang tenang walaupun pada kecepatan tinggi
• keandalan operasi yang tinggi

  2. Puli, sistem puli dan drum

  a. Puli ( puli dibuat dengan desain tetap dan bebas ) Fungsi dari puli yaitu untuk mentransmisikan daya. Kerja dari puli sangat dipengaruhi oleh kekakuan tali, jenis bantalan dan pelumas yang digunakan pada gandar puli. Semakin kaku tali, maka kerja dari puli akan menjadi terhambat.

• Puli tetap
• Puli Bebas transmisi rem puli drum tali kait motor

  4

b. Sistem puli Suatu sistem puli adalah gabungan beberapa puli bebas dan puli tetap.

  c. Drum tali Drum untuk tali kawat baja terbuat dari besi cor, kadang-kadang dari besi tuang.

  3. Kait untuk muatan Fungsi dari kait adalah untuk tempat penggantungan muatan yang mana

muatan tersebut biasanya sudah disatukan dalam suatu ikatan dengan

menggunakan rantai atau tali. Dalam merancang kait harus diperhatikan besarnya

beban angkat maksimum yang akan diangkat oleh kait. Disamping itu diameter

dalam kait harus dapat menyediakan tempat pada tali atau rantai yang membawa

muatan.

  4. Rem Dalam mekanisme gerakan dibutuhkan rem yang fungsinya untuk

mengurangi kecepatan dan sebagai penahan agar beban yang diangkat tetap pada

ketinggian tertentu. Dalam pemilihan rem harus diperhatikan tentang lapisan

remnya. Bahan lapisan rem yang baik harus mempunyai sifat tahan lama

terhadap keausan, koefisien geseknya besar, tahan terhadap temperatur sampai

300

  C, mudah untuk dibuat dan harganya murah

  5. Motor penggerak Pada mekanisme pengangkatan dibutuhkan daya dari motor pengerak yang

mampu untuk menggerakkan sistem sehingga bahan dapat dipindahkan ke arah

tujuan yang diinginkan. Pada perancangan ini menggunakan penggerak eletrik

  5

berupa motor listrik. Penggerak elektrik dapat langsung segera bekerja, sangat

amandalam operasinya dan mudah dikendalikan. Penggerak elektrik juga sangat

ekonomis dibandingkan dengan penggerak lainnya karena pemakaian daya

listriknya tergantung pada kapasitas daya unitnya.

6. Transmisi Roda Gigi

  Mekanisme transmisi roda gigi disini berfungsi untuk mengatur kecepatan,

sehingga didapatkan kecepatan yang sesuai dengan yang dikehendaki. Transmisi

roda gigi yang digunakan dalam mekanisme pengangkatan ini adalah transmisi

roda gigi dengan sistem reduksi kecepatan dalam 3 tahap. Jenis roda gigi yang

digunakan disini adalah roda gigi lurus. Keuntungan dari roda gigi lurus ini yaitu

karena pembuatannya mudah, ongkos pembuatannya juga murah dan dalam

pengoperasiannya sesuai dengan yang diinginkan.

1.2.2 Gerak Pejalan

Gambar 1.3 gerak pejalan troli pada boom

  Gerakan pejalan ini ialah gerakan secara horizontal untuk menggerakkan

  6

1.2.3 Gerak Putar (Slewing)

  Gerakan ini digunakan untuk memutar bagian atas dari tower crane termasuk muatan yang dipindahkan.

Gambar 1.4 slewing unit

  

(Howstuffworks How Tower Cranes Work3.htm)

1.3 Batasan Masalah

  Pada permasalahan ini penulis akan merancang ulang mekanisme gerakan

pengangkatan ( hoisting ) beserta perlengkapannya untuk kran menara merk GRU

EDILMAC E-751 dengan kapasitas angkat 6 ton.

BAB II PERANCANGAN UNIT UTAMA SISTEM PENGANGKATAN

2.1 Ukuran Utama

  Dalam perancangan kran menara ini ada ukuran-ukuran utama sudah diketahui dari tower kran menara GRU EDILMAC E-751. Ukuran utama dari kran menara yaitu meliputi kapasitas angkat, tinggi angkat, panjang jangkauan (jib), panjang counter jib,

  

counter weight, macam pondasi, kecepatan angkat, kecepatan troli, kecepatan putar dan

sudut putar.

  Kran menara GRU EDILMAC E-751 mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Kapasitas angkat : 6 ton Tinggi angkat : 35 meter Panjang jangkauan ( jib ) : 45 meter Panjang counter jib : 13,5 meter

  Counter weight : 6 ton

  Pondasi : pondasi tetap Kecepatan angkat : 30 m/menit Kecepatan troli : 55 m/menit Sudut putar : 360

  ( sumber : catalog untuk

  kran menara

  merk GRU EDILMAC E-751)

2.2 Perhitungan

2.2.1. Rumah Kait

  Sesuai dengan namanya, rumah kait merupakan tempat pemasangan kait

dan peralatan lain pendukung pengangkatan untuk lebih jelas dapat dilihat pada

gambar 2.1 berikutGambar 2.1 Rumah kait

  Peralatan pada rumah kait :

  1. Puli 4. Batang Lintang

  2. Gandar Puli 5. Kait

  3. Sekal

  2. 2. 1.1 Kait Kait merupakan komponen yang digunakan untuk menggantungkan beban

pada kran menara. Dalam perancangan kait perlu sekali diperhatikan tentang

kekuatannya pada saat pengangkatan beban, sehingga akan menjamin keamanan

dan keselamatan kerja. Jika dari perhitungan tidak menjamin keamanan, maka

akan diganti kait dengan kapasitas di atasnya.

Gambar 2.2. Kait Tempa Standart

  (N. Rudenko, 1996, hal.86)

  Untuk pemilihan kait dalam perancangan ini, dipilih kait dari standar

negara Soviet yaitu jenis kait tempa standar. Dalam perancangan kait ini desain

proporsi dan dimensi kait diasumsikan berdasarkan dari standar ini, kemudian kait

diperiksa kekuatannya dan apabila sudah sesuai maka akhirnya kait tersebut akan

ditetapkan. Bahan dari kait ini diplih baja karbon cor SC 37 ( JIS G 5101),

  2 dengan y = 1800 kg/cm

  σ Beban total pada kait Q = G + Go ……………………………….……………………………...(2.1) (N. Rudenko, 1996, hal. 90) dengan, Q = berat total beban pada kait (kg)

  G = kapasitas angkat crane (kg) Go = bobot kait beserta rumah kait(kg) K = angka keamanan ( 2), maka kapasitas angkat dikalikan 2 G = 6000 x 2

  = 12000 kg Q = 12000+ 100 = 12100 kg Ulir yang digunakan bagian ujung atas kait yaitu bentuk ulir segi tiga dengan ukuran standar ulir kasar metris. untuk pemilihan ulir kita tentukan dulu diameter dalam minimal Dengan perhitungan tegangan pada bagian berulir

  4 Q

  t= …………………………………………………….……………(2.2) ₂ d

  π ¹

  (N. Rudenko, 1996, hal. 86)

  2

  dengan, = tegangan tarik (kg/cm )

  t

  Q = beban pada kait (kg) d

  1 = diameter dalam ulir (cm)

  2

  syarat t < 1800 kg/cm , maka: d

  1 > 500 14 ,

  1 = diameter luar ulir (cm)

  H = 6,5 cm H = 7 cm

  − π x x

  4 _{2 2}

  5 4 , 6 ( 12100 5 ,

  , 7505 150 )

  2 H =

  , dipilih 150 kg/cm

  2

  p = tegangan tekanan aman (baja dengan baja) 300 - 350 kg/cm

  Q = beban pada kait (kg) t = kisar ulir (cm) d = diameter dalam ulir (cm) d

  3 12100

  ..........................................................................(2.3) (N. Rudenko, 1996, hal. 86) dengan, H = tinggi minimum mur kait (cm)

  − π

  4 _{2 1 2}

  ) (

  p d d Q t

  H =

  dari Tabel ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205) diambil M64 yang memiliki diameter dalam 5,7505 cm ( lebih besar dari 5,552 cm) Tinggi minimum mur kait ditentukan oleh tegangan tekan yang ditentukan oleh tegangan tekan yang dizinkan pada ulir.

  1 > 5,552 cm

  d

  4 x x

  Pemeriksaan tegangan pada bagian dudukan kait . Berdasarkan data pada tabel harga desain dasar untuk kait tunggal pada lampiran 2, maka digunakan kait

  F = luas penampang kritis (104 cm

  I = Fxa Q e ₁

  = 1800 kg/cm

  σ y

  mulurnya

  2 , aman karena lebih kecil dari batas

  I = 759,97 kg/cm

  dari perhitungan didapat

  2

  x x x x I = 759,97 kg/cm

  5 2 12100

  = , 13 120 104 095 ,

  I

  (N. Rudenko, 1996, hal. 88)

  2 ………………………...……………………………..(2.4)

  untuk bahan dari baja karbon cor SC 37)

  2

  2

  mengalami tarikan ketika kait mengangkat beban ( tegangan aman tidak boleh melebihi 1800 kg/cm

  I ), bagian dalam akan

  Tegangan tarik maksimum pada kontur dalam (

  2 = e 1 = jarak antara garis nol dengan kontur dalam (5,095 cm)

  x = faktor yang tergantung pada bentuk penampang dan kelengkungan kait (0,12) = jarak antara garis nol dengan centroid (1,185 cm) h

  2 = luas desain dalam (10,5 cm)

  f

  1 = luas desain dalam (4,25 cm)

  = jari jari mulut kait (6,5 cm) = jari – jari kelengkungan kait (12,78 cm) f

  a

  2

  ) x c = jarak antara centroid dan kontur dalam (6,28 cm)

  2

• .......................................................................(2.5)

  2 = 7,905 cm

  2

  tegangan tekan ijin = 900 kg/cm

  

2

, aman karena lebih kecil dari

  II = - 393,04 kg/cm

  dari perhitungan didapat

  2

  = - 393,04 kg/cm

  II

  905 , 7 12100

  13 5 , 6 ( 104 12 ,

  )

  II =

  e

  2 = 13 – 5,095

  e

  2 =h – e

1 ................................................................................................(2.6)

  (N. Rudenko, 1996, hal. 88) dengan h = 13 cm e

  h a Fx Qe

  2 ( ²

  )

  II =

  untuk bahan dari baja karbon cor SC 37, nilai dari tegangan tekan aman biasanya setengah dari nilai tegangan tarik ijin)

  2

  diterima kait ketika menahan beban pada bagian luar yang menerima tekanan ( tegangan tekan aman tidak boleh melebihi 900 kg/cm

  II ), tegangan terbesar yang

  Tegangan tekan maksimum pada kontur luar (

• x x x

  tanda minus (-) menunjukkan tegangan tekan

  Hasil analisa dari cosmoswork untuk kait, material yang digunakan AISI

  

2

  304 dengan batas mulur( y = 2068 kg/cm )

  σ

Gambar 2.3 . hasil analisa desain kait menggunakan cosmoswork

  Pada gambar 2.2 terlihat FOS ( factor of safety) = 1,2. ini berarti kait mampu menerima beban 1,2 dari baban yang dikenakan yaitu 12 ton. Bila kapasitasnya 6 ton dan angka keamanan (2) maka kait mampu menerima beban sekitar 14 ton.

  Bantalan yang dipakai adalah bantalan peluru aksial. Bantalan ini memungkinkan kait untuk berputar dengan mudah pada saat menangani beban yang berat dan juga gesekannya rendah dan pelumasan sederhana (cukup digemuk). Bantalan ini dipasangkan pada batang lintang yang berfungsi sebagai dudukannya.

Gambar 2.4. Bantalan Peluru untuk Kait

  (N. Rudenko, 1996, hal. 98) Dari tabel harga desain dasar bantalan pada lampiran 2 diketahui spesifikasi bantalan. Kapasitas pengangkatan 15 ton, limit beban kerja 15,8 ton, spesifikasinya d = 80 mm D = 145 mm

  1

  1

  d

  4 = 82 mm k = 50 mm

  d

  5 = 110 mm R = 110 mm

  D = 136 mm r = 2 mm

  2. 2. 1.2 Batang Lintang

  Untuk menggantung kait pada rumah kait digunakan batang lintang. Batang lintang kait dapat berputar pada pelat sisi rumahnya yang diperkuat sengan strap pada dua arah yang saling tegak lurus. Batang lintang ini ditempa dari baja dan diberi trunion ( batang gerak) pada ujungnya

Gambar 2.5. batang lintang

  (N. Rudenko, 1996, hal. 99) ukuran batang lintang adalah sebagai berikut: l = panjang batang lintang (200 mm) d

  1 = diameter dudukan bantalan (145 mm)

  d

  2 = diameter lubang batang lintang (80 mm)

  b = lebar batang (200 mm) D = diameter trunion (40 mm) H = tinggi batang lintang (60 mm)

  Dipakai bahan baja karbon untuk kontruksi mesin ( JIS G 4051) S 45 C

  2

  dengan batas mulur( y )= 5000 kg/cm

  σ

  Momen lentur maksimum (M l maks ) yang akan terjadi bila batang lintang mengalami beban 12100 kg Beban total Q = 12100 kg

  Q

  M l maks = ( l , 5 d ) ...............................................................(2.7)

  − ¹

  4 (N. Rudenko, 1996, hal. 98)

  12100 = x ( 20 , 5 x 14 , 5 )

  −

  4 = 583068,75 kg.cm Momen perlawanan (W). Volume batang lintang yang mengalami tegangan

  1 ₂ W= ( b d ) h …………...…........………………………………….(2.8)

  − ²

  6 (N. Rudenko, 1996, hal. 98)

  1 ² = (

  20 8 )

  6

  −

  6

  3

  = 128 cm

  Tegangan lentur ( lentur ). Tegangan yang terjadi pada batang lintang,

  2 Tegangan aman yang diijinkan 5000 kg/cm M lmaks lentur = ……………………….……………………(2.9)

  W

  (N. Rudenko, 1996, hal. 104) 583068 ,

  75

  2

  = = 4555 kg/cm 128

  

2

  dari perhitungan didapat lentur = 4555 kg/cm , aman karena lebih kecil dari

  2

  tegangan aman yang diijinkan = 5000 kg/cm Hasil analisa dari cosmoswork untuk batang lintang, material yang

  2

  digunakan AISI 304 dengan batas mulur( ) = 2068 kg/cm

  y σ

Gambar 2.6 . hasil analisa desain batang lintang menggunakan cosmoswork

  Pada gambar 2.6 terlihat FOS ( factor of safety) = 1,5. ini berarti batang lintang mampu menerima beban 1,5 dari beban yang dikenakan yaitu 12 ton. Bila kapasitasnya 6 ton dan angka keamanan (2) maka kait mampu menerima beban sekitar 18 ton.

  2. 2. 1.3 Sekal

  Batang lintang kait dapat berputar pada pelat sisi rumahnya yang diperkuat oleh sekal yang terbuat dari pelat baja.

  Bahan yang digunakan dalam pembuatan sekal yaitu baja karbon cor

  2 SC 37 (JIS G 5101) dengan batas mulur ( y) = 1800 kg/cm . Desain dari sekal σ

  yang akan mempunyai ukuran sebagai berikut: Diameter lubang (d) = 4 cm Jari – jari sakel (R) = 8 cm Lebar sekal (b) = 8 cm Tebal sekal (s) = 1 cm

Gambar 2.7 penampang lintang sekal

  (N. Rudenko, 1996, hal. 100) Tegangan maksimum pada permukaan A

  3 ( A3 ) ^{2 2}

  4 R d

• Q

  A3 = x ...........................................................................(2.10) _{2 2}

  2 ds

  4 R d

  −

  (N. Rudenko, 1996, hal. 101) ^{2 2}

  4 ( 8 )

  4

  x

• 12100

  = x _{2 2} 2 x 4 x

  1 4 x ( 8 )

  4

  −

  2

  = 1713,66 kg/cm

  

2

  dari perhitungan didapat = 1713,66 kg/cm aman karena lebih kecil dari

  A3 ,

  2

  tegangan aman yang diijinkan =1800 kg/cm Tegangan maksimum pada penampang A

  2 ( A2 ) Q

  A2 = .........................................................................(2.11)

  2 ( b d ) s

  −

  (N. Rudenko, 1996, hal. 100) 12100

  = 2 ( 8 4 )

  1

  −

  2

  = 1512,5 kg/cm

  

2

  dari perhitungan didapat A2 = 1512,5 kg/cm , aman karena lebih kecil dari

  2

  tegangan aman yang diijinkan =1800 kg/cm

  Hasil analisa dari cosmoswork untuk sekal, material yang digunakan AISI

  2

  304 dengan batas mulur( y ) = 2068 kg/cm

  σ

Gambar 2.8 . hasil analisa desain sekal menggunakan cosmoswork

  Sekal yang dipakai berjumlah 2 buah, masing-masing akan menerima beban 6 ton. Dari gambar 2.8 terlihat FOS ( factor of safety) = 1,3 ini berarti sekal mampu menerima beban 1,3 dari beban yang dikenakan yaitu 6 ton. Maka sekal mampu menerima beban 7,8 ton.

  Pemeriksaan trunion batang lintang, tegangan aman yang diijinkan 5000

  2

  kg/cm Momen maksimum trunion (M 2 maks )

• Q s s
₁ M 2 maks = x ...............……………………………..(2.12)

  2

  2 (N. Rudenko, 1996, hal. 98) dengan, Q = beban total s = tebal sekal (1 cm) s

  1 = tebal pelat samping (0,5 cm)

  1 , 5 ) M = x

• 12100 (

  2 maks

  2

  2 = 4537,5 kg-cm

  Momen perlawanan trunion (W tr )

  I W = ……………………………………………………………..(2.13) tr

  C

  dengan, I = momen inertia trunion C = jari – jari trunion ₄

  π

  I = d

  64 ₄

  π

  = x

  4

  64

  4

  = 12,56cm 12 ,

  56 W =

  tr

  2

  3

  = 6,28cm

  .Tegangan lentur pada trunion ( lentur )

  Gandar yang dipakai untuk berputarnya puli menggunakan bahan baja karbon untuk kontruksi mesin S30C ( JIS G 4051 ) yang mempunyai batas mulur (

  C B A

  . a Q a l

  a = 102,5 mm Q = 12100 kg Besar momen lentur yang terjadi

Gambar 2.9 gandar dan bebannya l = panjang gandar ( 205 mm)

  2 .

  )= 29 kg/mm

  σ y

  2 2. 2. 1.4 Gandar

  lentur = _tr W M ₂

  aman karena lebih kecil dari tegangan aman yang diijinkan 5000 kg/cm

  2 ,

  = 722,53 kg/cm

  lentur

  dari perhitungan didapat

  2

  6 4537 5 , = 722,53 kg/cm

  ……………………………………………………..(2.14) (N. Rudenko, 1996, hal. 104) = 28 ,

  Q

  ( G. Niemann, 1994. hal 325) 12100 x 102 ,

  5 = = 310062,5 kg mm

  4 Diameter minimal gandar ₃ M _B d s = 2,71 …………………………………………….........(2.16)

  σ a

  ( G. Niemann, 1994. hal 321) ₃ 310062 ,

  5

  = 2,17

  29

  = 47,805 mm Diameter gandar diambil 50 mm

  Hasil analisa dari cosmoswork untuk gander puli, material yang digunakan

  2 AISI 304 dengan batas mulur( y )= 2068 kg/cm σ Pada gambar 2.10 terlihat FOS ( factor of safety) = 1. ini berarti gandar mampu menerima beban 1x dari beban yang dikenakan yaitu 12 ton.

  Bantalan untuk berputarnya puli pada gandar dipilih bantalan rol silinder. Dari tabel bantalan pada lampiran 10 dipilih bantalan dengan spesifikasi sebagai berikut:

  Jenis bantalan : Type N 310EC Diameter luar (D) : 110 mm Diameter dalam (d) : 50 mm Jari-jari fillet luar (r) : 2 mm Jari-jari fillet dalam (r ) : 2 mm

1 Lebar (b) : 20 mm

  Beban nominal dinamis izin : 110000 N = 11000 kg Perhitungan kekuatan bantalan

  a. Perhitungan faktor umur (fh) _{10 3} Lh

  fh …………………………...………………(2.17) =

  500

  (Sularso, 1997, hal.136) dengan Lh = umur bantalan yang direncanakan (20000 jam), dari tabel bantalan untuk permesinan dan umur nya pada lampiran 9 _{10 3}

  20000 fh

  = 500

  3 , 024

  fh = b. Perhitungan faktor kecepatan (fn) _{10 3}

  33 ,

  3 fn …………………………………………..(2.18)

  = n

  (Sularso, 1997, hal.136) _{10 3} 33 ,

  3

  fh =

  21 ,

  23

  fh

  1 ,

  16

  =

  c. Perhitungan beban equivalen dinamis (P)

  P x . F y . F = r a

• ................................................................(2.19)

  (Sularso, 1997, hal.135)

  Q 12100

  dengan F = beban radial ( 6050 kg ) _{r = =}

  2

  2 F = beban aksial, besarnya dapat diabaikan karena _a drum ditumpu oleh dua bantalan sehingga drum tidak mendapat beban aksial x = 1 untuk bantalan bola baris tunggal y = 0

  1 x 6050 x

  =

• P

  P = 6050 kg

  d. Perhitungan beban nominal dinamis (C)

  fhP C ......................................................................(2.20) = fn

  (Sularso, 1997, hal.136)

  3 , 415 . 6050

  C =

  1 ,

  16 C = 9943,27 kg Pemilihan bantalan benar karena C dinamis < C dinamis izin

  Karena perhitungan 1 bantalan menggunakan setengah beban maka dipakai 2 bantalan pada perancangannya.

2.2.2 Kabel Kawat Baja

  Dalam kabel kawat baja banyak sekali hal – hal yang sangat kompleks dan rumit mengenai tegangan yang terjadi pada kabel kawat baja tersebut. Tegangan yang terjadi tersebut merupakan gabungan dari tegangan tarik, lentur dan puntir serta adanya tekanan dan gesekan antara kawat dan untaian. Disamping itu dengan adanya tali yang melewati puli dan drum akan mengakibatkan kekuatan tali tersebut menjadi berkurang, hal ini disebabkan karena kikisan yang dialami oleh kawat bagian luar.

Gambar 2.11 penampang tali tipe 6 x 37 = 222 +1c

  

Sumber : Syamsir A.Muin, 1990 hal.68 puli 1 drum puli 3 puli 5 puli 2 puli 4

  Q

Gambar 2.12 skema pengangkatan

  Dari gambar skema pengangkatan jumlah lengkungan yang digunakan yaitu 15, sehingga dari tabel jumlah lengkungan pada lampiran 3, didapatkan perbandingan antara diameter drum atau puli (D min ) dengan diameter tali (d) yaitu

  D _min

  37 ,

  5

  = d