Perancangan sistem pengangkat pada forklift = forklift lifting system design - USD Repository

PERANCANGAN SISTEM PENGANGKAT PADA FORKLIFT TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik

  Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh:

  Nama : Yohanes Boedianto NIM : 025214002

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  

FORKLIFT LIFTING SYSTEM DESIGN

FINAL PROJECT

  Presented as Partial Fulfilment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical Engineering By :

  Name : Yohanes Boedianto NIM : 025214002

  

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan dalam daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, Agustus 2007 Penulis

  Yohanes Boedianto

  Karya ini kupersembahkan untuk :

Jesus Christ, my Sheeperd and my Saviour

Papa dan Mama tercinta Adik-adikku yang terkasih

  Merlyana Soik yang kucintai GBI Generasi Baru Yogyakarta

  

INTISARI

  Dalam unit kegiatan produksi beserta prosesnya, diperlukan penyokong dalam upaya menjamin kelancaran kegiatan produksi. Penyokong tersebut adalah perangkat peralatan yang mampu untuk memindahkan ataupun mengangkat bahan, material, hasil, atau unit produksi dari suatu tahapan produksi ke tahapan yang lainnya ataupun dari suatu departemen menuju departemen lainnya. Forklift merupakan salah satu jawaban dari problema tersebut.

  Material yang akan diangkat oleh forklift ini dibatasi sampai pada berat maksimum dua ton. Maka peralatan pengangkat didesain sedemikian rupa sehingga mampu menahan beban maksimum pada saat dioperasikan.

  Dalam sistem pengangkat pada forklift ini digunakan motor listrik yang memberi suplai berupa putaran dan torsi kepada pompa roda gigi dan kemudian menghasilkan debit dan tekanan fluida yang dialirkan melalui selang hidrolik menuju silinder pengangkat maupun silinder miring. Debit dan tekanan fluida pada silinder angkat menghasilkan dorongan terhadap piston dan batang silinder angkat sehingga mampu mendorong fork beserta bebannya sepanjang rel sampai ketinggian yang diinginkan operator. Sedangkan pada silinder miring, menghasilkan dorongan terhadap piston dan batang silinder miring sehingga mampu mendorong fork beserta bebannya sampai kemiringan yang diinginkan operator.

  

ABSTRACT

  A support system is needed to ensure a good production process. One of the supporting systems is a vehicle that can be used to move or lift materials, products or production units from one production stage to another or from one department to another. This vehicle is known as forklift.

  Forklift has an ability to lift materials up to 2 tons. So the work equipment must be designed in such a way that it can hold a maximum load capacity.

  This forklift design system use an electric motor to give supply such as wheel and torsion to gear pump that produce fluid rate of flow and pressure that stream down through hydraulic pipe to lift-cylinder or tilt-cylinder. Fluid rate of flow and pressure on the lift-cylinder push piston and lift-cylinder body so it can push the fork and its load along the track until some degree of height. On tilt- cylinder it push piston and tilt-cylinder body so can use to push fork and its load until some degree of slope required by operator.

KATA PENGANTAR

  Dengan segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkat dan rahmat-Nya yang besar, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Sistem Pengangkat pada Forklift” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  Bersamaan dengan ini, penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada dosen serta rekan-rekan yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, antara lain:

  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.

  2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak R.B. Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik sekaligus Dosen Pembimbing Tugas Akhir. Terima kasih banyak untuk masukan-masukan yang sangat membantu penyelesaian Tugas Akhir ini. Dan juga nasihat-nasihat agar menjadi lulusan yang memiliki nilai sumber daya yang lebih.

  4. Bapak Ir. Rines Alapan, M.T. dan Bapak Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji. Terima kasih untuk saran dan nasihatnya.

  5. Segenap dosen dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  6. Papa Hendry Boedianto dan Mama Suryana Astrodiarjo tercinta, terima kasih buat kasih sayang, dukungan dan doa-doanya selama saya mulai kuliah sampai saya lulus. I love you all.

  7. Papa Anto Sulistyo dan Mama Sharlota Soik tercinta, terima kasih buat dorongan semangat dan doa-doanya. I love you all.

  8. Keluarga Besar Liem Bing Lie, terima kasih buat support dana selama masa kuliah saya. Kiranya Tuhan memberkati kehidupan Anda dan damai sejahtera selalu ada dalam keluarga kita semua.

  9. My heart, Merlyana Soik, S.T, terima kasih sudah banyak mendukung dan berdoa buat saya saat saya mengalami saat-saat yang susah. Terima kasih sudah banyak membagi hidup bersama saya. Terima kasih buat cinta dan kasihmu yang nyata dalam hidup saya. I love you so much…!!!

  10. Adik-adikku semua (Chandra, Meme, Icha, Putri dan Fredy, Siong, Siana).

  Terima kasih banyak buat dukungan semangatnya. I love you all.

  11. GBI Generasi Baru, tempat di mana saya bertumbuh dan mendapatkan nutrisi rohani yang luar biasa.

  12. History Maker (Bang Sam, Eros, Epen, Edy dan Maraden), rumah dan keluarga saya selama di Jogja. Terima kasih sudah berbagi hidup.

  13. Chronicles (Bang Punto, Ita, Nancy, Joyce, Butet, Lia, Awing, Eros, Bayu, Echi, Titik), terima kasih buat dukungan doa kalian. Ayo terus kejar panggilanmu, jangan menyerah! Capai mimpimu dan torehkan catatan manis dalam kehidupan kalian. Saya bangga memiliki saudara seperti kalian. I love you all.

  14. Para punggawa zona 2 (Bang Eko, Bu Semi, Bang Punto, Mas Hendro, Mbak Isti, Kak Femmy), mantap dan tetap semangat ya…!!!

  15. Eks ViJ (Bang Natar, Okto, Liawati, Kak Raul, Robby, Edy Guntank, Samuel, Yuki, dkk yang lain), makasih buat doa-doanya.

  16. Semua teman-teman TM, terima kasih buat semua bantuannya. Sampai jumpa di dunia kerja ya…

  17. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis memohon kritik dan saran yang membangun. Penulis memiliki harapan yang sangat besar, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan juga bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

  Yogyakarta, Agustus 2007 Penulis

  Yohanes Boedianto

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .....................................................................................................i HALAMAN PERSETUJUAN .....................................................................................ii HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................................iii HALAMAN KEASLIAN KARYA ............................................................................iv HALAMAN SOAL ...................................................................................................... v HALAMAN REVISI ..................................................................................................vi HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................vii

  INTISARI ..................................................................................................................viii ABSTRACT ................................................................................................................ix KATA PENGANTAR ................................................................................................. x DAFTAR ISI .............................................................................................................xiii DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................xvii DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xx BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

  1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1

  1.2. Definisi Forklift.............................................................................................. 2

  1.3. Jenis-jenis Forklift.......................................................................................... 5

  1.4. Dimensi Forklift ........................................................................................... 10

  1.5. Pembatasan Masalah .................................................................................... 16

  1.6. Prosedur Perancangan .................................................................................. 16

  BAB II. PERANCANGAN SISTEM PENGANGKAT ............................................. 18

  

2.1 Peralatan Kerja (Work Equipment) .............................................................. 18

  2.1.1 Garpu (Fork) ....................................................................................... 18

  2.1.1.1 Perhitungan Fork.................................................................. 18

  2.1.1.2 Pemeriksaan Kekuatan Fork ................................................ 24

  2.1.1.3 Perhitungan Kait Fork .......................................................... 25

  2.1.2 Fingerboard ......................................................................................... 31

  2.1.3 Tiang (Mast)........................................................................................ 34

  2.1.3.1 Perencanaan Tiang ............................................................... 37

  2.1.3.2 Perencanaan Roda Jalan (Roller) ......................................... 43

  2.1.3.3 Perencanaan Rantai .............................................................. 49

  

2.2 Sistem Hidrolik (Hydraulic System) ............................................................ 57

  2.2.1 Pengertian Dasar ................................................................................. 57

  2.2.2 Komponen-Komponen Sistem Hidrolik ............................................. 59

  2.2.2.1 Pembangkit Tenaga.............................................................. 59

  2.2.2.2 Penghasil Tenaga (Aktuator) ............................................... 60

  2.2.2.3 Pengontrol Sistem Hidrolik (Katub) .................................... 61

  2.2.2.4 Sistem Distribusi .................................................................. 64

  2.2.2.5 Fluida Hidrolik ..................................................................... 64

  2.2.3 Sistem Hidrolik Angkat (Lift) dan Miring (Tilt) ................................. 67

  2.2.3.1 Diagram Sirkuit Sistem Hidrolik ......................................... 67

  2.2.3.2 Silinder Hidrolik .................................................................. 69

  2.2.3.2.1 Analisis Gaya Pembebanan................................... 69

  2.2.3.2.2 Batang Silinder...................................................... 74

  2.2.3.2.3 Piston Silinder ....................................................... 79

  2.2.3.2.4 Tebal Dinding Silinder.......................................... 81

  2.2.3.2.5 Debit Aliran Sistem Hidrolik ................................ 84

  2.2.3.3 Selang Hidrolik .................................................................... 86

  2.2.3.4 Pompa Hidrolik .................................................................... 89

  2.2.3.4.1 Rugi-Rugi pada Instalasi ....................................... 89

  2.2.3.4.2 Konstruksi Pompa Hidrolik .................................. 95

  2.2.3.4.3 Pemeriksaan Kekuatan Pompa Roda Gigi ............ 97

  2.2.3.5 Katub .................................................................................. 100

  2.2.3.6 Fluida Hidrolik ................................................................... 103

  2.3 Analisis Cosmos Work............................................................................... 103

  BAB III. OPERASIONAL DAN PERAWATAN ................................................... 116

  

3.1. Operasional ................................................................................................ 116

  

3.2. Perawatan ................................................................................................... 118

  BAB IV. KESIMPULAN DAN PENUTUP............................................................ 123

  4.1. Kesimpulan ................................................................................................ 123

  4.2. Penutup....................................................................................................... 128 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Kelas-kelas Powered Industrial Trucks.............................................. 3Gambar 1.2. Komponen Forklift-Truck .................................................................. 4Gambar 1.3. Perbandingan Motor-Truck dan Forklift-Truck ................................. 4Gambar 1.4. Jenis-Jenis Forklift ............................................................................. 7Gambar 1.5. Macam-Macam Bentuk Peralatan Kerja Garpu ................................. 9Gambar 1.6. Bentuk dan Konstruksi Forklift Tipe Linde R20 ............................. 10Gambar 1.7. Spesifikasi Dimensi Forklift ............................................................ 15Gambar 1.8. Pengontrolan Sudut dan Kecepatan Kemiringan Tiang ................... 15Gambar 2.1. Dimensi Fork.................................................................................... 19Gambar 2.2. Proyeksi Horizontal pada Lengkungan Fork.................................... 21Gambar 2.3. Proyeksi Melintang Lengkungan Fork pada Bidang A-B................ 21Gambar 2.4. Kait Fork .......................................................................................... 26Gambar 2.5. Penampang Kait A ........................................................................... 27Gambar 2.6. Spesifikasi Fingerboard.................................................................... 31Gambar 2.7. Model Mast 2 Tingkat ...................................................................... 35Gambar 2.8. Model Mast 3 Tingkat ...................................................................... 36Gambar 2.9. Penampang Rel Luar ........................................................................ 37Gambar 2.10. Posisi Pembebanan pada Rel.......................................................... 41Gambar 2.11. Posisi Roller pada Fingerboard ...................................................... 44Gambar 2.12. Posisi Roller pada Rel .................................................................... 45Gambar 2.13. Poros Roller.................................................................................... 48Gambar 2.14. Jenis-Jenis Pompa Roda Gigi......................................................... 59Gambar 2.15. Pompa Hidrodinamik ..................................................................... 60Gambar 2.16. Silinder Hidrolik............................................................................. 61Gambar 2.17. Katub Pengarah .............................................................................. 62Gambar 2.18. Katub Pengontrol Tekanan............................................................. 63Gambar 2.19. Mekanisme Kerja Sistem Hidrolik Angkat dan Miring ................. 68Gambar 2.20. Tegangan Tali................................................................................. 69Gambar 2.21. Kedudukan Fork Tegak Lurus Mast .............................................. 71Gambar 2.22. Kedudukan Fork Miring 2° ke Bawah ........................................... 72Gambar 2.23. Kedudukan Fork Miring 4° ke Atas ............................................... 73Gambar 2.24. Silinder Angkat .............................................................................. 76Gambar 2.25. Silinder Miring ............................................................................... 79Gambar 2.26. Tekanan pada Silinder Angkat ....................................................... 80Gambar 2.27. Tekanan pada Silinder Miring........................................................ 81Gambar 2.28. Pemasangan Selang Hidrolik ......................................................... 86Gambar 2.29. FOS pada fork dan kait dengan pembebanan terpusat ................. 104Gambar 2.30. STRESS pada fork dan kait dengan pembebanan terpusat .......... 105Gambar 2.31. FOS pada fork dan kait dengan pembebanan merata ................... 105Gambar 2.32. STRESS pada fork dan kait dengan pembebanan merata ............ 106Gambar 2.33. FOS pada fingerboard akibat fork dan kait berbeban terpusat..... 107Gambar 2.34. STRESS pada fingerboard akibat fork dan kait berbeban terpusat108Gambar 2.35. FOS pada fingerboard akibat fork dan kait berbeban merata....... 108Gambar 2.36. STRESS pada fingerboard akibat fork dan kait berbeban merata 109Gambar 2.37. FOS pada penutup fingerboard .................................................... 110Gambar 2.38. STRESS pada penutup fingerboard.............................................. 110Gambar 2.39. FOS pada penghubung/penggantung fingerboard........................ 111Gambar 2.40. STRESS pada penghubung/penggantung fingerboard................. 112Gambar 2.41. FOS pada rangkaian penyangga sproket ...................................... 113Gambar 2.42. STRESS pada rangkaian penyangga sproket ............................... 113Gambar 2.43. FOS pada rangkaian total ............................................................. 114Gambar 2.44. STRESS pada rangkaian total ...................................................... 115Gambar 3.1. Manuver Operasi Forklift............................................................... 120Gambar 3.2. Loads Position 1 ............................................................................. 120Gambar 3.3. Loads Position 2 ............................................................................. 120Gambar 3.4. Raised Fork dan No Lifting............................................................ 121Gambar 3.5. Maintenance Rantai........................................................................ 121Gambar 3.6. Maintenance pada Sistem Hidrolik ................................................ 121Gambar 3.7. Control Lever ................................................................................. 122

DAFTAR LAMPIRAN

  

Tabel L.1. Baja karbon konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin

Tabel L.2. Bantalan rol silindris Tabel L.3. Ukuran rantai rol Tabel L.4. Besi cor kelabu Tabel L.5. Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205) Tabel L.6. Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir Tabel L.7. Ukuran diameter pipa Tabel L.8. Tekanan zat cair dalam pipa (DIN 2391) Tabel L.9. Kecepatan kritis pada pipa Tabel L.10. Diagram Moody Tabel L.11. Faktor dinamis Tabel L.12. Tegangan lentur yang diizinkan pada bahan roda gigi Tabel L.13. Faktor bentuk gigi Tabel L.14. Pilihan viskositas

  

BAB I

PENDAHULUAN 1. 1. Latar Belakang

  Perkembangan dunia industri sedemikian pesatnya. Teknologi yang semakin maju ini secara otomatis mendorong laju produksi menjadi semakin besar pula. Hal tersebut juga sejalan dengan permintaan pasar terhadap hasil produksi yang semakin tinggi pula.

  Dalam unit kegiatan produksi beserta prosesnya memerlukan penyokong dalam upaya menjamin kelancaran kegiatan produksi.

  Penyokong tersebut adalah perangkat peralatan yang mampu untuk memindahkan ataupun mengangkat bahan, material, hasil, atau unit produksi dari suatu tahapan produksi ke tahapan yang lainnya ataupun dari suatu departemen menuju departemen lainnya.

  Dapat kita bayangkan betapa rumitnya suatu proses produksi tanpa adanya bantuan dari piranti penyokong tersebut, yakni peralatan pengangkat-pengangkut (material handling). Perlatan pengangkat- pengangkut tersebut akan sangat membantu manusia dalam menjalankan kegiatan produksinya. Kita dapat menghitung lama waktu yang dapat ditekan atau dihemat dalam melakukan kegiatan mengangkat-mengangkut.

  Hal ini tentu saja mempengaruhi jumlah nilai nominal (uang) yang mampu kita tekan atau minimalisir untuk melakukan proses produksi yang kurang efisien.

  Apabila kita amati secara cermat menurut klasifikasi kerjanya, peran forklift dalam dunia industri menjadi demikian penting dan signifikan untuk dipergunakan sebagai peralatan penyokong proses produksi.

  1. 2. Definisi Forklift

  Forklift merupakan salah satu kelas dari klasifikasi powered industrial

  truck . Menurut The Industrial Powered Truck Association, klasifikasi dari powered industrial truck seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.1 adalah:

  a. Kelas I : electric motor rider trucks

  b. Kelas II : electric motor narrow aisle trucks

  c. Kelas III : electric motor hand trucks or hand / rider trucks d.

  

Kelas IV : internal combustion engine trucks (solid / cushion tires)

  e. Kelas V : internal combustion engine trucks (pneumatic tires)

  f. Kelas VI : electric / internal combustion engine tractors

  g. Kelas VII : rough terrain forklift trucks Forklift seringkali juga disebut counterbalance-truck sebagai peralatan angkat dan angkut dengan menggunakan tenaga mesin (internal combustion) ataupun motor listrik (electric motor), dikendalikan oleh seorang operator yang telah terlatih. Forklift mampu dipergunakan di dalam ruangan (indoors) maupun di luar ruangan (outdoors) serta mempunyai kegunaan untuk : a. Mengangkat dan mengangkut bahan baku (lift and transport materials) b. Menimbun material (stack materials)

  c. Menarik atau mendorong pesawat terbang ataupun kereta gandeng yang berisi bahan baku (tow or push aircraft or material transport trailers)

  (a) Kelas I : (b) Kelas I : (c) Kelas II : Counterbalance Rider Type Sit Down Rider Electric Order Picker (d) Kelas II : (e) Kelas II : (f) Kelas III :

Reach Type Outrigger Turret Truck Low Lift Platform

(g) Kelas III : (h) Kelas IV : (i) Kelas V :

High Lift Counterbalance Fork Counterbalance Fork Conterbalance

(chusion /solid tires) (pneumatic tires) (j) Kelas VI : (k) Kelas VII : (l) Kelas VII : Sit Down Rider Straight-Mass Forklift Extended-Reach Forklift

Gambar 1.1 Kelas-kelas Powered Industrial Trucks

  

(Sumber : Power Industrial Trucks Operator Training, www.free-trining.com )

  Forklift juga merupakan suatu peralatan pengangkat dan pengangkut yang terbagi atas badan (truck-body) serta peralatan kerja (work equipment) seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.2. Forklift pada hakekatnya serupa dengan motor-truck, tetapi hal yang membedakan adalah Forklift membawa muatannya di bagian peralatan kerja (work equipment)-nya, sedangkan motor-truck membawa muatan pada bagian badan (body)-nya seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1. 3.

  a.)

  b.)

Gambar 1.2 Komponen forklift-truck

  a.) Work equipment b.) Truck body (Sumber : ____,Diktat-diktat Forklift, PT. United Tractors Pandu Engineering)

  a.) b.)

Gambar 1.3 Perbandingan motor-truck dan forklift-truck

  a.) Motor-truck b.) Forklift-truck (Sumber: ____, Diktat-diktat Forlift,PT. United Tractors Pandu Engineering)

  1. 3. Jenis-jenis Forklift

  Forklift menurut mesin penggerak (power drive) yang dipergunakan dapat dibagi menjadi dua macam yaitu : a. Internal Combustion (I/C) Forklift

  Forklift ini menggunakan jenis bahan bakar gas / LPG (Liquid Petrolium Gas), bensin (gasoline), atau solar (diesel).

  b. Electric (Motor) Forklift Forklift ini menggunakan jenis motor arus searah (DC) atau arus bolak- balik (AC).

  Forklift dalam konstruksinya dilengkapi dengan peralatan kerja (mast

  and attachment ). Forklift memiliki beberapa bentuk attachment sesuai

  dengan fungsinya dalam memindahkan jenis muatan yang ingin dipindahkan. Hal ini seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.4 , yaitu sebagai berikut :

  a. Forklift dengan pencekam ganda

  b. Forklift dengan klem 1) Klem penjepit muatan bal hidrolik 2) Klem penjepil rol vertikal 3) Klem pengangkat tong 4) Klem keranjang 5) Klem penjepit hidrolik untuk baja panas 6) Klem grab untuk penundah kayu c. Forklift dengan perlengkapan crane 1) Crane kait tunggal sederhana 2) Crane kait tunggal 3) Crane dengan lengan pengangkat

  d. Forklift dengan garpu 1) Garpu tunggal / tanduk 2) Garpu ganda untuk pipa keramik dan beton kecil 3) Garpu khusus pencekam pipa beton besar 4) Garpu pengangkat tinggi 5) Garpu pembalik 6) Garpu ganda untuk membawa drum dalam posisi horizontal

  e. Forklift dengan cengkeraman 1) Cengkeraman pengatur rol dalam arah vertikal 2) Cengkeraman untuk muatan curah

  f. Forklift dengan sebuah permukaan yang rata (pelantak) sebagai pendorong beban universal.

  g. Forklift dengan pemegang magnetis

  h. Forklift dengan hooper i. Forklift dengan sekop

  1) Sekop pengaduk 2) Sekop gravitasi

Gambar 1.4 Jenis-jenis forklift

  (Sumber : Rudenko, N.,1996, MesinPengangkat , Penerbit Erlangga, Jakarta)

  Apabila forklift menggunakan perlatan kerja berbentuk garpu (fork), ada beberapa macam bentuk fork yang digunakan seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.5 yaitu :

  a. Long forkbar

  b. Sleeved forks

  c. Long forkbar

  d. High load backrest

  e. Tappered forks

  

(a) Long forkbar (b) Sleeved forks (c) High load backrest

(d) Long forks (e) Tapered fork

Gambar 1.5 Macam-macam bentuk peralatan kerja garpu

  

(Sumber : ____, Diktat-diktat Forlift,PT. United Tractors Pandu Engineering)

  1. 4. Dimensi Forklift

  Forklift memiliki konstruksi dasar yang hampir sama, hanya dimensinya saja yang berbeda. Berikut dapat dilihat konstruksi forklift yang termasuk dalam powered industrial trucks kelas II yaitu forklift dengan tipe ‘Reach Type Outrigger’ dan sistem penggerak berupa electric motor rider

  trucks . Peralatan kerja (attachment) dipilih berupa garpu (tapered forks)

  yang dipergunakan untuk mengangkat dan memindahkan material berbentuk kotak ataupun material lain dengan pallet dan dipasang pada tiang (mast) dua tingkat. Forklift ini digunakan di dalam ruangan (indoors).Konstruksi forklift tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.6

Gambar 1.6 Bentuk dan konstruksi forklift tipe Linde R20

  

(Sumber : ____, Linde Electric Reach Truck Manual Book) Bagian-bagian dari forklift tersebut adalah :

  1. Mast unit

  15. Traction motor

  2. Lift cylinder

  16. Horn

  3. Protection screen

  17. Brake fluid reservoir

  4. Control panel cover

  18. Seat mounting

  5. Battery connector

  19. Traction motor brake

  6. Battery

  20. Power steering motor /

  7. Lift motor and pump unit gearbox / controller

  8. Hydraulic tank

  21. Seat

  9. Load wheels

  22. Steering wheel

  10. Hydraulic control valve

  23. Lift chain

  11. Reach roller

  24. Fork latches

  12. Drive wheel

  25. Forks

  13. Gearbox

  26. Fork carriage

  14. Reach jack

  27. Sideshift jack Forklift memiliki dimensi-dimensi yang telah terstandarisasi.

  Dengan adanya petunjuk berupa spesifikasi dari dimensi forklift, sehingga akan sangat membantu dan memudahkan operator forklift. Spesifikasi umum dari dimensi forklift diperlihatkan pada Gambar 1.7 dan Gambar 1.8. Berikut ini merupakan penjelasan spesifikasi dari dimensi forklift yang umum dipergunakan.

  1. Gradeability Kemiringan maksimum jalan yang masih bisa dilalui forklift yang mengangkut beban dengan bobot standar.

  2. Forklift lifting speed Kecepatan angkat garpu tanpa dan dengan adanya beban standar, dinyatakan dalam satuan mm/sec (millimeter/detik).

  3. Forklift lowering speed Kecepatan turun garpu tanpa dan dengan adanya beban standar, dinyatakan dalam satuan mm/sec (millimeter/detik).

  4. Free lift Jarak dari permukaan tanah (ground) ke garpu dengan rel /tiang (mast) berada pada posisi tegak lurus.

  5. Load center Jarak dari titik pusat beban ke garpu bagian depan ketika diberi beban maksimum.

  6. Maximum lifting height Jarak ketinggian maksimum dari permukaan tanah ke permukaan garpu pada saat garpu dinaikkan maksimum. Tiang / rel harus dalam keadaan tegak lurus dengan standar beban pada load centernya.

  7. Maximum load Beban maksimum yang daoat diberikan pada load centernya.

  8. Maximum tractive effort

  Gaya tarik maksimum dengan standar beban arah maju, dinyatakan dalam satuan kilogram (kg).

  9. Maximum turning radius Setengah dari diameter lingkaran pada saat forklift berbelok tajam.

  Turning radius akan semakin kecil jika kemampuan membelok (turning ability ) forklift semakin besar.

  10. Mast tilting angle Sudut kemiringan dari rel / tiang yang dapat digerakkan ke depan maupun ke belakang.

  11. Mast tilting speed Kecepatan dari tiang pada saat digerakkan hingga mencapai kemiringan maksimum.

  12. Minimum intersecting aisle / stacking aisle width Lebar minimum dari jalan (gang) ketika forklift masih dapat berbelok.

  Semakin kecil minimum intersecting aislenya akan menyebabkan forklift mampu beroperasi pada lokasi (misalnya gudang) yang kecil.

  13. Minimum under clearance Ketinggian dari permukaan tanah atau lantai ke bagian terendah dari forklift. Pada umumnya merupakan jarak bagian bawah tiang, tidak termasuk garpu dan ban.

  14. Overall height Tinggi total yang diukur dari permukaan tanah atau lantai ke bagian atas dengan posisi tiang tegak lurus dan garpu terletak di permukaan tanah.

  15. Overall length Ukuran panjang diukur dari ujung garpu paling depan ke bagian paling belakang dari forklift.

  16. Overall width Ukuran lebar yang diukur dari bagian forklift yang paling menonjol dari kedua sisinya.

  17. Service weight Ukuran berat total dari forklift tetapi tidak termasuk operator. Untuk forklift dengan internal combustion, service weight sudah termasuk dengan bahan bakar, air pendingin, dan pelumas.

  18. Tread Jarak tengah antara ban kiri dan kanan. Jika tread semakin pendek lebar forklift akan semakin pendek pula dan mengakibatkan keseimbangan forklift berkurang. Tread dibuat sependek mungkin tanpa mengganggu keseimbangannya.

  19. Wheel base Jarak mendatar / horizontal dari titik pusat poros depan (front axle) ke titik pusat poros belakang (rear axle). Apabila wheel base semakin panjang maka keseimbangan forklift akan semakin baik, tetapi radius untuk membelok (turning radius)nya akan semakin besar. Wheel base sebaiknya dirancang sependek mungkin tanpa mengganggu keseimbangan dari forklift.

  

(a) Gradeability (b) Free lift (c) Load center (d) Maximum (e) Maximum

lifting height load

(f) Minimum under (g) Maximum turning (h) Minimum intersecting (i) Overall height

clearance radius aisle

(j) Overall length (k) Overall width (l) Tread (m) Service weight (n) Wheel base

Gambar 1.7 Spesifikasi dimensi forklift

  

(Sumber : ____, Diktat-diktat Forlift,PT. United Tractors Pandu Engineering)

(a) Sudut miring ke depan (b) Sudut miring ke belakang

Gambar 1.8 Pengontrolan sudut dan kecepatan kemiringan tiang

  

(Sumber : ____, 2001, Industrial Vehicle Technology Magazine : Lift Truck and

Materials Handling Equipment Edition , halaman 74)

  1. 5. Pembatasan Masalah

  Tugas akhir ini dalam pembahasan, perancangan, dan perhitungan akan bertitik berat pada beberapa hal. Selain dari hal tersebut, tidak akan dibahas secara lengkap. Hal- hal yang menjadi titik berat dalam Tugas Akhir ini adalah :

  1. Perancangan difokuskan hanya pada perancangan sistem pengangkat pada forklift. Yang termasuk di dalamnya adalah perancangan garpu (fork), perancangan fingerboard, perancangan tiang (mast), perancangan sistem hidrolik.

  2. Sistem pengangkat ini mampu mengangkat beban dengan berat maksimum 2 ton.

  1. 6. Prosedur Perancangan

  Langkah-langkah dalam proses pembahasan dan perancangan komponen-komponen dari sistem pengangkat pada forklift adalah sebagai berikut :

  1. Penyajian latar belakang Tugas Akhir yang bertema forklift, kemudian dilanjutkan dengan membahas definisi forklift, jenis-jenis forklift dan spesifikasi dimensi forklift yang umum dipergunakan. Setelah itu baru ditentukan mengenai pembatasan masalah dan prosedur perancangannya.

  2. Analisis perhitungan pada sistem pengangkat yang akan dirancang sesuai dengan pembatasan masalah yang telah ditetapkan, yaitu meliputi: a. Peralatan kerja (work equipment) yang meliputi garpu (fork),

  fingerboard , dan tiang (mast). Akan disajikan mengenai definisi dan perhitungan perancangan masing-masing komponen tersebut.

  b. Sistem hidrolik beserta komponen-komponen dalam sistem hidrolik, dan pembahasan mengenai sistem hidrolik untuk angkat (lift) dan sistem hidrolik untuk miring (tilt). Dalam hal ini juga meliputi penggerak hidrolik, yaitu mengenai definisi dan komponen- komponen pompa hidrolik sebagai penyuplai tenaga dalam sistem pengangkat pada forklift ini.

  c. Penyajian hasil analisis perhitungan dengan menggunakan program “Cosmos Work” sebagai acuan pembanding terhadap hasil analisis perhitungan manual.

  3. Pembahasan mengenai operasional dan perawatan dari sistem pengangkat pada forklift. Operasional yang dimaksud adalah meliputi prosedur-prosedur dalam mengoperasikan sistem pengangkat pada forklift, serta prosedur-prosedur keamanan dan keselamatan bagi operator ataupun bagi orang lain yang berada dalam lingkup kerja forklift tersebut. Perawatan sistem pengangkat pada forklift akan meliputi pemeliharaan dan perawatan yang perlu dilakukan.

  4. Penyajian data-data hasil perhitungan beserta penjabaran kesimpulan yang diperoleh selama proses perancangan ini.

  

BAB II

PERANCANGAN SISTEM PENGANGKAT 2. 1. Peralatan Kerja (Work Equipment)

2.1.1. Garpu (Fork)

  Fork merupakan bagian dari sistem pengangkat forklift yang akan menerima beban secara langsung. Fork juga merupakan peralatan kerja forklift yang dapat diganti menurut kebutuhan kerja serta jenis dari beban yang akan diangkat. Fungsi fork adalah sebagai dudukan dari beban atau materi yang akan diangkat, yang dapat berupa kotak atau pallet. Dalam pengoperasiannya, diusahakan agar penempatan beban berada pada pangkal fork untuk meminimalkan terjadinya kerusakan pada konstruksi fork.

2.1.1.1. Perhitungan Fork

  Bahan fork dipilih menggunakan Tabel L.1 dan L.12 pada lampiran, dengan data yang diketahui adalah: Bahan fork = S 35 C ₂ Kekuatan tarik bahan B = 52 kg/mm

  σ ₂ Tegangan lentur izin bahan bahan a = 26 kg/mm σ

  Kapasitas angkat maksimum Q = 2000 kg Jumlah fork = 2 Setiap batang fork menerima beban kerja masing-masing (seperti yang terlihat pada Gambar 2.1), dapat ditentukan dari persamaan 2.1.

  1 F = × Q ....................................................................................... (2.1)

  2

  1 F = × 2000 = 1000 kg

  2 Gambar 2.1 Dimensi Fork Angka keamanan merupakan angka yang digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari suatu bagian mesin. Angka keamanan yang diambil Sf = 1,5.

  Beban patah pada batang fork dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.2.

  F = Sf × F ..................................................................................... (2.2) _f F = 1,5 × 1000 = 1500 kg _f

  Penampang A-B seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 akan mengalami pembebanan kombinasi dan akan menghasilkan tegangan dalam berupa tegangan tarik dan lentur akibat beban patah.

  1. Tegangan tarik akibat beban patah dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.3.

  F _f = .................................................................................... (2.3)

  σ _b A

  A = a × b .................................................................................. (2.4) Persamaan 2.4 dimasukkan dalam persamaan 2.3, menjadi: F _f

  = σ _b a b

  × Dengan: A = luas penampang fork (mm²) a = tebal fork (mm) b = lebar batang fork (mm)

  Sehingga: 1500 33,33 = = kg/mm²

  σ _b 45 b b × 2.

  Tegangan lentur beban lengkung Untuk menganalisis tegangan lentur pada fork, perlu dilakukan proyeksi melintang pada batang fork dengan penentuan titik-titik kelengkungan pada fork seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 82).

  Dengan: a = tebal fork = 45 mm b = lebar batang fork (mm) Co = jarak dari sumbu netral ke serat luar (mm) Ci = jarak dari sumbu netral ke serat dalam (mm) e = jarak dari sumbu titik berat ke sumbu netral (mm) r = jari-jari sumbu netral (mm) ro = jari-jari serat luar (mm) ri = jari-jari serat dalam = 20 mm

  r = jari-jari sumbu titik berat (mm)

Gambar 2.2 Proyeksi horizontal pada lengkungan fork

  (Sumber : Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 82)

Gambar 2.3 Proyeksi melintang lengkungan fork pada bidang A-B a.

  Jari-jari kelengkungan serat luar (ro) ditentukan oleh persamaan 2.5 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 85). a ri ro

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

• =

  65

  45 = 20 ro = + mm b.

  Jari-jari kelengkungan sumbu netral (r) ditentukan oleh persamaan 2.6 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 86).

  ⎟ ⎠ ⎞

  ⎜ ⎝ ⎛

  = ri ro ln a r ......................................................................... (2.6)

  45 r = = 38,18 mm

  65 ⎛ ⎞ ln ⎜ ⎟

  20 ⎝ ⎠

  c. Jari-jari kelengkungan titik berat ( r ) ditentukan oleh persamaan 2.7 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 86). a

  =

• r ri ........................................................................... (2.7)

  2

  45

  20 42,5 mm = =

• r

  2 d. Jarak dari sumbu titik berat ke sumbu netral (e) ditentukan oleh persamaan 2.8 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 85). e = r − r ............................................................................. (2.8) e 42,5 38,18 4,32 mm

  = − = e. Jarak dari sumbu netral ke serat luar (Co) ditentukan oleh persamaan 2.9 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 85).

  1 Co = + e × a ................................................................... (2.9)

  2

  1

• Co = 4,32 × 45 = 26,82 mm

  2

  f. Jarak dari sumbu netral ke serat dalam (Ci) ditentukan oleh persamaan 2.10 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 85).

  1 Ci = × a − e .................................................................... (2.10)

  2

  1 Ci = × 45 − 4 , 32 = 18 , 18 mm

  2

  Momen lengkung yang terjadi pada fork dapat ditentukan dengan oleh persamaan 2.11

  = × ( ) _f

• M F 500 Ci ............................................................... (2.11)

  18 , 18 777270 kg.mm = × ( ) =

• M 1500 500

  Tegangan lentur akibat momen lentur ditentukan oleh persamaan 2.12 dan persamaan 2.13 (Shigley dan Mitchell, 1986, halaman 85).

  M Ci

  × Pada titik A ............................................ (2.12)

  σ = _aA

  A e ri

  × × 777270 18 , 18 3634 ,

  46 ×

  σ = = kg/mm² _aA 45 . b 4 ,

  32 20 b × ×

  M Co

  × Pada titik B σ = ........................................... (2.13) _aB

  A e ro

  × × 777270 × 26 , 82 1649 ,

  76 = = kg/mm²

  σ _aA 45 . b 4 ,

  32 65 b × × 3.

  Total tegangan yang terjadi pada batang fork a.

  Tegangan tarik dan lentur tarik ditentukan oleh persamaan 2.14 (Suroto, A.,halaman 30).

  ............................................................... (2.14) σ = σ σ + _{maks aA b} 3634 ,

  46 33 , 33 3667 ,

  79 σ = + = kg/mm² _maks

  b b b b.

  Tegangan tarik dan lentur tekan ditentukan oleh persamaan 2.15 (Suroto, A.,halaman 30).

• = − .............................................................. (2.15) σ σ σ _{min aB b} 1649 ,

  76 33 , 33 1683 ,

  09 kg/mm² σ = − + = _min

  b b b

  Persyaratan yang harus dipenuhi adalah bahwa tegangan yang terjadi pada batang fork harus lebih kecil daripada kekuatan tarik bahan sehingga fork aman dipergunakan. Maka batang fork memiliki lebar sebagai berikut : _{B maks}

  σ ≥ σ 3667 ,

  79

  52 ≥

  b

  b ≥ 70,53 mm

  Lebar fork dipilih = 100 mm (disesuaikan dengan data manual book Linde R20)

2.1.1.2. Pemeriksaan Kekuatan Fork