Perancangan pesawat angkat & angkut [autosaved]

PERANCANGAN PESAWAT ANGKAT & ANGKUT

2/26/2014Teknik Mesin PNL

TM336304 / 2SKS, 4JAMKonsentrasi Perancangan / Semester VI

Muhammad Razi, ST, MT

Assalamua’laikum Wr.Wb


Teknik Mesin PNL2/26/2014

Tujuan : Membekali mahasiswa tentangwawasan dan pengetahuan Pesawat PemindahBahan dan Penerapannya dalam pemecahanmasalah Mengangkat dan Mengangkut Beban.



Materi : • Pesawat Pemindah Behan• Komponen-komponen Sistem Pengangkat• Alat Pengantung Beban• Alat-alat Pengangkat dan Pemindah Bahan• Crane• Crane Tetap• Crane Jalan• Crane Menara• Crane Jembatan• Crane Khusus• Lengan



Referensi : • A. Muin Syamsir, Pesawat-pesawat Pengangkat, PT. Pradnya Paramita, Jakarta,

1995.• Baslim Abbas, Pesawat-pesawat Bahan, Naskah Ir. Je De Vier, Buku Teknik M

Stam, Jakarta, 1986.• Daryanto, Alat Pesawat Pengangkat, PT. Rineka Cipta, Jakarta,1992.• M. J. Djoko Setyardjo, Mesin Pengangkat I, PT. Pradnya Paramita, Jakarta, 1993.• N. Rodenko, Mesin Pemindah Bahan, Erlangga, Jakarta, 1992.• Suarpradja Tedja, Alat Pengangkat I, Jakarta, 1978.• Spivakovsky, Conveyor and Related Equipment.



Ketentuan Perkuliahan : • Jumlah Tatap Muka di kelas : 16 X• Kewajiban hadir kuliah minimal 80 %• Keterlambatan kuliah maksimum 20 menit (5X)• Bobot nilai : Tugas = 15 %, Quiz = 20%, UTS =

25 % dan UAS = 40 %

Pesawat Pemindah Bahan

Pesawat Pengangkat Pesawat Pengangkut

2/26/2014 Teknik Mesin PNL


BAB I. PESAWAT PEMINDAH BAHAN

Alat-alat Pengangkat

Mesin-mesin Pengangkat

Ban-ban Pengangkut

Lori-lori Pengangkut

Pesawat Pengangkat

Alat-alat Pengangkat Mesin-mesin Pengangkat






Pesawat Pengangkat :Kelompok mesin dengan peralatan pengangkatyang bertujuan untuk memindahkan muatandengan besar dan jarak yang terbatas.


Transport Equipment. Peralatan yang digunakan untukmemindahkan material dari satu lokasi ke lokasi yang lain(contoh, antara tempat kerja, antara tempat pemuatan dan tempatpenyimpanan,dll) . Katagori utama dari alat transport adalahconveyors, cranes, and industrial trucks.

Alat-alat Pengangkat :Alat pengangkat adalah semua alat(yang tidak berpesawat) yangberfungsi sebagai alat pengangkatbeban (memindahkan dalam jarakyang relatif dekat) dan digerakkandengan tangan (manual).



PESAWAT PENGANGKAT

Contoh: Dongkrak (Roda gigi,

sekrup, hidrolik,pneumatik, tuas danlain-lain)

Sistem puli tangan Lir tangan (Hand

Winch)


Mesin-mesin Pengangkat :Mesin-mesin pengangkat adalah alatpengangkat yang diberi berpesawat(Mekanisme) dan yang digerakkandengan mesin (Listrik, motor bakar,turbin uap dan sebagainya).



PESAWAT PENGANGKAT

Contoh: Dongkrak (Hidrolik,

pneumatik dan listrik) Lir Bermesin Crane Elevator (lift) Eskalator


Escalator

ElevatorLir mesin

2/26/2014Teknik Mesin PNL2/26/2014

Industrial Trucks Crane

Grafity roller Conveyor




Pesawat Pengangkut :Kelompok mesin yang mungkin tidak mempunyaiperalatan pengangkat yang dapatmemindahkan muatan secara berkesinambungandan jarak yang relatif jauh.




Ban-ban Pengangkut :Ada lima macam ban pengangkut, yaitu:

1. Konveyor Ban (Belt Conveyor)2. Konveyor Ban berpasak metal (Conveyor with

metal cleat belt)3. Konveyor Keranjang (Bucket Conveyor)4. Konveyor Goyang (Vibration Conveyor)5. Konveyor Sekrup (Screw Conveyor)




Lori-lori PengangkutAda lima macam lori pengangkut, yaitu:

1. Truk, Traktor dan Trailer2. Lori Spur3. Lori Lir dan Kapstan4. Lori Kabel (Cable Car)5. Kereta Kabel (Sky Van)




Faktor-faktor teknis ini digunakan dalam menentukan pilihan jenis alat-alat yang dapat dipakai pada proses penanganan bahan adalah :


Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat dan Pesawat Pengangkut

1. Jenis dan sifat muatan yang akan ditangani

2. Kapasitas per jam yang dibutuhkan

3. Arah dan jarak perpindahan

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

5. Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahanmuatan

6. Kondisi lokal yang spesifik




Pemilihan peralatan pengangkat/pengangkut jugaditentukan oleh:1. Pertimbangan kemungkinan pengembangan perusahaan2. Jangka waktu penggunaan alat tersebut (permanen atau

temporer)3. Jenis sumber energi yang tersedia4. Masalah sanitasi5. Keselamatan dan kenyamanan kerja6. Ekonomi / Investasi awal (Capital Outlay) dan biaya

operasional (Operational Cost)




Biaya investasi awal meliputi:1. Biaya peralatan (The cost of equipment)2. Biaya pemasangan (eraction)3. Biaya pengangkutan (Transportation)4. Biaya konstruksi (termasuk instalasi dan operasi)




Biaya operasional mencakup :1. Upah dan gaji (Wage and salary) dari pekerja,

ditambah dengan tunjangan lain (Tunjangansosial/social service).

2. Biaya untuk listrik yang dipakai3. Biaya untuk pelumasan, pembersihan (Wiping),

pemboran (Rigging), peralatan khusus lainnya,bahan, dan sebagainya.

4. Biaya perbaikan dan pemeliharaan




Pesawat pengangkat diklasifikasikan berdasarkanbeberapa karakteristik :1. Rancangan2. Tujuan Penggunaan3. Tipe4. Pergerakan / Karakteristik Kinematik5. Cara Beraksi




Kharakteristik (Parameter Teknik) yang utama darisebuah pesawat pengangkat adalah:1. Kapasitas angkat (Lifting Capacity)2. Berat mati dari pesawat ( Dead Weight)3. Kecepatan dari berbagai gerakan4. Tinggi pengangkatan (Lifting Height)5. Ukuran-ukuran geometris (Geometrical Dimention)

dari pesawat seperti rentangan (Span),jangkauan dan sebagainya

PERLENGKAPAN PENGANGKATKelompok perlengkapan pengangkat berikut inimempunyai cirri khas yang berbeda, antara lain:

Mesin pengangkat adalah kelompok mesin yangbekerja secara periodic yang didesain sebagai peralatanswa-angkat, atau untuk mengangkat dan memindahkanmuatan atau sebagai mekanisme tersendiri bagi craneatau elevator.

Crane adalah gabungan mekanisme pengangkat secaraterpisah dengan rangka untuk mangangkat atau sekaligusmengangkat dan memindahkan muatan yang dapatdugantungkan secara bebas atau diikatkan pada crane.

Elevator adalah kelompok mesin yang bekerja secaraperiodic untuk mengangkat muatan pada jalur pandutertentu.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

TIPE UTAMA ALAT PENGANGKAT

ALAT PENGANGKAT

Mesin pengangkat Crane Elevator


JENIS UTAMA CRANECRANE

Crane putar yang diam

Crane yang bergerak pada rel

Crane tanpa lintasan

Crane yang dipasang di atas traktor rantai

Crane tipe jembatan

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

KARAKTERISTIK UMUM MESIN PENGANGKAT

Parameter teknis mesin pngangkat adalah: kapasitas angkat, berat mati mesin tersebut, kcepatan berbagai gerakan mesin, tinggi angkat dan ukuran geometris mesin tersebut, bentangan, panjang dan lebar, dan sebagainya.

dengan:n – jumlah siklus mesin per jam Q – berat muatan, dalam ton

jamtonnQQhr /=

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Dengan :V – kapasitas ember, alat pencengkeram dan

sebagainya dalam meter kubik Ψ – faktor pengisian γ – berat jenis dalam ton/m3

ψγVQ =


Dengan:Q – berat muatan, dalam tonG – berat ember atau penahan, dalm ton

Dengan:Σ ti – total waktu yang dibutuhkan

tonGQQ )( +=∑

∑=

1

3600t

n


Semua jenis crane dan mesin penangkat dapat dibagi lagi menjadi empat kelompok sesuai dngan kondisi operasi dan gabungan faktor berikut:

- beban pada mesin - penggunaan mesin harian dan tahunan - faktor kerja relatif (jangka waktu mesin dihidupkan DF%)- temperatur sekitar


KARAKTERISTIK KERJA

KONDISIOPERASI

Penggunaan mesin rata-rata (mean)

Beban K beban

Waktu Faktor kerja DF%

Tem-Peratur

Sekitar °CK tahun

K hari

Ringan (L)Sedang (M)Berat (H)Sangat Berat (VH)

0.50.50.50.5

0.250.

0.751.0

0.33 (shift satu00.67 (shift dua)0.67 (shift dua)1.0 (shift tiga)

15254040

25252545


Nilai-nilai ini ditentukan dari operasi rata-rata atau data desain.

Kerja Nominal Ringan Sedang Berat Sangat Berat

Jumlah perubahan operasi

per jam …….. 60 120 240 300-720


PERLENGKAPAN KHUSUS PERMUKAAN DAN OVERHEAD

Truk tanpa rel adalah fasilitas transportasi permukaan yang bergerak diatas jalur rel yang sempitKendaraan yang berbadan sempit adalah fasilitas transportasi permukaan yang bergerak di atas jalur rel yang sempitPeralatan penanganan silang adalah fasilitas transportasi permukaan yang memindahkan kereta rel di dalam ruang lingkup suatu perusahaanSistem lintasan overhead adalah struktur jalur pembawa/pemindah tau kabel tempat truk yang bermuatan tersebut bergerak


KARAKTERISTIK UMUM FASILITAS TRANSPORTASI PERMUKAN DAN OVERHEAD

Peralatan permukaan dan overhead

Truk tanpa rel

Kendaraan yang berbadan sempit

Peralatan untuk penanganan silang

Sistem lintasan overhead


PENGGUNAAN PERLENGKAPAN PENANGANAN BAHAN

Fasilitas transpor dipilih sedemikian rupa agar sesauai dengan laju aliran bahan yang menggambarkan sistem umum dari gerak bahan, barang setengah jadi dan produk pada departemen atau pabrik tersebut.


BAB 3


1. Rantai Lasanrantai lasan (welded) terbuat dari jalinan baja oval yang berurutan.Ukuran utama rantai (gambar 7) adalah : kisar (t), sama dengan panjang bagian dalam mata rantailebar luar (B), dan diameter batang rantai (d). tergantung pada perbandingan kisar dan diameter batang rantai, rantai lasan diklasifikasikan menjadi rantai mata pendek (t ≤ 3d) dan rantai mata panjang (t > 3d).

Gambar 7. ukuran utama mata rantai beban

Gambar 8.mata rantai menghubungkan rantai beban..


Rantai lasan terbuat dari baja CT. 2 dan CT. 3. Mata rantai untuk rantai lasan dibentuk dengan berbagai macam metode,yaitu pengelasan tempa dan pengelasan tahanan listrik. Dengan pengelasan tempa mata rantai dibuat dari satu batang baja, sedangkan bila menggunakan las tahanan listrik mata rantai terbuat dari dua potong baja lengkung yang dilas temu.

Rantai lasan digunakan untuk mesin pengangkat kapasitas kecil (katrol, Derek, dan crane yang digerakan tangan), & sebagai perabot pengangkat utama

Rantai lasan mempunyai kelemahan yaknik berat, rentan terhadap sentuhan dan beban lebih, kerusaan yang tiba-tiba, keausan yang berlebihan pada sambungan antar mata rantai , dan hanya digunakan untuk kecepatan rendah

Keunggulannya ialah flexible untuk semua arah, dapat menggunakan puli dan drum dengan diameter yang kecil serta desain dan pembuatan yang sederhana


Rumus umum untuk memilih tegangan tarik rantai adalah :

Ss =

Dengan Ss = beban aman yang diterima rantai, dalam kgSbr = beban putus dalam kgK = Faktor keamanan

KSbr

Intensitas keausan yang terjadi pada rantai tegantung pada factor berikut : perbandingan kisaran rantai dengan drum atau puli rantai, tegangan kecepatan puli rantai, sudut belok relative bila rantai tersebut melewati pulinya, keadaan lingkungan kerja dan sebagainya.Rantai las tempa selalu putus pada bagian lasnya. Pada rantai las tahanan listrik yang bermutu tinggi, biasanya mata rantai putus berbentuk putus miring dengan penampang yang bersudut kecil terhadap sumbu memanjang rantai, yang bermula pada bagian bagian tepi batas permukaan kontak mata rantai yang dihubungkan.


2. Rantai Rolrantai rol terdiri atas pelat yang dihubung-engsel pana pena (gambar 9). Rantai untuk beban ringan terbuat dari

dua keping plat saja, sedangkan untuk beban berat dapat menggunakan sampai lebih dari 2 keping pelat

Gambar 9 rantai rol

Rantai rol mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan rantai lasan. Karena rantai rol padat maka keandalan operasinya jauh lebih tinggi dibandingkan rantai lasan. Rantai rol mempunyai flexisibelan yang baik sehingga dapat dipakai pada sprocket dengan diameter lebih kecil dan jumlah gigi yang lebih sedikit. Hal ini akan mengurangi ukuran mekanisme dan sekaligus mengurangi harganya. Juga, gesekan pada rantai rol jauh lebih kecil dibandingkan dengan rantai lasan dengan kapasitas angkat yang sama. 2/26/2014Teknik Mesin PNL

Kecepatan maximum rantai rol ditentukan oleh standar Negara dan tidak boleh melebihi 0.25 mm/detik.Nilai factor keamanan K, rasio dan jumlah gigi sprocket untuk rantai las dan rol diberikan pada table 4.d

D

Table 4Data rantai yang terseleksi

Rasio

dD

RANTAIDigerakan

Factor K keamanan

Jumlah minimum gigi pada sprocket

Dilas dikalibrasi dan tidak dikalibrasi…………............dilas dikalibrasi pada katrol…………………..............................dilas tidak dikalibrasi tidak mengikat bebanDilas tidak dikalibrasi tidak mengikat bebanRoller

TanganDayaTangan Daya………………

364.58655

20302030….….….

55…..…..…..…..8


3. Tali RamiTali rami hanya cocok digunakan untuk mesin

pengangkat yang digerakan tangan (puli tali) karena sifat mekanisnya yang lemah (cepat aus, kekuatan yang rendah, mudah rusak oleh benda tajam, pengaruh lingkungan dan sebagainya)

Berdasarkan metode pembuatan pembuatan dan jumlah untaian tali rami dikelompokan menadi tali polos dan tali kabel. Yang terakhir terbuat dari lilitan 3 buah lilitan yang berbeda. Tali sering dicelupkan pada aspal untuk mengurangi pelapukan. Walaupun tali rami yang dicelupkan pada aspal lebih tahan terhadap pengaruh cuaca, namun jauh lebih berat dan lebih kurang flexible dan kekuatannya berkurang 20% dibanding tali biasa. Kekuatan putusnya membagi tali rami menjadi dua kelas : kelas 1 dan kelas 2.

Tali rami harus memenuhi standar Negara dan terbentuk dari tiga untai rami dan tiap untai terdiri atas beberapa serabut yang berbeda. Arah lilitan untaian harus berlawanan dengan serabut.


Pemilihan tali rami. Tali rami dipilih hanya berdasarkan kekuatan tariknya berdasarkan rumus :

brdS σπ

4

2

=

dengan :d = Diameter keliling dari untai, dalam cmS = Beban pada tali, dalam kg

4. TALI BAJA

Tali baja mempunyai keunggulan sebagai berikut :

1. Lebih ringan;

2. Lebih tahan terhadap sentakan;

3. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi yang tinggi;

4. Keandalan operasi yang tinggi.

Tali baja terbuat dari kawat baja dengan kekuatan σ= 130 sampai 200 kg/mm2. Didalam proses pembuatannya kawat baja diberi perlakuan panas tertentu dan digabung dengan penarikan dingin, sehingga menghasilkan sifat mekanis kawat baja yang tinggi.


Lapisan dalam tali mengelompokan menjadi : 1) Tali pintal silang atau tali biasa; 2) Tali pintal parallel atau jenis lang; 3) Tali komposit atau pintal balik.

Tali Baja Serba Guna. Tali yang terdapat pada Gambar 13 adalah tali baja konstruksi biasa (kawat seragam) yang berupa kawat anyaman kawat yang sama diameternya

Gambar 13. Lapisan serat tali baja.

Tali Baja Anti-Puntir.Pada tali ini sebelum dipintal setiap kawat dan untaian dibentuk sesuai dgnkedudukannya didalam tali. Akibatnya tali yang tidak dibebani tidak akan mengalami tegangan internal. Tali ini tidak mempunyai kecenderungan untuk terurai walaupun ujung tali ini tidak disimpul

Jenis Tali Baja Puntir mempunyai keunggulan sebagai berikut :

1. Distribusi beban yang merata pada setiap kawat sehingga tegangan internal yang terjadi minimal.

2. Lebih fleksibel.3. Keausan tali lebih kecil bila

melewati puli dan digulung pada drum, karena tidak ada untaian atau kawat yang menonjol pada kontur tali, dan keausan kawat terluar seragam; juga kawat yang putus tidak akan mencuat keluar dari tali.

4. Keselamatan operasi yang lebih baik.

Gambar 15. Tali anti-puntir dan tali biasa


Tali Baja Dengan Untaian Yang Dipipihkan. Tali ini (Gambar 16) dipakai pada crane yang bekerja pada tempat yang mengalami banyak gesekan dan abrasi. Biasanya tali ini tebuat dari lima buah untaian yang dipipihkan dengan inti kawat yang juga dipipihkan; untaian ini dipintal pada inti yang terbuat dari rami

Gambar 16. Tali dengan untaian yang dipipihkan.Tali dengan Anyaman Terkunci. Tali ini banyak digunakan pada crane kabel dan kereta gantung. Tali ini mempunyai keunggulan dalam hal permukaan yang halus, susunan kawat yang padat dan tahan terhadap keausan, kelemahannya adalah tidak fleksibel.

Gambar 17. Lilitan tali yang dikunci.

Cara mengukur diameter luar tali dapat dilihat pada Gambar 19, yaitu dengan mengukur dua untaian yang berlawanan letaknya.

Gambar 19. Cara mengukur diameter tali


Tabel 5Tali Rami untuk Pengangkat

Faktor mula-mula KONSTRUKSI TALI

dari keama

nan 6 x 9 = 114 + 1c* 6 x 37 = 222 + 1c*

tali terhadap

Posisi berpoto

ngan

Posisi sejajar

Posisi berpoto

ngan

Posisi sejajar

teganganJumlah serat patah sepanjang satu tingkatan setelah tali

tertentu dibuang

kurang 9 14 7 23 12

'9 - 10 16 8 26 13

'10 -12 18 9 29 14

'12 -14 20 10 32 16

diatas 16 24 12 38 19

Tabel 6Tali Untuk Crane dan Pengangkat

Percobaan-percobaan menunjukkan bahwa umur tali sangat dipengaruhi oleh kelelahan. Umur tali dapat ditentukan dengan memakai perbandingan (Dmin adalah diameter minimum puli atau drum dan d ialah diameter tali) dan (δ -diameter kawat pada tali).

dDmin

δminD

Jumlah lengkungan dapat ditentukan dengan cukup akurat bila kita membuat suatu diagram seperti jenis yang ditentukan dalam Gambar 21.

Gambar 21. Menentukan jumlah lengkungan tali dengan satu puli penggerak.

Faktor mula-mula

dari keamanan

tali terhadap tegangan

KONSTRUKSI TALI

6 x 19 = 114 + 1c

6 x 37 = 222 + 1c

6 x 61 = 366 + 1c

18 x 17 = 342 + 1c

Posisi

berpoto-ngan

Posisi

sejajar

Posisi

berpoto-ngan

Posisi

sejajar

Posisi

berpoto-ngan

Posisi

sejajar

Posisi

berpoto-ngan

Posisi

sejajar

Jumlah serat yang patah pada panjang tertentu setelah tali dibuang

Kurang 6 12 6 22 11 36 18 36 18

6-7 14 7 26 13 38 19 38 19

Diatas 7 16 8 30 15 40 20 40 20


Sistem puli yang banyak digunakan dan jumlah lengkungannya dapat dilihat pada Gambar 23

Gambar 23. menentukan lengkungan untuk berbagai sistem puli pengangkat

Tabel 7 menunjukkan nilai sebagai fungsi jumlah lengkungan.

Tabel 7

dDmin

Jumlah lengkunga

n

Jumlah lengkungan

Jumlah lengkungan

Jumlah lengkungan

1 16 5 26,5 9 32 13 36

2 20 6 28 10 33 14 37

3 23 7 30 11 34 15 37,5

4 25 8 31 12 35 16 38

Tabel 8EFISIENSI PULI

Puli Tunggal Puli Ganda Efisiensi

Jumlah alur Jumlah puli yang berputar Jumlah alur

Jumlah puli yang

berputar

Gesekan pada permukaan puli (faktor

resisten satu puli)

Gesekan anguler pada permukaan puli (faktor resisten satu

puli

2 1 4 2 0,951 0,971

3 2 6 4 0,906 0,945

4 3 8 6 0,861 0,918

5 4 10 8 0,823 0,892

6 5 12 10 0,784 0,8732/26/2014Teknik Mesin PNL

Tabel 9Harga Minimum Faktor k dan e1 yang diizinkan

TIPE ALAT PENGANGKATDigerakkan oleh: Kondisi pengoperasian Faktor

KFaktor e1

1. Lokomotif,caterpilar-mounted, traktor dan truk yang mempunyai crane pilar (termasuk excavator yang dioperasikan sebagai crane dan pengangkat mekanik pada daerah konstruksi dan pekerjaan berkala.

2. Semua tipelain dari crane dan pengangkat mekanis

3. Derek yang dioperasikan dengan tangan, dengan kapasitas beban terangkat diatas 1 ton yang digandeng pada berbagai peralatan otomotif (mobil, truk, dan sebagainya).

4. Pengangkat dengan troli5. Penjepit mekanis (kecuali untuk puli pada grabs)

untuk pengangkat mekanis pada no.16. Idem untuk pengangkat mekanik pada no.2

TanganDayaDayaDaya

TanganDayaDaya

----

RinganRinganMedium

Berat dan sangat beratRinganRinganMedium

Berat dan sangat berat----

45

5,56

4,55

5,564

5,555

161618201820253012202030

Tabel 10Harga faktor e 2 yang

tergantung pada konstruksi tali

Konstrusi TaliFaktor e2

Biasanya 6 x 19 = 114 + 1 porosPosisi berpotongan…………………………………………………………Posisi sejajar……………………………………………………………….

Compound 6 x 19 = 114 + 1 porosa). Warrington

Posisi berpotongan……………………………………………………..Posisi sejajar……………………………………………………………

b). SealePosisi berpotongan……………………………………………………..Posisi sejajar……………………………………………………………

Biasanya 6 x 37 = 222 + 1 porosPosisi berpotongan…………………………………………………………Posisi sejajar……………………………………………………………….

1,000,90

0,900,85

0,950,85

1,000,90


5. PERHITUNGAN DAYA TAHAN (KEKUATAN BATAS KELELAHAN) TALI KAWAT BAJA DENGAN METODE PROFESOR ZHITKOV

Metode perhitungan daya tahan tali kawat yang dijelaskan berikut dihasilkan oleh penelitian bertahun-tahun yang dilakukan di hammer dan sickle works. berbagai konstruksi tali yang berdiameter dari 3 mm sampai 28 mm diuji dengan tiga unit mesin khusus untuk menentukan metalurgi, produksi, desain dan operasi yang mempengaruhi kekuatan tali.

Pada tahap pertama, karakteristik umur tali dikumpulkan dari semua pengujian dalam bentuk grafik yang menghasilkan hubungan

z = ƒ1(σ) dan z = ƒ2( )

Data ini kemudian dipakai untuk menggambarkan suatu diagram yang menunjukkan hubungan σ = ƒ3 ( ) dengan berbagai jumlah lengkungan tali (gambar 24) dan untuk mendapatkan secara matematis rumus desain:

A = = mσCC1C2

Gambar.24 Diagram untuk menentukan jumlah lengkungan tali

dD

dD

dD


Bila kita mengetahui kondisi operasi mekanisme pengangkat, dan telah menentukan umur tali, kita dapat menentukan jumlah lengkungan yang diperbolehkan z1 dengan rumus :

z1 = a z2 N β

dengan :

N = umur tali dalam bulan

a = jumlah siklus kerja rata-rata per bulan

z2= jumlah lengkungan berulang per siklus kerja (mengangkat dan menurunkan) pada tinggi pengangkatan penuh dan lengkungan satu sisi.

β = faktor perubahan daya tahan tali akibat mengangkut muatan lebih rendah dari tinggi total dan lebih ringan dari muatan penu

Gambar 26. Penggantungan pada sistem pulimajemuk


Gambar 28 menunjukan faktor-faktor utama yang mempengaruhi mutu tali kawat ba


6. PENGIKATAN RANTAI DAN TALI

Pengikatan Rantai Beban Lasan

Pengikatan Rantai Rol

Pengikatan Tali Rami

Pengikatan Tali Baja

Gambar 29 Metode pengikatan rantai beban lassan

Gambar 30 Pengikatan rantai roller beban

Gambar 31 Pengikatan tali rami

Gambar 32 Pengikatan tali kawat dalam soket tirus


Soket Baji. Tali dilewatkan mengitari baji-baja beralur (Gambar 34a) dan diikat bersama dengan baji kedalam soket rata yang sesuai yang terbuat dari baja tuang. Beban akan menarik tali kedalam soket dan akan menambah daya ikatnya.Mata Pengikat. Tali dililitkan mengelilingi mata pengikat (Gambar 34b) dan ujung bebasnya dililitkan dengan bagian utama tali. Panjang lilitan 1 > 15d dan minimum sepanjang 500 mm. Gambar 34c menunjukan kait yang diikat pada tali dengan matapengikat.Disamping dililitkan, mata pengikat dapat dikencangkan dengan memakai klip khusus bulldog (bull-dog clip) atau pengapit pada tali kawat (Gambar 35). Jumlah pengapit minimum adalah tiga buah. Gambar 36 menunjukan tali kawat yang diikat pada mata pengikat dengan plat dan baut.

Gambar 34 Baji soket tali (a) dan pengikatan dengan alat berlubang (b,c)

Gambar 36 Tali alat berlubang dengan plat dan sekrup

Gambar 35 Klem bull dog


7. PERABOT PENGGANTUNG BEBAN

Anduh Rantai. Anduh (sling) ini terbuat dari rantai lasan tak terkalibrasi biasa dengan mata dan kait untuk penggantungan atau cengkeram berbentuk capit untuk mengangkat obyek. Juga digunakan rantai tanpa ujung dan rantai lepas dengan cincin tanpa ujungnya

Gambar 38a menunjukan rantai tanpa ujung, Gambar 38b rantai lepas dengan cincin , Gambar 38c - rantai dengan kait dan cincin, Gambar 38d – anduh utas dua, Gambar 38e cengkeram berbentuk cakar untuk membentuk lingkaran pada rantai. Gambar 38f menunjukan tong yang diangkat dengan cengkeram rantai berbentuk capit yang memegang bagian ujung tong

Anduh rantai terutama digunakan untuk pelayanan kerja berat dan selalu pada temperatur tinggi. Kecuali dipakai pelindung khusus yang terbuat dari logam lunak (Gambar 38g), Anduh rantai biasanya akan merusak sudut (ujung) benda yang dingkat

Gambar 38 Anduh rantai


Anduh Tali Rami. Tali rami polos yang disimpul mati banyak sekali digunakan untuk menhan muatan pada kait crane. Kekuatannya jauh lebih rendah dibandingkan dengan tali baja, tetapi memiliki keluwesan yang lebih tinggi dan mudah diikat menjadi simpul. Tali rami mudah sekali dirusak oleh ujung tajam benda yang diangkat dan harus dilindungi dengan bantal linak (Gambar 38g) atau alat pelindung khusus lainnya (plat sudut). Metode mengikat dengan tali rami dapat dilihat pada Gambar 39.

Anduh Tali Kawat Baja. Umumnya beban yang berat umumnya dingkat dengan anduh tali baja. Dibandingkan dengan rantai, tali baja lebih ringan tetapi terlalu kaku dan cenderung untuk terpuntir. Di samping itu apabila digunakan untuk mengangkat benda yang berujung tajam, tali baja akan melengkung terlalu tajam dan akan cepat aus. Tali baja ini rentan terhadap temperatur yang tinggi. Muatan yang diangkat oleh anduh tali dan rantai harus diikat dengan aman sehingga tidak berpindah posisinya sewaktu bergerak.

Gambar 40a menunjukkan anduh tali baja dengan utas tunggal dan gambar 40b menunjukan tali dengan dua dan empat utas.

Gambar 40 anduh serat tali baja2/26/2014Teknik Mesin PNL

ALAT TAMBAHAN PENANGANAN MUATAN2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Pada crane serbaguna yang mengangkat berbagai bentuk muatan ditangani dengan memakai anduh (sling) rantai yang dikatkan pada kait. Kait tunggal (standar) dan kait tanduk adalah jenis kait yang paling sering dipakai untuk keperluan ini. Kadang-kadang digunakan kait segitiga. Kait standar dan tanduk dibuat dengan ditempa pada cetakan rata atau cetakan tertutup atau dapat juga dibuat dari beberapa plat dengan bentuk kait yang dijadikan satu.

1. URAIAN UMUM


Kemampuan Angkat1. Kait tempa :

Kait standar sampai 50 ton Kait tanduk mulai dari 25 ton ke atas

2. Kait segitiga dan kait berlapis mempunyai kemampuan angkat diatas 100 ton

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Pada umumnya, muatan digantung pada anduh berutas-empat dengan dua lilitan tali pada kait (Gambar 61).

Kait sering kali mempunyai bentuk penampang tarapesium yang dibuat lebih lebar di dalam.

QQQ

P 35,045cos4cos

4 ≈°

==γ


Perhitungan Dimensi KaitTegangan tarik :t : kisar ulirdo : diameter luar ulir d1 : diameter dalam ulir

Tinggi minimum :

σ : tegangan satuan pada jarak y dari sumbu netral

Q : beban pada kaitF : luas penampang kritisr : jari-jari kelengkungan pada

daerah kritisx : faktor bentuk bentuk penampang

4

21d

Qt π

σ =

( )pddQtH 2

120

4−

=π

2. KAIT TEMPA STANDAR


Momen lentur M diasumsikan bernilai positif bila menyebabkan kelengkungan kait bertambah (jari-jarinya berkurang) dan bernilai negatif bila kelengkungannya berkurang. Karena beban cenderung untuk membuka kait, momennya bernilai negatif (Gambar 62a) :

M = -Qr = -Q (0,5a + e1)Nilai x didapat dari persamaan :

untuk trapesium dengan sisi b1 dan b2 dan tinggi h akan menjadi

Bila kita mengambil nilai h = a, dan bila dan maka rumus diatas setelah ditransformasikan akan berbentuk

∫ +=

2

1

1 e

e

dFry

yF

x

( ) ( ) ( )

−−

++

+

−+

++−= 21

1

22

212

21

121 bberernre

hbbb

hbbrx

( )( ) ( )[ ] 1109861,15,05,1

1375

2 −−−−++

= nnnnx

1=ah n

bb

=2

1


dengan mengabaikan perpindahan sumbu netral relaif terhadap pusat massa bagian tersebut diperoleh

Dalam keadaan tersebut rumus diatas dapat digunakan untuk mencari x untuk semua nilai

Denganmendistribusikan nilai M = -Qr = -Q (0,5a + e1),

r = 0,5a + e1, y = -e1 (untuk bagian terdalam yang tertarik) dan y = e2(untuk bagian terluar yang tertekan) ke dalam rumus (61) dan kita dapatkan tegangan satuan pada penampang antara titik I dan II.

Tegangan maksimum pada bagian terdalam

Tegangan maksimum pada bagian terdalam

312

1h

nne++

≈

2

1

bb

( ) ( )=

+

++

−=+

−−

+−=

ryy

xrea

FQ

ryy

xFreaQ

FreaQ

FQ 115,0115,05,0 111σ

ae

xFQ

ere

xrea

FQ 1

1

1 21115,01 =

−

−+

−=

aman

hae

xFQ σσ <

+=

2

1 21

amanae

xFQ σσ <= 1

121


Nilai x adalah jarak dari titik O ke garis vertikal yang bersangkutan; y adalah panjang garis vertikal di dalam bagian penampang. Titik-titik terluar ordinat kemudian dihubungkan dengan suatu garis. Absis titik pusat penampang tersebut ditentukan dengan

Dengan ;f : luas daerah yang dibatasi oleh kurvaF : luas penampang kait

Luas penampang daerah f dan Fditentukan dengan memaki planimeter.

∫

∫= h

h

c

ydx

yxdxx

0

0

Metode Grafik untuk menetukan Faktor x


Dengan meneruskan prosedur yang sama untuk semua garis vertikal akan didapatkan sejumlah titik dan bila titik tersebut dihubungkan, kita akan adapat mencari luas daerah f1dan f2 pada titik C. Perbedaan f1-f2 akan selalu bernilai negatif.

Luas daerah f1 dan f2 dapat ditentukan dengan memakai planimeter.

Faktor x akan sama dengan

Jarak antara garis nol (netral) adan garis pusat adalah

Dengan :ρ : jari-jari kelengkungan titik pusat

( )F

ffdFry

yF

xe

e

212

1

21 −−=

+−= ∫

xx+

=1ργ


Tegangan aman satuan yang didapatkan dengan rumus (64) dan (65) tidak boleh melebihi 1500 kg/cm2 untuk baja 20. Penampang III dan IV diperiksa kekuatannya pada sudut maksimum yang diizinkan 2α = 120° dengan cara yang sama seperti Penampang I dan II. Dengan mengabaikan gaya geser perhitungan untuk gaya dilakuakn dengan memakai cara yang sama dengan sebelumnya, tetap memakai nilai r’dan bukan hubungkan dimensi yang bersangkutan dari penampang tersebut. Bagian silindris tangkai kait yang masuk ke lubang pada bintang-lintang akan mengalami tegangan tarik. Akan tetapi tegangan lentur akan timbul akibat salah stel sebab itu tegangan yang diizinkan dalam hal ini akan jauh berkembang

2Q

αtan2Q

Tegangan aman

2a


Beban digantung pada satu tanduk. Tangkai utama akan dibebani lebih dari yang diizinkan, tegangan satuan maksimumnya dapat ditentukan melalui pertimbangan berikut (penampang kritis V-VI)

βcos21Qp =

FpQp t

tsh == σβ ,sin2 F

Pshsh =τDAN


Tegangan lentur yang timbul dari momen Akibatnya

)2

(1daPM lentur

+−=

221 3)( τσσσ ++=∑ lentur

Contoh soal: Memeriksa tegangan pada bagian lengkung kait tanduk tempa.Diketahui: Kapasitas angkat 15 ton; dimensi pada gambar 66.

1.Beban total 15=Q TON


2.Gaya normal pada penampung rumus (69) adalah:

.750.1345cos3

77sin00.152cos3

)sin(21 kgxxQP =

°°

=+

=α

βα

3.factor χ

Luas penampang F = 115,8 cm2

Luas daerah tambahan f = 789 cm3. Absis titikpusat ialah

cmFfxc 8,6

8,115789

===2/26/2014 Teknik Mesin PNL

Zambian Luas daerahSehingga factor

22

21 7,1171,5 cmfdancmf ==

104,08,115

)7,1171,5(2)(2 21 =−

−=

−−

=f

ffx

Jarak antara titik nol dan titik pusat adalah:

cmx

29,1104,01

104,08,131

=+×

=+

=ρπγ

Jarak antara bagian bagian terdalam dengan garis nol

cmxe c 51,529,18,61 =−=−= β


4.Tegangan satuan adalah

2111 /900

1451,52

104,01

8,115750.1321. cmkg

xae

xFP

=××==σ

2

21

21 /52016

214

45,10104,01

5,115750.13

2

1 cmkgeea

exF

pII −=

+××−=

++−=σ

Kedua rantai diatas berada dalam batasyang diizinkan.


4. KAIT MATA SEGITIGA PADAT

Kait mata pada segitiga padat dipakai padacrane dengan kapasitas angkat yang besar (diatas 10 ton), dan hanya kadang-kadang sajadipakai juga pada crane dengan kapasitassedang. Kelmahan kait ini adalah anduh yangmengangkat muatan harus dilewatkan kedalamlubang kait tersebut. Kait segitiga ditempalangsung dari satu potong baja utuh.


Ditinjau dari segitiga luar (eksternal) kaitsegitiga dapat ditentukan secara statis, dan darisegi tegangan kait ditentukan secara statis taktentu. Karena lengkungan bagian bawah dibuatutuh dengan sisinya dan akan mengalami gayalentur maka bagian sisinya akan terpengaruhgaya lentur tersebut juga.

Dari penyelidikan yang dilakukan, momen lentur pada lengkunagan bawah adalah:

61

1QM =


Momen lentur pada pertemuan kedua sisinya dengan busur ialah

131

2QM =

Gaya tarik yang bekerja pada bagian sisi ialah

2cos2

1a

Qp =

Dengan:a - sudut antara kedua sisiQ – bebanI – panjang busur yang diukur

sepanjang garis netral2/26/2014Teknik Mesin PNL

Sambungan antara busur, sisi dantangkainya tidak boleh membentuk sudut yangtajam tetapi harus rata dan halus.

Tegangan satuan maksimum pada bagian sumbu dapat ditentukan dengan rumus

FP

WM lentur 1+=σ xPQM lentur 16

1+≈

Dengan:

2tan

21aQP = — gaya tekan yang bekerja

pada busur, dalam kgW — momen perlawananF — luas penampang busur

Tegangan satuan aman untuk baja 3adalah 2/800 cmkgaman =σ 2/26/2014Teknik Mesin PNL

5. KAIT SEGITIGA BERSENDIPembuatan kait mata segitiga ternyata

mengalami banyak kesulitan dalam prosesproduksinya. Sehingga untuk menangani bebanyang besar kait segitiga bersendi rakitan lebihdisukai untuk digunakan.

Tegangan satuan pada sambungan kaittiga-sendi rakitan adalah

FaQ

2cos4

1 =σ

Nilai yang diizinkan adalah2

1 /200.1 cmkg=σ 2/26/2014Teknik Mesin PNL

Tegangan satuan ditentukan sebagai tegangan pada bentangan lengkung

eRe

xFRM

FRM

FP

−++= 11σ

Dengan xPQM 141+=

2tan

21aQP =

Dengan:F — luas penampang

1e — jarak antara sambungan netral denganlapisan yang menerima beban terbesar.2/26/2014Teknik Mesin PNL

Factor x untuk ellips didapat dengan rumus 642

645

81

41

+

+

=

Ra

Ra

Rax

Dengan:

a — luas penampang


Tegangan pada mata tangkai diperiksa dengan rumus hasil

( )22

22

1 dDdDP

−+

=σDengan:

bdaQP

2cos4

=

b — lebar lubang

(tekanan satuan)


6. PERABOT UNTUK MENGGANTUNGKAN KAIT Pemberat kait. Untuk mengangkat muatan ringan (=sampai 5

ton) biasanya kait langsung diikatkan pada takal pengangkatfleksibel. Untuk meredam kejut, kadang-kadang pemberatkait dilengkapi dengan pegas. Penggunaan peredam kejut inisangat diperlukan untuk crane yang melayani alu tempa.

Bantalan kait. Bantalan peluru aksial memungkinkan kaitdapat berputar dengan mudah ketika menangani bebandiatas 3 ton. Bantalan ini dipasang pada batang lintangdipakai menahan mur kait.


BATANG LINTANG UNTUK KAITBatang lintang kait dapat berputar pada pelat sisi rumahnya yangdiperkuat dengan setrap atau sekal yang terbuat dari pelat baja. Hal iniakan memungkinkan kait berputar pada dua arah yang saling tegak lurus.Batang lintang ini ditempa dari baja dan diberi trunion (batang gerak)pada ujungnya. Diameter lubang untuk tangkai kait harus sedikit lebihbesar dari tangkainya sendiri.

Gambar. 70 penampang-lintang untuk kait.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

6. PERABOT UNTUK MENGGANTUNGKAN KAIT

Pemberat kait. Untuk mengangkat muatan ringan (=sampai 5 ton) biasanya kait langsung diikatkan pada takal pengangkat fleksibel. Untuk meredam kejut, kadang-kadang pemberat kait dilengkapi dengan pegas. Penggunaan peredam kejut ini sangat diperlukan untuk crane yang melayani alu tempa.Bantalan kait. Bantalan peluru aksial memungkinkan kait dapat berputar dengan mudah ketika menangani beban diatas 3 ton. Bantalan ini dipasang pada batang lintang dipakai menahan mur kait.


BATANG LINTANG UNTUK KAITBatang lintang kait dapat berputar pada pelat sisi rumahnyayang diperkuat dengan setrap atau sekal yang terbuat daripelat baja. Hal ini akan memungkinkan kait berputar pada duaarah yang saling tegak lurus. Batang lintang ini ditempa daribaja dan diberi trunion (batang gerak) pada ujungnya. Diameterlubang untuk tangkai kait harus sedikit lebih besar daritangkainya sendiri.

Gambar. 70 penampang-lintang untuk kait.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

TABEL UKURAN DAN BEBAN UNTUK BANTALAN SWA-PENYEBARIS UNTUK KAIT YANG MENGANGKAT BEBAN MULAI 5 SAMPAI 75 TON

kapasitas pengangkat Q d1 d4 d5 D D1 k R r Limit beban

ton kerja, ton.5 50 52 75 92 100 36 75 1,5 7.5

7,5 60 62 85 106 115 41 85 2 9,010 70 72 95 120 130 44 95 2 11,615 80 82 110 136 145 50 110 2 15,820 90 93 125 155 165 57 125 2 20,625 100 103 140 172 185 64 140 2 26,030 115 120 160 200 215 74 160 3 35,540 125 130 175 220 220 79 175 3 41,550 130 135 185 240 250 101 185 3,5 58,060 150 155 205 260 270 106 205 4 67,475 170 175 230 285 300 111 230 4 77,5

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

MOMEN LENTUR MAKSIMUMNYAADALAH

Dengan :D1= diameter luar cincin dudukan bantalan.Momen perlawanannya adalah

)5,01(4422

12 1

11 dQdxQxQmaks −=−=Μ

21)(

61 hdbw −=

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

TEGANGAN LENTUR AMAN

σlentur = 600 – 1000 Kg/cm2

Momen lentur pada trunion batang-lintang :

Tekanan satuan antara trunion dan rumah

Dengan :s = tabel sakels1 = tabel pelat samping

221

2ssxQM +

=

( )12 ssdQP+

=

21ssl +

=2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Trunion batang-lintang tidak boleh bergerak secara aksial tetapi harusdapat berputar. Pengencangannya dapat dilakukan dengan cincinpenyetel yang diikat dengan memakai pena tirus atau cincin belah yangdimasukan ke dalam alur trunion yang dipasang dengan skrup ke strapatau sekal.

Momen lentur pada trunion:

Gambar 71 penampang-lintang untuk pemasangan dua roda penuntun tali

+−++=

22220

01DlssQM maks λ

++= ssQM 02 22λ

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Gambar 72 Penampang-lintang sakel dengan rumah empat buah roda penuntun.

Pada penampang A1B1 (gambar 72)

Pada penampang A2B2

Pada penampang A2B2 dipakai rumus lame, tekanan satuannya ialah:

bsQ

21 =σ

( )sdbQ−

=21σ

dsQP

2=

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Tegangan satuan pada permukaan dalam:

Tegangan satuan pada permukaan luar:

Tegangan maksimumnya akan terjadi pada permukaan dalam yakni:

Maka

( )[ ]( ) 22

22

3 22

dRdRP

A −+

=σ

( ) 22

2

3 22

dRdp

B −=σ

( )( )22

22

3 424

dRdsdRQ

A −+

=σ

22

22

1 44

2 dRdRx

dQs

−+

=σ

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

PERHITUNGAN KEKUATAN BATANG LINTANG SECARA TEPAT DENGAN METODE YANG DIKEMBANGKAN OLEH A.A. STAROSELSKY

Bila batang lintang didesain dengan bantalan anti-gesek,tekanan pada daerah permukaan kontak yang dibebanidapat diasumsikan terbagi merata pada permukaansetengah silinder menurut hukum berikut :Pc= p cos ϕ

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Gambar 73 Diagram perhitungan untuk penampang-lintang

Jika P merupakan resultan pada gambar dari persamaan itu kita peroleh :

Dan rumus yang dapat digunakan :

cmKgRPxp /2

π=

PRR

M

PR

N

+−=

+=

1034,012,0

12141

1

1 π

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

RUMAH KAIT

Rumah kait merupakan keseluruhan takel gantung yang mencakup :alat pengangkat (kait), batang lintang, roda puli bawah, dan pelat rumah sekal tempat gandar roda puli dan pemutar batang lintang diikat

Gambar 77 menunjukkan rumah dengan satu buah roda puli dan perabot untuk mencegah tali terlepas

Gambar 78 - 79


MUATAN YANG DITANGANI DALAM PERUSAHAAN INDUSTRI DAPAT DIBAGI DALAM BEBERAPA KELOMPOK SEBAGAI BERIKUT :

1. Muatan satuan yang biasanya berukuran besar misalnya ; ketel, rakitan mesin, struktur logam, dan lainnya.2. Muatan satuan massal ; biled baja coran berukuran besar, hasil, komponen mesin, baja canai, lembaran dan

pelat, kotak, tong dan sebagainya.3. Muatan satuan massal berukuran kecil ; coran, tempa, dan kom[onen mesin berukuran kecil, biji logam, baut,

paku keling dan sebagainya.4. Bahan lepasan ; batu bara, pasir, kokas, gas, abu, tatal, dan sebagainya.5. Bahan cair ; besi cor cair, baja, dan logam cair lainnya

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

7. PENCENGKERAM CRANE UNTUK MUATAN SATUANFaktor penggunaan dan kapasitas penanganan yang lebih tinggi dan

perabot pengangkat berbanding langsung dengan waktu yang diperlukan untuk menggantung dan melepaskan muatan. Waktu ini dapat dikurangi dengan penggunaan pencengkeram khusus yang

harus :

1. Sesuai dengan sifat dan bentuk muatan

2. Mencengkeram dan melepaskan muatan dengan cepat

3. Mempunyai kekuatan dan keandalan mekanis yang memadai

4. Memenuhi syarat keamanan

5. Tidak merusak muatan

6. Mempunyai bobot yang minimum

7. Mudah dalam pengoperasiannya

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

CENGKERAM DAN PENGAPIT CRANE

Komponen yang serupa misalnya : pasangan roda, as, lembaran dan pelat baja roll kertas, gulungan kawat dan sebagainya ditangani dengan cengkeram yang sesuai bentuknya dengan muatan tersebut. Jenis cengkeram untuk pasangan roda, poros dan gandar tergantung pada panjang dan jumlah komponen yang ditangani sekaligus.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

PLATFORM MUATAN DAN EMBER CURAH SAMPING

Perabot ini dipakai untuk menangani muatan satuan dalam jumlah besar (kotak bal baja batangan, komponen mesin dan sebagainya) dan juga muatan yang berukuran kecil (briket, batu bata, biji logam dan komponen besi cor berukuran kecil lainnya). Untuk mencegah terjadinya kecelakaan, muatan yang berukuran kecil tidak boleh dipindahkan pada platform dan ember terbuka. Isi platform dan ember dapat dipindahkan dengan crane ke gerbong rata. Biasanya platform, dan ember tersebut ialah jenis yang dapat di lepas atau dicurah.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

TANG BIASA DAN SWA JEPIT SENDIRI

Kecenderungan untuk mengurangi tenaga kerja untuk menangani muatan satuan sekecil mungkin telah menyebabkan berkembangnya berbagi jenis tang dan cengkeram otomatis lainnya. Pada pronsipnya, tang dibuat bersifat swa jepit, yakni penjepit ini akan menutup sendiri akibat muatan yang ditangani. Tang dibuka secara manual dengan tuas khusus.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

8. MAGNET PENGANGKAT ELEKTRISMagnet pengangkat digunakan sebagai bahan

magnetik dalam berbagai bentuk (ingot, batang, rel, baja lembaran dan pelat, pipa, tatal, biji, kotak yang berisi benda – benda terbuat dari baja). Magnet pengangkat dapat digunakan secara luas khususnya pada pekerjaan rekasanya metalurgi dan mekanis. Keunggulan utamanya ialah tidak diperlukannya pengikatan muatan secara manual sehingga mengurangi waktu yang diperlukan untuk operasi ini secara drastis.

kelemahan magnet peralatan ini yaitu pengurangan kapasitas angakt akibat bobot magnet ini sendiri, akan tetapi alat ini dapat mengatasi muatan yang jumlahnya cukup besar dengan waktu yang minimal dan peningkatan efisiensi pengangkat yang cukup besar.


9. CENGKERAM UNTUK BAHAN LEPASAN

Bak. Bak swa – curah digantungkan pada kait crane, dan dapat dibalikan / diputar pada trunion horizontal. Bak ini mempunyai kapasitas antara 0,25 –3 M3

.

Bak Curah – Bawah Dan Curah Samping. Dipakai untuk menangani kerikil, pasir, tanha dan sebagianya dengan bantuan crane jenis ini lebih unggul dibandingkan bak miring, karena tidak mencecerkan bahan ketika pencurahan.Bak Dengan Sekop.bak jenis ini berkapasitas 1 – 3 m3 dan untuk penggunaan khusus dapat sampai 8 m3. Bak ini mempunyai dua buah sekop bersendi dengan alas yang dibulatkan.

Ember cengkram .didesain untuk proses pencurahan otomtis tetapi memerlukan tenaga kerja dan mekanisme manual untuk pengoperasiannya. 2/26/2014Teknik Mesin PNL

EMBER CENGKRAM TALI GANDA. OPERASI PENGANGKATANNYA DILAKUKAN OLEH SATU KELOMPOK TALI (ATAU SUATU TALI)

Ember Cengkram Tauber Dengan Tali Ganda. Terdiri atas bentuk lonceng yang dibentuk oleh dua buah dinding

memanjang yang sejajar yang dihubungkan dengan suatu pelat horizontal,

Ember Cengkeram Tali Tunggal. Ember cengkeram yang dalam kedua macam operasinya (naik turun, membuka dan menutup) dilakukan dengan satu alat penarik, biasanya tali.

Ember Cengkeram yang Digerakkan Motor. Pada ember cengkeram yang digerakkan motor, sekop dibuka dan ditutup dengan rantai ataupun tali yang digerakkan motor yang terpasang pada rangka pemegang itu sendiri.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

EMBER CENGKERAM YANG DIGERAKKAN MOTOR DENGAN PENGANGKAT LISTRIK SEKOPNYA DIKENDALIKANDENGAN TALI PULI YANG RODA PULINYA DIPASANG PADA . SEBATANG-SILANG BAWAH.

Ember Cengkeram Khusus. Mempunyai sekop yang berbentuk khusus untuk menyesuaikan diri dengan jenis operasi dan bahan yang akan ditangani.

Ember Cengkeram Tangan Majemuk. Bentuknyamenyerupai tangga, sekop, atau lebih tepat disebut dengan tangan, alat ini terdiri dari 3 sampai 8 tangan yang dapat mencengkerambahan bongkahan dengan mudah tanpa merusakkan bahan.

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

10. METODE UNTUK MENDESAIN EMBER CENGKERAM Sifat bahan curah berikut mempengaruhi parameter alat cengkeram: ukuran dan bentuk

bongkahan, kandungan air, viskositas gaya, gesek dalam, berat jenis (bulk weight), derajat ketahanan bahan terhadap penembusan benda asing, dan sebagainya. Metode mendesain cengkeram berdasarkan sifat fisik bahan curah dikatakan ideal.

Ketergantungan antara bobot dan kapasitas cengkeram dapat diungkapkan dengan perbandingan sebagai berikut:(a) untuk cengkeram pelayanan ringan

(b) Untuk cengkeram pelayanan medium

(c) Untuk cengkeram pelayanan berat

(d) Untuk cengkeram pelayanan sangat berat

Dengan:berat cengkeram, dalam ton,

kapasitas cengkeram, dalam meter kubik

5,08,0 += VGgr

5,05,1 += VGgr

5,03,2 += VGgr

5,03 += VGgr

−grG

−V


Dengan memakai diagram perpindahan dari mekanisme cengkeram dan data berat komponennya dapat kita tentukan gaya yang bekerja pada komponen tersebut berdasarkan statika.

Data percobaan menyarankan hubungan berat sebagai berikut:

dengan:berat batang-silang bawah dengan pengimbanganberat sekopberat btang-silang atas dengan batang hubung

Dengan gaya yang ditentukan ini diperiksa kekuatan komponen cengkeram, sehingga kita menentukan gaya yang diperlukan untuk menutup sekop tersebut.

grGG 2,01 =

grGG 5,02 =

grGG 3,03 =

1G

2G

3G


11. PERLENGKAPAN CRANE UNTUK MENANGANI BAHAN CAIR

Krusibel (untuk mencairkan paduan baja dan logam lainnya) dibuat dari bahan tahan panas: dan krusibel ini dapat menampung muatan mulai 40 sampai 300 kg logam.

Krusibel diangkat dari tanur dan dipindahkan dengan tang garpu.

Ladel untuk menangani bahan cair dibuat dari plat baja dan mempunyai lapisan tahan panas.

Keamanan dan pelayanan yang mudah (pekerja lebih terlindung terhadap radiasi kalor dibandingkan dengan pelayanan ladel biasa) dan kehilangan kalor yang lebih kecil akibat radiasi (karena drum tertutup) menyebabkan penggunaan ladel drum sangat efektif


PERALATAN PENAHANDAN REM

PERALATAN PENAHANAlat penahan digunakan untuk menahan beban yang sedangdiangkat oleh Derek.

Peralatan Racet. Jenis peralatan ini terdiri atas roda racetdan sebuah pengunci. Gigi racet dapat diletakkan padabagian dalam atau luar pada sisi ataupun roda racet. Gigitersebut dibentuk sedemikian rupa sehingga racet dapatbergerak bebas ketika beban diangkat.

Gambar 109 a menunjukkan desain peralatan racet yangpaling sering digunakan dengan gigi pada bagian luar rodaracet.


Penahan terbaik diperoleh pada titik kontak antaragaris singgung yang melewati titik putar pengunci dandiameter luar roda racet. Dalam hal ini tekanan padapengunci diarahkan sepanjang gaya keliling rodaracet.

Menurut tujuannya roda racet dapat didesain denganjumlah gigi yang berbeda-beda :

z = 6 sampai 8 untuk dongkrak batang dan pinion,racet dan rem yang digerakkan oleh beban yangdiangkat (pengangkat dengan penggerak rodacacing).

z = 12 sampai 20, untuk penahan racet yang bebas


z = 16 sampai 25 atau selebihnya untuk rem jenisracet.

Panjang gigi (lebar daerah tumpuan pengunci) dipilihdengan memperhatikan tekanan satuan linear.

b = Pp

dengan :P = gaya kelilingp = tekanan satu linearBiasanya tekanan satuan diambil p = 50 – 100

kg/cm untuk pengunci baja


dan roda racet besi cor dan p = 150 – 300 kg/cm untuk pengunci dan roda racet yang terbuat dari baja.

Gambar 109 Peralatan racet dengan gigi luar Gigi racet dengan pertemuan pada bagian luar

diperiksa terhadap kelenturan dengan rumus :m ≈ 23 M

zψ [σ lentur ]Dengan :

m = modul yang setara dengan kisar padadiameter luar dibagi dengan π


M = momen gaya yang ditransmisikan dalam kg – cm. z = jumlah gigi [σ lentur ] = tegangan lentur aman

Rumus (95) (lihat gambar 109b) diturunkansebagai berikut .

Anggapan ABCD adalah daerah patahan gigi.Persamaan kekuatan terhadap lentur adalah

Ph = a ² b [σ lentur ]6


Biasanya a = m dan h = 0,75 m; b = ψm;P = 2M dan D = zm DMaka :2M 0,75 m = m² ψm [σ lentur ]zm 6

dan :m ≈ 23 M

zψ [σ lentur ] Kecepatan keliling roda racet tersebut berbanding

lurus dengan diameternya. Karena gaya tumbukanpada pengunci dan gigi meningkat secaraproporsional


dengan kuadrat kecepatannya, maka peningkatankecepatan harus dibatasi sampai nilai yang dapatdiizinkan.

Tumbukan pada kecepatan tinggi dikurangidengan memakai gigi dan kisar yang lebih kecil;dapat juga sepersekian dipakai dua atau beberapapengunci yang titik pertemuannya digesersepersekian bagian kisar, sesuai dengan jumlahpenguncinya. Pada perlengkapan racet bebas ataurem jenis roda racet selalu terpasang mati padaporos.

Pengunci racet dapat didesain seperti padaGambar 109 a ataupun dengan bentuk sepertipenahan yang ditunjukkan Gambar 109 a.


Pengunci diperiksa terhadap tekanan eksentris ataupun tarikan eksentris;

σ = M lentur + PW F

Dengan : M lentur = P e 1 W = bx² adalah momen ketahanan minimum

yang diperlukan (Gambar 109 d)Biasanya pena pengunci (Gambar 110a)

dianggap sebagai batang kantilever yangmengalami pembebanan.

Persamaan kekuatan ialah :Pl = 0,1 d³ [σ lentur ]


Untuk l = b + a dan P = 2 M kita peroleh2 zm

d = 2,71 M b + azm [σ lentur ] 2

Dengan memperhatikan penggunaan bebantumbukan, biasanya pena racet dibuat dari Baja 45yang mempunyai tegangan lentur aman yang agakdiperkecil.[σ lentur ] = (300 sampai 500) kg/cm²

Kondisi yang terbaik untuk pengunci yangbergeser pada gigi racet didapatkan bila φ > ρdengan ρ adalah sudut gesek (Gambar 110b).


Gaya T = P sin φ cenderung mendorong pengunci kearah akar gigi sedangkan gaya gesek N μ (di mana N= P cos φ) dan daya gesek pada pena pengunciakan melawan gerakan ini.

Bila ∑ MA = 0 didapatkan(T – Nμ) L cos φ – Pμ1 d = 0

2 Dengan mensubstitusikan nilai T dan N dan

menghilangkan cos² φ tan p > 0 ; Maka φ - 0 > 0 atau φ akan menjadi lebih besar

dari p.


Tabel 22Konstruksi untuk Profil Gigi dan Roda Racet

Tabel 22 memberikan data yang diperlukan untukkonstruksi profil gigi dan roda racet dengan gigidalam dan luar.

Urutan berikut ini dapat dipakai untukmengkonstruksikan profil gigi luar (lihat Tabel 22).Pertama-tama kita gambarkan lingkaran addendumNN dan dendum atau lingkaran kaki SS. LingkaranNN, yang juga merupakan lingkaran kisar, dibagidengan kisar t menjadi bagian yang sama besar.


Dari sembarang titik bagi tersebut kitamenggambarkan tali busur AB = a. Pada tali busur BCkita membuat sudur 30° dari titik C.

Kemudian garis tegak lurus LM ditarik padabagian tengah tali busur BC sampai berpotongandengan sisi CK pada titik O. Dari titik O kemudiankita gambarkan lingkaran dengan jari-jari OC.

Titik E, yang merupakan perpotongan lingkaranini dengan lingkaran SS, merupakan salah satu titiksudut titik sudut sisi (vertex) dengan sudut 60°.


Profil gigi-dalam dikonstruksikan sebagai berikut.Pertama digambarkan lingkaran addendum NN danaddendum atau lingkaran kaki SS. Lingkaran NNdibagi dengan kisat t menjadi bagian yang samapanjang. Dari sembarang titik bagi tersebutdigambarkan tali busur AB = a. Pada tali busur BCdibuat sudut 20° dari titik C. Kemudian garis tegaklurus LM ditarik pada bagian tengah tali busur BCsampai berpotongan dengan sisi CK pada titik E yangberupa titik perpotongan lingkaran ini denganlingkaran SS adalah vertex dengan sudut 70°.

Sumbu titik putar pengunci didapat dengankonstruksi berikut (Gambar 110c).


Jarak antara pusat ke pusat OA (antara pusatpengunci dan roda racet) diambil sebagai diametersetengah lingkaran yang perpotongannya pada titik Bdengan lingkaran addendum roda akan memberikankedudukan gigi yang bertemu dengan pengunci danpotongan BA akan merupakan panjang pengunci.

Garis BA akan tegak lurus dengan jari-jari racetOB dari persamaan geometris. Biasanya panjangpengunci BA diambil sama dengan 2t. Pengunci yangtidak bertemu dengan gigi akibat bobot merekasendiri diberi pemberat tambahan atau pegas(Gambar 111a).


Bila muatan sedang diangkat gigi roda racetakan bergeser di bawah pengunci dan menimbulkanbunyi klik yang tidak diinginkan (terutama bila porosberputar dengan kecepatan tinggi). Bunyi tersebutdapat dihilangkan dengan memakai pengunci yangdikenal sebagai pengunci tanpa bunyi (noiseless),yang beroperasi dengan menggunakan cincin gesek(Gambar 111b). Pengunci demikian hanya digunakanpada rem racet.

Roda racet dengan gigi-dalam dipakai hanya padaroda rem racet. Giginya dicor pada sisi-dalam drumrem yang terpasang bebas pada poros.


Satu atau dua buah pengunci dipsang pada tuasyang diikat pada poros dan dioperasikan oleh cincingesek (Gambar 112). Jumlah gigi berkisar dari z =16 sampai 30.

Gigi pada bagian dalam roda racet jauh lebih jauh lebih kuat dibandingkan dengan gigi padabagian luar. Akibatnya persamaan kekuatanmempunyai bentuk yang berbeda :

Mzψ [σ lentur ]

Simbol yang dipakai mewakili nilai yang samadengan persamaan (95).


Penahan gesek. Dibandingkan dengan penahan gigi,penahan gesek mempunyai keunggulan tertentu:beroperasi tanpa bunyi dan tanpa guncangan. Akantetapi pda penahan jenis ini tekanan pada titik putarpal dan poros lebih tinggi dibandingkan denganpenahan bergigi. Akibatnya penggunaan terbatasdan selalu dipakai bersamaan dengan rem.

Gambar 113 menunjukkan penahan gesekdengan gigi-dalam penahan berbentuk baji. Sudutbajinya bisanya diambil sebesar 2α ≈ 45° - 50°.Koefisien gesek μ ≈ 0,1. Sudut φ adalah 15° padanilai rata-rata.


Untuk mencegah aksi dua arah dipakai dua buahcakar yang ditempatkan pada kedudukan yangberlawanan pada diameter lingkaran rodageseknya..Gambar 112 Roda racet dengan gigi dalamTekanan pada titik putar pengunci adalah :`P0 = P

Tan φDi mana :

P = gaya keliling Cakram rem harus diperkuat dengan sirip untuk

menahan beban yang ditimbulkan tekanan pengunci.


Racet Rol. Biasanya penggunaan racet rol secarameluas dipakai bersamaan dengan rem. Gambar114a menunjukkan racet rol pada rumah yangterpisah dengan rem. Peralatan racet semacam iniberoperasi sebagai berikut.

Poros 1 yang akan ditahan mempunyai bus 2yang diberi alur sebagai tempat rol 3. Cincin 6dipasang dengan pasak 5 pada badan 4. Rol 3 tidakmenghalangi putaran yang berlawanan arah denganjarum jam bus 2 bersama dengan poros 1. Bila poros1 mulai berputara searah dengan jarum jam akibatmuatan (poros 1 mendukung drum yang dililiti talipengangkat) rol akan tertekan pada alur oleh bus 2dan ditekan pada cincin tetap 6.


Untuk mencegah rol jatuh ke dalam alur akibatbobotnya sendiri dipasang pegas penahan sepertiyang ditunjukkan Gambar 114b. Gambar 115menunjukkan berbagai desain racet rol.

Gambar 113 Penahan gesekGambar 114 Racet Rol

Gambar 115 Berbagai desain racet rol Desain Racet Rol (Gambar 116). Rola yang

ditekan antara penggerak dan pengikut pada pusatgaya normal N1 dan N2 dan daya gesek tangesialμ1 N1 dan μ2N2 . Dengan roll yang berada padaketidak seimbangan gaya, resultan R1 = R2.


Momem gaya yang ditransmisikan adalah :M = zμN D

2dengan :z = jumlah rol (biasanya z = 4). Koefisien gesek μ ≈ 0,06.

Bila μ = tan p > tan α kita dapatkan N < 2M (N =N1 = N2)

z D tan a3

Akan tetapi, untuk mendapatkan keandalah yang lebih baik, gaya yang bekerja pada sebuah rol diasumsikan sebagai :


N = 2M (98)zD tan a

2Panjang rol l = N dengan p = 450 kg/cm bila

pelemen yang beroperasi dibuatdari baja yang bermutu tinggi dan diperkerasdengan baik.

Tabel 23 menyenaraikan dimensi utama racet roldengan kekerasan Rockwell pada permukaan operasiRc = 58 sampai 61.

Bahan yang dipakai adalah Baja 15 denganperkerasan kulit (case hardered).


Gambar 116 Diagram desain racet rolTabel 23

Dimensi Utama Rachet Rol

Rachet rol dipilih dengan memakai rumus berikut : Naman = 100N 100

nKdengan:

n = rupa yang sebenarnyak = factor keamanan, diambil mulai 1,5

sampai 2.


REM SEPATU Pada mesin pengangkat, rem digunakan untuk

mengatur kecepatan penurunan muatan ataupununtuk menahan muatan agar diam. Rem digunakanjuga untuk menyerap inersia massa yang bergerak(truk, crane, muatan, dan sebagainya). Tergantungpada kegunaannya rem dapat diklasifikasikansebagai jenis penahan (parkir), jenis penurunanatau gabungan keduanya. Rem jenis gabunganmelayani kedua fungsi penghentian muatan danmengatur kecepatan penurunan.

Rem dapat dibedakan menjadi rem automatis danrem yang dieprasikan manual.


Jenis rem yang termasuk rem manual ialah : remsepatu atau blok, rem pita, rem kerucut, rem cakramdan rem racet serta rem, dengan gagang pengaman.

Jenis rem yang termasuk rem otomatis adalah remsentrifugal (untuk mengatur kecepatan) dan rem yangdigerakkan oleh bobot muatan yang diangkat.

Rem sepatu atau blok dapat didesain dengan sepatuluar atau dalam. Rem sepatu luar adalah jenis remyang umum digunakkan pada mesin pengangkat,sedangkan rem, sepatu dalam hanya ditujukan untukpenggunaan crane yang dipasang pada truk.


Prinsip Operasi Rem. Untuk memahami prinsipoperasi rem sepatu marilah kita lihat diagram remsepatu tunggal yang ditunjukkan pada Gambar 117.

Karena aksi satu arah sepatu tunggal menimbulkanlenturan pada poros rem, rem sepatu tunggal hanyadapat dipakai untuk menahan momen gaya yang kecilpada penggerak tangan bila diameter poros tidakmelebihi 50 mm. Tekanan yang diberikan oleh sepatubesi cor pada roda rem haruslah sedemikian rupasehingga gaya gesek yang dihasilkan padapermukaan roda mengimbangi gaya kelilingnya.Gambar 117 Diagram untuk rem sepatu tunggal


Gambar 118 Diagram untuk rem sepatu ganda Rem sepatu ganda (Gambar 118) sering digunakan

pada mekanisme pengangkat, pemindah danpemutar crane, yang berbeda dengan rem sepatutunggal, rem sepatu ganda tidak menimbulkandefleksi pada poros rem. Penjepit dan crane yangdigerakkan listrik hampir selalu didesain dengan remsepatu ganda. Rem digerakkan oleh pemberat G dandilepaskan dengan electromagnet. Akibatnya,pengereman yang permanent hanya bekerja bilaelectromagnet dinyalakan. Biasanya rangkaianlistriknya dibuat saling mengunci antara motor


dan magnet secara otomatis menghasilkan aksipengereman walaupun motor berhenti secaramendadak.

Rem sepatu ganda (Gambar 118) beroperasi denganprinsip kerja sebagai berikut: pemberat Gmenyebabkan tangkai I bergerak kebawah bersamadengan batang tarik 2. Batang tarik 2 akan memutarsegitiga kaku 3 melalui sendi C. Bila kita asumsikantitik A diam di tempat, titik C bergerak ke bawah;dalam kasus ini titik B akan berpindah ke kanan.Gerakan ini akan ditransimisikan oleh batang tarik 4dan tuas 6 yang akan mendorong sepatu 8 ke arahroda rem. Bila sepatu 8 sudah tidak dapat bergeraklagi,


titik C akan diam di tempat dan segitiga 3 akanberotasi pada titik C tersebut. Akibatnya titik A akanberpindah ke kiri dan akan menggerakan sepatu 7melalui tuas 5.

Pada desain sebenarnya dari rem yang ditunjukkanpada Gambar 118, tuas 1 terdiri atas dua bagianyang dihubungkan menjadi satu denganmenggunakan kopling batang (turnbuckle) untukmenyetel rem.

Diagram lain rem sepatu ganda ditunjukkan olehGambar 119

Pengoperasian rem (Gambar 119) dengan pemberatyang dipasang pada tuas rem mempunyai kelemahansebagai berikut.


Setelah arus diputuskan dan pemberatnya jatuh,pemberat ini akan bergetar bersama dengantangkainya, menurunkan dan menaikkan tekanansepatu pada roda dan akan mengubah besarnyamomen gaya pengereman. Perubahan secara periodicpada momen gaya pengereman ini merupakanfenomena yang tidak dikehendaki pada mekanismepengangkat maupun pada mekanisme pemindah.Dalam hal ini pegas dapat lebih diandalkan karenadapat beroperasi lebih halus dan dapat disetel lebihtepat dengan jangka penyetelan yang lebih luas.

Gambar 120 merupakan desain rem yangdigerakkan oleh pegas.


ELEMEN REM SEPATU

Roda Rem. Biasanya mesin pengangkat yangdigerakkan tangan didesain dengan roda dari besi cordan digerakkan oleh penggerak daya. Roda yangdipakai terbuat dari baja cor dengan tingkat diatas 55j I Group III, atau baja tempa dengan tingkat diatas 45sesuai dengan standar soviet dengan kekerasanminimum permukaan gesek 280 Bhn. Mekanismepenggerak truk dapat digunakan roda rem dari besicor. Roda rem harus seimbang secara dinamis. Lebarroda boleh melebihi lebar sepatu sebesar 5 – 10 mm.


Roda rem harus diberi sirip untuk pelepasan kalor yanglebih baik dan dilengkapi dengan lubang diantarasiripnya untuk mendapatkan sirkulasi udara yang lebihbaik dan untuk melepaskan kalor lebih efektif keatmosfer. Bila rem dipasang pada kopling fleksibel, remharus dipasang pada bagian yang berhubungan denganmekanisme penggerak.

Sepatu rem. Sepatu rem dibuat dari kayu mapel ataupoplar dipasang pada tuas dengan baut. Untukmekanisme pembuat sepatu dibuat dari besi cor (dengancetakan permanen, tingkat CH 12 – 28) dan diberikanlapisan rem khusus (Gambar 121 a).


Lapisan tersebut dapat diikat demgan paku keeling(Gambar 121 b). Ataupun dengan sekrup yang terbenam.

Lapisan rem. Lapisan rem harus memenuhi syarat sebagaiberikut :

Mempuyai koefisien yang besar; Mampu bekerja dengan baik sampai temperatur 300°C; Dapat menahan keausan pada kecepatan; Tekanan

satuan; dan temperature tertinggi; Mudah dibuat; Murah.


Saat ini, bahan yang paling banyak dipakai ialah pitacanai.

Pita canai dibuat dengan mesin canai dari asbes nontekstil yang murah dengan karet dan ditambahkanbelerang untuk proses vulkanisir. Pita canai dibuat denganketebalan sampai 8 mm dan lebar sampai 100 mm. Pitacanai sangat elastis dan dapat dibentuk dengan mudah.Mempunyai koefisien gesek yang stabil dan tinggi antara0,42 sampai 0,53 dan dapat menahan temperaturesampai 220°C.

Gambar 121 Pengikatan lapisan rem ke sepatu remdengan paku keeling


BABVIIIPERALATAN PENGANGKAT

Mekanisme pengangkat dibagi menjadi tiga kelompok menurut penggeraknya:

1. penggerak tangan 2. penggerak daya tersendiri (biasanya elektris)3. satu motor penggerak sekutu untuk beberapa mekanisme

MEKANISME PENGANGKAT PENGGERAK TANGAN

Gerakan ditranmisikan dari gagang engkol tangan l melaluitiga pasang roda gigi lurus ke drum yang dipasang pada poros IVdengan jari-jari R tanpa tali pengangkat digulung pada saat beban qdiangkat. Seperti terlihat pada gambar 7.1

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Gambar 7.1 diagram mekanisme pengangkat a- penggerak tangan b- penggerak electrik


Efisiensi mekanisme adalah perbandingan antara kerja pengakat yang digunakan dengan semua yang dilakukan. Kerja yang digunakan didapat dari persamaan:

Ao = Qh……………………………………………(1)Dengan :

Q = bobot beban (kg)H = jarak yang ditempuh oleh beban(m)

A = Ks……………………………………………………(2)Dengan:

K = kerja yang dihasilkan oleh operator pada gagang engkols = lintasan gaya K yang bersesuai dengan lintasan h

maka, efisiensi pada mekanisme ini ialahdengan :v = kecepatan pengangkatc = kecepatan pada titik kerja gaya penggerak (c = 30 sampai 45m/menit)Ko = kerja ideal pada gagang engklol dengan mengabaikan kerugian akibat gesekanW = tahanan total akibat gesekan pada mekanisme

Kerja yang dilakukan operator pada saat gagang engkol ketika menaikkan muatan ialahkerja ini tidak boleh lebih besar dari nilai yang diberikan pada tabel 8.1


tabel 8.1Kerja Maksimum Setiap Orang, Dalam kg

PERIODE OPERASI

Pada gagang kemudi

Pada rantai

penarik

Pada pedal katrol

Pada batang katrol

Operasi terus-

menerus (continue)…

12 20 25 18

Operasi tidak lebih dari 5

menit…

25 40 35 20


Efisiensi total mekanisme (untuk diagram gambar 8.1a) ialah:

drum roda gigi

puli = efisiensi puliη

ηdrum = efisiensi drum

puli

η η3

η η=

roda gigi = efisiensi satu pasangan roda gigiperbandingan transmisi total mekanisme ditentukan dengan perbandingan berikut

η

η.__

gayamomenbebanmomen

= MkMQ

= KaQRηI =

Dengan puli yang ada,bobot muatan Q yang harus dilawan oleh tarikan tali 2

Qs =

Qksv η=

(Gambar 81a). kecepatan pengangkatan muatan akan menjadi:


MEKANISME PENGANGKATAN DENGAN PENGGERAK ELECTRIK INDIVIDU

Daya ditranmisikan dari motor electric (Gambar8.1b) (poros i)melalaui tiga pasangan roda gigi ke drum (poros IV) tempat talipenggulung.

Pada kecepatan angkat yang konstan (v= konst) (gerakan yangseragam dan tunak) daya yang dihasilkan oleh motor electric akanmenjadi

hpN Qvη75=

dengan:v = kecepatan angkat muatan, dalam m/detmotor pada poros motor ialah

M’ =

cmkgnmN

−71620

Perbandingan transmisi antara motor dan drum ialah

drummotor

drumkecmotorkeci

ηη

==..


kecepatan tali pada drum adalahVdrum = Vi puliDengan Ipuli = perbandingan transmisi puli (pada system puli

untuk mendapatkan bati gaya ipuli > i).

Kecepatan drum dalam rpm ialah

rpmD

vdrumπN drum =

Dengan:vdrum kecepatan tali pada drum, dalam m/men

D diameter drum, dalam m


MEKANISME PENGANGKAT YANG BEROPERASI DARI SATU MOTOR PENGERAK SEKUTU UNTUK BEBERAPA MEKANISME

Mekanisma ini didesain untuk crane yang dipasang pad truk atau traktor,kereta berel dan crane rantai (crawler crane) juga untuk crane Derek(derrickcrane) dan Derek cengkram (grap wince).

Mesin uap atau motor baker adalah pengerak utam ayang dipakai untuk semua pengangkat ini kecuali pada Derek cekram.

Diagram crane yang dipasang pada mobil yang dibuat oleh Odessa Works yang ditunjukan pada Gambar 8.2. dari mesin gerakan ditramisikan pada mekanisme crane pengangkat, dan pemutar.dari kotak pengatur daya 12 gerakan ditramisikan melalui kotak pembalik 1 keporos 3 melalui poros garden 2. melalui gigi reduksi 4. poros 3menggerakan poros transmisi utama 7 yang dari sini digerakan ditranmiosikan melalui kopling dan pengerak cacing 5 dan 6kedrum 8 (untuyk mendongkrak tiang crane) atau drum 9 (untuk pengangkatan). Disamping itu kopling dapat 10 dapat mentranmisikan gerakan kepenggerak cacing 11 untuk penggerakan pengangkat. Daya poros pengerakan f untuk


Pengangkat ialah dengan:efisiensi mekanisme antara poros drum I dan poros fη

η75Qv

Nf =

momen gaya pada poros pengerak ialah

nfNfMf 620.71=

dan pertandingan tranmisinya ialah

ninfi =

Gambar 8.2 diagram mekanisme crane yang dipasang pada crane


BAB VIIPENGGERAK PERALATAN PENGANGKAT

7.1 PENGGERAK TANGAN DAN TUAS PENGANGKAT

7.1.1 Komponen utama dari penggerak tangan ialah gagang engkol, dan roda penggerak dengan rantai penggeraknya.

Kapasitas angkat peralatan pengangkat yang digerakan dengan tangan tidak dapat melebihi 15000 kg.

7.1.1.1 Gagang engkolGagang engkol penggerak tangan dapat pada dongkrak, batang gigi dan pinion dan lokomotif, penjepit dinding dan ereksi.Ukuran utama tangan gagang engkol diberikan pada table 7.1


Usaha yang dapat diberi pada gagang engkol dapat dilihat pada table 7.2


Table 7.1Dimensi utama gagang engkol pengerak tangan

Jumlah Operator

Ukuran, mm

Diameter gagang busing

Panjang busing l

Panjang Penjepit l

Panjang lengan

gagang l

1 (1,8-2,0) d

(1-1,5) d 250-350 300- 400

2 (1,8-2,0) d

(1-1,5) d 400-500 300-400


Tabel 7.2Kerja maksimum setiap orang, dalam kg

Periode operasi

Pada gagang kemudi

Pada rantai

penarik

Pada pedal katrol

Pada batang katrol

Operasi terus menerus (continue)

12 20 25 18

Operasi tidak lebih dari 5

menit

25 40 35 20


7.1.1.2 RacetRacet berfungsi seperti penggerak tangan dongkrak ulir. Racet lebih

ringan dari gagang engkol dan sangat mudah mengoperasikannya.Gambar 7.2 menunjukan sebuah Racet

Gambar 7.2 Racet

l- roda racet, 2-pena pengunci, 3-kepala racet, 4-pegas kembali pengunci ketempatnya, 5-pengunci, 6-pegas pengencang skrup


Gagangnya dapat diperpanjang dengan sebatang pipa dapat digerakankedepan dan kebelakang pesamaan dengan kunci penahan dengan sudut yangkecil. Pada gerak kebelakang pengunci tergelincir di atas gigi roda racet yangdihubungkan ke poros penggeraknya. Untuk gerak baliknya (ke depan)pengunci bertaut dengan gigi roda racet sehingga poros penggerak berputarsesuai dengan sudut gerak tuas penggerak. Untuk menggerakan porospenggerak dengan arah yang berlawanan, racet dapat dengan mudah dibalikdengan poros rangkaian persegi racet yang dapat bergerak dua arah denganpengunci yang berpindah banyak dipakai pada sekarang ini. Panjang tuasracet (bersama dengan pipa memanjang tersebut) berkisar antara 800sampai 1000 mm operator dapat menghasilkan daya sampai 30 Kg.

7.2 PENGGERAK DAYA

Penggerak electric merupakan pilihan utama diantarabeberapa jenis penggerak daya pada saat ini. Crane yang digerakanoleh tenaga electric di desain untuk mengangkat beban sampai 2000ton.


7.2.1 PENGGERAK HIDROLIKPada umumnya penggerak hidrolic digunakan untuk mengangkat beban

berat 200-600 ton pada jarak angkatan terkecil 100-300 mm.

7.2.2 PENGGERAK PNEUMATIKTenaga pneumatic banyak dipakai pada katrol angin gantung kecil dan

blok puli pneumatic yang beroperasi pada daerah rawan dadakan dimanapenggerak listrik tidak dapat digunakan.

7.2.3 PENGGERAK UAPPenggerak uap dipakai terutama pada crane dalam jalan lokomotif

untuk pelayanan umum pada rel Bantu di station disekitar pabrik dangalangan kapal.

7.2.4 PENGGERAK ELECTRIKArus listrik yang digunakan dapat berupa arus searah 110, 220, 440

dan 50 Volt atau arus 3 fase yang digunakan dengan tegangan 380, 500 dan550 Volt ( umumnya dengan frekuensi 50 Hz ).


GEAR PENGGERAK2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Mekanisme Penggerak Dengan Rel

Gear penggerak dapat didefinisikan ke dalam mekanisme penggerak untuk troli dan crane yang bergerak pada rel dan mekanisme untuk crane atau troli tanpa rel dengan roda karet dan roda rantai.

Mekanisme penggerak troli crane dapat dikelompokkan lagi menjadi tiga kelompok yaitu yang dioperasikan dengan tangan, dengan penggerak daya tersendiri (biasanya penggerak listrik) dan penggerak daya dengan tali.


Elemen-elemen berikut digunakan pada mekanisme penggerak troli tanpa tergantung pada desainnya : Motor atau roda penggerak pada penggerak tangan. Transmisi antara poros penggerak dan poros yang

digerakkan pada roda troli. Roda yang berjalan pada rel. Rangka (badan) troli yang ditempati oleh mekanisme

penggerak dan pengangkat.


Troli Tangan Prinsip kerja dari troli ini adalah gerakan

ditransmisikan dari roda penggerak melalui dua pasang roda gigi ke roda penggerak.

Dalam menentukan beban pada roda untuk troli dengan empat buah roda dibebani beban secara simetris dan distribusi bebannya merata pada keempat rodanya, yang dikenakan pada rodanya ialah denganQ – bobot-bebanG0 – bobot troli


Bila beban digantung secara asimetris pada troli dengan dua pengangkat maka gaya yang dikenakan pada rodanya kira-kira sama dengan

G0 Q b2Pmaks. = A ≈ +

4 2 bG0 Q b1

Pmin. = B ≈ + 4 2 b


Troli Crane dengan Penggerak Elektrik Terpisah Prinsip kerja dari troli ini yaitu gerakan ditransmisikan

dari motor elektrik melalui tiga pasang roda gigi lurus ke roda gigi penggerak. Pada gerakan yang tunak daya dihasilkan oleh motor elektrik adalah

WvN = hp

75ηDengan :v – kecepatan jalan, dalam m/detikη – efisiensi total mekanismeW - tahanan gerak, dalam kg


Perbandingan transmisi :kecepatan motor nmot

i = =kecepatan roda penggerak nt-w

Kecepatan roda penggerak adalahv

nt-w = πD

dengan v – kecepatan, dalam m/detD – diameter roda


Mekanisme Pejalan Crane Gantri dan

Crane Jalan Crane Jalan yang digerakkan Tangan

Prinsip kerja dari crane ini yaitu gerakan ditransmisikan dari roda operasi yang dipasang pada poros transmisi utama melalui dua pasangan roda gigi pararel menuju dua buah roda pejalan pada crane.


Gaya maksimum yang bekerja pada roda penggerak crane beroda empat :

G Q + G0 L – ePmaks ≈ +

4 2 LCrane Gantri (portal) Mekanisme penggerak crane ini dilengkapi dua poros

vertical dengan pengerak roda gigi kerucut untuk menggerakkan roda penggerak yang dipasang pada kaki penyangga crane. Sedangkan crae semigantri didesain hanya dengan satu batang poros vertical.


Crane Kantilever

Gaya maksimum yang bekerja pada roda penggerak vertical adalah

maks. V Q + G0 + G

P vert ≈ =

2 2

Dengan :

V - dorongan vertical

Q – bobot muatan

G – bobot crane tanpa troli

G0 – bobot troli


Rel Gerak

Menurut kegunaannya rel untuk crane dapat diklasifikasikan : Rel untuk untuk troli crane jalan overhead dan rel untuk

mekanisme pejalan crane yang digerakkan oleh tangan (batang bentang). Rel tersebut terbuat dari baja reta dengan sudut yang dibulatkan.

Rel khusus untuk crane jalan overhead yang dibuat dengan dasar yang lebar dan pendek. Rel ini mempunyai momen inersia yang relative lebih besar.

Rel untuk crane monorel, crane kereta rel, gantri dan crane jenis lainnya.

Monorel untuk troli dan katrol jalan.


Roda penggerak Roda penggerak dibagi menjadi tiga :

Roda penggerak untuk monorel, yaitu roda yang berjalan pada flens di atas batang –I dipakai hanya untuk troli yang digerakkan oleh tangan.

Roda pejalan untuk rel baja rata dan untuk rel crane dan rel kereta, roda untuk crane yang digerakkan penggerak daya dibuat dari baja cor atau roda baja tempa dengan suaian paksa.

Roda sorong (roda rel tanpa flens), roda sorong ini digunakan bila roda tersebut tidak mengalami beban lateral sama sekali. Roda sorong dipakai pada crane monorel dan kantilever, crane jalan dengan lengan.


Mekanisme Rantai Mekanisme rantai digunakan pada crane putar dan

berbagai jenis pemuat. Crane dengan rantai dibelokkan arahnya dengan

mengerem putaran salah satu rantai-rantai geraknya, misalnya dengan mengurangi kecepatan atau menghentikan satu rantainya.

Karena gaya adhesive rantai yang besar, mekanisme pejalan rantai dapat mengatasi gradient yang lebih besardibandingkan dengan transportasi melalui rel

Tekanan satuan aman pada tanah tergantung pada sifat dan kondisinya yang berbeda-beda, untuk crane rantai mulai 0,8 sampai 15 kg/cm2.


Mekanisme dengan Ban Karet Desain ban karet yang paling sering digunakan adalah

ban karet mati yang dipasang pada roda. Tahanan yang ditimbulkan pada sewaktu crane berban

karet berjalan (tanpa memperhitungkan tahanan angin) dapat menggunakan rumus :

W = G (cos αω + sin α)Dengan :

G – bobot total cranew – koefisien tahanan gerakα – gradien permukaan medan, tanda plus untuk

mendaki dan tanda minus untuk menurun


BAB 10PERALATAN PEMUTAR LENGAN, DAN PENDONGAK

1. MEKANISME PEMUTARTergantung pada desain komponen pendukung mekanisme pemutar, cranedapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok utama berikut.Suprastruktur crane berputar bersama dengan pilar tiang pada bantalannya,biasanya terpasang pada pondasi ataupun dipasang pada kolom bangunan.Suprastruktur crane berputar pada pilar yang dipasang mati pada pondasiatau pada truk crane.Crane berputar pada poros pemutar pusat yang dipasang mati padakomponen tak berputar; meja putar crane ditumpu oleh sejumlah rol yangberputar pada rel yang berbentuk lingkaran dan dipasang pada pondasiataupun pada truk crane.


Mekanisme pemutar crane dengan pilar berputar. Gambar 198menunjukkan crane dengan pilar kolom berputar. Pendukung bagianatas, yang diikat pada kolom bangunan, diberi bantalan radial danpendukung bagian bawah, dengan dipasang pada pondasi, diberibantalan radial dan dorong. Crane seperti ini biasanya diputar dengantangan, dengan mendorong muatan yang digantungkan pada cranetersebut. Akan tetapi, muatan mulai dari 5 ton ke atas memerlukanmotor elektrik untuk memutarnya.Pendukung pilar. Pena putar pilar atas dan bawah biasanya diikat padapemegangnya. Salah satu desain pena putar bawahditunjukkan olehgambar 199a. bantalan ini mengalami lenturan akibat gaya horisontalH1 tekanan oleh gaya vertikal V.Momen lentur pada penampang kritisnya ialah

M1 = H1y1Momen lentur pada bagian bawah bahu ialah

M1 = H1y

Dengan:

H1 = (Qa + Ge); V = Q + G

(Q-bobot muatan; G-bobot crane)

h1


Resultan tegangannya ialah

σΣ = ± σlentur - σcom = (240)

Pelat bawah harus diperiksa terhadap tekanan satuan antara bantalan denganpelat (tekanan pada dinding lubang akibat gaya H1 dan tekanan vertikalantara bahu bantalan dengan pelatakibat gaya V)Resistensi terhadap putaran. Momen resistensi akibat gaya gesek relatif padasumbu putar ialah

M = Wa = Vµ1 r + H1µ2r + H1µ3r1 (241)

Di sini M = M1 + M2 + M3 (M1-momen) resistensi pada bantalan tekan/aksial;M2dan M3 – momen dari resistensi pada bantalan bagian baweah dan atas.Rumus tersebut mencangkup M1 = Vµ1 r untuk bantalan dorong tak beralurpada bagian atas. Pada bantalan dorong dengan permukaan tekan cincin(Gambar 199a) momen resistensi akibat gesekan ialah sebesar

M1 = V µ1 (242)

[ ]com

d

V

d

yH σππ ≤−±

21

21

11

432

32

20

2

30

3

22

22

−

−

dd

dd


dan pada bantalan bertingkat yang memakai bola sebagai permukaangeseknyaialah

M1 = V µ0 (243)Dalam rumus – rumus tersebut:

W- tahanan putar pada ujung tiang lengan cranea- jangkauan tiang lengan craneR = d/2 --- jari-jari titik putarµ1- koefisien gesekan pada bantalan dorongQ = Q + G - Gaya vertikal akibat bobot muatan pada Craned- diameterbantalan bawahd0 - diameter dalam bantalan dorong berbentuk cincin (atau diameter alur)µ1 dan µ2- koefisien gesek pada bantalan radial bawah dan atasr1- jari-jari bantalan bagian atasµ0- koefisien gesek pada bantalan jenis bola menurut diamater bantalannya.

Rumus (241) mengabaikan tahanan terhadap putaran Ww akibat tekananangin. Tahanan ini harus diperhitungkan untuk crane yang akan beroperasidiruang terbuka.Penggerak mekanisme pemutar. Pada pemutar tangan, usaha yang dikerjakanoleh operator untuk memutar crane ialah

αsinWP =


Dengan :

α - kemiringan tali penarik dari bidabg vertikal dalam memutar (α biasanya diambilsampai 450)

W - resistensi terhadap pemutaran yang bekerja pada ujung tiang lengan crane.

Dengan penggerak daya danpada kecepatan tunak, daya yang dihasilkan motor ialah

N=

Dengan:

V - kecepatan pada ujung tiang lengan crane, dalam m/dt

- efisiensi penggerak

perbandingan transmisi antara motor dengan struktur crane yang berputarialah

dengan:

nmot –rpm motor

hpWvη75

η

avncr

ncrnmoti

π260; ==


Mekanisme pemutarcrane dengan pilar yang terpasang mati marilah kitaperiksa contoh crane monorel (gambar 186). Pada crane jenis ini, pilartetap 6 dipasang pada truk; tiang lengan crane jenis bertumpu pada pilaryang menahan semua gaya vertikal dan horizontal yangakan timbul kitikapengoperasian crane dan meneruskan gaya-gaya tersebut kerel danpondasinya melalui truk bawahBus bantalan pilar tas diberi bantalan radial dan pendorong yang dipasangpada gilder khusus pada rangka crane. Gaya horizontal bagian bawahditransmisilkan dari bantalan rol radial ke tonjolan silindris khusus pada pilaryang dipasangpada truk.Pilar creane (gambar 201) pilardibuat daribaja tempa, yang berbentuk konis.Pada bagian atasnya diberikan bus silindris dan pada bagian bawah denganujung tirus yang akan dipasang pada pondasi plat (crane putar diam)ataupada rangka truk (misalnya pada crane monorel). Pilar akan mengalamilenturan akibat momen Hfh dan tekanan akibatgaya vertikal v. gayav dan Hfdapat ditentukan dengan rumus (205) dan (206). Penampang kritis pilartersebut terdapat pada ujung yanmg diikat. Panjang pilar antara busbantalan atas dan tonjolan silindris bawah untuk lenutran karena gaya tekanv sangatkecil nilainya, sehingga praktis dapat diabaikan.

…. (244)3

32311 cmd

lenturGgLgLGqa

lenturMmaksW π

σσ=

−+==


Dengan :q-bobotmuatana-jangkauan craneG1-bobot struktur putar craneL1-lengan resultante bobot G1

Gg-pengimbangLs-lengan pengimbang relatif terhadap sumbu putar.Resultante tegangan pada bus bantalan atas (gambar 201) ialah

dengan d =2rDari bentuk pilar secara titik kerja gaya horizontal atas dan gaya

horizontal bawah Hf akan serupa grafik pangkat tiga, yang harus digambarkansebelum mulai mendesain pilar.

Gambar202 menunjukan diagram momen dan tegangan untukmemeriksa perhitungan penampang pilar. Metode berikut ini dilakukan untukmenentukan defleksi maksimum pilar secara grafis pada titik kerja gayahorizontal atas Hf . dalam menentukan defleksiakibat penampang pilar yangberbeda-beda, pertama-tama M/I diagram harus dibuat, dengan beban khayalM/I ini diberikan pada batang diikat mati. Daerah diagram dibagimenjadibeberapa bagian F1-F13 dengan beban yang dipusatkan pda titikberatnya. Setiap daerah diagram dianggap sebagai gaya khayal dan gariselastisdigambarkan sebagai kurva yang mulus. Defleksi maksimum akan terjadi padatitik t i t khi d h i t l t Hf

[ ]comgf

comlentur dgGq

dyH

σππ

σσσ <++

−±=−±=Σ

432

21

3


Tegangan tekan mempunyai nilai yang lebih besar.Gambar 203c ˚menunjukan distribusi tegangan resultante Σ

relatif terhadap sumbu NN yang digambarkan melalui titik potong arahtegangan v dan kmasing - masing.

Trunion batang lintang diperiksa terhadap defleksi akibatsetengah dari resultan tekanan P = Hf + V dan tekanan satuannya.Gambar204 menunjukan batang lintang pilar tetap yang terpasang padabantalan rol.

Bantalan radial bawah. Crane kecil menggunakan bantalan roldengan sebuah rol yang dipasang pada sisi tiang lengan. Crane besardiberi dua buah bantalan rol di bagian depan.Bila memakai pengimbangdiberi dua pasang rol di depan dan dibelakang (gambar 205 ) yangdipasang pada kotak khusus pada ujung bawah tiang lengan crane. Bilakita menandai Hf untuk tekanan bantalan horizontal [rumus ( 206 )] dan 2α sudut antara dua buah rol bantalan (biasanya sama dengan 600) makagaya yang dikerahkan setiap rol pada pilar adalah :

αcos2fH

N =


Tergantung pada beban yang ditumpunya, rol terbuat dari baja ataupun besi cordengan ukuran yang sekecil mungkin dan harus mempunyai permukaan yangcembung. Rol harus dapat berputar dengan bebas pada pena yang diikat padakotak oleh pemegang. Diameter rol yang diperoleh secara percobaan ialah D2 =( 2,5 sampai 3 ) d2, dengan d2 dengan d2 diameter pena rol. Pada crane putaruntuk pelayanan berat dengan pilar kisi pendukung bagian bawah didesaiandengan enam buah rol. Tahanan terhadap perputaran. Momen resistensi akibatgaya gesek relatif pada sumbu perputaran dapat ditentukan dengan rumussebagai berikut ;

2

21

2

21322

02

03

1 2232

RRRNk

RrxRNrH

rrrr

VWaM f+

+++−−

== µµµ

Dengan :µ1, µ2 dan µ3: Masing – masing koefisien gesek bantalan dorong,bantlan bus atas dan pada pena bantalan rol bawahk: Koefisien gesek gelinding padabantalan rol bawahW: Tahanan terhadap putar yang bekerja pada ujung tiang lengana: Jangkauan tiang lengan.


Peralatan Pemutar Crane Dengan Meja PutarDiagram crane dengan meja putar ditunjukkan pada gambar 208.

Pada crane ini berat muatan ditransmisikan pada struktur putar cranemelalui bantalan rol ( perputaran ) pada jalur lingkar yang dipasangpadapondasi atau truk crane. Pada sumbu putar terdapat pilar pusat atautitik pusat yang dipasang pada bagian crane yang diam. Apabila craneyang bekerja titik putar pusat ini akan mernahan kedua gaya horizontaldan vertikal.

Tahanan terhadap perputaran. Kasus pertama. Titik pusat grafitasistruktur putar crane (termasuk muatan),berada diluar lingkaran bantalan(jalur lingkar). Di sini beban bekerja pada rol depan dan titik putar pusat(titik putar tersebut mngalami penarikan).Momen tahanan akibat gaya gesek relatif pada suhu perputaran ialah

03220

2

30

3

1 '2

)(32 M

RR

kdPPrrrr

PWM spa +

+++

−−

== βµµ


dengan :W = tahanan terhadap putaran ujung lengan tianga = jangkauan tiang lengan Pp = gaya reaksi vertikal pada pusat putaranµ1 = koefisien gesek pada bantalan dorong pusat puteranr dan r0= diameter luar dan dalam bantuan dorong pusat putaranP2 dan P1= gaya-gaya yang bekerja pada rol perputaran depanµ = koefisien gesek luncur pada bus bantalan rol perputarand = diameter bus bantalan pada rol perputaran


PERPUTRANR = JARI-JARI ROL PERPUTARANRS = JARI-JARI JALUR LINGKAR

= FAKTOR YANG MEMPERHITUNGKAN TAMBAHAN AKIBAT GESEKAN PADA NAP (UNTUK ROL)ATAU AKIBAT LUNCURAN LATERAL ROL PADA JALUR (UNTUK ROL SILINDRIS), DIAMBIL SAMA DENGAN 1,2-1,3.M0 = MOMEN GESEK TAMBAHAN YANG DIDAPAT DENGAN RUMUS (206).Reaksi pada pusat putaran Pp dan gaya yang dikerahkan pada rolperputaran P2 dan P3 (dengan mengabaikan tekanan angin) dapatditentukan dengan rumus :

β

8188112

()(cos1 GGQiGlGQa

RPp ++−−+=

β

)(cos21

881132 iGlGQaR

PPs

−+==β

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Di sini := setengah sudut antara dua rol yang berurutan

Q = bobot muatanG1 = bobot struktur putarG8 = bobot pengimbang, yang lainnya seperti pada gambar 208

Dalam kasus ini pusat putaran akan mengalami tarikan. Penampang kritisterdapat pada diameter teras ulir pada pusat putaran. Mur atas danbawah pada pusat putaran harus dilengkapi dengan alat pengunciuntuk mencegah terlepasnya mur tersebut. Biasanya jenis ulir ialah jenisulir gergaji.

Kasus kedua. Titik pusat gravitasi keseluruhan sistem yang berputar beradadi dalam lingkaran bantalan. Di sini beban diteruskan ke semua rol.Pusat putar tidak mengalami gaya vertikal. Momen tahanan terhadapperputaran akibat gaya gesek adalah

+

+++= 081 2

)( MRR

kdGGQM sβµ


Kasus ketiga. Titik pusat gravitasi sistem secara keseluruhan berada di dalamlingkaran bantalan. Beban ditahan oleh rol di dalam sangkar (gambar 209) yangdisusun diantara dua cincin, yang satu diam dan yang lain dipasang pada strukturputar crane. Pusat putar titik mengalami gaya vertikal dam momen tahananterhadap perputaran akibat gaya gesek adalah

Menentukan momen gesek tambahan M0 di samping momen gesek di atas,pada ketiga kasus terlibat juga momen gesek tambahan yang terjadipada bantalan radial pusat putar. Momen gesek ini dihasilkan akibatgaya yang ditimbulkan pada puat putar oleh gigi terakhir penggerakplanet mekanisme pemutar dan akibat yang ditimbulkan bentuk rolstruktur putar crane yang tirus tersebut

Cincin gigi berukuran besar pada penggerak planet ini diikat padabagian crane yang diam. Roda gigi planet akan berputar mengelilingicincin gigi dan memutar crane melalui bantalan porosnya karenabantalan ini diikat pada meja putar.

081 ')( MRR

kGGQM s +++= β


Penggerak planet dapat didesain dengan cincin gigi luar maupun dalam.(Gambar 210a).Pada cincin gigi dalam, gaya horisontal pada bantalan roda gigi penggerak danpada pusat putar adalah

pada cincin gigi luar.

(275)………………………−

= Σ

rRMPpt

258)(…………………………+

= Σ

rRMPpt

Dengan:MΣ – total tahanan momen terhadap perputaran( untuk gerakan yangdimaksudkan )


YANG BEKERJA PADA PUSAT PUTAR. MARILAH KITA TANDAIPMAKS SEBAGAI GAYA MAKSIMUM PADA SATUBUAH ROLTIRUS PADA SISI MUATAN DAN ΑSEBAGAI SUDUTKE TIRUSAN

ROL

(GAMBAR 210B), MAKA GAYA INI AKAN MENGHASILKANKOMPONEN HORIZONTAL AKIBAT KETIRUSAN ROL SEBESAR

Tekanan angin hanya dapat diperhitungkan untuk dua rol pada desain denganempat buah rol (pada kasus yang paling buruk akibatnya untukl gaya yangbekerja pada rol) komponen horizontal H’ dan H” kedua rol lainya ditentukandengan mengabaikan tekanan angin. Maka, gaya horizontal yang bekerjapada pusat putar akibat ketirusan rol, akan sama dengan selisih antararesultan gaya yang bekerja pada pasangan rol yang berlawanan letaknya:Ptap = [( H1 + H’ ) – ( H2 + H” )] cos βAtauPtap = [( Pmaks +P’ ) - ( Pmin + P” )] tan … (259)

2tan1

σmaksPH =

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Dengan:Pmaks dan Pmin – beban maksimum pada rol bagian depan dan beban minimumpada rol bagianbelakangdengan memperhitungkan tekananangin yang ditentukan oleh rumus (236) dan (264)P’ dan P”– beban pada rol depan dan belakan dengan mengabaikan tekanan

anginΑ – sudut ketirusan rolerΒ – setengah sudut antara dua rol yang berdekatan

Maka penambahan momen gesek pada pusat putar akan menjadiMo = ( Ppt + Ptap ) µ2 r2 …… .(260)

Dengan μ2 – koefisien gesek pada bantalan radial pusat putar r2 – jari-jari busbantalan titik putarMomen resitansi terhadap perputaran total (untuk gerakan tunak) adalh jumlah momen

akibat gaya gesek dan momen resistansi terhadap perputaran akibat angin Mw.MΣ = M + Mw …………(261)Momen akibat tekanan angin dapat ditentukan dengan rumus Mw = Pw Smuatan a + Pw Scrl1 -PwScreg …..(262)Dengan Pw = tekanan angin, dalam kg/m2 Smuatan Scr,,Scw = luas bidang yang mengalami tekanan angin pada muatan, pada

struktur putar crane dan pada pengimbang dalam M2 2/26/2014Teknik Mesin PNL

2. Peralatan perentang dan pendongak

Mekanisme untuk mengubah jangkauan crane dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok :

mekanisme perentang yang mengubah jangkauna dngan troli yang bergerak pada girder yang horizontal ataupun miring

mekanisme pendongak yang menaikkan atau menurunkan tianglengan (boom)

troli dapat digerakkan dengan tenaga daya ataupun dengan tangan dengan memakai penggerak tali.

Mekanisme perentang. Crane putar rentang dengan jangkauan yang bervariasi ditunjukan pada gambar 214. troli a membawa tali atau rantai b yang tidak berujung yang digerakan roda penggerak tali c atau dengan drum (gaya gesek) ataupun dengan spoket rantai (dengan pertemuan positif). Roda puli atau spoket diputar oleh roda operasi d melalui roda gigi dari motor listik terpisah. Tali pengangakat emembelit roda pulu f pada troli dan roda puli gerak h pada rumah kait. Salah satu ujung tali pengangkat diikat pada ujung luar (g) tiang lengan dan ujung lainnya dililitkan pada drum pengangkat.

Pengangkat merupakan unit yang berdiri sendiri dan dapat tetap mengangkat beban walaupun troli bergerak ataupun diam.


W = W1 + W2 (272)Dengan :W1 dan W2 – tahanan pada roda gerak dan pada roda puli tali pengangkat

Tahanan akibat roda gerak troli adalah

Dengan : Q = bobot muatan q = bobot takel pendukung muatan Go = bobot troli ( tidak termasuk bobot takel pendukung muatan ) Β = koefisien untuk memperhitungkan gesekan pada flens roda gerak β = 1,2

sampai 1,3 untuk bantalan luncur dan β = 1,8 untuk bantalan rol µ =koefisien gesekpada bantalan roda d =diameter garda roda k = koefisien gesek pada gelinding roda D = diameter roda

( ) (273).............................................201

+

++=D

kdGqQW µβ


Tahanan pada roda puli tali pengangkat (ketika troli yang dibebani bergerak,roda puli berputar) adalah W2 = Son - Soff (274)

Gambar 215a menunjukan diagram roda puli untuk tali pengangkat. Bila kita menganggap Soff = , maka tarikan pada berbagai titk pada tali akan menjadi:

S2 = Soff ε; S3 = S2 ε ; = Sg ε ε = koefisien roda puli Tarikan maksimum tali atau rantai untuk memindahkan toil adalah

jumlah yang diakibatkan gerak troli W, tarikan tali S akibat terdefleksinya tali tersebut dan tahanan roda puli penggerak dan penuntun.

Tarikan tali aatau rantai f akibat bobot dan defleksinya sendiri f dapat ditentukan dari keaedaan kesetimbangan momen (Gambar 215b):


Maka

dengan:

qr = bobbot tali atau rantai permeter panjangnya

x = setengah panjang atau rantai yang terdefleksi (nilai maksimum xmaksakan terjadi ketika troli berada pada salh satu kedudukan ujung.

f = defleksi tali atau rantai yang diizinkan, biasanya diambil sebesar

2xxqSf r=

fxqS r

2

2

=

maksxsampaif

=

2001

1001


dtdIM dynω

=

dtdIMMMM sidynuω

+=+=

OPERASI PERALATAN PENGANGKAT SELAMAGERAKAN PERALIHANSuatu mekanisme pengangkat mulai beroperasi pada kecepatan tertemtu atau tunak ketika alat operasinya (drum, roda

crane atau rangka) telah mencapai kecepatan yang ditentukan.Setiap gerakan kerja krane terdiri atas: periode start (percepatan), gerakan yang tunak atau tertentu dan penghentian.

Periode kerja pertama dan terakhir di cirikan oleh gerak peralihan.1. BEBAN DINAMIK

Bila suatu benda dengan momen inersia I berputar dengan kecepatan sudut yang bervariasi, momen gaya dinamis yangmenyebabkan perubahan kecepatan pada komponen yang berputar ialah :

Dengan dω ialah kecepatan sudutMenurut prinsip d’Alembert, momen gaya motor di nyatakan dengan

dtdω

dtdω

22

2 /4

smkgg

GDmp −=

2......

222

22

21

22 nnrr IIII ωωωω +++=

Dengan Mu momen perlawanan statis di tinjau terhadap poros motor.Jika motor itu meningkatkan kecepatannya> 0 dan Mdyn > 0Jika motor itu di perlambat kecepatannya> 0 dan Mdyn <dt 0

Istilah ”momen girasi” akan sangat mempermudah pembahasan. Bila m dan G ialah massa dan bobot benda yang berputardan ρ adalah jari-jari dan D diameter girasi, maka :

I =

Rumus ini hanya dapat digunakan hanya untuk menganalisis sistem putar tunggal.

Gambar 217 Diagram MekanismeDengan membuat gambar 217 hanta batang penghubung putar saja, kita dapat menyatakan keadaannya dengan

persamaan berikut

Semua persamaan sebelumnya hanya berlaku untuk percepatan dan perlambatan yang konstan, yakni denganmomen gaya motor yang konstan dan momen gaya rem yang konstan.

Gambar 218 menunjukan momen inersia berbagai komponen putar dan tabel 39 memberikan nilai perkiraan momen inersia kopling. Momen girasi motor listrik dapat di temukan pada katalognya.Tabel 39 Nilai Perkiraan Momen Inersia Kopling


Diameter luar, mm Diameter poros, mm Panjang nap, mm Lebar pelek, mm Berat

kg Momen inersia, kg, cm/s2

150 30 120 30 10 0,003

200 40 160 80 20 0,01

250 50 200 100 40 0,03

300 60 240 120 70 0,08

400 70 280 140 140 0,28

500 80 320 160 250 0,78

Tabel 39 Nilai Perkiraan Momen Inersia Kopling

Mekanisme pengangkattidak boleh memiliki lintasan perlambataan lebih dan koefisien pengereman kurang dari nilai yang di tunjukandari tabel 40.

Pada mekanisme penjalanan lintasan pengereman yang di tempuh oleh truk atau crane setelah motor di matikan tidak boleh kurang dari nilaiyang di tunjukan pada tabel 41 (tanpa gelincir pada roda).

Tabel 40 Lintasan Dan Koefisien Pengereman

Jenis Lintasan pengereman, mm Koefisien pengereman, β

Ringan ............................... s/120 1,75

Medium ............................. s/100 2,00

Berat .................................. s/80 2,5

000.100

2v000.5

2v500.2

2v

000.8

2v000.4

2v000.2

2v

Tabel 41 Lintasan Dan Koefisien Pengereman

Koefisien adhesiJumlah Roda Yang Di Rem

Semua 50 % 25 %

0,15

0,12Catatan: s- lintasandalam m yang di tempuh beban per menit


2. Pemilihan Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Rem Untuk Mekanisme PengangkatMomen gaya penuh yang di hasilkan motor ketikan percepatan dapat di cari dengan rumus :

Mmot = Mst + MdynDua faktor yang harus dipakai sebagai petunjuk untuk penentuan daya motor yang di perlukan secara tepat. Pemanasan dan

beban lebih yang di izinkan. Beban-lebih yang aman dalam jangka waktu singkat pada motor DC tergantung pada percikan bungaapi yang di izinkan pada komutator dan di pilih kira-kira sebesar 200-300% dari momen gaya ternilai, yaitu :

Mrated =32

max

keM

Dengan :Mrated – momen gaya motorMmax – gaya maksimum ketika percepatan = Mmot

Lebih-lebih yang aman untuk jangka waktu singkat motor AC dikondisikan oleh momen gaya stal yang akan melebihi momen gaya maksimum, dapat di pilih kira-kira 1,75 sampai 2 kali momen gaya, yaitu :

Mmaks = (1,75 ke 2) Mrated

Beban lebih yang aman lebih tepat ketika percepatan dapat di lihat pada katalog motor yang bersangkutan.Pemanasan motor di akibatkan oleh perubahan energi motor yang hilang ketika motor di operasikan. Pemanasan

yang berlebihan dapat merusak isolasi dan mengurangi umur motor atau langsung dapat merusak motor itu. Oleh karena itu, daya motor di pilih sedemikian rupa sehingga temperatur gulungan dengan insulasi khusus yang tahan terhadap pemanasan yang tidak boleh melampoui batas aman pada segala kondisi pengoperasian.

3. Efisiensi PenggerakData efisiensi mekanisme atau elemennya yang di tunjukan pada buku acuan memberikan nilai maksimum yang sesuai

dengan beban aktualnya. Efisiensinya menurun ketika beban berada di bawah beban aktualnya.Ada dua jenis kerugian akibat gesekan pada mekanisme dan penggeraknya : konstan (tidak berbeban) tidak tergantung

pada beban, dan variabel yang tergantung pada beban. Kerugian variabel berbanding lurus dengan beban.Maka salah satu sifat bawaan setiap mesin adalah tuntutan bahwa crane selalu beroperasi pada beban penuh, kalau

tidak ada yang merugikan akan meningkat dengan persentase yang besar terhadap kerja crane yang berguna4. Memilih Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Pengereman Untuk Mekanisme Penjalan

Momen gaya motor yang di perlukan selama percepatan dan momen gaya rem selama perlambatan pada mekanisme penjalan truk, troli pengangkut, crane jalan, kantilever, monorel, dan crane lainnya yang bergerak pada rel dapat di tentukan dengan rumus :

Mbr = Mdyn – Mst akan tetapi untuk mencegah tergelincir pada roda jarak pengereman ini harus di batasi tidak kurang dari nilai yang di tunjukan

pada Tabel 41. dalam nenentukan momen gaya rem terhadap gerak dapat di perhitungkan dengan mengabaikan gesekan pada flens roda penjalan.


5. pemilihan Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Rem Untuk Mekanisme PemutarMomen gaya yang di perlukan motor selama percepatan dan momen gaya pengereman selama perlambatan untuk

mekanisme pemutar crane di tentukan dengan rumus sama seperti pembahasan yang telah dibahas diatas.Mst = M’st =

ηiM ∑

MΣ = momen resistansi perputaran penuh dengan memperhitungkan tekanan angin. i = perbandingan transmisi η = efisiensi penggerak

Bila rem tidak di pasang pada poros motor , momen gaya dinamik M’dyn di dapatkan dari rumus sebelumnya dan rarus di acu pada poros motor. Daya motor yang di perlukan pada mekanisme pada pemutar crane dipilih dengan cara yang sama seperti pada mekanisme pengangkat.

6. Pemilihan Daya Motor Dan Menentukan Momen Gaya Pengereman Untuk Mekanisme Perentang Dan PendongkrakBila jangkouan crane di ubah dengan troli yang di gerakan tali, momen gaya motor yang diperlukan selama percepatan

dan momen gaya pengereman selama perlambatan dapat di lihat pada persamaan sebelumnya.Lintasan pengereman untuk menghentikan troli biasanya di ambil sebesar s ≈ 0,25 s/d 0,5 m. Pada mekanisme pendongkrak momen gaya motor yang diperlukan sewaktu percepatan dan momen gaya

pengereman selama perlambatan ditentukan oleh persamaan yang telah di bahas diatas.Dalam rumus ini G’ adalah bobot tiang lengan yang dibebani penuh dan v- kecepatan titik bobot tiang lengan yang

dibebani tersebut pada gerakan tunak.Motor dan rem mekanisme pendongkrak harus di periksa terhadap kapasitas angkat maksimum pada berbagai

kedudukan tiang lengan.Daya motor yang diperlukanuntuk mekanisme perentang dan pendongkrak dipilih dengan cara yang sama seperti pada

mekanisme pengangkat.


Dengan troli yang tak dibebani pada jari-jari minimum tetapi dengan arah yang berlawanan, yaitu

Bila troli yang dibebani penuh berada pada ujung luar tiang lengan, kita akan mendapatkan reaksi bantalan padaujung tiang lengan sebagai berikut:Reaksi vertikal

Reakisi horizontal

Dalam rumus iniQ ---- bobot muatan yang diangkatG0 ---- bobot troliG1 ---- bobot tiang lengan.

( )g

ooc e

aGeGaGQG2

2 011 +++=ω

ωCGGGQV +++= 10

( )1

110,,1

,1 h

eGeGaGQHH gCω−−+

==

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Untuk menentukan gaya yang bekerja pada bagian kerangka secara grafis

akibat bobot muatan dan troli (Q + G0), troli yang terbebani penuh harus

diletakkan pada jangkauan maksimum dan beban yang sebenarnya digantikan

dengan bobot Q, yang dipindahkan kesambungan yang terdekat, kemudian

kita dapatkan:

Gaya Q’ dan G digunakan untuk menggambarkan diagram cremona dan menentukan gaya yang bekerja pada bagian kerangka akibat bobot muatan dan troli (gambar 222b)

( ) ,0,

aaaGQQ−

+=


gC eG ω11eG

21G

Diagram untuk menentukan gaya akibat bobot mati tiang lengan ditentukan dengan cara yang sama (gambar 222c). Karena pada crane ini momen akibat pengimbang > maka tidak ada tekanan horizontal pada bantalan akibat bobot tiang lengan.CRANE DENGAN TIANG LENGAN-PENDONGAK. Marilah kita bahas dengan memakai contoh, bagian yang berputar dan pendukung crane derek (gambar 223).Gaya yan bekerja pada tiang lengan dan tiang vertikal crane ini dapat ditentukan dengan mudah dengan mamakai metode grafis untuk jari-jari maksimum (gambar 223a). Bobot tiang lengan horizontal G1 dan tiang vertikal G2 dipindahkan pada sambungan yang berdekatanp. Bobot Q, gaya dan tarikan S1 dan S2 digabungkan pada ujung tiang lengan horizontal menjadi gaya resultante R. gaya resultante R1 dan R2 akibat tarikan tali S1 dan S2 didistribusikan diantara sambungan bawah dan atas tiang vertikal sebagai komponen


,2

,,1

,1 ,, RRR ,,

2R2

2G2

1G

Diagram Cremona untuk menentukan tegangan pada bagian kerangka digambar

kan dari gaya R, dan . Dan (pada ujung atas dan bawah).Tiang lengan dan vertical mengalami tegangan tekan lentur. Kedua tiang tersebut dibuat dari kayu ataupun profil baja canai. Bila terbuat dari baja canai tiang tersebut mempunyai penampang persegi yang terdiri atas empat buah baja siku yang disambung keempat sisinya dengan penampang kisi.Biasanya tiang vertical Derek (gambar 223b) diikat dengan dua buah kaki pendukung miring 11 dan 12 pada ujung atas dan dengan dua bagian horizontal13 dan 14 pada bagian bawah.

Gambar 223. Penyelesaian tiang lengan, vertikal dan batang tulang crane derekBila tiang lengan berada pada kedudukan I , kaki 11 dibebani gaya maksimum

(kaki 12 tidak dibebani). Bila tiang lengan berputar kekiri kedudukan I gaya yang bekerja pada kaki 11 akan berkurang, sebagian diambil alih oleh kaki 12 yang disini mengalami tegangan tekan.

γsin1

11HS maks +=+

( )0=β


γsin145cos11211

oHSS +==

o90=βo90>β

o180=β

( )γγ

βsin

0,1sin

190sin 1113

HHS omaks −≈−=−

Pada kedudukan III, bila , kaki II bebas dari bebannya karena kaki 12 akan menahan seluruh gaya horizontal H1. bila kaki II mengalami tekanan yang akan mencapai nilai maksimum pada kedudukan IV ( )

Diagram polar (gambar 223b) menunjukkan kurva yang menggambarkan gaya yang bekerja pada kaki II pada kedudukan terujung pada tiang lengan yang dibatasi sudut . Diagram untuk kaki 12 akan serupa dengan diagram yang ditunjukkan.

Bagian horizontal 13 dan 14 mengalami tekanan dan tarikan yang tergantung pada kedudukan tiang lengan . bagian 13 mengalami tegangan tekan maksimum pada kedudukan I, yaitu dan tegangan tarik maksimum pada kedudukan IV, yakni,

111 HS maks −=

( ) 1113 0,190sin +≈−=− omaks HS β2/26/2014Teknik Mesin PNL

γsin30cos21O

HS =

Bila pendukung bawah tiang vertical meneruskan reaksi horizontal bantalan langsung ke pondasi beton, bagian 13 dan 14 dapat ditiadakan. Dalam hal ini ujung bawah kaki 11 dan 12 (masing-masing terpisah) diikat dengan baut benam pada pondasi beton. Titik putar atas pada Derek yang dapat diputar pada satru lingkaran penuh atau kolong bangunan. Bila kita mengasumsikan keenam buah tali tersebut kukuh dua buah diantaranya mengalami tegangan maka gaya dikerahkan pada satu buah tali kukuh akan sama dengan . Tetapi karena tali tersebut miring dengan sudut terhadap vertical maka tegangan desain yang sebenarnya adalah

Batas keamanan tali yang sebenarnya mengharuskan jumlah tali minimal 5 buah.


3. Struktur Kantilever

Bagian pendukung crane kantilever terdiri atasa dua buah roda penjalan vertikal

yang akan menahan beban akibat bobot crane, troli dan beban hidup dan dua pasang

bantalan nol masing-masing pada bagian atas dan bawah yang akan menahan gaya

reaksi horizontal akibat momen yang akan menyingkirkan crane (gambar 224)

Gambar 224 menunjukkan kerangka crane kantilever dengan troli dalam

dan gambar 225 menunjukkan crane dengan troli luar.

Beban penuh pada penumpu kerangka akan sama dengan (lihat gambar

225) beban bantalan vertikal

Dengan :

Q --- bobot muatan yang diangkat

G0 --- bobot troli

G1 --- bobot crane tanpa troli

10 GGQV ++=


Beban bantalan horizontal:

Kerangka krane kantilever dirancang dengan dua buah modifikasi. Dengan troli

dalam atau troli luar (yang bergerak pada batang tepi atas atau bawah).

Beban kontstan pada girder utama rangka (bobot beban mati) terdiri atas

bobotnya sendiri, setengah bobot penopang silang dan setengah bobot struktur

platform dengan lantainya. Setengah bobot batangbobot penopang silang dan lantai

ditahan oleh gireder tambahan (samping)

Gambar 224 Rangka crane kantilever

( )h

eGaGQHH 110'''

++==


Pada awalnya bobot girder utama, batang penopang silang, dan lantai

ditentukan dengan metode coba-coba dengan perbandingan desain yang tersedia

Bila beban akibat bobot girder utama adalah G1dan jarak ketitik bobotnya

dengan e1 maka reaksi pada pendukung kerangka adalah:

V = G1 dan

Dengan mengasumsikan bahwa beban G1 terdistribusikan seragam

sepanjang girder utama, kita dapat mencari gaya yang bekerja pada sambungan k1

dan k2 (gambar 225a). Bila mengetahui gaya-gaya pada sambungan tersebut kita

dapat mencari tegangan pada bagian kerangka akibat bobot girder utama dengan

menggambarkan diagram Cremona (gambar 225a)

heGH 1

1=


12 STRUKTURRANGKACRANE

2/26/2014

Teknik Mesin PNL

Pada gambar 220b resultante R1 komponen gaya S dan Q pada ujung luar tiang lengan ditentukan dengan metode sebelumnya. Tarikan S dan S tali pada roda puli bagian kerangka tengah 4 akan menghasilkan resultante R2 yang bekerja pada ujung bagian rangka 4 sebagai R’2 dan R”2 sebanding dengan bagian lengan tersebut.Gaya S pada drum diuraikan menjadi gaya yang bekerja padsa bagian pilar (S’ dan S”). Gaya R1, R2, dan R3 digunakan untuk menggambarkan diagram Cremona dan untuk menentukan tegangan pada bagian kerangka akibat beban muatan dan tarikan tali.

Gambar 220c menunjukkan diagram tegangan pada bagian kerangka akibat bobot tiang lengan, dimana diagram ini harus dibuat dengan skala lebih besar dibandingkan diagram untuk bobot muatan.

Bobot tiang lengan dan akibatnya pada bagian suprastruktur ditentukan secara coba-coba.

Tegangan pada bagian kerangka adalah jumlah beban gaya mati dan beban hidup


Pada crane yang berat dengan mekanisme pemutar yang digerakkan oleh penggerak daya, efek gaya inersia diperhitungkan dengan mengasumsikan gaya horisontal sebesar yang bekerja pada ujung tiang lengan. Gaya inersia ini didukung oleh rangka batang horisontal (Gambar 220d) yang setengahnya mengalami tekanan tambahan dan bagian lainnya mengalami tarikan.

CRANE DENGAN TIANG TETAPGambar 221 adalah contoh suprastruktur pejal yang sering digunakan untuk crane pilar putar tanpa pengimbang.

Keunggulan desain ini adalah tersedianya ruangan yang cukup besar dibawah tiang lengan.

Girder berbentuk kotak diperkuat pada bagian yang melengkung dengan pelat dan pada bagian yang lurus memakai penopang.

Dimensi penampang ditentukan secara coba-coba.


Tegangan Pada bagian II-II, III-III, IV-IV ditentukan sebagai berikut:Bagian atas yang miring dianggap terpasang mati (gambar 221b) pada penampang II-II (gambar 221a)

Bobot muatan Q diuraikan menjadi gaya tekan N1 dan gaya lentur P1. Biasanya momen yang berlawanan dari tarikan tali S diabaikan.

Pada kedua nilai tersebut ditambah gaya tekan N2 dan gaya lentur P2 akibat bobot suprastruktur G2


Momen lentur (faktor koreksi dinamik diabaikan) MII = P1C1 + P2C2 (307)

Gaya normalNII = N1 + N2 + S (308)

Resultante tegangan satuan (tanpa gaya geser) (309)

dengan:W2 dan F2 – momen resistensi dan luas penampang pada bidang II-II (diagram tegangan, gambar 211c)Tegangan geser satuan

(310)

Gambar 221 diagram untuk menyelesaikan suprastruktur pejal untuk crane putar

Tegangan satuan dengan memperhitungkan tegangan geser(311)


Penghitungan tegangan pada bagian tengah yang melengkung pada penampang III-III (gambar 221a) dibuat seperti batang lengkung. Momen lentur MIII= Qa + G1 e1. Gaya normal NIII = Q + G1. Resultante tegangan satuan pada bagian terluar dan terdalam serat penampang tersebut ialah

(312)

dengan :r = jari-jari kelengkungan batang (Gambar 221d).

Biasanya nilai x ditentukan dengan metode grafis. Tanda + pada persamaan (312) dipakai untuk serat penampang terluar, dan tanda – dipakai pada serat penampang yang terdalam. Tegangan satuan bervariasi menurut suatu hiperbola (gambar 221d).

Pada penampang IV-IV pada bagian bawah yang lurus (gambar 221a) momen MIV = MIII Gaya normal NIV = NIII, Resultante tegangan satuannya adalah

(313)


Semua penampang dibawah penampang IV-IV hanya mengalami lenturan. Diagram momen lentur batang tersebut digambarkan pada gambar 221e dan diagram tegangan pada gambar 221f.

2. SUPRASTRUKTUR CRANE PUTAR BENTANG DAN CRANE LENGAN-PENDONGAKCrane Bentang dengan Troli.Gambar 222a menunjukkan Diagram crane batang yang dapat diputar dalam suatu lingkaran penuh yang mempunyai troli gerak.Crane ini diberi pengimbang untuk mengurangi gaya reaksi horisontal pada pendukungnya.Besarnya pengimbang Gcw harus dibuat sedemikian rupa sehingga gaya reaksi horisontal bantalan dengan troli yang terbebani penuh pada jarijari maksimum bernilai sama

Gambar 222 penyelesaian secara grafik suprastruktur crane putar batang yang jangkauannya dapat diubah dengan troli


Momen Lentur dan gaya lateral akibat beban konstan. Bila L adalahbentangan girder memanjang utama, dalam meter; G-bobot girdertersebut, yakni beban konstan, dalam ton, yang terdistribusi seragamsepanjang bentangan; q- bobot mati, dalam ton per meter panjang,momen lentur pada jarak x dari penumpu sebelah kiri akibat bobotmati adalah

Mq = = ton – m (321)

Momen lentur maximum bila adalah

Mqmaks = ton –m

(322)


Kurva momen lentur akan merupakan suatu parabola yang digambarkan sepanjang L dengan ordinat maksimum Mq

maks (Gambar 228b).

Gaya lateral pada jarak x dari penumpu kiri adalah

ton

Gaya lateral maksimum pada sebelah kanan atau kiri penumpu x = 0 akan sama dengan

ton

Kurva gaya lateral ditunjukan pada gambar 228e.


Momen lentur dan gaya lateral akbat beban gerak (troli dan muatan). Bila bobot troli berbeban didistribusikan seragam pada rodanya, maka beban pada satu roda adalah dengan Q-bobot muatan yang diangkat dan Go-bobot troli.

Dapat diasumsikan dalam hal ini bahwa girder pelat menahan dua buah beban P yang identik yang terpisah sejauh b (Gambar 228a). Maka momen lentur pada penumpu di bawah roda sebelah kiri, yang ditempatkan pada jarak x dari penumpu kiri ialah

ton-m (325)

Momen lentur maksimum akan terjadi pada penampang yang berjarak dari bagian tengah bentangan gider pelat tersebut

ton-m (326)


Momen lentur didistribusikan dengan bentuk parabola dengan ordinat terbesar pada panjang (Gambar 228c). Kurva momen untuk kedudukan beban yang paling tidak menguntungkan adalah 0-1-2-3; yang didapat dengan menggambarkan dua kurva momen akibat gerak beban dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri.

Momen lentur maksimum berkurang bila jarak antara roda bertambah. Bila jarak antar roda (misalnya, pada troli tangan) kecil dibandingkan bentangan, kita dapat mengasumsikan dengan cukup akurat untuk penggunaan praktis bahwa b = 0 dan

Gambar 228 Kurva momen dan gaya lateral girder pelat

Bila roda troli diberi beban berbeda, dapat diasumsikan bahwa dua beban P1 dan P2yang berlainan akan bergerak sepanjang girder; maka

V = P1 + P2 merupakan resultante kesua gaya yang berkerja pada roda dan

dan


Dalam hal ini momen lentur pada daerah dibawah roda, pada jarak x dari penumpu kiri adalah

ton-m (327)

Momen lentur maksimum akibatbeban P1 pada jarak dari titik tengah girder ialah

ton-m (328)

Persamaan ini merupakan persamaan parabola yang digambarkan sepanjang (L – b1) dengan ordinat maksimum

Momen pada daerah dibawah beban P2 pada jarak x dari penumpu kanan ditentukan dengan cara yang sama sepeti diatas, yakni

ton-m (329)

dan

ton-m (330)2/26/2014Teknik Mesin PNL

Persamaan (330) merupakan parabola sepanjang dengan ordinat

Untuk beban yang sama P dan P gaya lateral pada jarak x dari penumpu kiri ialah (Gambar 228f)

ton (331)

Bila x = 0gaya lateral maksimum pada penumpu kiri ialah

ton (332)

Gaya lateral pada jarak dari penumpu kiri ialah

ton (333)

Dengan beban P1 dan P2 gaya lateral pada jarak x akan sama dengan

ton (334) 2/26/2014Teknik Mesin PNL

Bila x = 0ton (335)

Gaya lateral pada jarak dari penumpu kiri ialah

Bila kita menambahkan kedua kurva momen akibat aksi beban mati (Gambar 228b) dan beban gerak (Gambar 228c) kita akan mendapatkan momen resultan (Gambar 228a) – daerah yang diarsir. Dengan mengalikan momen perlawanan pada berbagai penampang girder utama dengan tegangan amannya kita akan mendapatkan kurva yang menggambarkan kekuatan girder (kurva momen aman) – garis kontur pada gambar 228d. Diagram resultante gaya lateral ditunjukkan pada gambar 228g.

Gambar 229 menunjukkan diagram momen dan untuk girder memanjang utama crane jalan dengan kapasitas angkat mulai 5 sampai 50 ton dan bentangan mulai 10 sampai 30 meter.

Tegangan Satuan akibat Momen Lentur (a) Akibat beban utama

(336)2/26/2014Teknik Mesin PNL

Tegangan satuan akibat momen lentur

a) Akibat beban utama

b) Akibat beban utama dan tambahan

Tegangan Satuan akibat gaya lateral

a) Akibat beban utama

b) Akibat beban utama dan beban tambahan

Notasi berikut digunakan pada rumus sebelumnya:= tegangan lentur normal sebenarnya (lentur) dalam kg/cm2

=tegangan satuan tangensial yang sebenarnya (geser) dalam kg/cm2

dan = tegangan satuna aman untuk lentur dan geser dalam kg/cm2

=koefisiensi dinamik untuk gaya akibat beban konstan

=koefisiensi dinamik untuk gaya akibat beban konstan=momen netto pad setiap penampang (tanpa lubang paku keling)

=jumlah momen lentur pada penampang akibat beban tambahan

=momen statis total pada setiap bagian penampang (tanpa lubang pakukeling)

=tebal dinding pada setiap penampangIgr =momen inersia total ditinjau dari sumbu utama

=jumlah gaya lateral pada setiap penampang akibat beban tambahan.2/26/2014Teknik Mesin PNL

Gambar 229 kuva untuk memperkirakan momen maksimum akibat beban konstan

Tabel 4.2 Koefisiensi dinamik untuk gaya akibat beban diam

Tabel 4.3 Koefisiensi dinamik untuk gaya pada beban berjalanDeformasi Defleksi Girder.Defleksi girder utama yang berlebihan akan menyebabkan seluruh

jembatan bergetar dan berpengaruh besar pada operasi crane.

Untuk menjaga defleksi dalam batas aman, girder memanjang utama harus cukup tinggi dan emiliki momen inersia yang memadai.

Pada girder dengan momen inersia yang konstan 1 cm4, defleksi maksimum akibat bobotnya sendiri (gambar 230) ialah:

Gambar 230 Diagram untuk menghitung defleksi girder utama crane jalan

dengan:

G = bobot girder, dalam kg

E2.200.200 kg/cm2 Modulus elastisitas.Defleksi akibat beban gerak dapat ditentukan berdasarkan asumsi bahwa dua beban P dan P (beban pada roda troli berbeban) ditempatkan secara simetris pada bagian tengah crane(gambar 230). Maka kita akan mendapatkan defleksi dengan ketelitian yang memadai

Defleksi total adalahmemeriksa kekuatan flens bawah pada jalur monorel. Pada crane jalan girder tunggal, pengangkat

yang digerakkan tangan ataupun daya sering didesain untuk pada batang canai-I.


Dalam hal ini momen lentur persatuan panjang ialah:

M = 0,51 P

Dengan

P = gaya yang ditimbulkan oleh roda yang pada desain dengan empat roda akan sebesar:

P =

Dengan

Go = bobot pengangkat yang dapat bergerak

Q = kapasitas angkat

Dengan menandai tebal flens dengan t, momen penampang (per satuan panjang) ialah sebesar

W = =

Gambar 231 Flens bawah batang canai-I

Tegangan pada flens akan menjadi 2/26/2014Teknik Mesin PNL

K – koefisien yang memperhitungkan lubang pada lantai ~ 0,5.Biasanya lebar lantai dioambil sebesar 800; 1.000; 12.000 .5) bobot penopang silang G cr-br ≈ 1/30 G utama;6) bobot mekanisme penjalan G mech = 700 sampai 1.300 untuik crane dangan

kapasitas angkat sampai 30 ton;7) bobot kabin operator dengan peralatan elektriknya dan bobot operator itu sendiri

Gcab ≈ 1.000 sampai 1.500 kg

Maka bobot total rangka batang utama akibat beberan konstan ialah :

G = G utama + ½ G hor + ½ (Gpt + Gft ) + ½ Gcr-br + ½ Gmech + ½ Gcub(344)

dan beban yang dcitahan oleh tiap-tiap sambungan atau titik panel rangka ialah

GK = (345)

n - 1 2/26/2014Teknik Mesin PNL

Untuk menentukan tegangan pada anggota rangka susun akibat beban konstandigunakan diagram Cremona ( gambar 234 )

Tegangan pada bagian rangka batang a.kibat beban gerak.

Beban gerak menyebabkan batang tepi atas girder utama mengalami tekanan danbatang tepi baewah mengalami tarikan. Tergantung pada kedudukan troli batangdiagonal dapat mengalami tarikan maupun tekanan.

Gambar 235 ditujukan untuk menentukan tegangan maksimum pada bagian girderutama akibat beban gerak .

Momen maksimum , M = P y’1 + P2y’2 (346)

Tegangan pada batang tepi ditentukan dengan membagi momen pada sambunganyang berlawanan dengan segitiga rangka batang pada jarak terpendek antarabatang ke sambungan

Miv

S4 = (347)

h

Gaya lateral akan sama dengan T = P y”1 + P2y”2 (348)2/26/2014Teknik Mesin PNL

Metode yang sama digunakan untuk mencari gaya lateral pada sambungan lainya.

Tegangan pada penopang yang miring ditentukan dengan bantuan diagram Cremona yangdigambarkan untuk rangka batang bila reaksi tumpukan kiri A = 1 tonUntuk ini sambungan yang tepat disebelahkanannya juga dibebani yang sesuai. Teganganpada penopang tulang miring adalah

(248)

Dengan :

F Tegangan pada penopang tulang miring yang didapatkan dari diagram cremona untuk A=1

T gaya lateral pada titik sambungan (yang paling buruk pengaruhnya).

Beban roda troli hanya menghasilkan tegangan tekan pada batang vertikal. Jika b = λ atau b>λ (lihat gambar 232a), maka tegangan pada batang vertikal adalah S = P1 ; Jika b < λmaka

(350)

Nilai tegangan pada bagian akibat beban gerak kemudian dituliskan pada suatu kolom dalamtabel ringkasan perhitungan masing-masing. 2/26/2014Teknik Mesin PNL

Tegangan Tambahan Pada Bagian Rangka Akibat Pengereman Crane. Batang tepi atasmengalami juga gaya lentur pada batang horizontal akibat gaya pengereman bagian gerakcrane bermuatan. Gaya akibat inersia komponen crane akan mencapai maksimum bila rodaperjalan crane secara tiba-tiba.

Jika bobot muatan yang diangkat adalah Q, bobot troli adalah G0, bobot crane (tanpa troli)dengan G, dalam kg, percepatan gravitasi adalah g (g=9.81 m/s2) dan koifisien gesek antararoda perjalan dan rel adalah μ (μ ≈ 0,2) dan jika setengah dari roda crane direm kita akanmendapatkan

Dengan perlambatan adalahGaya inersia massa troli yang bekerja pada rangka batang pada bidang horizontal akan sama

dengan

(351)

Karena gaya ini ditransmisikan ke rel pada girder utama, setiap batang-tepi atas dan rangkapengaku horizontalnya (melalui penipang slang) akan menahan setengah dari gaya inersiatersebut. Momen letur maksimum akan terjadi pada jarak dari bagian tengah bentangan crane.Persamaan momen [rumus (326)] harus ditambah dengan nilai gaya horizontal yang bekerjapada satu roda satu rangka batang.


Maka momen lentur horizontal maksimum adalah

(352)Tegangan Satuan pada Bagian Rangka Batang

Pemeriksaan terhadap tekanan atau tarikan

a. akibat kerja beban utama

(353)

b. akibat kerja beban utama dan tambahan(354)

Pemeriksaan terhadap stabilitas (tertekan)

a. akibat kerja beban utama

(355)

b. akibat kerja beban utama dan tambahan

(356)

Pemeriksaan terhadap lenturan dan tekanan lateral :a. akibat kerja beban utama

(357)



(358)

Pemeriksaan terhadap stabilitas :

a. Akibat kerja beban utama

(359)


(360)

Dalam memeriksa stabilitas (lenturan akibat tekanan aksial) nilai koefisien μdiambil untuk kefleksibelan bagian yang berada dalam bidang lentur dariTabel 44.

Kefleksibelan batang didapat dengan menggunakan rumus


Tabel 44 Koefisien ϕ yang mengurangi tegangan aman dalam lenturan akibat tekanan aksial bagian rangka batang yang terbebani terpusat


Dengan

Igr = momen inersia total penampang bagian

Fgr = luas penampang bagian

L = luas bagian

Kefleksibelan batang tidak boleh melebihi :

a) 120 – untuk bagian yang merupakan batang tepi dan penopang ujung rangka batang yang mengalami tekanan;

b) 150 – untuk bagian lain rangka batang utama yang mengalami tekanan dan untuk batang tepi yang mengalami tekanan;

c) 200 – untuk batang lain rangka batang utama dalam yang mengalami tarikan;

d) 200 – untuk batang dari rangka batang tambahan yang mengalami tekanan;

e) 250 – untuk batang lain rangka batang tambahan.

Gambar 237 Diagram momen akibat lenturan setempat pada batang tepi atas yang dihasilkan oleh oda troli yang bermuatan


Tanda-tanda yang diguanakan rumus (253) sampai (360) ialah sebagai berikut :

ψ = koefisien dinamik untuk gaya akibat beban konstan (lihat Tabel 42)

Sq = gaya akibat beban konstan

µ = koefisien gay dinamik akibat beban gerak (lihat Tabel 43)

Sp = gaya akibat beban gerak

Sp = gaya akibat beban gerak

Mp = momen lentur akibat lenturan setempat pada batang tepi atas yang diakibatkan oleh roda troli yang bermuatan (Gambar 237)

(362)

Fnet = luas penampang netto bagian (tanpa lubang paku keling)

Fgr = luas daerah gross bagian (dengan lubang paku keling)

Wnet = momen penampang bagian netto

Wgr = momen penampang bagian gross

∑Sadd = jumlah gaya akibat beban tambahan

∑Madd = jumlah momen akibat beban tambahan

[σ] = tegangan aman 2/26/2014Teknik Mesin PNL

Beban tambahan akibat pengereman crane ditahan oleh penampang (Gambar238) ataurangka batang horisontal yang terletak diantara ranga batang utamadan rangkabatang sisi (Gambar 239). Jika (tanpa rangka batang horisontal) lantai plat bajadianggap menahan gaya ini maka tegangan pada bidang horisontal pada bagianterluar dapat ditentukan dengan persamaan momen (352).

Gambar 238 Diagram untuk menyelesaikan batang tepi atas dari rangka batang berlantai

Gambar 239 Menentukan tegangan pada bagian rangka batang horisontal akibat pereman crane

Momen perlawanan (Gambar 238) adalah

Karena lantai plat baja tersebut dilubangi maka penampang yang berguna hanya dianggap 50 persen saja.


Tergantung pada arah gerak crane tegangan pada bidang horisontal berubah-ubahdari tegangan tarik menjadi tegangan tekan dan sebaliknya. Jika gaya inersiakomponen ditahan oleh rangka batng horisontal (Gambar 239) kita harusmendistribusikan beban pada rodatroli Pdalamketitik sambungan yang berdekatan,tentukan gaya reaksi horisontal H1 dan H2 dan menggambarkan diagram Cremona(Gambar 239). Diagram Cremona ini dipergunakan untuk mencari tegangantambahan pada bagian-bagian batang tepi atas yangmerupakan tegangan sekatuntuk arah gerak crane diatas tersebut. Tegangan tambahan ditambah Fnetmaksimum akibat gaya tekan vertikal untuk mendapatkan [lihat rumus (354) sampai(360)] tegangan maksimum pada batang tepi atas (batang tepi bawah hanyamengalami tarikan).

Defleksi Batang dan Lengkungannya. Seperti yang telah diterangkan sebelumnya,defleksi rangka batang akibat muatan maksimum yang diangkat dan bobot troli tidakboleh melebihi δ” < L dengan L-panjang bentangan rangka batang.

Defleksi kisi rangka batang jembatan jalan dapat ditentukan sampai ketelitian 10 persendengan rumus

(363)Dengan :M = momen desain akibat beban gerak, dalam kg-cmL = panjang betangan dalam cm


Tergantung pada arah gerak crane tegangan pada bidang horisontal berubah-ubahdari tegangan tarik menjadi tegangan tekan dan sebaliknya. Jika gaya inersiakomponen ditahan oleh rangka batng horisontal (Gambar 239) kita harusmendistribusikan beban pada rodatroli Pdalamketitik sambungan yang berdekatan,tentukan gaya reaksi horisontal H1 dan H2 dan menggambarkan diagram Cremona(Gambar 239). Diagram Cremona ini dipergunakan untuk mencari tegangantambahan pada bagian-bagian batang tepi atas yangmerupakan tegangan sekatuntuk arah gerak crane diatas tersebut. Tegangan tambahan ditambah Fnetmaksimum akibat gaya tekan vertikal untuk mendapatkan [lihat rumus (354) sampai(360)] tegangan maksimum pada batang tepi atas (batang tepi bawah hanyamengalami tarikan).

Defleksi Batang dan Lengkungannya. Seperti yang telah diterangkan sebelumnya,defleksi rangka batang akibat muatan maksimum yang diangkat dan bobot troli tidakboleh melebihi δ” < L dengan L-panjang bentangan rangka batang.

Defleksi kisi rangka batang jembatan jalan dapat ditentukan sampai ketelitian 10 persendengan rumus

(363)Dengan :M = momen desain akibat beban gerak, dalam kg-cmL = panjang betangan dalam cm


Dengan :

h = tinggi rangka batang, dalam cm

Fatas = luas penampang gross batang tepi atas, dalam cm2

Fbawah = luas penampang lintang gross batang tepi bawah, dalam cm2

ε = modulus elastisitas

1,2 = koefisien yang diperhitungkan deformasi batang penopang miring

Kadang-kadang yang disebut dengan kelengkungan (kembar) dipasangkan padajaringan rangka batang untuk memberi pratarikan pada bagian batang tersebut.Biasanya kelengkungan pada titik sambungan tengah diambil sama dengan defleksiamannya. Biasanya kelengkungan pada sambungan lainnya mengikuti fungsiparabola.

Marilah kita bahas dengan memakai contohrangka batang crane jalan elektrik (Gambar240) dengan karakteristik berikut : bentang L = 24.000 mm, jumlah panel n = 10,panjang panel λ = 2.400 mm, tinggi rangka h = 2.400 mm, kelengkungan maksimumfmaks = 24 mm =

Gambar 240 Penentuan kelengkungan rangka batang secara grafis2/26/2014Teknik Mesin PNL

Gambar 242 Penyelesaian Secara Grafis Rangka Batang Kisi

Tabel 45 Momen gaya Lateral akibat Beban Gerak

Dengan Mp = P1 = 1.800 = 37.500 kg-cm dan φ = 0,87λ = = = 55

Perhitungan sebelumnya memperbolehkan penggunaan dua batang kanal No. 12 untuk

batang-tepi atas rangka.Batang-tepi bawah (batang 13 dan 19 dua batang siku 60 x 60 x 8 mm)Tegangan satuan batang pada batang-tepi bawah adalah

σ = = = 107 kg / cm2

Dengan Mp = P1 = 1.800 = 37.500 kg-cm dan φ = 0,87λ = = = 55

Perhitungan sebelumnya memperbolehkan penggunaan dua batang kanal No. 12 untuk batang-tepi atas rangka.

Batang-tepi bawah (batang 13 dan 19 dua batang siku 60 x 60 x 8 mm)Tegangan satuan batang pada batang-tepi bawah adalah

σ = = = 107 kg / cm2


Dengan :Fnet = 0,85 Fgr = 0,85 x 9,03 x 2 = 15,35 (dengan

memperhitungkanberkurangnya kekuatan akibat lubang paku keling).Penampang miring (batang 6-dua batang siku 50 x 50 x

6 mm).Tegangan satuan pada penopang miring adalah :

σ = = = 1.180 kg / cm2

Dengan : φ = 0,45λ = = = 120


Tabel 46 Tabel Ringkas hasil Perhitungan

Batang penumpu ujung terbuat dari dua batang siku 50 x 50 x 6 mm karena tegangannya tidak melebihi tegangan pada penopang miring tersebut.

Tegangan satuan pada bagian rangka batang utama cukup aman untuk baja CT 2.

Gambar 424e menunjukkan diagram Cremona untuk menyelesaikan rangka batang sisi dan Gambar 242d untuk rangka horisontal. Nilai tegangan pada rangka-rangka ini diringkas pada Tabel 46.

4. Defleksi pada rangka batang utama akibat beban gerak [rumus (363)] adalah

δ” = = = 0,9 cm

Momen akibat beban gerak akan sama dengan

M = = = 1.265.000 kg-cm


Dan momen inersia kedua batang-tepi rangka batang adalah

Im = = = 2,14 cm

Menurut kaidah keteknikan, defleksi tidak boleh melebihi

δ” = = = 2,14

Maka, defleksi δ” = 0,9 cm yang kita dapatkan sangat diizinkan.


ELEVATOR

1. ELEVATOR SANGKARElevator sangkar juga disebut lift ditujukan untuk mengangkat barang dan penumpang secara vertikal

didalam sangkar yang bergerak pada rel penuntun tetap. Lift banyak digunakan pada industri, toserba dan rumahtinggal.

Lift diklasifikasikan menjadi lift untuk penumpang dan lift untuk barang. Kemudian lift barang terbagi lagimenjadi elevator barang, elevator barangdan penumpang (memakai operator) dan elevator barang pelayananringan(untuk perusahaan makanan dan komersial). Jenis penggerak yang digunakan membagi elevator menjadi elevatorelektrik (lihat gambar 249 dan 250), hidrolik dan yang dioperasikan tangan (gambar 251). Elevator yang digerakkanelektriklah yang paling banyak digunakan.

Kecepatan tempuh lift barang berkisar mulai 0,1 sampai 1,5 m/detik. Lift penumpang biasa bergerakdengan kecepatan 0,5 sampai 3,5 m/detik.

Biasanya lift penumpang tersedia mulai kapasitas 0,25 sampai 1 ton; lift barang menangani 0,25 sampai 15 ton,sedangkan lift barang pelayanan ringan mulai 50 sampai 100 kg.

Lift sangkar elektrik mempunyai bagian-bagian utama sebagai berikut (gambar 249): sangkar atau kerata,rel penuntun swatumpu, lorong lift, penyeimbang, peralatan penggantung, mesin pengangkat, alat pengamanan dankendali elektrik.

Sangkar atau kereta berfungsi untuk barang atau penumpang. Elevator penumpang dapat mempunyaibobot kira-kira sebagai berikut:


Kapasitas (jumlahpenumpang)

2 3 4 5 6

Bobot sangkar, kg 250 275 300 350 400

Gambar 249Bobot sangkar elevator barang dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

Gsangkar = 300 + 100F untuk Q = 500 kgGsangkar = 300 + 125F untuk Q = 1000 kgGsangkar = 300 + 150F untuk Q = 1500 kg

Dengan :F : luas lantai, dalam m danQ : kapasitas, dalam kg

Rangka sangkar barang dibuat dari kanal dan besi siku sedangkan dinding dan lantai dari kayu atau pelat besi anti gelincir. Sangkar tersebut cukup kokoh untuk menahan deformasi akibat beban kejut yang mungkin timbul ketika pemuatan. Salah satu desain sangkar tanpa daun pintu ditunjukkan oleh gambar 252.


Gambar 252Ukuran sangkar lift dipilih berdasarkan tekanan satuan yang dikerjakan pada lantai.

FQq =

Untuk muatan berukuran kecil q diambil mulai 200 sampai 300 kg/cm, dalam hal ini luas lantai tidak boleh kurangdari 1 meter persegi.

Alat penuntun. Sangkar atau kereta, bergerak didalam lorong pada rel penuntun yang terpasang tetap.Gambar 253 menunjukkan berbagai desain rel penuntun:

(a)penuntun konvr\ensional untukelevator barang yang terdiri atas dua buah besi siku yang bergeser sepanjang rel kayupersegi.(b)Penuntun untuk lift penumpang dengan pegas ulir yang menekan ujung batang penuntun pada rel.(c)penuntun berengsel untuk rel T- khusus.


Rel atau batang penuntun terbuat dari batang baja canai profil (siku, T, T-ganda) atau batang kayu dan diikat pada kedua sisi lorong lift yang berlawanan.

Rel harus diberi pelumas gemuk secara teratur. Kerugian akibat gesekan pada rel penuntun diambil sebesar 5 sampai 10% dari bobot komponen gerak. Gambar 254a sampai menunjukkan cara pemasangan rel penuntun rangka lorong lift atau dinding gedung.

Dalam mendesain rel penuntun dan cara pemasanganya harus diingat bahwa selama lift bertaut dengan penahan pengaman, bila tali terputus, disamping bobot sangkat yang bermuatan, rel juga harus menahan benturan yang diakibatkan penyerapan energi kinetik sangkar yang jatuh. Semakin kecil l;intasan pengereman sangkar ketika perlambatan, akan semakin besar gaya yang timbul dari benturan. Energi kinetik akibat bobot sangkar G dengan muatan Q adalah :

22

22v

gGQmv sangkar+

=Dengan :V = kecepatan tempuh, dakam m/detikG = percepatan gravitasi sebesar g = 9,81 m/detik

Lintasan pengereman dianggap sebesar 5 – 10 cm. Perhitungan didasarkan pada anggapan bahwa pertautan antara penahan pengaman dengan rel mengakibatkan gaya pada setiap rel sepanjang liantasan s yang meningkat mulai 0 sampai Rmaks (dengan dua rel) sepanjang lintasan s adalah ½ x 2Rmaks s.

Persamaan umum kerja dapat ditrulis sebagai berikut :

2221)(

22

makssangkarsangkar RsGQvg

GQ=++

+


Maka gaya yang bekerja sepanjang satu rel penuntun adalah :

)(2

12

sangkarmaks GQgs

vR +

+=

Lorong elevator. Lorong adalah ruangan tempat sangkat lift bergerak. Disamping sangkar lorong tersebut berisi relpenuntun, pengimbang, roda puli tali dan mesin pengangkat.Rangka lorong baik untuk elevator penumpang maupun barang dapat didesain dalam bentuk yang beragam demikianjuga bahanyang digunakannya. Akan tetapi pada dasarnya, lorong harus memiliki kekuatan yang memadai, pencegahanterhadap bahaya kebakaran dan mempunyai keamanan yang umum. Gambar 255 menunjukkan rangka lorong elevatorbarang yang terbuat dari logam.

Gambar 255

Pengimbang elevator. Untuk menghilangkan beban pada mesin pengangkat, bobot sangkar diimbangi dengan bebantambahan pengimbang yang dihubungkan dengan tali padaswangkar (gambar 256a), dengan drum mesin pengangkat (gambar 256b) atau pada kedua secara bersamaan (gambar 256d).

Gambar 256


Biasanya bobot pengibang yang ditunjukkan pada diagram gambar 256a, b, c dan d dianggap sama denganbobot sangkar ditambah 0,4 sdsampai 0,4 dari muatan maksimum, yaitu :

Gsangkar = Gsangkar + 0,5QBila kita menandai kerja yang haruas dilakukan dalam menaikan dan menurunkan sangkar bermuatan

ataupun kosong (dengan mengabaikan kerugian-kerugian) dengan P dan dengan mempertimbangkam pengimbang sesuairumus (377), maka usaha ini akan sama dengan

Untuk menaikan sangkar bermuatan P = +0.5QUntuk menurunkan sangkar bermuatan P = +0.5QUntuk menaikan sangkar kosong P = +0.5QUntuk menurunkan sangkar kosong P = +0.5Q

Gambar 257Peralatan penggantung. Tali kawat pintalan sejajar atau silang merupakan perabot pengangkat fleksibel

yang menggantung sangkar.Untuk mengefektifkan penggunaan tali yang berdiameter lebih kecil, sangkar dan pengimbang digantungkan dengan dua,empat atau enam tuas tali. Distribusi beban yang seragam pada semua tali didapat dengan menggunakan batang silangpenggantung jenis tuas, seperti ditunjukkan pada gambar 258a.


Mesin pengangkat dengan roda puli penggerak sering menggunakan penggantung tali terpisah berpegas(gambar 258b) akan tetapi, sulit untuk mendapatkan beban pada seluruh tali dengan menggunakan metode ini.

Gambar 258

Mesin pengangkat elevator. Elevator sangkar menggunakan mesin pengangkat jenis drum dan roda pulipenggerak. Mesin ini lebih luas penggunaanya karena dapat digunakan untuk mengangkat pada segala macamketinggian dan ukuran yang lebih kompak.

Penggunaan mesin pengangkat jenis penggerakpada puli ini telah mengurangi kecepatan secara drastisakibat tali putus.

Mesin pengangkat jenis drum yang ditunjukan untuk elevator sangkar berada dengan mesin pengangkatserba guna terutama yang ukurannya jauh lebih kecil dan adanya alat pengaman khusus.

Mesin pengangkat roda puli untuk lift penumpang ditunjukkan pada gambar 259. Mesin ini menggunakanrem sepatu ganda yang dikendalikan oleh elektromegnet gambar260.

Gambar 259

Gambar 260

Gambar 261


Sifat spesifik desain mesin pengangkat penggerak roda puli. Umur roda puli yang diinginkan merupakan dasar untukmendapatkan nilai aman tekanan satuan antara tali dan alur roda puli. Alur roda puli akan hilang fungsinya karenapengikisan pada dinding alur yang tergantung pada gelincir dan gerak elastis tali. Semakin besar kecepatan gerak tali dansemakin besar jumlah siklus kerja elevator per satuan waktu,dan semakin besar keausan yang terjadi.Pada elevator yang mesin penggeraknya diletakan pada lantai atas (mesin dengan penggerak roda puli) nilai numerikpercepatan dan perlambatan yang diizinkan (a) ditentukan dan ditetapkan dengan percobaan. Nilai berikut dapat dipakaisebagai nilai rata-rata :

V, m/detik……………. 0,75 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5A, m/detik……………. 0,65 0,85 1,15 1,4 1,65 1,88 2,1

Perbandinganoff

on

SS

ketika periode dan perlambatan dapat dinyatakan secara perkiraan dengan rumus berikut :

=

−+

off

on

off

on

SS

agag

SS

Dengan :G = percepatan gravitasi

Son = tegangan pada bagian tali yang masukSoff = tegangan pada bagian tali yang keluar

Alat pengaman elevator. Sangkar semua elevator harus dilengkapi dengan alat pengaman khusus yaitu penahan yangakan menghentikan sangkar secara otomatis bila tali putus atau kendur.


Penahan akan menghentikan sangkar bila satu buah tali atau semuanya putus secara bersamaan, bila satu talidibebani lebih dari tali lainnya, bila tali kendudr pada saat bersamaan, dan bila kecepatan penurunan menjadi terlalu besar.Biasanya penahan beroprasi dengan day yang diberikan oleh pegas, bobot sangkar itu sendiri atau bobot pengimbang ataugaya udara bertekanan.Gambar 263

2. PENGANGKAT PENGGERAK UDARA MAMPU JINJINGPengangkat penggerak udara mampu jinjing mempunyai penggunaan yang sam seperti jenis pengangkat lainnya.

Gambar 264 menunjukkan desain pengangkat penggerak udara yang dibuat oleh pabrik Uralmash dengan kapasitas 500 kgdan tinggi angkat 1150 mm.

Gambar 264Alat yang mencegah muatan jatuh bila selang rusak. Kedua katup udara bertekanan akan melewati katup

pengaman 11 yang dipasang pada lubang berulir pada katup start. Selongsong dan kepala khusus dengan pegas yangakan menahannya pada lubang didalam selongsong dimasukan kedalam katup pengaman antara ujung pipa pemasuk danbadan masuk penstart.

Alat untuk mengukur kecepatan penurunan. Alat ini terdiri atas baut 14 dengan mur pengunci yang terletak padadasar badan katup start. Baut dapat diputar untuk mendapatkan kecepatan pengeluaran udara yang diinginkan dari bagianbawah piston, sehingga diperoleh kecepatan penurunan muatan yang diinginkan.


3. PENUMPUKPenumpuk sangat benyak dipakai digudang-gudang untuk meletakkan muatan satuan kedalan suatu

tumpukan. Penumpuk dapat juga dipakai untuk operasi pemuatan tertentu.Penahan pengamanan akan mencegah muatan jatuh bila tali putus. Ketika dipindahkan rangka dilipat

dengan menggunakan sekrup dengan roda tangan (gambar 265) (untuk melewatkan mesin dibawah ambang pintu).Penumpuk ini dipasang pada roda karet dan digerakkan secara manual.

Disamping mekanisme penumpuk yang digerakkan listrik dapat juga dipakai desain dengan penggerakhidrolik atau udara bertekanan dan untuk pelayanan ringan bahkan dapat dipakai mekanisme pengangkat yang digerakkantangan.

Biasanya kapasitas penumpuk berkisar antara 250 sampai 1000 kg dengan tinggi angkat sampai 5 meter.Perkembangan terakhir ialah penumpuk swagerak yang terpasang pada truk daya universal (disebut juga truk elektrik atautruk motor) atau pada kendaraan beroda khusus yang menggunakan sejumlah komponen dan suku cadang otomotivestandar. Kapasitasnya jarang melebihi 5 ton dengan angkat sampai 5 meter.


Design

Perancangan pesawat angkat & angkut [autosaved]