ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITA K APASITAS S ANGKAT 25 TON
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengk M elengkapi api Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITA K APASITAS S ANGKAT 25 TON
MARAHALIM LUBIS NIM. 050421022
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA SARJANA EKSTENSI EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN Jalan Almamater Kampus USU – Telp. / Fax (061) 8212050 Medan – 20155
KESIMPULAN SEMINAR SKRIPSI MAHASISWA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK USU
KESIMPULAN SEMINAR SKRIPSI MAHASISWA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK USU
ABSENSI PEMBANDING BEBAS MAHASISWA PADA SEMINAR SKRIPSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI FT. USU PERIODE HARI / TANGGAL
: KE - 136 : RABU / 23 DESEMBER 2009
NAMA NIM
: MARAHALIM LUBIS : 050421022
No 1.
Nama CHARLIE SITORUS
2.
DAULAT ASP
√
3. 4. 5.
√ √ √
WILLER ALBERT ROY FRANC. J. S
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas Berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas sarjana ini dengan baik. Tugas Sarjana ini disusun untuk melengkapi syarat dalam menyelesaikan studi kesarjanaan (S1) pada Jurusan Teknik Mesin di Universitas Sumatera Utara. Dalam hal ini penulis mengambil tugas sarjana dengan melihat, memikirkan, mempertimbangkan serta memutuskan dengan mengangkat judul. “ANALISA KEKUATAN DAN UMUR TALI BAJA KRAN HYDROLIK DENGAN KAPASITAS ANGKAT 25 TON”.
5. Teristimewa penulis ucapkan kepada kedua orang tua yang tercinta, Alm. Ayahanda Marasati Lubis, SE dan Ibunda Hj. Rohani Nasution, S.Pd yang telah memberikan kasih sayang serta dorongan moril dan materil dan doa restunya sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan. 6. Seluruh Dosen dan Staf Pengajar Jurusan yang telah banyak membantu penulis selama penulis mengenyam pendidikan di USU. 7. Seluruh Staff Pegawai di Departemen Teknik Mesin (USU), yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan administrasi dan masukan yang diberikan selama di perkuliahan. 8. Kedua kakanda penulis Syafridah Lubis, SKM dan Syafitriyani Lubis, A.Md serta adinda Agus Salim Lubis yang selalu memberikan dukungan, semangat
Penulis menyadari bahwa masih ada adanya kekurangan atau belum sempurna dalam penyusunan skrispi ini dikarenakan keterbatasan penulis. Untuk itu penulis mengharapkan / menerima tanggapan, kritikan dan saran yang sifatnya membangun dari segenap pembaca untuk kesempurnaan skripsi ini dikemudian hari. Semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat dipergunakan. Medan, Penulis
Januari 2010
ttd Marahalim Lubis NIM. 050421022
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...............................................................................
i
DAFTAR ISI .............................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
vi
DAFTAR NOTASI ....................................................................................
vii
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah .................................................
1
1.2. Tujuan ............................................................................
2
1.3. Metode Perencanaan ......................................................
2
BAB
III
2.6.1. Tali Baja (Steel Wire Rope) ................................
12
2.6.2. Tali untuk Kran dan Pengangkat .........................
14
MATERIAL DAN METODE ANALISA
Material ............................................................................................... 18 Metode Analisa ..................................................................................... BAB
IV
19
PERHITUNGAN DAN ANALISA
4.1. Perhitungan Motor Penggerak ........................................
22
4.2. Perhitungan Puli .............................................................
23
1. Puli Tetap (Fixed Pulley) ..........................................
24
2. Puli Bergerak ( Movable Pulley) ................................
25
4.3. Perhitungan Drum Penggulung Tali ............
27
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.1 Gambar 2.1.2 Gambar 2.1.3 Gambar 2.5 Gambar 2.6.1 Gambar 2.6.2 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 4a Gambar 4b Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.2.1 Gambar 4.2.2 Gambar 4.2.2.1 Gambar 4.3.1
: : : : : : : : : : : : : : : :
Kran Mobil (Kran yang dipasang pada Truk) ............ Kran Truk ................................................................. Kran Kroler .............................................................. Kran Hydrolik .......................................................... Lapisan Serat Tali .................................................... Menentukan Jumlah Lengkungan Tali dengan Satu Puli Bergerak dan Puli Majemuk .............................. Tipe Tali 6 x 19 W + 1 WS Rope ............................. Konsep Analisa ........................................................ Gambar Konstruksi Pesawat Pengangkat .................. Tipe Tali 6 x 19W + 1 WS Rope .............................. Motor Penggerak Trolley .......................................... Puli .......................................................................... Puli Tetap Tunggal ................................................... Puli Bergerak ........................................................... Diagram Efisiensi Puli .............................................. Drum dengan Alur Miring
6 7 8 12 14 15 19 20 21 22 22 24 24 25 26 28
DAFTAR NOTASI
N Q V η S Z h C d e1 e2 D σt D1
r1 S1
: : : : : : : : : : : : : : : :
Daya Motor (hp) Bobot Muatan Yang diangkat (kg) m Kecepatan Pengangkatan ( /s) Efisiensi Total Mekanisme (%) Langkah Penarikan (m) Jumlah Puli Secara Keseluruhan (buah) Langkah Penarikan (m) m Kecepatan Penarikan ( /s) Diameter Tali Baja (mm) Faktor Yang Tergantung pada Konsisi Operasi Faktor Yang Tergantung pada Konstruksi Tali Diameter Puli (mm) 2 Tegangan Tarik (kg/m ) Diameter Alur Dalam Drum (mm) Jari-Jari Alur Drum (mm) Kisar (mm)
E dw σ i Dmin P N n P P
: : : : : : : : : :
2
Modulus Mastisitas (kg/cm ) Diameter Kawat (cm) Tegangan (kg/cm2) Jumlah Kawat Dalam Tali Diameter Minumum Puli (mm) Kekuatan Putus Tali (kg) Umur Tali (bulan) Putaran Motor (rpm) Tarikan Pada Tali (kg) 2 Tekanan Tali (kg/cm )
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan teknologi sekarang ini mutlak dipergunakan oleh manusia dalam memasuki dunia yang semakin pesat akan tuntutan yang tidak hentihentinya. untuk itu dibutuhkan suatu alat pesawat pengangkat sebagai sarana untuk mempermudah dan menjadikan proses tersebut menjadi lebih efisien. Pesawat pengangkat dipergunakan untuk memindahkan beban dilapangan atau di ruangan baik bagian departemen industri, gedung-gedung bertingkat dan pada areal pembangunan yaitu pada tempat-tempat penumpukkan bahan dan
secara luas mampu mengerjakan sangat banyak pekerjaan yang berbahaya dan biasanya menimbulkan kecelakaan bila dikerjakan oleh tenaga manusia secara manual. Kecepatan yang relatif lebih tinggi juga merupakan tersendiri dalam penggunaan alat ini. Dalam keunggulan ini, kran hydrolik ditunjang oleh komponen-komponen yang harus sesuai dalam pemilihan pemakaiannya. Pemilihan komponen ini didasarkan pada perhitungan teknis dan analisis praktis pada pembangunannya. Salah satu komponen penting dalam peningkatan daya guna kran hydrolik ini adalah tali sebagai komponen penting dalam peningkatan daya guna kran hydrolik. Kran hidrolik ini adalah sebagai komponen untuk mengangkat material / benda pada pekerjaan yang dihadapi.
2. Menentukan bahan material yang digunakan pada analisa ini, dengan mempertimbangkan kualitas, teknik, ukuran tali, t ipe dan tegangan tarik. 3. Menganalisa permasalahan yang timbul dilapangan dan mencari solusi dari permasalahan.
1.4. Perumusan Masalah
Defenisi dari analisa ini adalah untuk mengetahui umur tali, kekuatan tali baja. Untuk mengetahui jenis komponen yang akan digunakan yang sesuai dengan hasil perhitungan dan disesuaikan dengan tabel dan literatur. Pada analisa ini, penulis akan memperhatikan serta mencari data-data mutu dan kualitas tali yang diperoleh dari hasil perhitungan, karena yang penulis
1.6. Manfaat Analisa
Manfaat yang diperoleh dari hasil kajian ini adalah : 1.
Dapat mengetahui umur tali baja kran hydrolik yang layak
2.
Menambah ilmu pengetahuan teori dan teknologi pada alat berat dan pesawat angkat
3.
Memberikan konstribusi kepada dunia pendidikan khususnya, dunia industri umumnya yang berupa informasi dari hasil kaji analisa dan dapat dijadikan rujukan.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Umum
Peralatan pengangkat bahan digunakan unuk memindahkan muatan di lokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya. Proses pemindahan ini juga mencakup pada proses pemuatan dan pembongkaran. Pemindahan beban tersebut dilakukan dengan menggunakan tenaga yang lebih kecil dari pada beban yang akan dipindahkan. Untuk kepentingan operasi pemuatan dan pembongkaran, beberapa jenis
di atas kendaraan khusus sesuai dengan kebutuhan misalnya : mobil, traktor atau truk. Sesuai dengan jenis kendaraan yang mendukungnya, maka kran jenis ini di klasifikasikan sebagai berikut : 1. Kran Mobil ( Mobile Crane) 2. Kran Truk (Truck Mounted Crane) 3. Kran Kroler (Crouler Mounted Crane) 1.
Kran Mobil
Kran mobil dapat melaju lebih cepat dari kran kroler ( Crouler Mounted Crane) dan mempunyai stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan kran truk
2.
Kran Truk
Untuk pengoperasiannya pesawat pengangkatnya ( kran) dipakai mesin sendiri seperti diatas. Pada dasarnya pengoperasian tipe kran tergantung kepada sifat (karakteristik ), beban dan kondisi lapangan, jadi berhubungan dengan kendaraan pengangkutnya. Maka oleh sebab itu kran truk lebih mengandalkan kecepatan jelajah, jadi kemampuan mobilitasnya lebih tinggi yaitu bisa mencapai 100 km/jam.
Gambar 2.1.3 : Kran Kroler 2.2. Dasar - Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat
Dasar pemilihan pesawat angkat perlu diketahui hal-hal sebagai berikut : 1. Jenis dan ukuran dari beban yang diangkat, misalnya : a. Untuk beban terpadu (unit load )
: bentuk, berat, volume dan
5. Kondisi lokasi yang spesifikasi Kondisi tersebut termasuk pada ukuran, bentuk areal kerja dan kondisi tanah (ground relief ) dan sebagainya.
2.3. Karakteristik Pesawat Pengangkat
Parameter teknik yang utama dari sebuah pesawat angkat ialah : 1. Kapasitas angkat (lifting capacity) 2. Berat kotor (dead weight ) 3. Kecepatan dari berbagai kecepatan 4. Tinggi pengangkatan (lifting height ) 5. Ukuran-ukuran geometris dari pesawat angkat (geometri dimention)
a. Dapat dioperasikan pada berbagai tempat, seperti : pelabuhan, pabrik, industri, serta pembangunan gedung bertingkat. b. Dapat dioperasikan dengan cepat dan mudah dikendalikan. c. Sangat sesuai digunakan untuk tujuan komersil, karena kapasitas angkat dan jangkauan operasionalnya bervariasi. Untuk memudahkan pengendalian pada proses operasionalnya, kran ini menggunakan sistim hydrolik. Keuntungan dari penggunaan, sistim hydrolik adalah : a. Sistim kontrol otomatis, sehingga memudahkan dalam pengoperasian. b. Dapat memindahkan bahan/material tanpa mengubah arah dan posisi kran hydrolik.
Adapun gerakan-gerakan utama dari kran ini adalah : 1. Gerak maju dan gerak mundur (Traction/Retraction Motion) Bila kran ini dipergunakan hanya untuk beroperasi (bergerak), maka tuas pemindah kecepatan dioperasikan melalui perantara roda gigi pada sistim transmisinya. 2. Gerak naik/turun (Hoisting Motion) Untuk mengangkat dan menurunkan beban, pertama kita akan operasikan melalui tuas baik untuk keperluan mengangkat maupun menurunkan beban, sehingga fluida bekerja melalui pompa yang dikontrol melalui katub kontrol. selanjutnya fluida tersebut menggerakkan hydrolik dengan perantara roda gigi, maka drum penggulung menggulung tali yang menyebabkan naik atau
5. Gerak naik turun penyangga kran ( jack cylinder motion) Melalui tuas kontrol yang dioperasikan, fluida dari pompa akan diteruskan ke dongkrak silinder yang akan menggerakkan (naik/turun) penyangga kran ini.
b. Lebih tahan terhadap sentakan. c. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi tinggi. d. Keandalan operasi yang lebih tinggi. Pada tali baja kawat pada bagian luar akan mengalami keausan yang lebih parah dan putus lebih dahulu dibandingkan dengan bagian dalamnya. Sehingga bagian luar tali kawatnya mulai terputus jauh sebelum putus dan menandakan tali baja tersebut perlu diganti, sedangkan kerusakan pada rantai akan terjadi tiba-tiba. Tali baja lebih murah harganya di bandingkan dengan rantai, tetapi memerlukan diameter drum yang lebih besar sehingga mekanisme pengangkat lebih besar dan berat. Tali kawat yang terbentuk dari untaian dikenal sebagai tali berpintal dua,
Tali pararel di pakai pada lift dan pengangkat lainnya yang mempunyai jalur pandu dan sebagai tali penghela. Pada tali komposit kedua untaian yang berdekatan dianyam dengan arah yang berlawanan/terbalik.
Gambar 2.6.1 Lapisan Serat Tali
lengkungan variabel setara dengan lengkungan ganda sistem puli yang banyak digunakan dan jumlah lengkungan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Tegangan pada tali yang dibebani pada bagian yang melengkung karena tarikan dan lenturan adalah :
σ b
σ ε =
k
=
S F
+
δ E Dmin
...............................................……(Lit. 5, Hal. 39)
Dengan : 2
σ b = kekuatan putus bahan kawat tali (kg/cm ) k = faktor keamanan tali S = tarikan pada tali (kg) 2
F = penampang berguna tali (cm ) E=
3 8
E modulus elastisitas yang di koreksi ;
3
P(114) =
S .σ b
σ b k
P(222) =
D min
.....................................................……(Lit. 5, Hal. 39)
50.000
S .σ b
σ b k
P(342) =
−
d
−
d Dmin
.....................................................……(Lit. 5, Hal. 40)
36.000
S .σ b
σ b k
−
d Dmin
....................................................……(Lit. 5, Hal. 40)
29.000
Tarikan kerja maksimum pada bagian tali dari sistim puli beban Sw dapat dihitung dengan rumus : Sw =
Dimana :
Q n.η .η 1
...............................................…..................…(Lit. 5, Hal. 41)
BAB III MATERIAL DAN METODE ANALISA
Material
Pada metode analisa ini material yang di gunakan adalah tali baja. Tali baja merupakan tali yang dikontruksikan dari kumpulan jalinan serat-serat tali baja, tali baja di buat dari kawat-kawat baja dengan ultimate σ b = 130 – 200 2
kg/mm . Inti dari tali terdiri dari serat henep, asbes atau serat logam lunak. Inti asbes dipakai pada pekerjaan yang berhubungan dengan radiasi panas. Seutas tali baja masing-masing mempunyai sebuah inti serat manila dan
sesudah pemakaian yang lama tidak menonjol dan lebih aman dalam pengangkatan juga tidak akan merusak kawat yang berdekatan.
6 X 19 (12/6/1) FIBRE CORE
Gambar 3.1 : Tipe Tali 6x19W+1 WS Rope Metode Analisa
Perincian dan langkah-langkah yang akan dilakukan dalam melaksanakan skripsi ini dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Studi dan landasan teori mencakup pengambilan butir-butir tentang tali baja
Konsep Analisa Dapat Di Lihat Di Bawah Ini
Mulai
Study Literatur
Penentuan Material Parameter perhitungan : - Motor penggerak - Puli - Drum Penggulung Tali - Kait - Boom - Kekuatan dan umur tali
BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA
Dalam analisa ini data yang ada disesuaikan dengan perencanaan tugas dimana dilakukan analisa konstruksi dan kelengkapan komponen pesawat pengangkat. Hal ini dilakukan dengan maksud agar dalam pengoperasiannya pesawat dapat diketahui komponen-komponen kerja dan hal-hal yang menyangkut dalam segi teknis agar pengoperasiannya aman terhadap lingkungan kerja bagi si pekerja itu sendiri.
Jenis tali yang di analisa
: Tali biasa dengan posisi berpotongan .
6 X 19 (12/6/1) FIBRE CORE
Gambar 4b : Tipe Tali 6 x 19W + 1 WS Rope
4.1. Perhitungan Motor Penggerak
Dalam analisa ini jenis motor penggerak yang digunakan adalah jenis motor penggerak trolley, trolley ini dapat bergerak ke kanan atau ke kiri yang disebut gerakan traversing. Trolley tersebut juga digerakkan oleh motor listrik yang tidak berbeda dengan motor listrik yang lain dilihat pada gambar 4.1.
Besarnya daya motor penggerak untuk peralatan pengangkat adalah Q.V hp .....................................…........................…(Lit. 5, Hal.292) Nmot = 75.η Dimana : N = daya motor (hp) Q = bobot muatan yang diangkat (25.000 kg) V = kecepatan (0,2 m/det) η = efisiensi total mekanisme (0,92)
maka : N=
25.000.0,2
75. 0,92 N = 72,46 hp Dari hasil perhitungan diatas diperoleh daya motor penggerak sebesar
Puli digolongkan menjadi 2 bagian yaitu : 1. Puli Tetap (Fixed Pulley) 2. Puli Bergerak ( Movable Pulley) 1.
Puli Tetap (Fixed Pulley)
Pully tetap terdiri dari sebuah cakra dan seutas tali yang dilingkari pada alur yang dibagian atasnya. Yang salah satu ujungnya digantungi dengan beban sedang ujung lainnya ditahan atau ditarik kebawah sehingga dengan demikian beban terangkat keatas, seperti terlihat dalam gambar dibawah ini.
Gambar 4.2.2 : Puli Bergerak
Langkah dari gaya tarik puli (S) dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : s = z. h Dimana :
........…..............................................................…(Lit. 5, Hal.62)
Sehingga : v= v=
c z 1,5 m / s
11 v = 0,13 m/s
e2 = faktor yang tergantung kepada konstruksi tali baja (e2 = 0,90…… Lampiran, tabel 6) maka : D > 18. 0,90. 30 D > 486 mm Bahan poros dipilih S 45 C-D pada tabel JIS G 3123 dengan kekuatan tarik σ t 60 – 76 kg/mm2. Jadi dari perhitungan diperoleh diameter puli D = 486 mm, serta bahan poros yang digunakan adalah S 45 C–D dengan kekuatan tariknya σ t = 60 – 76 2
kg/mm dan dapat kita bandingkan dengan tabel 17, jadi poros ini dapat
Gambar 4.3.1 : Drum dengan Alur Miring 2.
Drum Bersarang Rantai
Drum jenis ini hanya dipakai pada hal-hal khusus untuk kran yang digerakkan dengan tangan dengan kapasitas angkat sampai 5 ton, seperti terlihat pada gambar 4.3.2 dibawah ini :
Dalam analisa ini drum yang akan digunakan adalah jenis drum beralur standard dan terbuat dari besi tuang. Diameter drum dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut : D1 > e1. e2. d ........................................................................(Lit.3, Hal. 76) Dimana : D1 = diameter alur dalam drum d
= diameter tali baja (30 mm)
e1 =
faktor yang tergantung kepada pesawat pengangkat dan kondisi operasi ( e1 = 18, …….Lampiran, tabel 5)
e2 = faktor yang tergantung kepada konstruksi tali baja (e = 0,90,.......…Lampiran, tabel 6)
1. Diameter tali (d)
= 30 mm …………………
2. Jari-jari alur dalam (r1) = 15,5 mm
…………
3. Kisar (s1)
= 31 mm ………………
4. Jarak antara (c1)
= 8 mm
(lampiran, tabel 15) (lampiran, tabel 18) (lampiran, tabel 18)
………………… (lampiran, tabel 18)
Jumlah lilitan pada tiap sisi drum adalah : z =
H . i
π . D
+2 …………………………………………….. (Lit. 5 , Hal. 74)
Dimana : H = tinggi pengangkatan
(14 m)
D = diameter drum
(0,516 m)
i = perbandingan sistim tali (4)
Tebal dinding drum yang terbuat dari besi cor dapat diperoleh dengan menggunakan rumus :
σ comp =
s ws
…………………….……………………….. (Lit. 5 , Hal. 76)
Dimana : s
= tarikan pada satu bagian tali (kg)
ws = tebal dinding (mm) Tarikan pada satu bagian tali yaitu : s=
Dimana :
(Q + G + Go ) z.η p
............................................................... (Lit. 5, Hal. 81)
Jadi tarikan pada satu bagian tali dari hasil perhitungan diatas diperoleh Smax yaitu 10259,40 kg. apabila tarikan yang diberikan lebih dari yang di perhitungkan akan terjadi hal yang patal pada tali tersebut dan orang-orang yang ada di sekitarnya. Untuk mencari ϖ tebal dinding drum dari besi cor dapat ditentukan dari rumus empiris
ϖ = 0,02.D + (0,6-1,0) cm ………………….………….. (Lit. 5 , Hal. 75) ϖ = 0,02 . 51 + 1 ϖ = 2,02 cm ϖ = 20 mm Sehingga pengujian tegangan tekan dapat diperoleh dengan menggunakan
akan mengakibatkan penampang-penampang kritis dari kait mengalami hal yang tidak diinginkan, oleh karena itu diperhitungkan batas minimumnya yang menyangkut segi teknis dalam operasionalnya. Bahan kait dipilih S45C ( lampiran, tabel 17)
σ t = 30 kg/mm2 Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tarik yang terjadi pada kait sebesar σ t 30 kg/mm2, jadi kait aman untuk digunakan dalam operasional. Perhitungan Boom
Boom
berfungsi
sebagai
tangan
kran
untuk
menjangkau
dan
menaikkan/menurunkan beban disamping pengangkatan (naik/turun) menurut sistim pengangkatan. Jenis boom menurut konstruksinya yaitu : a. Boom dengan lengan tetap ( fixed arm) b. Boom yang dapat memanjang dan memendek ( teleskopis) c. Boom yang dapat memendek (bent boom)
Data untuk penampang boom I 1. Panjang boom (L1)
11,24 m = (1124 cm)
2. Lebar boom (b1)
40 cm
3. Tinggi boom (h1)
65 cm
4. Tebal plat (t 1)
2 cm
Luas penampang boom I : A1 = (h1 x b1) – [(h1 – 2. t 1) x (b1 – 2. t 1)] A1 = (65 x 40) – [(65-2.2) x (40 – 2.2)] A1 = 404 cm2 A1 = 4,04 dm2 maka, untuk berat boom I :
A2 = (61 x 36) – [(61 – 2.2) x (36 – 2.2)] 2
A2 = 372 cm
Maka, untuk berat boom II Wb2 = A2 x L2 x γ
→ jika γ baja = 0,00783 kg/cm3
Wb2 = 372 x 894 x 0,00783 Wb2 = 2.604 kg Dari hasil perhitungan diatas diperoleh luas penampang boom II A 2 372 cm2 dan berat boom II Wb2 2.604 kg. Sehingga berat boom teleskopis total adalah : Wb = Wb + Wb
Gambar 4.6.1 : Bagian-bagian Tali Baja
Keterangan : 1. Serat tali baja 2. Jalinan (strand )
Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tarik yang sebenarnya 2
σ t 30 kg/mm . Dalam analisa ini menggunakan sistim puli berganda, diperoleh persamaan sebagai berikut : Z = Q.ε 2
ε −1 ε 2 +1 −1
……………………………...………….. (Lit. 3 , Hal. 100)
Dimana : Q = kapasitas angkat
(25.000 kg)
ε = faktor yang tergantung pada tipe pesawat pengangkat (1,04) Z = jumlah puli Sehingga dapat dinyatakan sebagai berikut :
(berganda)
Dari hasil perhitungan diatas diperoleh tegangan tali yang terbesar yaitu Z = 9055,1522 kg. Luas penampang tali dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : F114 =
Z
σ t
…………………………………….………….. (Lit. 5 , Hal. 39)
Dimana : F144 = luas penampang tali Z
= tegangan tali terbesar
σ t = tegangan tarik sebenarnya maka :
maka : δ=
25000.3,01 114 . 3,14
δ = 0,4584 mm
Dari hasil perhitungan diatas diperoleh diameter 1 (satu) kawat δ 0,4584 mm.
Gambar 4.6.2 : Dimensi Tali
Jadi tegangan yang diterima untuk 1 (satu) kawat yaitu 754,567 kg/ cm
2
apabila tegangan yang diberikan pada satu kawat lebih dari yang ditentukan maka akan berakibat fatal pada daerah sekeliling saat tali beroperasi. Dengan menyatakan rumus diameter tali dapat diperoleh sebagai berikut d = 1.5 .
δ i
………………………..………….……….. (Lit. 5 , Hal. 38)
Dimana : δ =
diameter satu kawat
I = jumlah kawat dalam tali maka : d = 1,5 . 0,4584 . 114 d = 7,3415 mm
Tipe tali ini dapat digunakan untuk pesawat pengangkat khususnya kran hydrolik dengan kapasitas angkat 25 ton. Tarikan kerja maksimum pada bagian tali dari sistim puli beban S dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
S=
Q n. η.η1
…………………………………..…….. (Lit. 5 , Hal. 41)
Dimana : Q =
berat muatan yang di angkat (kg)
n =
jumlah muatan tali yang menyangga muatan (lampiran tabel 4 diambil 4)
η1 = efisiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuannya saat
σ b = Kekuatan putus tali
(18.000 kg/cm )
F114
(3,01 cm )
= Luas penampang tali
2
2
maka : P114 = 18.000 x 3,01 P114 = 54.180 kg Dari hasil perhitungan di atas maka dapat disimpulkan bahwa kekuatan putus penampang total tali yaitu : P114 = 54.180 kg. Tegangan pada tali yang di bebani pada bagian melengkung karena tarikan dan lenturan dapat dicari dengan menggunakan persamaan :
σ Σ =
σ b k
=
S
+
δ E
…………………..…………….. (Lit. 5 , Hal. 39)
S =
P K
…………………………………………….…….. (Lit. 5 , Hal. 40)
Dimana : S = tarikan maksimum tali
(kg)
P = kekuatan putus tali sebenarnya
(54.180 kg)
K = faktor keamanan
(6)
maka : S=
54.180 kg
6 S = 9.030 kg
Jadi tarikan maksimum yang di izinkan pada tali S = 9.030 kg, maka apabila beban yang diberikan pada tali melebihi yang ditentukan akan berakibat
Dari hasil perhitungan diatas tegangan tarik atau tekan yang terjadi saat 2
membengkokkan kawat lurus pada serat terluar yaitu : σ t =1.665,054 kg/cm . Tekanan dari tali ke alur puli yang menyebabkan keausan dapat diperoleh dengan persamaan di bawah ini : P =
2 . F d . D
……………………………………………….. (Lit. 6 , Hal. 360)
Dimana : 2
P
= Tekanan tali
(kg/cm )
F
= Luas penampang tali (3,01 cm )
d
= Diameter tali
2
D = Diameter puli
(3 cm) (48,6 cm)
η = effisiensi puli (0,94)
maka : 25.000 kg
P=
4 . 0,94
P = 6.648,936 kg. Jadi dari hasil perhitungan diatas didapat tarikan pada satu bagian tali P = 6.648,936 kg. Tegangan tarik sebenarnya pada tali dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :
σ = Dimana :
P F
………………………………………………….. (Lit. 5 , Hal.82)
Sehingga : 2
A = 0,95 . 22,028 kg/mm . 0,95 . 0,89 . 0,9 A = 15,924 kg/mm
2
Jadi dari hasil perhitungan diatas didapat perbandingan diameter drum atau 2
puli dengan diameter tali yaitu : A = 15,924 kg/mm , dan dapat dibandingkan dengan grafik diatas dengan hasil perhitungan yang diperoleh. Penentuan faktor yang tergantung pada jumlah lengkungan berulang dari tali selama periode keausannya hingga tali tersebut rusak. m=
A
σ .c . c1 . c2
………………………………………….. (Lit. 3 , Hal.101)
15,924 kg / mm 2
z2 = jumlah lengkungan berulang persiklus (naik dan turun) pada tinggi pengangkatan penuh dan pembengkokan satu sisi (3) (Lampiran tabel 13) β = faktor pengganti dalam ketahanan tali untuk mengangkat beban pada
ketinggian penuh dan untuk mengangkat beban pada beban kurang dari beban penuh (0,4)…….(Lampiran, tabel 13) θ =
z z
= 2,5 (Lit. 5 Hal. 48) adanya hubungan langsung antara jumlah
lengkungan dan jumlah putusan didalam tali. Maka umur tali dapat di peroleh : N =
130.000
β =
faktor pengganti dalam ketahanan tali untuk mengangkat beban pada ketinggian penuh dan untuk mengangkat beban pada beban kurang dari beban penuh (0,4) , (Lampiran, tabel 13).
maka : z1 =
3400 . 3 . 12,74 . 0,4
z2 =
51.979,2
Jadi jumlah lengkungan yang berulang yang mengakibatkan kerusakan pada tali dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan : (Lit. 5 , Hal.48) z
=
z1 . θ = a . z 2 . N . β .θ
z
=
51.979,2 . 2,5
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dengan berpedoman kepada data dan perhitungan serta analisa yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan kran hydrolik ini sangat effisien dan berdaya guna disamping pemeliharaannya yang sangat mudah dan jarang terjadi kerusakan . a. Daya motor (N)
= 72,46 hp
b. Diameter puli (D)
= 486 mm
c. Diameter drum (D)
= 516 mm
k. Tarikan maksimum izin (Si)
= 9.030 Kg
l.
Tekanan tali ke alur puli (P)
= 0,041 kg/ mm
m. Tarikan pada satu bagian tali (P)
= 6.648,936 Kg
n. Tegangan tarik sebenarnya ( σ 1)
= 22,028 Kg/ mm
2
2
o. Perbandingan diameter drum atau puli dengan diamter tali ( A = Dd )
= 15,924 kg/ mm2
p. Umur tali (N)
= 12.74 bulan
q. Jumlah lengkungan (z)
= 129.948
Pemeliharaan
Dalam hal pemeliharaan ini sangat penting artinya membuat ketahanan
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.hydrauliccrane .com 2. http://www.stellrope.com 3. Muin. A. Syamsir, 1987. “Pesawat - Pesawat Medan. 4. Rohmandi, 1990. “Alat - Alat Umum, Jakarta.
Berat
dan
Pengangkat” , Express.
Penggunaanya”, Pekerjaan
5. Rudenko. N, 1992. “Mesin Pemindah Bahan“, Alih bahasa Foesd Nasar, Ir, Erlangga, Jakarta. 6. Shigley E.J. Michell D.L., “Perencanaan Teknik Mesin“, Alih bahasa harahap Gandhi, Erlangga, Jakarta. 7. Stolk, J, Kros. C “Elemen Mesin“, Alih Bahasa Hendarsin, H dan Abdul Rahman A, Edisi ke – 21, Erlangga, Jakarta.
