14
14
ANALISA PUTUSNYA TALI BAJA CRANE DAN TIDAK SESUAINYA BOBOT ANGKAT YANG DIHASILKAN CRANE DENGAN SPEK
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Suplay barang antar pulau di indonesia merupakan suatu hal yang biasa dan barang-barang tesebut diletakan di kontainer-kontainer besar, sehingga manusia tidak bisa memindahkan kontainer-kontainer tersebut, maka diciptakanlah sebuah pesawat bantu yang dinamakan crane untuk mempermudah pemidahan barang atau bisa disebut loading unloading. Setiap crane mempunyai jenis yang berbeda-beda hal ini tergantung dari berapa bobot maksimal yang bisa diangkat dari pesawat crane tersebut.
Pada kapal perang TNI-AL, menggunakan jenis crane duduk dengan meja putardan bisa berputar 360 derajat. Pada kapal TNI-AL crane juga dipergunakan sebagai alat bantu yang sangat penting. Umumnya pada kapal perang dengan jenis SATROL(satuan patroli) dengan LPP 80 m dan B 9 m yang dinamakan KRI(kapal republik indonesia) KERAPU mempunyai crane duduk dengan meja putar dengan bobot angkat maksimal 5 ton.
Bobot angkat itu sesuai dikarenakan crane duduk dengan meja putar pada kapal perang yang fungsinya untuk penurunan sekoci darurat, penarikan landasan helikopter, sebagai loading unloding senjata dan lain-lain yang umumnya tidak sampai 5 ton. Tetapi pengguanaan paling penting ialah pada saat penurunan sekoci darurat, hal itu dikarenakan tugas TNI-AL sebagai alat Negara yang harus selalu siap untuk menjaga wilayah NKRI (Negara kesatuan republik Indonesia).
Kesiapan TNI-AL tersebut sangat penting karena wilayah Indonesia terdiri dari beribu-ribu pulau, sehingga jika ada ancaman dari Negara asing dan menyebabkan terjadi baku tembak antar kapal perang maka tidak menutup kemungkinan bahwa kapal TNI-AL tersebut mengalami keadaan darurat sehingga menurunkan sekoci darurat untuk menyelamatkan para ABK TNI-AL, maka dari itu fungsi crane yang harus siap sedia digunakan dan berada di dek suatu kapal perang.
Jika di Indonesia mengalami keadaan kondusif sehingga kapal perang TNI-AL tidak mengalami baku tembak dengan kapal perang Negara asing, maka crane dipergunakan untuk simulasi berbagai jenis latihan, misalnya latihan keadaan darurat penurunan sekoci darurat. Pelatihan-pelathan tersebut sangat penting di praktekkan supaya pada keadaan darurat yang sebenarnya, para ABK TNI-AL tidak mengalami kesalahan prosedur sehingga keamanan ABK kapal terjaga.
Keadaan crane yang selalu dalam kondisi maksimal juga sangat penting untuk menjaga keselamatan para awak kapal karena jika pada saat loading unloding suatu barang seperti kotak senjata, tetapi keadaan crane tidak dalam kondisi maksimal maka kotak tersebut karena tali bajanya putus sehingga menimpa awak kapal dan menyebabkan kejadian yang tidak dinginkan terjadi.
Crane duduk dengan meja putar ini harus dioprasikan sesuai standar SOP(standart operation prosedur) sehingga meminimalisir kecelakaan kerja prosedur yang harus diperhatikan antara lain :
1.Sebelum crane duduk dengan meja putar ini dioprasikan maka hendaknya beban payload harus diperhatikan agar tidak melebihi standart maksimum angkat dari crane.
2.Kegiatan oprasional harus diawasi oleh tenaga ahli yang berkecimpung dibidang itu, sehingga tidak ada kecelakaan kerja yang menimpa ABK TNI-AL.
3.Operator harus mempunyai keahlian dalam pengoprasian alat sehingga crane bekerja dengan baik oleh sebab itu harus ada pelatihan terlebih dahulu.
Faktor-faktor lain juga harus dipertimbangkan sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan adalah kecil. Ada banyak faktor yang harus dipertimbangkan seperti sistem loading, sewing, elepasi, menetukan beban berat, segera mengenali bahaya dan potensinya, sistem kontrol dan lain-lain. Faktor katup juga harus diperhatiakan sehingga tenaga yang tersalurkan oleh fluida dapat disalurkan menjadi tenga angkat dan membuat crane bekerja dengan optimal.
1.2. Perumusan Masalah
Adapun perumusan masalah yang diangkat pada project work ini adalah :
1.Bagaimana menghitung kekuatan tali baja.
2. Bagaimana menghitung umur tali baja.
3. Bagaimana menghitung bobot angkat crane.
1.3. Tujuan
Dalam suatu penulisan harus berlandaskan tujuan, adapun tujuan dalam penulisan project work ini ialah sebagai berikut :
1.Menentukan kekuatan angkat tali baja crane.
2.Menentukan umur tali baja.
3. Dapat menetukan bobot angkat crane.
1.4.Manfaat
Dari penulisan project work ini diharapkan mendapatkan manfaat sebagai berikut :
Menjaga keselamatan pekerja karena mengetahui batas umur pemakaian tali baja dan juga mengetahui bobot angkat maksimum sehingga crane tidak mengalami kerusakan akibat kelebihan bobot angkat.
1.5. Batasan masalah
Dalam project workini, adapun batasan masalah yang ambil agar analisa ini dapat terfokus pengerjaanya dan tidak keluar dari pembahasan adalah :
1.Pada project work ini menganalisa jenis crane duduk dengan meja putar yang berada pada kapal KRI(kapal republik Indonesia) kerapu dan kapal ini berjenis satuan patroli.
2.Crane yang dianalisa ini membutuhkan daya motor sebesar 440 kw, sehingga jika ada crane yang punya jenis sama tetapi berbeda kebutuhan daya, maka akan berbeda pula komponen-komponen crane tersebut.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Crane Duduk dengan Meja Putar
Pada kapal perang umumnya menggunakan crane duduk dengan meja putar karena fungsi crane yang hanya menggangkat sekoci, senjata dan barang-barang bawaan ABK TNI yang hendak berlayar. Umumnya barang-barang tersebut tidak sampai 5 ton sehingga sesuai dengan kebutuhan. Model crane crane duduk dengan meja putar ditunjukan pada gambar 2.1 berikut :
Gambar 2.1 Crane Duduk dengan Meja Putar(sumber : Fasharkan Lantam V)
Sistem Kerja Crane Duduk dengan Meja Putar
Pada penjabarannya sistem kerja crane duduk dengan meja putar sangat simpel dan pada umumnya sama dengan penjabaran crane yang lainnya, dimulai dari tank yang berisikan fluida minyak, fluida tersebut dialirkan dengan tenaga motor sehingga minyak pengalir ke katup squen valve, katup tersebut dikontrol dengan handle kontrol seperti gambat dibawah ini :
Gambar 2.2 Handle Pengontrol Katup Squence Valve(sumber : Fasharkan Lantam V)
Handle merupakan bagian yang sangat vital, pada katup squen valve terdapat juga beberapa katup yang dikoneksikan ke handle pembagi ini sehingga crane dapat difungsikan dengan baik. Didalam katup squen valve terdapat empat jalur fluida yaitu
1.Jalur Tank yang akan ke Kotak Pembagi(katup squen valve).
2.Jalur Katup squen valve yang akan ke Sewing.
3.Jalur Katup squen valve yang akan ke Elepasi.
4.Jalur Katup squen valve yang akan ke Loading.
Sistem ini merupakan rangkaian tertutup dikarenakan fluida yang akan mengalir pasti akan kembali ke tank jadi fluida tersebut tidak akan habis, fluida yang digunakan sebagai sumber tenaga hidrolik pada crane ini menggunakan minyakTuralik 41, karena beberapa faktor antara lain :
Mempunyai nilai ρ: 868 kg/mᵌ paling kecil dikelasnya sehingga kehilangan energi semakin kecil pula.
Mempuyai nilai flas poin terendah dikelasnya sehingga tidak gampang panas.
Kedua hal diatas dapat menunjang kinerja dari suatu crane yang bisa kita lihat gambar sistemnya seperti gambar di bawah ini :
Gambar 2.3 Sistem Kerja Crane(sumber : Fasharkan Lantam V)
Loading
Cara kerja sistem ini berawal dari tank tempat fluida minyak berada yang dipompa menggunakan motor sehingga menuju katup squen valve dan akan disalurkan ke kotak kontrol loading. Dalam kotak loading tersebut ada katup squen valve lain sehingga tali baja crane bisa otomatis berhenti memanjang. Puli tempat tali baja crane tergulung tersisa satu meter atau spiling tali baja crane tersisa satu meter. Spiling tersebut sangat penting karena mencegah agar tali baja crane tidak habis dari puli dan juga termasuk sarana safety pada crane tersebut. Gambar sistem kinerja loading bisa dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.4 Kinerja Loading pada Crane(sumber : Fasharkan Lantam V)
Sewing
Sistem sewing adalah sistem crane bergerak kiri dan kanan atau bisa disebut juga rotasi. Sistem ini yang merupakan pemindah barang dengan cara horizontal, perputaran secara horizontal tersebut bisa mencapai 360 derajat sesuai spesifikasi crane. Cara kerja sistem ini mirip dengan sistem loading yang berawal dari tank tempat fluida minyak berada yang dipompakan menggunakan motor sehingga menuju katup squen valve dan akan disalurkan menuju kotak kontrol sewing. Gambar sistem kinerja sewing dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.5 Kinerja Sewing pada Crane(sumber : Fasharkan Lantam V)
Elepasi
Sistem elepasi adalah bergeraknya boom naik turun sehingga bisa menambah ketinggian crane. Cara kerjanya berawal dari tank minyak atau oli yang ditransferkan ke katup squen valve sehingga akan disalurkan ke boom. Boom tersebut sendiri rawan mengalami kecacatan sehingga crane akan kehilangan tenaga dan menyebabkan tenaga angkat akan hilang atau tereduksi oleh fluida yang lewat di cacat berupa garis yang sejajar dengan langkah piston boom. Hal ini dapat ditanggulangi dengan cara di hard crom yaitu pelapisan silinder liner pada boom dan menyebabkan boom tidak menggalami kecacatan. Ada pun kinerja crane dengan sistem elepasi dapat ditampilkan pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.6 Kinerja Elepasi pada Crane (sumber : Fasharkan Lantam V)
Tali Baja (Steel Wire Rope)
Tali baja (steel Wire Rope) adalah tali baja yang dikontruksikan dari kumpulan jalinan serat baja (steel Wire). Mula-mula beberapa serat dipintal hingga jadi satu jalinan (wayar), kemudian wayar dijalin pula menjadi satu kesatuan (strand), setelah itu beberapa strand dijalin pula pada suatu inti (core = kern), sehingga membentuk tali baja dari tipe-tipe berikut:
6 x 19 + 1 fibre core, artinya sebuah tali baja sengan kontruksi yang terdiri dari 6 strand dan mempunyai 1 inti serat ( fibre core).
6 x 19 seal L.W.R.C (Independent Wire Rope Centre), Steel Wire Core, dengan inti logam lunak.
6 x 37 + 1 fc; 6 x 36; 6 x 41 dan lain-lain
Keuntungan dari steel wire rope dibandingkan dengan rantai adalah sebagai berikut ini :
Ringan
Tali baru lebih baik terhadap tegangan, bila beban terbagi rata pada semua jalinan (strand).
Lebih fleksibel sementara beban bengkok tidak perlu mengatasi internal stess.
Kurang mempunyai tendensi untuk berbelit, peletakan yang tenang pada drum dan cakra, penyambungan yang lebih cepat, mudah dijepit (clip) atau dilekuk (socket).
Wire(wayar) yang patah susedah pemakaian yang lama tidak menonjol, berarti lebih aman dalam pengangkatan, juga tidak akan merusak wire yang berdekatan.
Tali baja dibuat dari kawat baja (steel wire) dengan ultimate strenght :
Σb = 130 kg/mm² (Sumber : Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Tali baja biasanya dioprasikan pada excavator crane-crane besar, keperluan pertambangan dan penggeboran. wayar (wire) dalam jalinan (strand) dan jalinan dalam tali (rope) dapat diletakkan dalam 2 arah yang berlainan, yaitu :
Pilin kanan (reght lay)
Pilin kiri (left lay)
Selanjutnya kita membedakan anatara :
Regular lay (croos lay)
Lang lay
Regular lay : wayar dipilin dalam satu arah dan strand dalam arah yang berlawanan, ini bisa disebut juga cross lay. (sesuai dengan kontruksi)
lang lay : dalam tipe ini wayar dan strand dipilin dalam arah yang sama, ini disebut juga paralel lay.
Dalam menetukan kekuatan angkat suatu tali baja harus dipergunakan hitungan rasional sehingga diperoleh rumus sebagai berikut (Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Σσ = σb/K = Ss/At + d E'/Dmin/Dt (pers 2.1)
Dimana : σb = ultimate breaking strenght dari wayar kg/cm²
K = faktor keamanan dari tali.
Ss = kekuatan tali baja mengangkat beban (kg)
Dmin/Dt = perbandingan antara diameter drum dan diameter tali
d = diameter wayar (mm)
At = luas penampang tali (cm²)
E' = 3/8 = modulus elastisitas tali yang telah direduksi
E = modulus elastisitas tali = 2.100.000 (kg/cm²)
Jadi E' = 800.000 (kg/cm²) = 8.000 (kg/mm²) (Sumber : Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Bardasarkan hasil pengujian yang berulang-ulang maka didapatkan harga kekuatan tali baja baru yang tertera pada table dibawah ini :
Tabel 2.1 Spek Tali Baja yang dijual dipasaran
Serikat Perusahaan dan Perdagangan
Ditetapkan April 1929
Lemb. Ker. Insinyur²
Komisi Besar Untuk Normalisasi di Negri Belanda
Tipe
6 x 19 = 114
D
d
G
S (ton) untuk σ (kg/mm²)
130 – 140
150 - 160
170 - 180
6
0,4
0,18
1,8
2,16
2,43
7
0,45
0,2
2,4
2,73
3,06
8
0,5
0,23
2,9
3,38
3,4
9
0,6
0,3
4,2
4,48
5,45
11
0,7
0,4
5,7
6,6
7,42
12
0,8
0,52
7,4
8,55
9,7
14
0,9
0,68
9,4
10
12,3
15
1
0,82
11,6
13,45
15,2
17
1,1
1.02
14,1
16,5
18,3
dimana :
D :
Diameter tali
d :
Tebal ulir / wayar
G :
Bobot tiap meter dalam kg (mendekati)
Ss :
Pembebanan patah dalam ton (dihitung)
σ :
ultimate strenght
(Sumber : Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Katup Squen Valve dan Stut
Tali baja ini bisa putus dikarenakan katup squence valve mengalami kerusakan, awal mula kerusakannya adalah tidak berfungsinya katup squence valve akibat kotoran-kotoran yang menyumbat katup tersebut. Kotoran-kotoran tersebut dikarenakan bocornya katup dan selang menyuplai fluida dari kebocoran tersebut akan masuk debu-debu dan air yang menyebabkan karat pada tangki fluida, katup tersebut mempunyai tombol sebagai pemutus dan elemen yang memutus aliran tersebut dinamakan stut. Pada gambar real stut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.7 Katup dan Stut (sumber : Fasharkan Lantam V)
Fluida
Fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan bentuk wadah tempatnya.
Fluida dapat digolongkan ke dalam cairan dan gas. Perbedaan-perbedaan utama antara cairan dan gas adalah:
Cairan praktis tak kompressibel, sedangkan gas kompressibel dan sering harus diperlakukan demikian.
Cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan bebas sedangkan gas dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah tempatnya.
Aliran fluida itu rumit, dan tidak selalu tunduk pada analisis matematis yang pasti. Tidak seperti benda padat, elemen-elemen fluida yang mengalir bisa bergerak pada kecepatan-kecepatan yang berbeda, dan bisa mengalai percepatan-percepatan yang berbeda. Tiga konsep penting dalam aliran fluida adalah:
Prisip kekekalan massa, dari prinsip ini dikembangkan persamaan Kontinuitas.
Prinsip energy kinetic, Dati prinsip ini diturunkan persamaan-persamaan tertentu. (Fluida yang tidak kompresibel yg mengalir pada pipa yang berdiameter konstan.)
Prinsip Momentum,dari prinsip ini persamaan-persamaan yang menghitung gaya-gaya dinamik yang dikerjakan oleh fluida yang mengalir bisa ditentukan.
Persamaan Energi
Persamaan energy dihasilkan dari penerapan prinsip kekekalan anergi pada aliran fluida. Energi yang dimiliki oleh suatu fluida yang mengalir terdiri dari energy dalam dan energy-energi akibat tekanan, kecepatan dan kedudukan (ketinggian). Dalam arah aliran, prinsip energy diringkas dengan suatu persamaan umum sebagai berikut:
Energi di bag 1 + Energi yg ditambahkan – Energi yg hilang – Energi yg diambil = Energi di bagian 2
Persamaan ini, untuk aliran mantap, fluida tak kompresibel yang perubahan energy dalamnya bisa diabaikan, disederhanakan menjadi (Fast Trex Starfis, 2009):
:
P1ρg+V122g+Z1+HA-HL-HE=P2ρg+V222g+Z2 (pers 2.2)
Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Bernoulli. Satuan yang digunakan adalah m fluida.
Head Kecepatan
Head kecepatan menyatakan energy kinetic persatuan berat yang terdapat di suatu titik tertentu. Jika kecepatan di suatu irisan penempang merata, maka head kecepatan yang dihitung bersama kecepatan rata-rata atau merata ini akan menjadi energy kinetic per satuan berat fluida yang sesungguhnya. Tetapi pada umumnya, distribusi kecepatan tidak merata. Karena itu pada head kecepatan diberi factor koreksi α.
Studi-studi menunjukkan bahwa α = 1 untuk distribusi kecepatan yang merata, α = 1,02 sampai 1,15 untuk aliran turbulen, dan α = 2 untuk aliran laminar. Tetapi dalam kebanyakan perhitungan –perhitungan dalam mekanika fluida, α ditentukan 1, tanpa ada kesalahan yang berarti karena umumnya head kecepatan merupakan suatu prosentase kecil dari head (energy) total. (mekanika fluida, 1998)
Head Tekanan (Tinggi Tekanan h)
Head tekanan h menyatakan tinggi suatu kolom fluida homogen yang akan menghasilkan suatu kekuatan tekanan tertentu. Maka (mekanika fluida, 1998)
hmfluida=P(Pascal)ρg(Nm3) (pers 2.3)
Minor Loses
Penurunan head yang lain, seperti dalam sambungan-sambungan pipa, umumnya dinyatakan sebaga. Maka (mekanika fluida, 1998)
HeadturunhLminor=KV22g (pers 2.4)
Harga K dapat dilihat pada tabel
Tabel 2.2 Penetuan Harga K
harga K :
elbow 45 o
0,4
elbow 90 o
0,6
sambungan T
1,7
Keran
0,25
(sumber : hand book of hidrolik)
Mayor Loses
Penurunan head yang lain yang tergantung pada panjang pipa dan heat turun, umumnya dinyatakan sebagai: (mekanika fluida, 1998)
HeadturunhLmayor=S .panjang pipa (pers 2.5)
Dimana S bisa dicari di tabel HAZEN-WILLIAMS atau dengan rumus pendekatan (hand out of hidrolik)
:
Q = 0,2788 . C . Dp2,63 . S0,54 (pers 2.6)
Dimensi dari Hasil Pengukuran
Pada crane yang dianalisa, tali baja berukuran panjang 20 meter dan mempunyai diameter 12,2 mm. Tali baja crane dililitkan pada drum dan diteruskan ke cakra puli, drum berdiameter 35 cm dengan tebal 20 cm sedangkan cakra puli berdiameter 15 cm dengan tebal 4 cm, gambar puli tempat lilitan crane bisa dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.8 Drum Lilitan Crane (kiri) dan Cakra Puli Lilitan Crane (kanan) (sumber : Fasharkan Lantam V)
Sedangkan dimensi-dimensi yang menunjang perhitungan bobot angkat crane terdapat dibawah ini:
Dpipa : 12,2 mm : 0,122 m
Panjang pipa : 3 m
Tekanan awal dari pompa : 75000 psi : 517106775 pa(N/m²)
Jenis minyak fluida yang dipakai : Turalik 41 produksi pertamina
ρ: 868 kg/mᵌ
Debit pompa (Q) : 110 L/min : 0,001833 mᵌ/s
Jenis pipa mulus lurus (C) : 140 (diperoleh dari pedekatan koefisien HAZEN-WILLIAMS)
Tabel 2.3 Penetuan Harga C
BEBERAPA HARGA KOEFISIEN HAZEN - WILLIAMS C
Pipa yang sangat mulus
140
Pipa besi tuang mulus, baru
130
Pipa besi tuang sedang, pipa baja dikeling baru
110
Pipa selokan bening
110
Pipa besi tuang digunakan beberapa tahun
100
Pipa besi tuang, dalam keadaan buruk
80
(sumber : hand out of hidrolik)
g : 9,81 m/s²
Koefisien Keamanan Tali Baja
Harga K ditentukan dari pengamatan dari tali baja yang akan dijadikan pedoman untuk pembacaan tabel yang ada di bawah ini :
Tabel 2.4 Kontruksi Tali Baja
kontruksi keamanan tali K
Kontruksi Tali Baja
6x19=144+1c
6x37=222+1c
6x61=366+1c
18x19=342+1c
Cross
lang
cross
lang
cross
lang
cross
regular
jumlah wayar yang patah setiap jarak t (pitch)
1 s/d 2
4
2
14
3
28
10
28
14
2 s/d 3
6
3
16
5
30
12
30
15
3 s/d 4
8
4
18
7
32
14
32
16
4 s/d 5
10
5
20
9
34
16
34
17
5 s/d 6
12
6
22
11
36
18
36
18
6 s/d 7
14
7
26
13
38
19
38
19
(Sumber : Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Nilai Perbandingan Dmin/Dt
Harga Dmin/Dt adalah perbandingan antara diameter drum dan diameter tali baja, nilai Dmin/d ini bisa diketahui dengan cara melihat gambar, sehingga diperoleh nilai NB yang akan dijadikan pedoman untuk membaca tabel. Nilai Dmin/Dt ini juga bisa dicari secara pembagian sederhana, jika diameter drum dan diameter tali sudah diketahui melalui pengukuran sample tali baja yang putus.
Pertama yang harus dilakukan bila harus mengetahui harga Dmin/Dt dengan cara memahami gambar kontruksi sehingga diketahui harga NB, gambar kontruksi bisa dilihat dibawah ini :
Gambar 2.9 Penetuan NB Tali Baja (Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Tabel 2.5 Perbandingan NB dan Dmin/Dt
NB
1
2
3
4
5
6
7
8
Dmin/d
16
20
23
25
26
28
30
31
NB
9
10
11
12
13
14
15
16
Dmin/d
32
33
34
35
36
37
37,5
38
(Sumber : Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Kelelahan Tali Baja
Bertolak dari kenyataan bahwa kerusakan tali baja adalah karena kelelahan bahan, sehingga telah ditemukan cara menentukan daya tahan tali baja yang dikembangkan pada Hammer and Sickle Works. Tali dari berbagai kontruksi dengan diameter 3 s/d 28 mm dites pada 3 mesin khusus untuk mendapatkan faktor-faktor metalurgis, produksi, rancangan dan oprasional yang memberi efek kepada kekuatan tali. Bila menghitung ketahanan suatu tali maka kita harus tahu NB (Number of Repeated Bend) yang diizinkan selama periode pengoprasiannya.
Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti pada penentuan umur tali baja maka harus dibantu oleh tabel dan grafik, sehingga dapat menentukan NB yang diizinkan (z1) dengan memakai rumus :
z1 = a.z2.U.β (pers 2.7)
Dimana : U = umur tali (bulan)
a = jumlah rata-rata siklus kerja perbulan
z2 = jumlah bengkokan berulang (repeated bend) persiklus (naik dan turun) pada tinggi pengangkatan penuh (full lifting height) dan pembekokan satu sisi.
β = faktor pengganti dalam ketahanan tali untuk mengangkat beban pada ketinggian kurang dari ketinggian penuh dan untuk mengangkat beban pada beban kurang dari beban penuh.
Harga-harga a,z2 dan β diberikan dalam tabel dibawah ini :
Tabel 2.6 Penetuan Harga a,z2 dan β
Kondisi oprasi dari mekanisme pengangkat
Oprasi harian (i)
Hari kerja / bulan
Jumlah rata-rata siklus kerja per hari
a
Mode suspensi
z2
Tinggi angka (h=m) pada NB unntuk 1=1(m) dan 1,=2(m)
β
Manual
8
25
16
400
suspensi sederhana
2
_
0,7
Penggerak mesin
Kerja ringan
8
25
40
1000
suspensi dengan cakra bebas
4
2
0,5
Kerja sedang
16
25
136
3400
cakra berganda dengan ratio
2x2
3
2
0,4
2x3
5
3
0,3
Kerja berat
24
30
320
9600
2x4
7
4
0,3
2x5
9
5
0,2
(Sumber : Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Harga z1 diperoleh dari pembacaan diagram penetuan bengkokan berulang atau NB=z1, tabel tersebut tertera di bawah ini :
Gambar 2.10 Grafik NB Tali Baja (Pesawat-pesawat Pengangkat,1995)
Tidak Berfungsinya Katup Sequen Valve Sistem
Pembahasan kali ini tidak menggunakan rumus hitungan karena pembahasan ini cuma merupakan penjelasan yang harus dimengerti. Disamping umur tali baja yang sudah melampaui batas kerja, pada permasalahan ini merupakan faktor komponen aliran fluida dalam crane karena kerusakan pada katup squen valve yang tersumbat kotoran-kotoran fluida kerja. Kotoran tersebut bisa masuk ke sistem crane karena kebocoran yang memungkinkan debu masuk ke aliran tertutup fluida tersebut dan juga air akan masuk sehingga menimbulkan karat yang akan menjadi kotoran sehingga menyumbat katup squen valve. Katup tersebut dikoneksikan dengan stut sebagai pengontrol katup untuk membuka dan menutup.
Stut tersebut dikoneksikan pada handle sebagai pemberi perintah akan katup sequence valve, gerak stut bila mengarah ke sebelah kiri maka tali baja akan memanjang dengan gerakan searah jarum jam dan apabila stut bergerak ke sebelah kanan maka tali baja akan mengulung secara berlawanan jarum jam. Jika katup tersebut tidak berfungsi maka tonjolan pada stut akan terus menekan dan lama kelamaan tonjolan tersebut akan patah, hal itu menyebabkan stut yang mengarah ke kiri dan memanjangkan tali baja akan beralih fungsi sebagai penarik tali baja. Hal tersebut tertera pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.11 Kinerja Stut dan Katup Squence pada Loading( Fasharkan Lantam V)
Akibat tali baja yang tergulung secara berlawan arah tersebut maka tali baja akan berbenturan dengan cover puli dan akan bergesekan, sehingga lama kelamaan tali baja akan terputus dan tali baja akan terlilit secara tidak sempurna ke puli, gambar tali baja terlilit tidak sempurna pada puli ditunjuakan pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.12 Tali Baja yang terlilit dengan Puli( Fasharkan Lantam V)
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
Mulai
Mulai
Studi Literatur
Studi Literatur
Mayor loses
Mayor loses
Umur tali bajaLuas penampang tali
Umur tali baja
Luas penampang tali
Harga Dmin/dMinor loses
Harga Dmin/d
Minor loses
Bobot angkat craneKekuatan tali baja
Bobot angkat crane
Kekuatan tali baja
Analisa permasalahan
Analisa permasalahan
Kesimpulan
Kesimpulan
SELESAI
SELESAI
Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data-data yang diperlukan untuk membantu menyelesaikan tugas akhir ini, antara lain dengan cara survey lapangan, studi pustaka dan browsing internet. Variabel yang didapatkan antara lain diameter tali baja (Dt), ultimate breaking strenght (σb), modulus elastisitas (E'), diameter wayar (d), diameter pipa (Dp), Panjang pipa (Pp), takanan awal (P1), debit (Q), grafitasi (g).
Perhitungan Luas Penampang Tali
Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan luas penampang tali (At) yang sebelumnya dimensi tali sudah diketahui melalui mengukuran dimensi tali.
Perhitungan Harga Dmin/Dt
Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan koefisien diameter drum (Dmin) yang akan dibandingkan dengan diameter tali (Dt).
Perhitungan Kekuatan Tali Baja
Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan kekuatan tali baja (S), sehingga nilai tersebut bisa dianalisa.
Perhitungan Umur Tali Baja
Pada perhitungan ini akan dilakukan perhitungan umur tali baja (U), sehingga dapat dianalisa tali baja tidak sampai putus dalam waktu penggunaan.
3.4.1. Perhitungan Mayor Loses
Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan head mayor loses (Hfmayor) dan pada angka hasil perhitungan ini akan ditambahkan dengan head minor loses (Hfminor), sehingga head loss total bisa diketahui.
3.4.2. Perhitungan Minor Loses
Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan head minor loses (Hfminor) dan pada angka hasil perhitungan ini akan ditambahkan dengan head mayor loses (Hfmayor), sehingga head loss total bisa diketahui.
3.4.3. Bobot Angkat Crane
Pada tahap ini akan dilakukan perhitungan bobot angkat crane (F), sehingga angka ini dapat dianalisa.
Analisa Permasalahan
Pada tahap ini akan dilakukan analisa dari hasil perhitungan kekuatan tali baja (Ss), umur tali baja (U) dan bobot angkat crane (F) sehingga diketahui penyebab dan penaggulangan permasalahan.
Kesimpulan
Pada tahap ini merupakan kesimpulan dari hasil perhitungan yang sudah dianalisa dan tahap ini juga berpedoman pada tujuan dilakukan penulisan project work.
Flowchart
Tahap penelitian yang dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir, terdapat flow chat diagram untuk memudahkan pembaca sehingga pembaca mengerti maksud dari penulis dan tidak akan keluar dari batasan masalah yang telah di cantumkan.
BAB IV
PERHITUNGAN DAN ANALISA
4.1.Perhitungan Luas Penampang Tali Baja
Harga At adalah luas penampang tali, maka dapat dicari dengan rumus luas penampang lingkaran yaitu :
At= π.r²
= 3,14 . 6,1²
= 116,8394 mm²
4.2. Perhitungan Harga Dmin/Dt
Angka Dmin/Dt dari pembacaan tabel Tabel 2.4 Perbandingan NB dan Dmin/Dt = 30, nilai ini dapat dicocokan dengan perhitungan sebenarnya dengan cara membandingkan diameter drum dan diameter tali baja yang ada dibawah ini :
Dmin/Dt = 350/12
= 29,167
Dimana Dmin = diameter drum
Dt = diameter tali baja
Dari kedua cara tersebut menghasilhkan nilai yang tidak jauh berbeda, maka yang dipilih ialah nilai Dmin/Dt = 29,167 karena nilai tersebut adalah pengukuran sebenarnya komponen crane yang sudah mengalami deformasi akibat kerja crane.
4.3. Perhitungan Kekuatan Tali Baja
Nilai kekuatan tali baja untuk mengangkat bobot maksimum dapat diketahui dengan menggunakan rumus :
Σσ = σb/K = Ss/A + d E'/Dmin/Dt
Dimana : σb = 130 kg/cm²
Ss = tegangan tali / kekuatan tali baja mengangkat beban (kg)
Dmin/Dt = perbandingan antara diameter drum dan diameter tali
d = 1mm
At = luas penampang tali (cm²)
E' = 800.000 (kg/cm²) = 8.000 (kg/mm²)
K = 3 dari tabel 2.3 Kontruksi Tali
Ss = (σb/K . A) - d E'/Dmin/Dt
Ss = (130/3 . 116,839) – 1 . 8.000/29,167
Ss = 4788,755 kg
Ss = 4,789 ton
Jadi tali baja sudah tidak mampu mengangkat beban 5 ton sesuai spek, maka dari itu tali baja menjadi putus. hal ini diperkuat dengan tabel 2.1 Baja Spek Tali Baja yang dijual dipasaran serikat perusahaan dan perdagangan yang menampilkan kekuatan tali baja baru yang di jual di pasaran, tabel tersebut menunjukan bahwa tali baja baru dengan diameter 12 mm mempunyai bobot maksimal yang diangkat adalah 7,4 ton. Kekuatan tali baja yang tereduksi tersebut juga diakibatkan tidak berfungsinya katup squen valve sehingga tali baja membentur cover penutup tali dan menyebabkan kekuatan tali baja tereduksi akibat dari wayar yang mengalami banyak patahan.
4.4. Perhitungan Umur Tali Baja.
Penentuan umur tali baja maka harus dibantu oleh tabel dan grafik, sehingga dapat menentukan NB yang diizinkan (z1) dengan memakai rumus :
\ z1 = a.z2.U.β
Dimana : U = umur tali (bulan)
a = 1000 Tabel 2.5 Penetuan Harga a,z2 dan β
z2 = 4. Tabel 2.5 Penetuan Harga a,z2 dan β
β = 0,5 Tabel 2.5 Penetuan Harga a,z2 dan β
Harga z1 diperoleh dari pembacaan diagram penetuan bengkokan berulang atau NB=z1, dalam diagram gambar 2.10 Grafik NB Tali Baja diketahui z1=3100,maka umur tali baja bisa dihitung dengan rumus :
z1 = a . z2 . U . β
U = z1 / a .z2 . β
U = 3100/ 1000 . 4 . 0,5
U = 6,2 bulan
Jadi dalam perhitungan secara teori, umur tali baja adalah 6,2 bulan pemakaian kerja ringan.Sehingga apabila sudah melampaui umur tersebut maka tali baja harus segera diganti dan jika tidak segera diganti. Apabila kapal melakukan peperangan yang menyebabkan kapal tenggelam, sekoci bantuan tidak bisa diturunkan secara berlahan akibat putusnya tali baja dan akan membahayakan para anak buah kapal TNI – AL.
4.5. Perhitungan Mayor Loses
Dengan menggunakan rumus
Q : 0,2785 . C . Dp2,63 . S0,54
Maka S0,54 : Q/(0,2785 . C . Dp2,63)
Dimana : Q : debit aliran
C : 140 Tabel 2.2 Penetuan Harga C
Dp : diameter Pipa
S :Heat turun
Jadi S0,54 : 0,001833 / (0,2785 . 140 . 0,1222,63)
S0,54 : 5,07
S : 2,403
Hfmayor : S . Ppipa
: 2,403 . 3
: 7,21 m
4.6. Perhitungan Minor Loses
Ap : luas penampang pipa
: ¼ π D2
: 0,25 . 3,14 . 0,122²
: 0,00017 m
Untuk mencari kecepatan
Q : Ap . V
V : Q/Ap
: 0,001833 / 0,00017
: 15,69 m/s
Hfminor : K (V2/2g)
Dimana : K : koefisien sambungan (lihat tabel 2.2)
V : kecepatan (m/s)
g : grafitasi (m/s²)
Dari sistem ada sambungan : 4 sambungan T
: 2 elbow 45o
: 2 elbow 90o
: 2 kran
Sambungan T : 4(1,7(15,69²/2 . 9,81))
: 85,33 m
Elbow 45o : 2(0,4(15,69²/2 . 9,81))
:10,04 m
Elbow 90o : 2(0,6(15,69²/2 . 9,81))
: 15,06 m
Kran : 2(0,25(15,69²/2 . 9,81))
: 6,27 m
Jadi Hf minor total : 85,33 m + 10,04 m +15,06 m + 6,27 m
: 116,71 m
HL total : Hfmayor + Hfminor
: 7,21 m + 123,91 m
: 123,91 m
4.7. Perhitungan Bobot Angkat Crane
Dengan mengunakan persamaan bernoulli maka heat tekan 2 (p2) bisa diketahui :
P1ρg+V122g+Z1+HA-HL-HE=P2ρg+V222g+Z2
Dalam crane yang diangkat pada analisa ini, head ketinggian bisa diabaikan karena fluida kerja masuk dan keluar berada pada tangki yang sama dan juga heat kecepatan bisa diabaikan karena pipa yang dipergunakan berdiameter sama. Sehingga persamaan bernoulli menjadi :
P1ρg+HA-HL-HE=P2ρg
Dalam analisa ini juga tidak didapatkan alat tambah sebagai penambah tekanan seperti pompa sehingga HA bisa dibaikan dan juga tidak terdapat alat-alat(misal: turbin) sehingga HE juga bisa diabaikan, maka persamaan bernoulli menjadi :
P1ρg-HL=P2ρg
Dimana P1ρg: Heat Tekanan 1 (m)
HL : Heat loss mayor + minor (m)
P2ρg: Heat tekanan 2 (m)
ρ : kerapatan fluida 868 (kg/mᵌ)
g : grafitasi 9,81 (m/s²)
Maka P2ρg: (517106775 / 868 . 9,81) – 123,91
: 60604,44 m
Jadi P2: 516051635,6 N/m²
F: P2 . Ap
: 516051635,6 . 0,00017
: 60295,16 N
: 6146,29597 kg
: 6,14629597 ton
Jadi crane memenuhi spek angkat karena melebihi bobot angkat maksimum yang mencapai 5 ton, sehingga bobot angkat crane berkurang dikarenakan kotoran-kotoran yang masuk dalam sistem. Kotoran-kotoran yang masuk kedalam sistem tersebut telah terbukti pada boom crane yang cacat. Cacat tersebut berupa garis yang searah dengan laju piston pada silinder boom. Pada project work ini telah dibahas putusnya tali baja dan hilangnya tenaga pada crane, dan dapat disimpulkan bahwa putusnya tali baja disebabkan karena kinerja katup squen valve yang tersumbat kotoran-kotoran sehingga tali baja membentur cover puli dan menyebabkan serat-serat tali baja mengalami kepatahan hal itu berimbas pada putusnya tali baja pada crane.
Pada penulisan ini juga didapatkan permasalahan hilangnya tenaga pada crane pada sistem laoding dan setelah dilakukan perhitungan, maka didapatkan tenaga crane yang masih mampu mengangkat bobot angkat maksimal benda. Maka dapat dianalisa bahwa kehilangan bobot angkat crane ditimbulkan oleh kotoran-kotoran yang masuk pada sistem crane, hal itu telah dibuktikan pada sistem elepasi dengan cacatnya boom crane berupa garis-garis yang sejajar pada langkah piston.
Pada crane ini pokok permasalahan terdapat pada kotoran yang masuk kedalam sistem sehingga dapat ditanggulangi dengan mengecek secara berkala fluida kerja pada crane sehingga fluida tersebut tidak merusak komponen-komponen pada crane dan juga bila terdapat kebocoran-kebocoran komponen harus segera ditambal atau diperbaiki sehingga kotoran-kotoran debu dari udara tidak masuk kedalam sistem, bila kebocoran dan fluida pada crane yang kotor tidak segera diperbaiki dan diganti maka crane akan mengalami kerusakan, sehingga harus dibawa kebengkel untuk direparasi dengan cara membongkar seluruh komponen pada crane lalu selajutnya membersihkan kotoran-kotoran yang sudah menjadi kerak sehingga tenaga pada crane bisa kembali maksimal dalam melakukan kerja.
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
1.Menentukan kekuatan tali baja adalah sangat penting karena, jika kekuatan tali baja bisa diketahui maka akan menghindari kesalahan prosedur dalam pelaksaan pekerjaan.
2. Semua kompoen mempunyai umur kerja, hal itu juga berlaku pada tali baja crane dan umur tali baja bisa diketahui dengan cara perhitungan, agar tali baja tidak putus pada saat pelaksanaan pekejaa.
3. Dalam penulisan ini dilakukan cara perhitungan bobot angkat crane sehingga pada crane dengan dimensi tertentu dapat mengangkat bobot angkat tertentu pula, hal ini akan menghindarkan dari kesalahan prosedur kerja pada crane.
5.2. Saran
1. Sebaiknya dilakukan mengecekan berkala fluida kerja pada crane.
2. Sebaiknya bila ada kebocoran sistem, harus segera di tambal atau dilas.
DAFTAR PUSTAKA
Anggrahini,"Hidrolik Saluran Terbuka",dieta pratama,Surabaya,1997.
A Soedrajat S,"Mekanika Fluida & Hidrolika",NOVA,Bandung,1983.
Syamsir A Muin,"Pesawat-pesawat Pengangkat",setya budi,Surabaya,1995.
Wibisoo Rovie,"Fast Trex Starfis",yapalis,Sidoarjo,2009.
LAMPIRAN
