PENDAHULUAN
Fasilitas Transportasi. Dalam setiap perusahaan proses produksi, konstruksi, pemeliharaan dan lain
sebagainya untuk kelancaran dalam penanganan material/bahan/benda kerja (beban) digunakan peralatan pengangkat. Desain peralatan pengangkat (Hoisting Equipment) cukup banyak ragamnya, hal ini sebagai akibat dari banyaknya jenis dan sifat material/bahan/ benda kerja yang dipindahkan dan juga banyaknya operasi pemindahan, yang tanpa ini semua tak terbayangkan bagaimana jadinya kegiatan produksi, konstruksi, pemeliharaan dan sebagainya pada jaman modern dewasa ini. Untuk itu secara keseluruhan sangat ditentukan oleh pemilihan jenis peralatan pengangkat yang tepat, pemilihan parameter utama yang tepat dan efisiensi operasinya. Peralatan pengangkat adalah peralatan mekanis yang digunakan untuk memindahkan beban (mengangkat, menurunkan, menahan sementara waktu, merubah jarak jangkauan) dari suatu tempat ke tempat yang lain, pada lintasan yang cukup jauh maupun yang terbatas dengan menggunakan gaya yang lebih kecil dari pada berat beban yang dilayani, dan tenaga penggeraknya ada yang dioperasikan secara manual, motor thermis, dan motor listrik. Dalam diktat ini memberikan informasi umum tentang fungsi dan cara kerja peralatan pengangkat, peralatan bantu angkat beban (perabot pengangkat fleksibel), memindahkan
beban
dengan
menggunakan
peralatan
pengangkat
dan
kelengkapannya, penanganan peralatan pengangkat dan kelengkapannya, dan simbol operasi pemindahan beban (hand signal symbol).
Sifat dan Syarat Menggunakan Peralatan Pengangkat. Ada beberapa sifat dan syarat yang harus dimiliki peralatan pengangkat untuk
memindahkan beban/muatan, antara lain:
Mengusahakan mekanisasi setinggi mungkin, sehingga cukup dilayani oleh sedikit operator, termasuk pemeliharaan dan pekerjaan tambahan;
Peralatan pengangkat yang digunakan harus memberikan pelayanan aman dalam operasinya;
Peralatan pengangkat tidak boleh merusak beban/muatan yang dipindahkan;
Mewujudkan
kelancaran
lalu
lintas
didalam
pabrik/perusahaan
dan
tidak
menghambat jalannya proses produksi;
Ekonomis dipandang dari sudut investasi modal, biaya operasi dan beaya penyusutan peralatan pengangkat;
Membuat kondisi kerja pekerja/operayor yang lebih baik.
Fasilitas Transportasi Dalam Lokasi. Peralatan pengangkat itu berbeda sekali dengan peralatan mekanis yang
digunakan sebagai peralatan transpor jarak jauh, seperti halnya: kendaraan mobil,
kereta api, kapal laut dan pesawat udara, sedangkan pada peralatan pengangkat digunakan untuk memindahkan beban/muatan pada jarak yang lebih pendek seperti halnya di lokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, kegiatan pemeliharaan, gudang penyimpanan material, tempat bongkar muat barang dan sebagainya. Fasilitas transportasi ini menentukan terhadap operasional pemuatan dan pemindahan setiap jenis usaha. Fasilitas transpor di dalam lokasi pabrik/ perusahaan seperti memindahkan bahan/beban diantara unit proses yang langsung terlibat dalam produksi, membawa produk setengah jadi atau produk jadi, membawa limbah dari tempat produksi tersebut akan dimuat dan dikirim keluar pabrik/perusahaan. Proses transportasi jenis ini tidak hanya memindahkan beban dari satu tempat ke tempat lain, tetapi juga mencakup proses muat dan bongkar beban, yakni meletakan beban ke mesin pembawa beban, menurunkan beban pada tempat yang dituju, menyimpan beban di dalam gudang serta memuindahkan beban ke peralatan pemroses. Fasilitas transpor luar untuk mendukung pabrik/perusahaan dengan bahan baku, barang setengah jadi, bahan bakar, bahan lainnya serta mengirimkan produk jadi dan limbah ke luar pabrik/perusahaan. Fasilitas transpor di dalam pabrik/perusahaan dibagi lagi menjadi fasilitas pemindah beban/muatan antar departemen dan fasilitas pemindah beban/ muatan di dalam departemen. Pada lokasi konstruksi, fasilitas transpor dapat dibagi lagi menjadi fasilitas luar, fasilitas dalam area dan fasilitas dalam bagian.
Fasilitas transport antar departemen memindahkan beban/muatan memindahkan muatan/beban di antara departemen sebagai misal pada lokasi pabrik/perusahaan, antara departemen pembuatan bahan, departemen pemesinan, dan departemen bantunya, serta antara departemen dengan gudang, lokasi muat dan bongkar, dan sebagainya.
Dept-A = Penyeleksi bahan baku ;
Dept -B= Penyimpan bahan bakar;
Dept-C = Penyimpan bahan baku;
Dept- D= Pengolahan bahan;
Dept-E = Pemesinan;
Dept- F = Penyimpanan produk jadi.
Gambar 1.1 Fasilitas Transpor Antar Departemen
Fasilitas transport dalam-departemen memindahkan muatan/beban di antara
bagian seperti halnya bagian penerimaan, bagian pemesinan dan tempat penyimpanan di dalam batas satu departemen.
Departemen Pemesinan memiliki 4 bagian, yaitu Bagian A= Penerimaan bahan baku;
Bagian B= Pemesinan bahan;
Bagian C= Perakitan komponen;
Bagian D= Penyimpanan.
Gambar 1.2 Fasilitas Transpor Dalam Departemen
Pada pabrik/perusahaan proses produksi massal maka peranan penting dari fasilitas transpor antar operasi yang memindahkan muatan/beban dari satu unit pemrosesan ke unit lainnya dan juga mempertimbangkan waktu kerjanya, hal ini berhubungan erat dengan proses produksi dan jadwal produksinya yang dilakukan dalam suatu departemen atau pabrik/perusahaan.
Klasifikasi Utama Perlengkapan Penanganan Beban. Karena begitu banyaknya jenis perlengkapan penanganan beban (material
handling equipment)
yang didesain sesuai dengan tugas fungsinya, maka untuk
memudahkan pengelompokan perlengkapan penanganan beban tersebut dibuatkan
klasifikasinya yang dibedakan berdasarkan ciri khas dan bidang penggunaan yang khusus. Perbedaan dalam desain kelompok ini juga ditentukan oleh keadaan muatan /beban
yang
akan
ditanganinya,
arah
gerakan
kerja
dan
keadaan
proses
penanganannya. Sedangkan pada muatan/beban juga dapat dibedakan menjadi muatan/beban curah dan muatan/beban satuan. Muatan/beban curah itu memiliki ciri-ciri banyak partikel atau gumpalan homogen sebagai misal: batubara, bijih besi, semen, tanah, gula, batu dan sebagainya, sedangkan muatan/beban satuan dapat berbeda dalam bobotnya dan bentuknya. Ada tiga macam dalam mengklasifikasikan perlengkapan penanganan beban untuk pelayanan pemindahan beban/muatan, yaitu: perlengkapan pengangkat, perlengkapan pemindah dan perlengkapan permukaan dan overhead.
Perlengkapan Pengangkat Beban. Perlengkapan pengangkat beban/muatan (hoisting equipment) adalah kelompok
mesin peralatan pengangkat yang bertujuan untuk memindahkan beban/muatan biasanya dalam satu partai (batch) dan jenis muatan satuan. Yang termasuk dalam kelompok mesin ini adalah mesin pengangkat, Kran dan Elevator:
Mesin pengangkat (hoisting machinery) adalah kelompok mesin yang mempunyai gerakan periodik ditujukan untuk mengangkat, memindahkan atau sebagai unit peralatan mekanis yang ditempatkan pada kran (crane) atau elevator;
Kran (crane) adalah kelompok mesin yang dilengkapi dengan struktur kerangka,
kombinasi dari bermacam-macam mekanisme untuk melakukan gerakan berupa pengangkatan(lifting), pemindahan mendatar (moving) atau kedua-duanya;
Elevator adalah kelompok mesin yang mempunyai gerakan periodik ditujukan untuk menaikan/menurunkan
beban/muatan
melalui
tali
penggantung
vertikal
(guideways vertical).
Perlengkapan Pemindah Beban. Perlengkapan pemindah beban/muatan (conveying equipment) adalah kelompok
mesin
yang
mungkin
tidak
mempunyai
peralatan
pengangkat
namun
yang
memindahkan beban/muatan secara berkesinambungan dan jenis mutan satuan atau muatan curah. Yang termasuk dalam kelompok mesin ini adalah conveyor, mesin pemindah muatan, peralatan pembantu, peralatan hidrolik dan peralatan pengoperasian udara.
Perlengkapan Permukaan dan Overhead (Surface and Overhead Equipment).
Perlengkapan permukaan dan overhead adalah kelompok mesin yang tidak memiliki peralatan angkat transmisi roda gigi (lifting gears) dan pada umumnya digunakan untuk mengangkut beban/muatan satuan/curah dalam bentuk batch. Yang termasuk kelompok mesin ini adalah truk tanpa rel, mobil berukuran kecil, sistem lintasan overhead dan peralatan untuk scraper dan skid.
Gambar 1.3 Main Types of Hoisting Equipment
Gambar 1.4 Main Types of Cranes
Jenis Gerakan Peralatan Pengangkat. Pada prinsipnya, gerakan kerja mesin pengangkat adalah menaikkan (hoisting),
dan menurunkan (lowering) beban/muatan. Ada beberapa peralatan pengangkat yang bergerak horisontal, berputar, naik/turun dengan pengaturan posisi sudut dan sebagainya. Hampir semua fasilitas transpor memindahkan muatan/beban secara horisontal, walaupun ada beberapa yang dapat memindahkan muatan/beban dengan berbagai sudut atau secara vertikal. Beberapa pengertian tentang beberapa macam gerakan yang ada pada fasilitas transpor, yaitu: menaikkan/menurunkan, horisontal, mengatur jarak jangkauan dengan merubah posisi sudut lengan kran atau posisi kucing jalan (trolley), dan berputar. Hal ini tentunya pada fasilitas transpor didesain dengan mekanisme komponen
transmisi sesuai dengan gerakannya dan juga di desain untuk melakukan suatu gerakan tertentu tersendiri. Model ini sangat khas, misalnya kran dapat mengangkat muatan/beban, menggeser kearah horisontal, menahannya tetap di atas bila dibutuhkan, dan membawanya ke tempat yang ditentukan. Sedangkan pada fasilitas pemidah konveyor untuk memindahkan muatan/beban sepanjang jalur yang sudah ditetapkan dan melakukan operasi yang identik sekaligus. Operasi kerja yang identik dan muatan/beban yang seragam memungkinkan fasilitas transpor dilakukan secara automatis. Gerak Naik dan Turun. Pada gerakan naik (hoisting) dan gerakan turun (lowering) serta menggantung sementara pada mesin pengangkat dilengkapi dengan mekanisme transmisi untuk melakukan gerakan tersebut. Komponen-komponen
untuk
melakukan
gerakan
naik
dan
turun
serta
menggantung sementara, antara lain: transmisi antara poros penggerak dan poros yang digerakan (sistem roda gigi, sistem puli, sistem hidraulik, poros, bantalan, kopling), drums atau sprocket, elemen pengangkat yang fleksibel (tali baja, rantai), penggantung beban/muatan (hook), rem pengaman (brakes), pengunci gerakan (Ratchet and pawl), struktur kerangka, dan tenaga penggerak (penggerak tangan atau motor).
Gambar 1.5 Diagrams of Hoisting Mechanism
Gerak Horisontal. Pada gerakan horisontal pada peralatan pengangkat dilengkapi dengan
mekanisme transmisi untuk melakukan gerakan tersebut. Pada gerakan horisontal ada yang dikenal dengan gerak horisontal seluruh unit kran (travelling) bisa sepanjang lintasan rel yang tersedia atau diatas permukaan tanah bebas dan ada juga gerak horisontal yang digunakan untuk merubah jarak jangkauan ke arah horisontal (jibbing) sepanjang lintasan rail tersedia pada lengan kran (boom crane) dengan menggunakan kucing jalan (trolley).
Gerakan Travelling dengan rel, mekanisme gerakan travelling dengan rel pada peralatan pengangkat diperoleh dengan memanfaatkan kerja mekanik melalui beberapa komponen transmisi yang didesain. Komponen untuk mekanisme gerakan travelling dengan rel, antara lain: transmisi antara poros penggerak dan
poros yang digerakan pada roda (sistem roda gigi, sistem puli, bantalan, poros, kopling), roda yang berjalan pada rel, rem pengaman, pengunci gerakan, rangka yang ditempati oleh mekanisme penggerak dan unit peralatan pengangkat, tenaga penggerak (roda penggerak pada penggerak tangan atau motor);
Gambar 1.6 Diagrams of Travelling Mechanism with Rails
Sedangkan untuk komponen mekanisme gerakan travelling dengan tanpa rel atau menggunakan rantai pada peralatan pengangkat crawler crane, antara lain: mekanisme penggerak rantai, permukaan kontak rantai (mata rantai, pin), truk rol, roda rantai (crawler), rem pengaman, pengunci gerakan, tenaga penggerak (motor).
Gambar 1.7 Diagrams of Travelling Mechanism with Crawler
Untuk
komponen
mekanisme
gerakan
travelling
dengan
tanpa
rel
atau
menggunakan ban karet pada peralatan pengangkat mobile crane, antara lain: mekanisme penggerak ban karet, ban karet, rem pengaman, pengunci gerakan, tenaga penggerak (motor).
Gambar 1.8 Diagrams of Travelling Mechanism with Tyred Rubber
Mekanisme gerakan dengan merubah jarak jangkauan menggunakan kucing jalan (trolley) atau dikenal dengan jibbing di desain dengan komponen-komponen antara lain: komponen transmisi antara poros penggerak dan poros yang digerakan pada troli (sistem roda gigi, sistem puli, poros, bantalan), drum atau sprocket, roda yang berjalan pada rel, kucing jalan (trolley), rem pengaman, pengunci gerakan, rangka yang ditempati oleh mekanisme penggerak dan pengangkat, tenaga penggerak (roda penggerak pada penggerak tangan atau motor);
Gambar 1.9 Diagrams of Jibbing Mechanism
Gerak Naik/Turun dengan Mengatur Posisi Sudut Lengan Kran. Gerak naik/turun dengan mengatur posisi sudut lengan kran (boom crane)
digunakan untuk merubah jarak jangkauan pemindahan beban/muatan yang dikenal dengan luffing boom atau dericking dan untuk gerakan ini pada kran dilengkapi dengan komponen antara lain: komponen transmisi (sistem roda gigi, sistem puli, sistim hidraulik), lengan kran (boom), tali baja, drum, rem pengaman, pengunci gerakan, rangka yang ditempati oleh mekanisme penggerak dan pengangkat, tenaga penggerak (roda penggerak pada penggerak tangan atau motor).
Gambar 1.10 Diagrams of Luffing Mechanism
Gerak Mengatur Panjang Pendeknya Lengan Kran. Gerak dengan mengatur panjang pendeknya lengan kran (boom crane)
digunakan untuk merubah jarak jangkauan pemindahan beban/muatan yang dikenal dengan telescopic boom dan untuk gerakan ini pada kran dilengkapi dengan komponen antara lain: komponen transmisi (sistim hidraulik), lengan kran (boom), pengangkat lengan kran (boom lifting cylinder), rem pengaman, pengunci gerakan, rangka yang ditempati oleh mekanisme penggerak dan pengangkat, tenaga penggerak (motor).
Gambar 1.11 Diagrams of Telescopic Boom Mechanism
Gerak Berputar. Gerak berputar atau rotasi pada kran ada tiga macam dan tergantung dari
desainnya, yaitu gerak rotasi pada pilar yang berputar, gerak rotasi pada pilar tetap dan gerak rotasi pada meja putar tetap.
Kran yang memiliki gerak rotasi pada pilar yang berputar dengan demikian pada bagian atas dan bagian bawah poros pilar ditumpu dengan masing-masing bantalan (bearing), sehingga bagian dalam bantalan yang menumpu poros pilar bisa berotasi akibat putaran dari sistem roda gigi sedangkan bagian luar bantalan tidak bergerak karena dipasang pada pondasi dan pena putar pilar atas dan pilar bawah biasanya diikat pada pemegangnya. Komponen lainnya antara lain rem pengaman, pengunci gerakan, tenaga penggerak (roda penggerak pada penggerak tangan atau motor).
Gambar 1.12 Diagrams of Rotary Pillar Mechanism Kran yang memiliki gerak rotasi pada pilar tetap (rotary with a fixed pillar), kontruksinya didesain pada bagian atas dan bagian bawah poros pilar ditumpu dengan masing-masing bantalan (bearing), pilar dipasang tetap tidak berputar pada suatu tempat (pondasi pelat), bagian luar bantalan dipasang selubung (bushing), sehingga bagian luar bantalan yang menumpu selubung bisa berotasi
akibat putaran dari sistem roda gigi. Komponen lainnya antara lain rem pengaman, pengunci gerakan, tenaga penggerak (roda penggerak pada penggerak tangan atau motor).
Gambar 1.13 Diagrams of Fixed Pillar Mechanism
Kran yang memiliki gerak berotasi pada meja putar diam (rotary with a turntable), konstruksinya terdiri dari beberapa komponen antara lain: komponen transmisi
(sistem roda gigi), meja putar, bantalan rol, rem pengaman, pengunci gerakan, tenaga penggerak (motor thermis).
Gambar 1.14 Diagrams of Turntable Mechanism
Pemilihan Peralatan Pengangkat. Pada dewasa ini, banyak sekali peralatan pengangkat beban/muatan yang
diproduksi dalam berbagai desain. Karena itu pada operasi yang sama dapat dilakukan dengan berbagai metode dan alat. Pemilihan peralatan pengangkat beban/muatan dibutuhkan pengetahuan khusus tentang desain dan karakteristik operasi suatu mekanisme mesin, serta pengetahuan tentang organisasi produksi dari suatu pabrik/perusahaan. Fasilitas transport harus dapat memindahkan beban/muatan ke tempat tujuan yang ditetapkan dalam waktu yang dijadwalkan secara aman, tidak menghambat proses
produksi,
aman
dioperasionalkan,
ekonomis,
dan
termasuk
jumlah
beban/muatan yang dipindahkan, serta dimekaniskan sedemikian rupa hanya membutuhkan sedikit mungkin operator untuk pengendalian, pemeliharaan dan tugas tambahan lainnya. Ada dua faktor utama yang harus dipertimbangkan di dalam pemilihan peralatan pengangkat, yaitu faktor teknis dan faktor ekonomis. Faktor teknis berkaitan dengan beban/muatan,
kapasitas
angkat,
arah
dan
jarak
pemindahan,
penyusunan
beban/muatan, proses produksi, kondisi lokal. Sedangkan pada faktor ekonomisnya berkaitan dengan investasi, operasional dan penyusutan peralatan pengangkatnya.
Faktor Teknis. Ada beberapa faktor teknis yang dipertimbangkan dalam pemilihan peralatan
pengangkat, antara lain:
Beban/muatan yang ditangani, ada dua macam jenis beban/muatan yaitu beban satuan dan beban curah. Untuk beban/muatan satuan memiliki ciri ciri antara lain memiliki bentuk, berat, permukaan dukung yang baik sebagai tempat penggantungnya dan sifat-sifatnya antara lain memiliki sifat mekanis rapuh, kuat, ketahanan terhadap panas dan sebagainya. Pada beban/muatan curah memiliki ciri-ciri antara lain ukuran gumpalan, kecenderungan untuk menggumpal, berat jenis, kemungkinan mengalir/longsor sewaktu dipindahkan dan sifat-sifatnya antara lain mudah dipengaruhi oleh suhu, sifat kimiawi dan sebagainya. Pada prinsipnya karakteristik beban/muatan ini dapat memperkecil kemungkinan dalam pemilihan mesin pengangkat yang dapat digunakan untuk maksud tertentu karena peralatan pengangkat yang berbeda dapat digunakan untuk berbagai sifat beban/muatannya.
Kemampuan angkat beban/muatan atau kapasitas per jam yang dibutuhkan peralatan pengangkat, hal ini perlu diselaraskan dengan kapasitas produksi pabrik/perusahaan sehingga pemanfaatan mesin pengangkat dapat optimal dan beroperasi dengan efisien.
Arah dan jarak perpindahan, ada berbagai desain peralatan pengangkat yang dapat untuk memindahkan beban/muatan kea rah horisontal, vertikal ataupun dalam
sudut tertentu. Dengan demikian dalam pemindahan arah gerak beban/muatan disesuaikan dengan kemampuan pelayanan yang dimiliki oleh peralatan pengangkat
tersebut.
Ada
peralatan
pengangkat
yang
hanya
mampu
memindahkan beban/muatan ke arah vertikal atau hampir vertikal saja, dan ada peralatan pengangkat yang mampu melayani pemindahan ke arah horisontal saja, serta ada peralatan pengangkat yang dapat bergerak mengikuti jalur yang berliku. Panjang jarak perpindahan,lokasi tempat pengambilan beban/muatan sampai ke tempat tujuan sangat penting dalam menentukan pemilihan fasilitas transpor yang tepat.
Cara menyusun beban/muatan pada tempat asal, akhir, dan antara. Pemuatan beban/muatan ke fasilitas transpor dan pembongkaran beban/muatan di tempat tujuan sangat berbeda, karena beberapa jenis peralatan pengangkat dapat dimuat secara mekanis sedangkan pada peralatan pengangkat lainnya membutuhkan peralatan bantu atau bantuan operator (manual).
Karakteristik proses produksi yang terlibat dalam pemindahan beban/muatan, sebagai faktor terpenting dalam pemilihan peralatan pengangkat. Karena gerakan penanganan beban/muatan sangat berkaitan dengan proses produksi seperti produksi massal, produksi batch dan produksi jumlah pemesanan sedikit.
Kondisi lokal yang spesifik antara lain luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain bangunan gedungnya, kondisi permukaan tanah, suhu lingkungan dan adanya berbagai gas lainnya dan sebagainya.
Rencana perluasan pabrik/perusahaan tentunya pemilihan peralatan pengangkat
juga mempertimbangkan rencana pengembangan luasan pabrik/perusahaan dan peningkatan untuk maksimalisasi produksi pada waktu yang akan datang.
Ketersediaan sumber energi, hal ini harus disesuaikan ketersediaan jenis sumber energi pada lokasi pabrik/perusahaan dengan peralatan pengangkat yang akan dipilih nantinya.
Keselamatan merupakan faktor yang utama dalam pemilihan peralatan pengangkat sehingga dapat menjamin keselamatan operator dan
manusia sekitarnya,
beban/muatan yang dipindahkan dan material sekitarnya, termasuk juga peralatan pengangkat yang dioperasionalkan.
Kenyamanan kerja yang dimiliki peralatan pengangkat juga akan berpengaruh terhadap operator yang mengoperasikannya, sehingga operator tidak kelelahan, kepanasan
dan
sebagainya
untuk
mencapai
kapasitas
pemindahan
beban/muatan yang maksimal. Setelah dilakukan pemilihan peralatan pengangkat berdasarkan faktor-faktor teknis, maka selanjutnya juga dipertimbangkan terhadap sudut pandang rekayasa dan ekonominya
yang
meliputi
investasi
awal,
beaya
operasional
dan
beaya
penyusutannya.
Beaya investasi awal meliputi harga mesin pengangkatnya sendiri, biaya pemasangan, beaya transportasi dan beaya konstruksi pemasangannya, serta beaya gedung dan bangunan yang dapat dilayani oleh fasilitas transpornya.
Biaya operasional ini mencakup gaji dan tunjangan pekerja, ditambah biaya
tunjangan lainnya, biaya penyediaan sumber energy yang dipakai, biaya untuk pelumasan dan pembersihan mesin pengangkat, biaya pemeliharaan dan perbaikannya.
Biaya penyusutan mesin pengangkat dan biaya pemeliharaan instalasi penangan beban/muatan.
Peralatan pengangkat beban/muatan yang dipilih harus memenuhi semua tuntutan proses produksi pabrik/perusahaan dan sekaligus menjamin tingkat mekanis yang tinggi serta penggunaan tenaga kerja yang efisien, sehingga semuanya dapat menurunkan biaya penanganan per satuan beban/muatan yang akan menghasilkan investasi modal yang menguntungkan.
II. PERLENGKAPAN PENGANGKAT
Karakteristik Umum Perlengkapan Pengangkat. Pada dewasa ini jenis perlengkapan pengangkat (hoisting equipment) sudah
terlalu
banyak
diproduksi
dan
bahkan
mengalami
kesulitan
bila
ingin
menggolongkannya secara tepat bila didasarkan pada desain, tujuan, jenis gerakan dan sebagainya. Karena itu bila penggolongan perlengkapan pengangkat berdasarkan tujuan penggunaan yang ditentukan dengan memperhatikan kondisi operasi khasnya, maka akan lebih mudah.
Pada kelompok mesin pengangkat beban/muatan (hoisting machinery) adalah kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang di desain sebagai peralatan angkat, atau untuk mengangkat dan memindahkan beban/muatan atau sebagai mekanisme tersendiri bagi kran atau elevator. Yang termasuk kelompok mesin pengangkat ini, antara lain: dongkrak, puli, alat pengangkat tangan tetap, alat pengangkat troli tangan, alat pengangkat yang tetap, alat pengangkat yang dapat bergerak, tepler satu rel untuk tujuan tertentu, mesin derek dan kran troli. Pada kelompok kran (crane) adalah gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka untuk mengangkat atau sekaligus mengangkat dan mermindahkan beban/muatan yang dapat digantungkan secara bebas pada jalur pandu tertentu. Yang termasuk kelompok kran antara lain: kran stasioner yang dapat berputar, kran yang bergerak pada rel tertentu, kran tanpa lintasan, kran yang dipasang pada lokomotif atau traktor rantai, dan kran tipe jembatan. Pada kelompok elevator adalah kelompok mesin yang bekerja secara periodik untuk mengangkat beban/muatanpada jalur pandu tertentu. Yang termasuk dalam kelompok elevator antara lain: elevator kotak, alat pengangkat yang tetap untuk udara, baling baling penimbun manual dan elevator loncat vertikal. Karakteristik umum perlengkapan pengangkat yang berkaitan dengan teknis meliputi kapasitas angkat, berat mati mesin, kecepatan berbagai gerakan mesin, tinggi angkat, dan ukuran geometris mesin tersebut (bentangan, panjang, lebar dan sebagainya). Untuk kapasitas angkat beban/muatan per-jam dapat dituliskan hubungan:
Keterangan: Qhr
= kapasitas angkat beban/muatan per-jam
n
= jumlah siklus mesin per-jam =
( ton/jam) (siklus/jam)
= total waktu yang dibutuhkan dalam detik untuk melaksanakan satu siklus kerja . Q
= berat beban/muatan
( ton )
Untuk beban satuan maka Q adalah berat rata-rata satu satuan muatan dalam ton, sedangkan untuk beban curah dapat dihitung dengan:
V
= kapasitas ember, alat pencengkeram
( m3 )
= faktor pengisian = berat jenis beban curah
( ton/m3)
Kapasitas angkat total mesin pengangkat akan menjadi:
Keterangan: = kapasitas angkat total mesin pengangkat
( ton )
Q
= berat beban/muatan
( ton )
G
= Berat ember atau alat pencengkeram
( ton )
Karakteristik Kerja Peralatan Pengangkat. Semua peralatang pengangkat pada jenis mesin pengangkat dan kran dapat
dibagi lagi menjadi 4 kelompok sesuai dengan kondisi operasi meliputi ringan, sedang, berat dan sangat berat, dan gabungan faktor berikut yaitu: beban pada mesin, penggunaan mesin harian dan tahunan, faktor kerja relatif yaitu jangka waktu mesin dihidupkan (DF%) dan suhu sekitarnya. Jumlah operasi pemakaian penggerak daya listrik per jam dengan nilai standar untuk berbagai kondisi operasi nominal adalah: ringan = 60 jam, sedang = 120 jam, berat = 240 jam dan sangat berat = 300 sampai 720 jam.
Hubungan kondisi operasi dan penggunaan rata-rata yang aman terhadap tipe mekanisme mesin pengangkat dan kran, sebagai berikut: Untuk kondisi pekerjaan ringan (L) dapat dipilih alat pengangkat dan mekanisme pemindah dari kran pemeliharaan, kran pada ruangan motor, mekanisme pemindah dari kran dengan kabel pada tower, alat pengangkat elektrik yang digunakan untuk perbaikan peralatan mesin, dan mesin-mesin departemen lain, dan derek yang jarang digunakan; Untuk kondisi pekerjaan sedang (M) dapat dipilih alat pengangkat dan mekanisme
pemindah dari kran dalam departemen permesinan dan peerakitan pada pabrik produksi berukuran sedang sampai besar dan
kran yang digunakan di
bengkel mekanis. Mekanisme kran bangunan yang dapat berputar. Alat pengangkat dalam pabrik perekayasaan. Mekanisme pemutar dan mekanisme pemindah dari kran yang biasanya digunakan di pelabuhan. Mekanisme kran perakitan pada lokasi pembangunan. Mekanisme pemindah truk dan mekanisme pemutar pada kran galaangan kapal; Untuk kondisi pekerjaan berat (H) dapat dipilih mekanisme kran pengolah pada permesinan dan penuangan dan penyimpanan di sejumlah pabrik produksi skala besar. Alat pengangkat dan mekanisme pemindah dari kran truk dengan kabel. Alat pengangkat dari kran bangunan. Alat pengangkat elektronik pada pabrik metalurgi. Alat pengangkat dan mekanisme pemindah pada industri galangan kapal. Mekanisme kran magnetik pada pembuatan pondasi; Untuk kondisi pekerjaan sangat berat (VH) dapat dipilih mekanisme kran prosesing yang digunakan pada industri metralurgi. Pengangkat biji besi dan batu bara. Mekanisme penjepit special dank ran gudang penyimpan pada industri metalurgi.
Pada kelompok mesin khusus permukaan dan overhead dikelompokan sesuai dengan ciri khas desainnya, yang termasuk dalam kerlompok mesin ini antara lain: truk tanpa rel, kendaraan berbadan sempit, peralatan penanganan silang dan sistem lintasan overhead. Karakteristik umum dari fasilitas transportasi permukaan dan overhead yang berkaitan
dengan teknis meliputi kapasitas per-jam, kapasitas muatan berguna dan kelajuannya. Kapasitas per-jam mesin tersebut dapat dihitung dengan formula sebagai berikut:
Keterangan: = kapasitas per-jam mesin
( ton/jam )
= kapasitas muatan berguna per satu satuan penanganan n
( Kg )
= jumlah siklus mesin per jam.
Penggunaan Perlengkapan Penanganan Beban. Berbagai jenis dan kombinasi alat perlengkapan penanganan beban (material
handling equipment) banyak sekali dipakai di semua jenis pabrik/ perusahaan/industri dewasa ini. Pada setiap pabrik/perusahaan/industri, suatu fasilitas transportasi dalam lokasi yang terorganisasi dengan baik sama pentingnya dengan suatu proses produksi yang terorganisasi baik. Fasilitas transport sangat berperan di dalam proses produksi massal, yang secara organisasi langsung berkaitan dengan proses produksi. Ada bentuk dan struktur yang agak rumit lagi yaitu seperti pada fasilitas transpor yang diterapkan di industri perekayasaan dan metalurgi. Fasilitas
transpor
pabrik/perusahaan
juga
harus
mempertimbangkan
kecermatan, kemurahan penanganan bahan barang-barang setengah jadi dan produk jadi, keterhubungan dalam kesatuan proses produksi, beroperasi lebih cepat dan efisien. Pada sistem transpor yang terorganisasi dalam jalur yang rasional akan bisa meningkatkan mutu suatu produk, meningkatkan produktifitas tenaga kerja, ongkos tenaga kerja yang hemat, dan meningkatkan kenyamanan kondisi tenaga kerja. Fasilitas transport dipilih sedemikian rupa agar sesuai dengan laju aliran bahan/gerakan bahan, barang stengah jadi dan produk jadi yang menggambarkan dinamika proses produksi pada departemen atau pabrik/ perusahaan tersebut.
MESIN PENGANGKAT
Dongkrak. Dongkrak (jacks) adalah peralatan mekanis yang digunakan untuk mengangkat
dan menahan sementara beban ke posisi yang diinginkan dengan membutuhkan gaya yang lebih kecil. Dongkrak dewasa ini banyak digunakan untuk kegiatan pemeliharaan maupun perbaikan kendaraan, sehingga akan mempermudah untuk memelihara maupun memperbaiki komponen di bagian bawah kendaraan tersebut. Ada beberapa macam dongkrak, antara lain dongkrak rak dan ikatan, dongkrak ulir, dongkrak yang secara elektrik bergerak, dongkrak batang, dan dongkrak hidraulik yang masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya.
Dongkrak Rak dan Ikatan.
Dongkrak rak dan ikatan (rack and pinion jacks) atau dikenal dengan dongkrak ringan, digunakan untuk mengangkat dan menahan sementara beban yang tidak bisa diangkat dengan tangan kosong. Dongkrak ini di desain dengan komponen satu tangkai batang bergigi yang ujungnya berkepala untuk menopang beban, sistem roda gigi, dan tangkai pemutar pada poros roda gigi. Cara kerja dongkrak ini, sistim roda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya dan putaran yang tepat. Roda gigi memiliki gigi-gigi disekelilingnya, sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi roda gigi yang saling berpasangan. Roda gigi sering digunakan karena bisa meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan lebih kompak bila dibandingkan dengan alat transmisi lainnya. Adapun kelebihan yang dimiliki oleh roda gigi, antara lain:
Konstruksinya sederhana karena sistem transmisinya kompak;
Sistem transmisi lebih ringkas, putaran lebih tinggi, daya lebih besar;
Kemampuan menerima beban lebih berat;
Efisiensi pemindahan dayanya lebih tinggi karena faktor slip lebih kecil;
Kecepatan transmisi roda gigi dapat ditentukan, sehingga dapat digunakan dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.
Dongkrak Roda Gigi Berpenularan Tunggal. Dongkrak roda gigi berpenularan tunggal di konstruksi dengan komponen tuas
pemutar, poros, sebuah roda gigi, batang bergerigi, pengunci gerakan, kerangka bodi, dan tempat penumpu beban/muatan. Cara kerja dari dongkrak jenis ini, sewaktu tuas pemutar digerakan maka roda gigi juga berputar, kemudian putaran roda gigi diteruskan pada poros bergerigi sehingga tempat tumpuan beban/muatan bergerak naik/turun. Bila tuas pemutar berputar satu putaran, maka besar usaha yang dilakukan tuas pemutar adalah:
Sebagai akibatnya beban/muatan (L) diatas tempat penumpu beban/muatan (platform) akan bergerak keatas stinggi () dan usaha yang dibutuhkan oleh beban, adalah:
Besar efisiensi dongkrak roda gigi berpenularan tunggal, adalah:
Besar gaya batang pemutar, adalah: atau Keterangan: K
= gaya batang pemutar
L
= berat beban/muatan
r
= radius roda gigi
l
= panjang batang pemutar
t
= jumlah gigi roda gigi
a
= jarak antar gigi roda gigi
ƞ
= efisiensi dongkrak roda gigi.
Jadi untuk mengangkat beban yang berat dengan memakai gaya yang ringan dilakukan dengan cara radius roda gigi diperkecil atau tangkai pemutarnya diperpanjang.
Gambar 3.1 Dongkrak Roda Gigi Berpenularan Tunggal
Dongkrak Roda Gigi Berpenularan Rangkap. Dongkrak roda gigi berpenularan rangkap di konstruksi dengan komponen tuas pemutar, poros, roda gigi penggerak, roda gigi yang digerakan, roda gigi penggerak batang bergerigi, batang bergerigi, pengunci gerakan, kerangka bodi, dan tempat penumpu beban/muatan. Dongkrak jenis ini memiliki gaya angkat yang lebih besar dan kecenderungan slip lebih kecil. Cara kerja dari dongkrak jenis ini, sewaktu tuas pemutar digerakan maka roda gigi penggerak juga berputar, kemudian putaran roda gigi penggerak diteruskan ke roda gigi yang digerakan. Karena roda gigi penggerak batang bergerigi terletak satu poros dengan roda gigi yang digerakan, maka roda gigi penggerak batang bergerigi juga berputar dan putarannya diteruskan pada poros bergerigi sehingga tempat tumpuan beban/muatan bergerak naik/turun. Bila batang pemutar berputar satu putaran, maka besar usaha yang dilakukan batang pemutar, adalah:
Roda gigi yang digerakan, akan berputar: Roda gigi penggerak batang bergerigi, akan berputar: Sebagai akibatnya beban (L) diatas platform akan bergerak keatas setinggi: Usaha yang dibutuhkan oleh beban/muatan, adalah:
Besar efisiensi dongkrak roda gigi berpenularan rangkap, adalah:
Besar gaya batang pemutar, adalah: atau Keterangan: K
= gaya batang pemutar
L
= berat beban/muatan
r1
= radius roda gigi penggerak
r2
= radius roda gigi yang digerakan
r3
= radius roda gigi penggerak batang bergerigi
l
= panjang batang pemutar
t1
= jumlah gigi roda gigi penggerak
t2
= jumlah gigi roda gigi yang digerakan
t3
= jumlah gigi roda gigi penggerak batang bergerigi
a
= jarak antar gigi roda gigi
ƞ
= efisiensi dongkrak roda gigi.
Gambar 3.2 Dongkrak Roda Gigi Berpenularan Rangkap
Dongkrak Ulir. Dongkrak ulir juga dikenal dengan dongkrak ringan yang tidak memiliki
komponen transimisi roda gigi sebagai penggerak batang berulirnya melainkan dengan mur ulir . Ada beberapa jenis dongkrak ulir antara lain dongkrak ulir berpenularan tunggal, dan dongkrak ulir dengan penghantar roda gigi ganda. Dongkrak jenis ini pada umumnya sewaktu mengangkat beban/muatan membutuhkan gaya lebih besar dibandingkan sewaktu menurunkan beban, dan kecenderungan slip lebih kecil.
Dongkrak Ulir Perpenularan Tunggal. Dongkrak jenis ini dikonstruksi dari beberapa komponen antara lain batang poros
berulir, kerangka bodi berulir, batang tuas pemutar yang dilengkapi dengan pegas, mur sebagai komponen penggerak, pengunci gerakan (ratchet and pawl), dan tempat penumpu beban/muatan (platform). Cara kerja jenis dongkrak ini, sewaktu batang tuas pemutar digerakan maka mur komponen penggerak juga ikut berputar dan sekaligus pengunci gerakan dan pegas akan bekerja pada saat batang tuas pemutar melakukan gerakan kembali. Dengan demikian batang poros berulir yang tadinya bergerak ke atas/ke bawah akan berhenti juga dan seterusnya. Dongkrak ini sewaktu beroperasi tidak berisik dan kecenderungan slip kecil sekali.
Gambar 3.3 Dongkrak Ulir Berpenularan Tunggal
Gambar 3.4 Diagram Gaya pada Batang Berulir Besar gaya batang tuas pemutar untuk melawan beban/muatan, adalah:
Usaha yang dilakukan batang tuas pemutar, adalah:
Usaha gaya pemutar pada ulir, adalah:
Usaha batang tuas pemutar = usaha pemutar pada uliran, maka: U K = UKn = = Untuk gerakan batang berulir ke atas dibutuhkan gaya batang tuas pemutar:
Untuk gerakan batang berulir ke bawah dibutuhkan gaya batang tuas pemutar:
Bila tidak ada gerakan, maka besar sudut pemutarnya: Efisiensi dongkrak ulir berpenularan tunggal:
, sehingga gaya batang tuas
Bila batang tuas pemutar membuat satu putaran, maka beban (L) akan naik setinggi (S), sehingga:
Bila kerugian gesekan total sebesar 10%, maka nilai efisiensi totalnya:
Sehingga besar gaya batang tuas pemutar untuk melakukan satu putaran: =
Keterangan:
K
= gaya batang pemutar
Kn
= gaya pemutar pada uliran
L
= berat beban/muatan
r
= radius batang berulir
l
= panjang batang pemutar
α
= sudut ulir batang berulir
ø
= sudut gesekan
ƞ
= efisiensi dongkrak roda gigi.
Dongkrak Ulir dengan Roda Gigi Berpenularan Tunggal. Dongkrak jensi ini dikonstruksi dari beberapa komponen antara lain batang poros berulir, kerangka bodi berulir, batang tuas pemutar, mur sebagai komponen penggerak batang berulir, bantalan, roda gigi payung, pengunci gerakan (ratchet and pawl), dan tempat penumpu beban/muatan (platform). Cara kerja jenis dongkrak ini, sewaktu batang tuas pemutar digerakan maka roda gigi payung penggerak juga ikut berputar. Kemudian putaran roda gigi paying penggerak diteruskan ke roda gigi payung yang digerakan dan sekaligus mur penggerak batang berulir yang menjadi satu dengan roda gigi payung yang
digerakan juga ikut berputar. Karena mur penggerak batang berulir berputar maka batang berulir yang dilengkapi dengan tempat penumpu beban/muatan bergerak naik/turun. Untuk mencegah terjadinya putaran balik dari batang berulir maka
perlengkapan
komponen
pengunci
gerakan
(ratchet
and
pawls)
dioperasionalkan.
Gambar 3.5 Dongkrak Ulir dengan Roda Gigi Berpenularan Tunggal Bila batang tuas pemutar berputar satu putaran, maka usahanya:
Usaha dari beban : Efisiensi dongkrak ulir : Besar gaya yang dibutuhkan oleh batang tuas pemutar, adalah:
Keterangan: K
= gaya batang pemutar
L
= berat beban/muatan
S
= ketinggian naik/turunnya batang berulir
l
= panjang batang pemutar
t1
= jumlah gigi pada roda gigi payung penggerak
t2
= jumlah gigi pada roda gigi payung yang digerakan
ƞ
= efisiensi dongkrak roda gigi.
Dongkrak Ulir dengan Roda Gigi Berpenularan Rangkap. Dongkrak jenis ini dikonstruksi hampir sama dengan dongkrak ulir dengan roda gigi berpenularan tunggal yaitu dengan adanya penambahan komponen transmisi roda gigi bergigi lurus sebagai roda gigi penggerak yang menerima langsung dari gerakan batang tuas pemutar dan roda gigi bergigi lurus yang digerakan seporos dengan roda gigi payung sebagai penggerak. Cara kerja jenis dongkrak ini, sewaktu batang tuas pemutar digerakan maka roda gigi penggerak bergigi lurus juga ikut berputar. Kemudian putaran roda gigi penggerak bergigi lurus diteruskan ke roda gigi bergigi lurus yang digerakan. Kemudian roda gigi payung penggerak ikut berputar karena se poros dengan roda gigi bergigi lurus yang digerakan. Putaran roda gigi payung penggerak diteruskan ke roda gigi payung yang digerakan dan selanjutnya batang poros berulir juga ikut berputar dan bergerak naik/turun oleh karena pada roda gigi payung yang digerakan terdapat mur berulir. Untuk mencegah terjadinya putaran
balik dari batang berulir, maka komponen pengunci (ratchet and pawls) dioperasionalkan.
Gambar 3.6 Dongkrak Ulir dengan Roda Gigi Berpenularan Rangkap Bila batang tuas pemutar berputar satu putaran, maka usahanya:
Usaha dari beban : Efisiensi dongkrak ulir : Besar gaya yang dibutuhkan oleh batang tuas pemutar, adalah:
Keterangan: K
= gaya batang pemutar
L
= berat beban/muatan
S
= ketinggian naik/turunnya batang berulir
l
= panjang batang pemutar
t1
= jumlah gigi pada roda gigi penggerak bergigi lurus
t2
= jumlah gigi pada roda gigi yang digerakan bergigi lurus
t3
= jumlah gigi pada roda gigi payung sebagai penggerak
t4
= jumlah gigi pada roda gigi payung yang digerakan
ƞ
= efisiensi dongkrak roda gigi.
Dongkrak Ulir dengan Roda Gigi Cacing. Dongkrak ulir dengan roda gigi cacing (worm gears) memiliki kelebihan diantaranya memiliki pelayanan gerakan naik/turun lebih cepat. Dongkrak jenis ini dikonstruksi dari beberapa komponen antara lain batang tuas pemutar, bantalan, poros berulir cacing, roda berulir, mur terpasang pada roda ulir sebagai penggerak batang poros berulir, batang poros berulir, tempat penempatan beban/muatan (platform), kerangka bodi, dan komponen pengunci gerakan (ratchet and pawls). Cara kerjanya, sewaktu batang tuas pemutar digerakan maka poros berulir cacing juga ikut berputar dan putarannya diteruskan pada roda ulir. Oleh karena mur berulir se poros dengan roda ulir maka mur berulir tersebut juga berputar sehingga batang poros berulir juga berputar dan bergerak naik/turun. Untuk mencegah terjadinya putaran balik sehingga bisa bergerak naik/turun kembali maka komponen pengunci (rachet and pawl) dioperasionalkan.
Gambar 3.7 Dongkrak Ulir dengan Roda Gigi Cacing Bila batang tuas pemutar berputar satu putaran, maka usahanya:
Usaha dari beban : Efisiensi dongkrak ulir : Besar gaya yang dibutuhkan oleh batang tuas pemutar, adalah:
Keterangan: K
= gaya batang pemutar
L
= berat beban/muatan
S
= ketinggian naik/turunnya batang berulir
l
= panjang batang pemutar
t
= jumlah gigi pada roda gigi cacing
ƞ
= efisiensi dongkrak roda gigi.
Dongkrak Hidrolik. Pada dongkrak hidrolik, gaya dari batang tuas penggerak diteruskan ke lengan
tuas engkol plunger, sehingga plunger bergerak translasi maju-mundur. Gerakan plunger mundur merupakan langkah hisap yaitu zat cair yang berada pada bak penampung dihisap melalui katup hisap kemudian mengisi ruang didepan plunger. Sewaktu plunger bergerak maju, maka zat cair yang sudah mengisi ruang didepan plunger menjadi bertekanan yang sanggup membuka katup buang, kemudian zat cair yang bertekanan mengisi ruang silinder besar untuk sanggup menggerakan piston besar ke atas sampai ketinggian yang diinginkan. Kemudian bila piston diinginkan bergerak turun, maka katup pengatur buangan dibuka sehingga zat cair yang mengisi ruangan di bawah piston keluar melalui katup pengatur buangan untuk kembali mengisi ruangan penampung zat cair dan seterusnya. Kelebihan dongkrak hidrolik mampu melayani
beban
yang
lebih
berat,
gerakannya
naik/turun
halus,
sedangkan
kelemahannya bila terjadi kebocoran seal nya, maka pinston pengerak platform/ram tidak sanggup untuk gerakan naik/turun. Dongkrak hidrolik dikonstruksi dengan berbagai komponen antara lain tempat penumpu beban/muatan (ram), silinder, torak silinder, katup pengatur buangan zat cair bertekanan, katup buang, katup hisap, plunger, silinder plunger, tuas lengan plunger, kerangka dongkrak (body), ruang penampung zat cair, dan tuas penggerak plunger.
Gambar 3.8 Dongkrak Hidrolik Bila batang tuas penggerak, maka usahanya:
Usaha tuas engkol plunger:
Usaha batang tuas penggerak yang diberikan sama dengan usaha yang diterima oleh tuas engkol plunger:
Gaya yang diberikan pada plunger: Tekanan pada plunger: Akibta dari tekanan pompa plunger, maka torak silinder akan dapat bergerak bersama sama dengan beban/muatannya ( L ): = = = Efisiensi :
.
Gaya batang tuas penggerak plunger ( K ): Keterangan:
K
= batang tuas penggerak plunger
a
= panjang tuas engkol plunger
d1
= diameter plunger
d2
= diameter torak silinder
P
= gaya plunger
p
= tekanan zat cair / tekanan pompa plunger
L
= beban/muatan
Ƞ
= efisiensi dongkrak hidrolik.
Puli. Puli adalah suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk
tempat tali . Beberapa puli bisa dikonstruksi menjadi sebuah katrol dan biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang didesain untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan
untuk
mengangkat
suatu
beban/muatan.
Walaupun
demikian,
jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban/ muatan tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban/muatan secara kasar sama dengan berat beban/muatan dibagi jumlah puli. Semakin banyak puli yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan alur puli. Katrol adalah pesawat sederhana berputar yang digunakan untuk meringankan
mengangkat atau menarik beban/muatan, karena dapat mengubah arah gaya ketika menarik atau mengangkat beban/muatan tersebut. Prinsip kerja katrol yaitu mengubah gaya angkat ke atas pada beban/muatan menjadi gaya tarik ke bawah. Macam-macam katrol antara lain katrol tetap dan katrol bergerak.
Katrol Tetap. Katrol tetap yaitu katrol yang porosnya ditempatkan pada tempat yang tetap. Contoh
katrol untuk menimba air dari sumur. Katrol tetap tidak memiliki
keuntungan mekanis, dan hanya sekedar mempermudah usaha. Katrol tetap sebagai tuas dan keuntungan mekanis idealnya lengan beban sama dengan lengan upaya.
Gambar 3.9 Katrol Tetap Keterangan: T
= titik tumpu
BT
= lengan beban (db)
W
= gaya berat
UT
= lengan upaya (du)
B
= titik beban
F
= gaya tarik
U
= titik upaya
Fu
= gaya kuasa
Fb
= gaya beban
Gambar 3.10 Kekakuan Tali pada Puli Sifat kekakuan tali yang melewati puli menyebabkan tali yang menuju puli tidak langsung mengikuti kelengkungan pulinya, melainkan terdefleksi dahulu sejauh ( ke arah luar dan untuk sebaliknya, ketika tali lepas dari puli terjadi pula defleksi yang kira kira sama besarnya ke arah dalam. Hal ini akan menambah jarak lengan gaya beban/muatan (Fb = Q) ketika tali menuju puli dan mengurangi lengan gaya kuasanya ( F u = Z ) ketika tali lepas dari puli. Dalam keseimbangan dapat diperoleh hubungan:
Dan hubungan antara gaya kuasa dan gaya beban adalah:
Setelah dibagi dan mengabaikan besaran yang kecil didapatkan:
Hambatan gesekan pada bantalan juga ada:
Keterangan: Ff
= gaya gesek pada bantalan
R
= radius puli
d
= diameter tali = jarak defleksi tali masuk/keluar puli
φ
= sudut masuk/keluar tali pada puli
μ
= koefisen gesekan tali pada puli, untuk pelumas gemuk 0,10
Gaya tarik/kuasa tali akan menjadi:
Faktor hambatan puli ( ) adalah: = Nilai kekakuan tali (ditentukan secara percobaan adalah:
Keterangan: = faktor hambatan puli menggunakan bantalan rol = 1,02 = efisiensi puli = diameter tali dalam cm = diameter puli dalam cm
Katrol Bergerak. Katrol Bergerak yaitu katrol yang dapat bergerak bebas saat digunakan. Puli ini
memiliki gandar yang bergerak yang dibebani dengan beban/muatan atau gaya usaha/kuasa, sehingga ada dua jenis puli pada katrol bergerak yaitu katrol untuk mengutamakan gaya dan katrol untuk mengutamakan kecepatannya. Pada katrol bergerak yang mengutamakan gaya, maka jarak yang ditempuh oleh titik pada tali tempat usaha (S u) dikenakan setara dengan dua kali tinggi jarak perpindahan beban (Sb )yang diangkat dan kecepatan gaya usaha/kuasa (V u) sama dengan dua kali kecepatan gaya bebannya (V b).
