Perhitungan Eskalator Bearing

Escalator MODUL 12 PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN ESKALATOR

12.1

Teori Perhitungan Berat

Untuk mengkalkulasikan berat digunakan data ± data yang telah ditentukan sebelumnya, dapat dimulai untuk mengkalkulasikan total jarak yang telah ditempuh tangga dan jumlah step yang dibutuhkan (1) a. Total jarak jarak yang ditempuh ( S )

¨

C D

ª

2

S ! © I 



2



D s ¸

¹v 2

2 º

Rumus diatas diambil berdasarkan jarak tempuh rantai, dimana : I = I = Panjang lintasan (m) C = C = Panjang lintasan bagian bawah (m) D = panjang lintasan bagian atas (m) Ds = keliling diameter sproket (m)

b. Jumlah step yang dibutuhkan

320 200 0

30

Gambar

L

12.1. Jarak Pergeseran Step

Berdasarkan gambar diatas : Maka jumlah step yang dibutuhkan adalah : S Stp = L

Dimana : Stp S L

= Jumlah step = Total jarak yang ditempuh (m) = Panjang diagonal step (m)

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB

Yuriadi Kusuma

SISTEM MEKANIKAL GEDUNG

1

Escalator b. Berat total step Untuk masing ± masing step diasumsikan mempunyai berat W st Maka berat total step adalah :

W total ! S tp v W st Dimana : W total = Berat total step (N) S tp = Jumlah step W st = Berat masing-masing step (N) c. Berat Penumpang (W p) Untuk satu kali lintasan, jumlah step Maka berat total penumpang W p -

W p = W p1 + W p2 Dimana : W p2 = Berat setiap step 2 orang dewasa (@75 kg) (kg) W p1 = Sisa dari kapasitas adaah jumlah anak ± anak (kg)

d. Berat Handrail (W H) Data untuk hand rail ini tidak ada, sehingga penulis mengasumsikan berat keseluruhan 1 satu unit adalah W H = 180 kg e. Berat rantai (W c ) Untuk pemilihan rantai diambil kekuatan tarik yang besar dan jarak yang tidak terlalu panjang, untuk jaminan kekuatan sambungan.

a. Untuk berat total rantai (Wc )adalah : Wc = Jarak tempuh rantai (m) x Berat rantai (kg/m) 1. Berat sproket (W sp total ) Didalam mekanisme escalator ini dibedakan macam sproket menurut fungsinya : 1. Sproket (Sp 1) yang berada pada reducer dan berfungsi sebagai penggerak. 2. Sproket (Sp 2) adalah sproket yang digerakkan sproket (Sp 1) 3. Sproket (Sp 3) dan (Sp 4) sebagai penggerak rantai dan step, begitu pula dengan sproket yang digerakkan oleh Sp 3 dan Sp 4 yaitu Sp 5 dan Sp 6 Semua keterangan mengenai sproket diatas dapat dilihat mekanismenya pada gambar 3.3.


Yuriadi Kusuma


2

Escalator

Frame

SP5

SP4

motor

SP6

SP3 SP2 SP1

Gambar

12.2 mekanisme sistem penggerak

Pada sproket ± sproket diatas, Sp1 tidak perlu dihitung beratnya karena tidak ditumpu oleh frame maupun menambah beban bagi motor (sangat kecil sehingga dapat diabaikan) Selanjutnya dalam perhitungan berat sproket diameter yang dipakai adalah diameter kepala. Diameter sproket dapat dilihat pembahasannya pada perhitungan mekanisme penggerak . Rumus berat sproket (massa) W sp2 =

T

4



v

2

v t v BJ

a. Berat sproket Sp2 = W sp2 b. Untuk diameter kepala dari sproket penggerak step Sp3 = Sp3 = Sp3 = Sp3 Sehingga berat total sproket sebesar : W sp total = W sp2 + W sp Untuk kesalahan perhitungan serta gesekan ± gesekan yang menimbulkan kerugian maka : W = ( W total x 5 % )+ W total 12.2.

Mekanisme Sistem Penggerak

12.2.1.

Gaya dan Pemilihan Motor

Pada pemilihan rantai sudah kita ketahui ukuran dan kekuatannya, serta tipenya adalah OCM HC.


Yuriadi Kusuma


3

Escalator

Fr

F

0

30

Gambar

12.3

Gaya

Rantai

Karena rantai penggerak step terbagi menjadi dua, sehingga gaya masing ± masing rantai adalah :

F ! Dimana : F W

W 2

= Gaya masing-masing rantai (N) = Berat beban (N) 0 Fr = F sin 60

Untuk pemilihan motor : P =

W

v

L

Dimana : P = Daya motor (W) W = gaya yang diterima (N) v = kecepatan jalan (30m/menit) L = efisiensi motor = 0.85 Dengan : W = berat total x kerugian-kerugian (15 %) + berat total Sebagai contoh Spesifikasi motor yang ada di pasaran adalah : Didapat motor BON FIGLIOLI RIDUTTORI (Italy): Dipilih : Lmotor = 900 rpm tipe : AS 35/p dan AS 35/ F


Yuriadi Kusuma


4

Escalator Dimana : AS = riduttore/gearbox 35 = diameter poros reducer p = foot mounting (pengikat kaki) F = flange mounting (pengikat flens) Daya motor = 5.1 HP = 3.8 kW Ratio Reducer ( i ) = 12.62 Momen output ( M ) = 480 Nm Putaran output ( nr ) = 71 rpm 12.3.

Pengereman

Fungsi utama rem adalah menghentikan poros, mengatur putaran poros dan juga mencegah putaran yang tidak dikehendaki. Efek pengeremen secara mekanis diperoleh dengan gesekan dan secara listrik dengan serbuk magnet, arus pusar, fasa yang dibalik, arus searah yang dibalik atau penukaran kutub. Rem gesekan dapat diklasifikasikan : 1. Rem blok (tunggal atau ganda ) 2. Rem drum 3. Rem cakram 4. Rem pita Pada perhitungan ini yang akan digunakan adalah rem blok ganda. Pada escalator ini akan dipasang dua unit rem blok ganda, satu unit dibaian atas dan 1 unit dibagian bawah, sehingga pengereman dapat berjalan dengan baik.

Rem

Gambar


12.4. Letak Rem

Yuriadi Kusuma


5

Escalator

Torsi pengereman : T =

P

9.74 10 5 n

Dimana : = Torsi (Nm) = Daya yang hendak di rem (Watt) = Putaran poros (rpm)

T

P N Atau T = Q

xQxD

Dimana : T

= Torsi (Nm) Q = Koefisien gesek Q = Reaksi rem (N) D = Diameter pengereman (m) Sehingga didapat reaksi rem Q : Q=

T

Q

D.

b Q h

Gambar

12.5 blok Rem

Maka : H = D sin ( E/2) A = sudut kontak biasanya antara 50 0 s/d 700, diambil E = 600 Tekanan kontak p (N/mm 2) dari permukaan rem blok rem adalah : p =

Q b h

Dalam reaksi rem Q (N), diperlukan pula ukuran ± ukuran pendukung lainnya termasuk gaya berat F (pemberat). Dimana : Q = F x

a

 a' a

'


c

v c

'

e

v

 e' e

'

Yuriadi Kusuma


6

Escalator Sedangkan mekanismenya adalah sebagai berikut : Tuas A ditumpu oleh piston b dari silinder otomatis. Jika udara tekan di B dibuang ke atmosfir , A akan jatuh karena pemberat F. Dengan demikian B akan tertarik ke bawah dan memutar tuas C ( disebut engkol bel). Gerakan ini akan menarik D dan E ke kanan, dan mendorong E kekiri. Disini dianggap gaya Q yang dikenakan dari drum pada E adalah sama dengan gaya Q¶ pada E.

12.4. Dia

Teori Perhitungan Sproket dan Poros ee

o

a a un ai Leba

a a pun a

Gambar

p

12.6. Rantai ganda

1. Momen puntir rencana (reduc er ) : T r =

9.74 x 10 5 x

P d n R

Dimana : Tr = Momen puntir rencana (Nm) Pd = Daya rencana (W) nR = Putaran reducer (rpm) 2. Bahan poros dipilih SNCM 25 W b = 120 (N/mm2) Pemilihan bantalan, tabel baja poros Sf1 = (faktor keamanan untuk bahan S-c dan baja paduan ) Sf2 = (faktor kekasaran permukaan, harga antara 1.3 ± 3.0) 3. Tegangan ijin

Wa

:

Wa

-

=

W b

S f 1 S f 2

Faktor

tumbukan K t, diasumsikan terjadi kejutan atau tumbukan besar, maka Kt diambil antara1,5 ± 3.0) - Faktor pembebanan lentur C b antara 1.2 ± 2.3, diambil 1.5.


Yuriadi Kusuma


7

Escalator 4. Poros reducer (d c ) :

¨ 5,1 Dc = © K ª a

L

C b

¸ T 1 ¹ º

1/ 3

5. Poros sprocket :

¨ 5,1 ¸ Ds = © K L C b T 1 ¹ ª a º

1/ 3

6. Diameter sprocket : Diameter lingkaran jarak bagi : -

D=

-

p

sin(180 / z ) Diameter lingkaran kepala : Dk = (0.6 + cos(180/z)-1) . p

-

Diameter lingkaran kaki : Df = p . ( cos(180/z)-1) ± 0.76 Dimana : p = pitch (jarak pusat rol rantai )

12.5.

Teori Perhitungan Poros Pada perhitungan disini akan dijelaskan perhitungan poros yang meliputi :

1. Poros reducer 2. Poros penggerak atas 3. poros penggerak bawah 12.5.1. Poros

Reducer

Pada perhitungan sebelumnya didapat besarnya poros reducer sementara adalah 38 mm. pada perhitungan ini ditinjau berdasarkan pengaruh momen torsi dan momen bendingnya sehingga didapat hasil yang dijamin kekuatannya.


Yuriadi Kusuma


8

Escalator F

& 6 0 1

A

T C

100

Gambar

Tegangan geser ijin SNCM 25

f s

!

120

s f 1 s f 2

12.7. Poros reducer

W b = 120 N/mm 2

N/mm2

Dimana : sf 1 = faktor pengaruh massa dan baja paduan dipilih 6.0 sf 2 = factor penggaruh kekasaran permukaan, harga antara 1.2 s/d1.5. a. Torsi :

4500

¡

T !

b.

Gaya

2

T n

tangensial dari roda gigi :

F !

2

T

D

c. Momen bending dari pusat roda gigi :

M

¨ D ¸ ¹ ª 2 º

! F ©

d. Twisting momen :

T ! T 2  M 2 e


Yuriadi Kusuma


9

Escalator atau : Te =

T

f s d 3

16

e. Tegangan geser : W b

fs =

12.5.2

s f

Teori perhitungan Poros Penggerak Bagian Atas

F3

&

FC T

C

FD D

A

E

4 7

Gambar

8

12.8. Poros Penggerak bagian atas

a. Tegangan tarik ijin : f t =

W b K t C b

K t =

factor kejutan/tumbukan yang besar antara 1,5 s/d 3,0 C b = factor akibat beban lentur, antara 1,2 s/d 2,3 b. Berat roda gigi masing ± masing W B = W C K m = factor bending akibat kejutan dan fatique dengan kejutan sedang, antara 1.5 s/d 2.0 diambil 2 K t = factor torsi akibat kejutan dan fatique dengan kejutan sedang antara 1.5 s/d 2.0, diambil 2.

c. Torsi :


Yuriadi Kusuma


10

Escalator 4500

¢

T B

-

=

2 T nb Gaya tangensial F B

-

T B D B

F B !

2

Beban total pada titik B : W B + F B Torsi T C = T B - Gaya tangnsial Fc T C F C ! DC 2 Beban total pada titik C adalah : Wc + F c Torsi : 4500 T D = 2 T nb £

- Gaya tangensial F D

F D

!

T D D D

2 Beban total pada titik C adalah : Wc + F c

12.6.

Teori Perhitungan Bearing

a. Perhitungan berat roda gigi :

«¨ T ¸

W = 2 v ¬©

 

¹ D sp1 4 ª º

2

t

BJ

» ¼ ½

b. Berat total terhadap poros adalah : F + W


Yuriadi Kusuma


11

Escalator

¤

¥

Gambar

12.9 Poros pada bearing

1. Pertama adalah mencari perbandingan antara panjang dan diameter lubang I

d

! 1,6

I = 1.6 x D 2. Kemudian kita dapat mengetahui tekanan bearing P =

R A

I d Sedangkan maksimum tekanan bearing 7 s.d 1 N/cm 2 p < p ijin 3. Kekentalam mutlak dari lapisan oil Z = 25 centipoise Modulus bearing pada titik maksimum dari gesekan :

3 K !

K !

Z n

p

1 ¨ z n ¸

©

¹

3 ©ª p º¹

4. koefisien gesek

Q

=

33 ¨ Z

n ¸¨ d ¸ © ¹© ¹  k 10 10 ©ª p º¹ª c º

Dimana K = factor koreksi = 0,002


Yuriadi Kusuma


12

Escalator 5. Panas yang timbul

H g

!

V !

QWV J

T

d 100

n

(m/min)

J = energi panas = 427 N.m/kcal


Yuriadi Kusuma


13

Perhitungan Eskalator Bearing

Recommend Documents