PESAWAT ANGKAT KELOMPOK E
MAKALAH Untuk memenuhi tugas matakuliah Pesawat Angkat yang dibina oleh Bapak Purnomo
Oleh Rita Fajarwati 120513428483 Suaeb Fahturozi 120513428449 Vincentius Tjandra Irawan 120513404276 Wahyu Bintoro 120513404270 Yelma Dianastiti 120513428484 Yohanes Andre 120513428503 Zakariya Irfan 120513428468
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Maret 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pesawat angkat adalah pesawat atau alat yang digunakan untuk mengangkat atau memindahkan sebuah barang dengan jarak, besar dan berat tertentu yang sulit untuk dilakukan ataupun tidak mungkin dilakukan dengan tenaga manusia. Pesawat pengangkat juga dapat diartikan sebagai kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang didesain alat pengangkat dan pemindah muatan yang dapat digantungkan secara bebas atau diikat pada crane.
Dalam dunia industri, pesawat angkat memiliki fungsi yang penting yaitu sebagai sarana angkat-angkut semua aktifitas, termasuk keperluan logistik, material keperluan operasi, suku cadang, instalasi fasilitas baru, perbaikan, transportasi karyawan dll.
Pesawat angkat dapat dibagi menjadi tiga sesuai cara pengangkutannya : 1. Hydraulic Handling Device Cara pengangkutan dengan menggunakan media berupa cairan atau liquid sebagai media pengangkutan. 2. Pneumatic Handling Device Cara pengangkutan dengan menggunakan media berupa udara, gas sebagai sarana pengangkutannya 3. Mechanical Handling Device Cara pengangkutan dengan menggunakan tenaga dari mesin sebagai sarana pengangkutannya
1.2 Rumusan Masalah 1. apa yang dimaksud dengan derek uap beserta cara penghitungannya dan jelaskan pengaplikasiannya pada kehidupan sehari-hari? 2. apa yang dimaksud alat pengangkat mobil beserta cara penghitungannya dan jelaskan pengaplikasiannya pada kehidupan sehari-hari? 3. apa yang dimaksud dengan keran hidraulik beserta cara penghitungannya dan jelaskan pengaplikasiannya pada kehidupan sehari-hari?
1.3 Tujuan 1. Mengetahui pengertian dari derek uap beserta car menghitungnya dan mengeplikasikan pada kehidupan sehari-hari. 2. Mengetahui pengertian dari alat pengangkat moil beserta car menghitungnya dan mengeplikasikan pada kehidupan sehari-hari. 3. Mengetahui pengertian dari keran hidraulik beserta car menghitungnya dan mengeplikasikan pada kehidupan sehari-hari.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Derek Uap DEREK UAP 1. Lir Uap Merupakan alat pengangkat beban yang memakai tenaga uap guna mengangkat suatu beban. Biasanya digunakan pada kapal laut guna mengangkat dan menurunkan barang. Lir ini dapat dihubungkan tunggal atau ganda. H
R S
F E
V
I K
II III IV
VI
M
T
C G B A
Keterangan: A= Silinder mesin uap B= Batang torak C= Kepala silang E= Batang pendorong engkol G= Poros gulung H= Poros Engkol K= Poros penghantar berganda
M= Poros Tabal R= Penggandeng S=Penggandeng T= Penggandeng I,II, III, IV, V dan VI = roda gigi a. Lir yang dihubungkan secara tunggal: Peggandeng S dihubungkan sedangkan peggandeng R dan T dilepaskan. Misalkan gaya kuda mesin tersebut =N. Maka daya mesin itu = 75 N Kgm/det Poros Engkol H membuat putaran permenit= n Roda gigi I juga membuat putaran permenit= n Roda gigi II membuat:
Roda gigi III membuat:
Roda Gigi IV membuat:
Poros tabal membuat:
Alihan tabal:
Daya beban:
Daya beban = daya mesin
b. Jika ulir dihubungkan ganda
Penggandeng R dan T dihubungkan sedangkan Penggandeng S dilepaskan. Dan daya mesin: 75 N kgm/det. Poros engkol membuat: Roda gigi V membuat: Roda gigi VI membuat: Roda gigi III membuat: Roda gigi IV membuat: Poros Tabal membuat: Alihan tabal: ⁄ Daya beban:
2.2 Alat Pengangkat Mobil Alat pengangkat mobil hidrolik biasanya dipergunakan pada bengkel mobil atau tempat cuci mobil. Alat ini dibuat dari dua tabung / bejana yang berbeda besarnya dan saling berhubungan, antara dua tabung disekat dan dipasangi katup. Masing-masing tabung dipasangi piston, tabung kecil untuk memompa sedangkan tabung besar untuk mengangkat mobil. Prinsip kerjanya sama dengan dongkrak hidrolik yaitu dengan dasar Hukum Pascal. Hukum Pascal berbunyi Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan sama besar ke segala arah. Bagaimana menghitung besar gaya yang digunakan untuk mengangkat mobil ?
Contoh Soal:
Perhatikan gambar berikut !
Alat pengangkat mobil hidrolik masing-masing tabung mempunyai piston A1 = 10 cm2 dan A2 = 2.000 cm2. Jika gaya F1 yang digunakan untuk memompa pada piston A1 besarnya 20 N, berapakah gaya F2 yang digunakan untuk mengangkat mobil ? Berdasarkan Hukum Pascal : Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan
diteruskan
sama
besar
ke
segala
Keterangan:
F1: Gaya tekan pada piston 1
F2: Gaya tekan pada piston 2
A1: Luas penampang pada piston 1
A2: Luas penampang pada piston 2
Tekanan yang diberikan pada tabung kecil sama dengan tekanan yang ditimbulkan pada tabung besar
Jawaban:
arah.
Diketahui: A1 = 10 cm2 A2 = 2.000 cm2 F1 = 20 N Ditanya: F2 = ... ? Jawab:
Jadi besar gaya F2 yang digunakan untuk mengangkat mobil adalah 4.000 N 2.3 Keran Hidrolik Keran bekerja berdasarkan hukum Pascal dimana keran dapat mengangkat beban yang berat dengan menggunakan penggerak (actuator) yang kecil dengan media Oli hidrolik yang bertekanan
tinggi.
Hal
ini
penulis
kutip
pada
pernyataan
Syarifudin
(dalam
ayahmuthia.wordpress.com, 2012) Untuk mengangkat dan menurunkan (boom), menggulung (wire rope), berputar (swing), keran menggunakan sistem jalur hidrolik (hydraulic circuit) yang terdiri dari : 1. Pompa Hidrolik yang membangkitkan pressure oli hidrolik yang tinggi, 2. Actuator / penggerak yang berupa hydraulic cylinder & motor, 3. Directional control valve sebagai pengontrol gerakan actuator. Jadi ringkasnya bagian utama pada sistem Hidrolik Crane ada 4 : 1. Oil Tank 2. Hydraulic Pump 3. Directional Control Valve 4. Actuator Prinsip kerja system Hidrolik Crane adalah sebagai berikut :
Pompa menghisap oli hidrolik yang tersimpan di dalam oil Tank dan mendorongnya menuju actuator (penggerak). Directional control valve berfungsi untuk mengubah arah aliran oli hidrolik yang menuju actuator sehingga actuator dapat bergerak bolak-balik (majumundur pada cylinder boom, berputar searah-berlawanan arah jarum jam bila actuatornya berupa motor pada system winch atau swivel/swing). Bila directional control valve pada posisi netral ( handle di posisi tengah) maka oli akan dibuang ke oil tank kembali dan tidak ke actuator. Keran hidrolik utamanya digunakan pada alat berat untuk mengangkat sebuah beban. Ada dua kebutuhan dasar desain keran tersebut, keran hidrolik harus mampu mengangkat sejumlah berat badan dan mereka harus mampu melakukannya sambil tetap stabil. Sementara keran telah digunakan selama berabad-abad ini mereka menampilkan desain yang lebih teknis dan ada beberapa jenis yang tersedia. Setiap jenis keran telah ditentukan sendiri kekuatan dan kelemahannya sehingga dengan demikian sangat cocok terhadap jenis aplikasi tertentu. Dalam rangka mengangkat beban berat, keran hidrolik menggunakan tiga bagian penting, tuas, katrol, dan silinder hidrolik. tuas pada dasarnya adalah balok horizontal yang bertindak sebagai titik tumpu. Jika benda berat dimuat ke ujung yang lebih kecil mungkin akan diangkat menggunakan jumlah yang relatif kecil gaya yang diterapkan pada ujung dan dalam arah yang berlawanan. Berikutnya ada katrol, juga dikenal sebagai jib, yang merupakan strut miring yang mendukung blok katrol. Blok ini tetap memiliki kabel melilit beberapa kali yang baik ditarik dengan tangan atau mesin. Dengan cara ini kekuatan sama dengan berat beban dapat dibuat dengan menggunakan keuntungan mekanis. Hal ini sesuai dengan pendapat Winahyu (dalam kapitalistukangnyodok.blogspot.com, 2010). Akhirnya ada silinder hidrolik yang mengangkat beban baik secara langsung maupun tidak langsung.
Ada beberapa jenis keran hidrolik, yakni : 1. derek kereta api - sebagian besar digunakan untuk pekerjaan pemeliharaan pada rel kereta api, karena itu telah bergelang roda sehingga dapat berjalan di atas rel. Ada yang sederhana yang dapat dipasang pada mobil kereta api, atau model yang lebih rumit
yang
harus
dirancang
khusus.
2. tower crane atau keran menara- adalah bangau keseimbangan modern yang dapat baik tetap di tanah atau menempel pada bangunan atau struktur lainnya. Mereka biasanya dipilih untuk tinggi badan mereka dan mengangkat kapasitas dan merupakan bagian penting
dari
membangun
gedung-gedung
tinggi.
3. mendirikan crane diri - adalah tipe khusus dari crane tower yang sebenarnya bisa mengangkat diri dari tanah yang memungkinkan segmen berikutnya crane untuk ditempatkan. Dengan demikian mereka dapat dirakit dengan mudah tanpa bantuan dari
luar.
4. teleskopik crane - menggunakan beberapa tabung dipasang satu di dalam yang lain dalam boom. Sebuah sistem hidrolik meluas dan kompres tabung ini sehingga panjang keseluruhan boom bisa diubah. Ini adalah yang terbaik untuk penyelamatan jangka pendek
atau
pekerjaan
konstruksi.
5. manual crane - tidak digunakan sebanyak sejak model terbaru dari crane hidrolik yang menggunakan listrik yang tersedia. Namun mereka masih kadang-kadang digunakan ketika kekuasaan tidak akan mungkin atau biaya efektif.
Dari penjelasan diatas, penulis akan menjelaskan mengenai keran menara. Mengacu pada pernyataan Muin (1990, 273) Tower Crane banyak dipakai dalam praktek konstruksi. Berikut ini merupakan gambaran dari keran menara.
Ada jenis keran menara yang dapat dipindahkan dengan menggunakan roda jalan untuk jarak pindah yang dkat, tanpa membongkar pasang. Ada pula keran menara yang dipasang tetap pada fondasi yang bila tugasnya telah selesai untuk memindahkannya ketempat lain perlu dibongkar pasang. Keran menara jenis yang terakhir ini tinggi angkatannya dapt dinaikkan atau ditingkatkan dengan menaikkan sendiri tegangannya. Tiang utamanya merupakan rangkaian modul tiang yang dapat dengan mudah dibongkar pasang. Keran putarnya termasuk rumah operator dan mesin-mesinnya, serta lengan beban, lengan bandul pengimbang, dan menara terpasang diatas tiang teleskop yang merupakan perpanjangan atau sambungan dari tiang utama. Tiang teleskop ini ada yang konstruksinya diluar tiang utama, Ada pula yang konstruksinya ada didalam tiang utama, bergantung dari pabrik yang memuat. Tower crane diklasifikasikan sebagai berikut. 1. Berdasarkan momen beban, yaitu hasil kali dari berat yang diangkat dengan outreach (lengan kerja), terdiri dari momen beban: 4, 16, 25, 40, 60, 100, 160, dan 250 tonmeter. 2. Berdasarkan jumlah gerakan kerja, yaitu
Tiga gerakan terdiri dari: hoisting, slewing, traveling.
Empat gerakan terdiri dari: hoisting, slewing, traveling, luffing atau jubbing. Jangkauan kait dapat ditukar dengan luff terhadap boom atau dengan pergerakan trolley sepanjang boom dalam formasi datar (horisontal).
3. Berdasarkna rancangan struktur revolver, dengan sebuah revolving atas atau bawah. 4. Berdasarkan pengaturan bobot imbang (counterweight), yaitu pada bagian atas atau pada bagian bawah Bagian yang beroperasi terdiri dari: boom, hoisting, pulley perlengkapan penanganan beban (load handling attachment) biasanya terdiri dari sebuah kait. Bobot imbang (counterweight) berfungsi untuk mengimbangi berat boom dan bagian dari beban yang sedang diangkat oleh crane. Rancangan dari tower crane menyebabkannya diklasifikasikan dari dua group utama sebagai berikut: 1. Group pertama yaitu dengan meja putar (truntable) dan bobot imbang (counterweight) yang terpasang dibagian atas. Bila crane ini hendak dipindahkan dari site ke site dia harus dipisah-pisahkan dalam beberapa bagian, kemudian dipasang kembali pada site yang baru. Kabin operator terdapat pada bagian tengah tower. Beberapa crane dari tipe ini mempunyai gerakan trolley sepanjang boom yang memudahkannya mengatur lempengan besar persis pada tempat yang diinginkan. 2. Group kedua yaitu denga turntable yang dipasang dibagian bawah sedang mekanisme dan counterweight dipasang diatas turntable tersebut yang berputar bersama dengan tower.
Ini
memperbaiki
stabilitas
crane dan memudahkan perakitan dan
pembongkarannya.
Bila berat beban melampaui batas aman, per akan tertekan, lengan penggerak akan turun, bobot akan tertekan dan membuka kontak switch. Ini akan menyetop motor sawat (mekanisme) pengangkat. Bila kita mencapai batas tertinggi, pembawa akan menaikkan bobot, motor berhenti karena kontak switch terbuka. Penyetop semacam ini kadang-kadang dipasang pada tower dan rotary crane lainnya yang jangkauannya berubah bila boom dinaikkan. Ini secara otomatis menukar kapasitas angkat yang aman selama momen beban dijaga konstan, memungkinkan untuk menambah beban pada jangkauan yang terkecil. PERHITUNGAN GAYA-GAYA PADA PENJUNGKAT (LUFFING)
Gambar berikut ini merupakan bagian dari mekanisme kran yang terdiri dari: Sistem pengangkat dengan kapasitas angakat Q kg Sistem penjungkat (Luffing) Penopang (Sturt) Drum Penggulung Beban Q bekerja setauh R (radius kerja) dari tumpuan gelincir (privot). Reaksi mendatar dari sistem penjungkat RH bekerja sejauh H dari tumpuan gelincir (privot). Bila penopang membuat sudut terhadap bidang rata, maka pada puncak penopang bekerja gara sebesar: Q cos Maka momen yang bekerja pada tumpuan gelincir adalah: M = Q.L cos = RH . H = Q.R Jadi
RH = Q
cos = Q
Beban penjungkat (W) dapat ditentukan sebagai berikut: W= Atau
W=Q
√ cos √
Sebagaimana juga dengan sistem pengangkat lainnya, bila dalam keadaan statis semua tali mendapat beban yang sama.
Bila penderekan dimulai, maka akan terjadi friksi dan kerugian-kerugian yang dapat ditentukan sebagaimana diperoleh dari harga-harga yang diberikan diatas. Suatu penopang (strut) tanpa beban tidak mungkin mempunyai berat yang cukup untuk mengatasi tahanan dan penderekan. Gaya-gaya yang menahan penderekan dan yang harus diatasi adalah sama seperti untuk beban sistem pengangkat, tetapi tentu saja gaya-gaya yang analog pada sistem penderekan. Itu semua adalah friksi pada cakra-cakra dan pada drum penderekan dan berat dari sigmen vertical tali penarik (lead rope) Beban total (overhaul weight) yang diperhitungkan untuk sistem pengangkat akan sering dipadukan sebaik mungkin untuk sistem penderekan dan itu merupakan persoalan geometri. Bila perlu untuk menghasilkan perhitungan yang lebih teliti maka friksi harus diperhitungkan juga. Bila cakra pembalik pertama pada penjungkat menderita gaya S maka keadaan keseimbangan mesti statis oleh sebab itu: + ……… + )
Maka W = S (1 Atau
W=S
Jadi
S = W.
Dalam hal ini sudut tali terhadap cakra pembalik (deflector sheave) yang terlukis dengan tali Derek, diabaikan,
adalah factor bila friksi dari cakra diperhitungkan dan Z adalah jumlah
tali pendukung penopang (suspensi). Dengan menambahkan kerugian gesekan pada cakra pembalik maka didapat gaya P yaitu gaya pada drum yang diperlukan untuk penjungkatan naik (luffing in), jadi: P= Masukan rumus S di atas pada rumus 6.3, maka: P= W. x cos
√
P= Q
Pada penjungkatan turun (luffing out): W = S (1+ +
)
W=S Atau
S=W P=
√
P= P=
x cos
√
P=Q
X
√
t
Besarnya tegangan yang dimaksud:
Dalam silinder C didorong ke atas dengan gaya sebesar:
Jika koefisien gesek= m, maka: dimana , Sehingga:
Atau:
Daftar Rujukan
Ipaedukasi-supena.blosgspot.com. 2013. Menghitung Gaya Angkat Alat Pengangkat, (Online), (http://ipaedukasi-supena.blogspot.com/2013/08/menghitung-gaya-angkatalat-pengangkat.html), diakses 27 Maret 2014. Setyardjo, M.J.D. 1993. Mesin Pengankat I. Jakarta: Pradnya Paramita. Wikipedia.org. 2014. Crane Machine, (Online), (http://en.wikipedia.org/wiki/ Crane_%28machine%29), diakses 27 Maret 2014. Kapitalistukangnyodok.blogspot.com. 2010. Sebuah Pengenalan Hidrolik Cranes, (Online), http://kapitalistukangnyodok.blogspot.com/2010/08/sebuah-pengenalan-hidrolikcranes.html), diakses 27 Maret 2014. Muin, S.A. 1990. Pesawat-pesawat Pengangkat. Jakarta: Rajawali Pers.
