Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut

 9  91  151  2017-01-18 05:19:22 Report infringing document

  

PERANCANGAN MEKANISME SPREADER GANTRY

CRANE DENGAN KAPASITAS 40 TON DENGAN

TINGGI ANGKAT MAKSIMUM 41 METER YANG

DIPAKAI DI PELABUHAN LAUT

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

MUHAMMAD ANHAR PULUNGAN

NIM. 040401049

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan rahmatNya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.

  Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun Skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Mesin Pemindah Bahan, yaitu “ PERANCANGAN

  

MEKANISME SPREADER GANTRY CRANE KAPASITAS ANGKAT 40 TON DENGAN TINGGI

ANGKAT MAKSIMUM 41 METER YANG DIPAKAI PADA PELABUHAN LAUT “.

  Dalam penulisan Skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Dosen Pembimbing.

  Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

  1. Kedua orang tua tercinta, Ayahanda Abdul Kholid Pulungan. Spd dan Ibunda Iswita, adik-adik tersayang (Muhammad Iqbal Pulungan dan Mailita Sari Pulungan) atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan tanggung jawab yang selalu menyertai penulis, dan kepada saudari Aninta Khairunnisa yang telah memberikan penulis semangat yang luar biasa sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

  2. Ir. Alfian Hamsi, M.SC , selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar membimbing penulis hingga Skripsi ini dapat terselesaikan,

  3. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus,ST, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU,

  4. Bapak Ir. Tugiman, MT dan Ir Jaya Arjuna MSc sebagai dosen pembanding yang dapat menyempurnakan hasil dari seminar saya.

  5. Bapak/ Ibu Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  6. Bapak Sigit selaku pembimbing dari PT. PELABUHAN INDONESIA I UNIT TERMINAL PETI KEMAS BELAWAN (UTPK) yang telah banyak memberikan data survei kepada penulis,

  7. Bapak Drs. H. M. Edy Zulkarnain, AK, MSi selaku pembimbing dari PT.

  PELABUHAN INDONESIA I UNIT TERMINAL PETI KEMAS BELAWAN (UTPK) yang telah banyak memberikan data kepada penulis

  8. Teman-teman stambuk 2004 khususnya, yang menjadi teman diskusi dan menemani penulis selama mengikuti studi dan menyusun skripsi ini.

  9. Serta semua pihak yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi penyempurnaan di masa mendatang.

  Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini berguna bagi kita semua. Semoga Allah SWT selalu menyertai kita.

  Medan, Maret 2009 Penulis, Muhammad Anhar Pulungan 040401049

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  DAFTAR ISI

KATA PENGHANTAR ............................................................................................................... i

DAFTAR ISI .............................................................................................................................. iv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................................ vii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................................ x

DAFTAR NOTASI ..................................................................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang Perancangan..................................................................... 1

  1.2 Tujuan Perancangan ................................................................................. 2

  1.3 Batasan Masalah Perancangan ................................................................. 2

  1.4 Sistematika Penulisan ................................................................................ 3

  

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 4

  2.1 Mesin Pemindah Bahan .......................................................................... 4

  2.2 Klasifikasi Pesawat Pengangkat ............................................................... 4

  2.3 Dasar-dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat ........................................... 5

  2.4 Gantry Crane .......................................................................................... 8

  2.5 Cara Kerja Gantry Crane .......................................................................... 11

  2.5.1 Gerakan Hoist ......................................................................................... 11

  2.5.2 Gerakan Transversal ................................................................................ 11

  2.5.3 Gerakan Longitudinal .............................................................................. 12

  Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  2.5.4 Spesifikasi Perancangan .......................................................................... 12

   2.5.5 Spreader ................................................................................................. 12

  2.5.5.1 Tali Baja .................................................................................................. 13

  2.5.5.2 Puli dan Sistem Puli ............................................................................. 14

  2.5.5.3 Drum ..................................................................................................... 16

  BAB III METHODOLOGI PERANCANGAN MEKANISME SPREADER ................................................................................................ 20

  

3.1 Pengumpulan Data ................................................................................... 20

  3.2 Parameter yang diamati ........................................................................... 21

  3.2.1 Karakteristik Mesin Pengangkat ............................................................... 21

  3.2.2 Number of bend Puli ................................................................................ 22

  3.2.3 Kondisi Operasi ........................................................................................ 22

  

3.3 Perhitungan Mekanisme Gantry ............................................................... 23

  3.4 Perhitungan Mekanisme Spreader ............................................................ 28

  3.4.1 Perhitungan Tali Baja ............................................................................... 28

  3.4.2 Perhitungan Drum.................................................................................... 33

  3.4.3 Perhitungan Puli....................................................................................... 36

  3.4.4 Perhitungan Spreader .............................................................................. 37

  3.4.5 Perhitungan Motor Penggerak Spreader .................................................. 43

  3.4.5.1 Perhitungan Transmisi Mekanisme Spreader ........................................... 46

  3.4.5.2 Perhitungan Dimensi Roda Gigi Tingkat I .................................................. 47

  3.4.5.3 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat I ................................................ 50

  Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  3.4.5.4 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat II ............................................... 52

  3.4.5.5 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat III .............................................. 54

  3.4.6 Perhitungan Sistem Rem Mekanisme Spreader ........................................ 57

  3.5 Perhitungan Mekanisme Trolley ............................................................... 60

  3.5.1 Perhitungan Tali Baja ............................................................................... 60

  3.5.2 Perhitungan Drum.................................................................................... 67

  3.5.3 Perhitungan Puli....................................................................................... 69

  3.5.4 Perhitungan Motor Penggerak Trolley ...................................................... 69

  3.5.5 Perhitungan Transmisi Mekanisme Trolley ............................................... 72

  3.5.5.1 Perhitungan Dimensi Roda Gigi Tingkat I .................................................. 73

  3.5.5.2 Perhitungan Dimensi Roda Gigi Tingkat II ................................................. 74

  3.5.5.3 Perhitungan Dimensi Roda Gigi Tingkat III ................................................ 75

  3.6 Perhitungan Konstruksi Boom dan Girder ................................................. 77

  3.6.1 Perhitungan Boom ................................................................................... 77

  3.6.2 Perhitungan Girder .................................................................................. 80

  3.7 Perhitungan Sistem Rem Mekanisme Trolley ............................................ 83

  3.8 Perhitungan Mekanisme Gantry ............................................................... 85

  3.8.1 Perhitungan Roda Jalan ............................................................................ 85

  Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  

BAB IV PERHITUNGAN BANTALAN dan KOPLING .......................................... 87

  4.1 Pehitungan Bantalan Poros Utama Pada Spreader ................................... 87

  4.2 Perhitungan Bantalan Poros Utama Pada Trolley ..................................... 89

  4.3. Perhitungan Kopling Pada Spreader ......................................................... 90

  4.4 Perhitungan Kopling Pada Trolley ............................................................ 93

  

BAB V KESIMPULAN............................................................................................. 95

SARAN ...................................................................................................... 97

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................... 98

LAMPIRAN .............................................................................................................................. 99

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

DAFTAR LAMPIRAN

  9. Diameter Puli

  16. Baja L Sama Sisi

  15. Baja I Profil Normal

  14. Sifat-sifat Baja Pegas

  13. Dimensi Bantalan

  12. Karakteristik Material Gesek

  11. Sifat-sifat Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin

  10. Diameter Poros

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Lampiran

  7. Sifat Mekanis Baja Paduan

  6. Harga a, z 2

  5. Harga Faktor m, C, C 1 dan C 2

  4. Jumlah Lengkungan Tali

  3. Tipe Tali Baja

  2. Harga Minimum Faktor K, e 1 dan e 2

  1. Effisiensi Puli

  8. Dimensi Alur Drum

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  12

  9

  2.8 Mobil Crane

  11

  10

  2.9 Gambar Kountainer

  11

  11

  2.10 Puli Tetap Tunggal

  16

  2.11 Sistem pada Drum

  2.7 Trolley yang Digerakkan Motor

  17

  13

  2.12 Drum

  18

  14

  2.13 Diagram Alir pada Spreader

  19

  15

  3.1 Gantry Crane

  20 16 3.2 Mekanisme perhitungan dari Gantry 23 17 3.3 Arah Gaya pada batang A dan B 24 18 3.4 Arah Gaya pada titik D

  10

  8

  

DAFTAR GAMBAR

  7

  Gambar Halaman

  1

  1.1 Gantry Crane

  2

  2

  2.1 Crane Berpalang

  7

  3

  2.2 Crane Girder Tunggal Overhead

  4

  10

  2.3 Crane Girder Ganda Overhead

  8

  5

  2.4 Crane Gantry

  8

  6

  2.5 Crane Semi Gantry

  8

  7

  2.6 Spreader

  25

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  63

  3.16 Nama-nama Bagian Roda Gigi

  49

  32

  3.17 Gaya pada Roda Gigi

  50

  33

  3.18 Sistem Rem Pengangkat

  57

  34

  3.19 Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek

  62

  35

  3.20 Diagram Untuk Menentukan Tahanan Cakram

  36

  46

  3.21 Diagram Sistem Trolley

  64

  37

  3.22 Diagram Untuk Menentukan Tegangan Tali

  64

  38

  3.23 Diagram Lengkungan

  66

  39

  3.24 Konstruksi Boom

  77

  40

  3.25 Pembebanan pada Boom

  31

  3.15 Tranmisi Mekanisme Pengangkat

  19 3.5 Arah Gaya pada titik C

  30

  25 20 3.6 Arah Gaya pada titik F

  26

  21

  3.7 Arah Gaya pada titik G

  26

  22

  3.8 Konstruksi Serat Tali Baja

  29

  23

  3.9 Diagram Sistem Mekanisme Pengangkat

  30

  24

  3.10 Diagram Lengkungan Tali

  25

  30

  3.11 Puli

  36

  26

  3.11 Spreader

  38

  27

  3.12 Diagram Pembebanan pada Spreader

  38

  28

  3.13 Diagram Benda Bebas pada tumpuan A

  40

  29

  3.14 Diagram Benda Bebas pada tumpuan B

  41

  77

  41

  3.26 Kostruksi Girder

  80

  42

  3.27 Pembebanan pada Girder

  81

  43

  3.28 Diagram untuk menentukan tahanan Gesek

  86

  44

  4.1 Bantalan Gelinding

  87

  45

  4.2 Kopling Flens Kaku

  91 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  

DAFTAR TABEL

  Tabel Halaman

  1

  3.1 Dimensi-dimensi Puli

  36

  2

  3.2 Tekanan yang DiizinkanDengan Kecepatan Luncur

  37

  3

  3.3 Spesifikasi Hasil Perhitungan Roda Gigi

  56

  4

  3.4 Dimensi Puli pada Mekanisme Trolley

  69 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

DAFTAR NOTASI

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Notasi Keterangan Satuan Q Kapasitas Maksimum Kg S Tegangan Tali Maksimum Kg p Kekuatan Putus Tali Kg K Faktor Keamanan P b Beban Patah Kg W Tahanan Akibat Gesekan Kg d Diameter Dalam mm D Diameter Luar mm F 114 Luas Penampang Tali Baja mm 2 N Daya

  Hp C Faktor KonstruksiTali r Jari-jari mm

  Z Jumlah Lilitan H Tinggi Angkat m L Panjang mm w Tebal mm v Kecepatan m/s

  M Momen Kg.m n Putaran rpm

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  I Momen inersia mm 4 g Gravitasi m/s 2 t Waktu s i Perbandingan Tranmisi

  T Torsi N.m m Modul mm a Jarak Sumbu Poros mm hk Tinggi Kepala Gigi mm hi Tinggi Kaki Gigi mm c k Kelonggaran Puncak mm Ft Gaya Tangensial Kg A Luas mm 2 Y Faktor Bentuk Gigi

  Sf Faktor Keamanan Bahan f Lengkungan Tali Izin mm Dw Diameter Roda Jalan mm E Modulus Elastisitas Kg/m 2 Fa Gaya Aksial N

  Fr Gaya Radial N b Tegangan Patah Kg/m 2 Effisiensi

  Sudut Tekan

  2 i Tegangan Izin Kg/m 2 Tegangan Geser Kg/m

  Koefisien Efek Massa Koefisien Pengereman w Tegangan Lentur Kg/m Faktor Tahanan Puli 2 Koefisien Gesek

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Perencanaan

  Transport jarak jauh tetap merupakan faktor yang sangat penting saat ini sebagai sarana untuk mengangkut barang-barang yang dibutuhkan manusia.

  Untuk mengangkut barang dalam jumlah yang banyak serta jarak yang terpisah oleh laut, maka pengangkutan dengan kapal laut merupakan sarana yang paling efektif.

  Agar kualitas barang yang diangkut tetap baik, aman dan operasi bongkar muat lebih cepat, maka dibuatlah suatu wadah barang yang dapat diangkut dari pelabuhan ke kapal atau sebaliknya yang disebut dengan peti kemas, dimana wadah tersebut juga dapat disimpan dilapangan terbuka sehingga tidak diperlukan lagi gudang sebagai tempat penyimpanan barang dan dengan demikian dapat mengurangi biaya pengeluaran.

  Kecenderungan untuk memakai peti kemas saat ini semakin tinggi seiring dengan semakin berkembangnya pertumbuhan ekonomi indonesia yang terlihat semakin ramainya kegiatan ekspor dan impor dipelabuhan-pelabuhan besar.

  Sehubungan dengan itu maka dibutuhkan suatu pesawat pengangkat yang dapat mengangkat dan memindahkan peti kemas dari pelabuhan ke kapal atau sebaliknya dengan gerak dan mobilitas yang baik dan aman.

  Muatan dapat dibedakan menjadi muatan curah dan muatan satuan. Bahan yang ditangani dalam bentuk curah terdiri atas banyak partikel atau gumpalan yang homogen misalnya: batubara, bijih, semen, pasir, tanah, batu, tanah liat dan sebagainya.

  Fasislitas transport mendistribusikan muatan ke seluruh lokasi di dalam perusahaan, memindahkan bahan di antara unit proses yang langsung terlibat dalam produksi, dan membawa produk jadi dan limbah ke tempat produk tersebut akan di muat dan dikirim keluar perusahaan.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  1.2. Tujuan Perencanaan

  Perencanaan ini bertujuan untuk merancang sebuah pesawat pengangkat yaitu

  

Gentry Crane pada Spreader dan Trolley yang berguna untuk mengangkat peti kemas

pada sebuah pelabuhan laut.

  1.3 Manfaat Perancangan

  Manfaat dari perancangan ini adalah untuk membantu mencari seluruh kekuatan batang yang terjadi pada Gantry, Spreader dan Trolley serta mengaplikasikan ilmu mata kuliah yang berhubungan dengan perancangan ini

  1.4. Batasan Masalah Perencanaan

  Pada perencanaan ini, Gantry Crane yang direncanakan digunakan untuk kapasitas angkat 40 Ton. Karena luasnya permasalahan yang terdapat pada perencanaan

  Gantry Crane ini, maka perlu pembatasan permasalahan yang akan dibahas.

  Pada perencanaan ini yang akan dibahas adalah mengenai komponen - komponen utama Gantry Crane sebagai berikut : Motor penggerak, kopling, sistem transmisi, rem, dan bantalan pada setiap gerakan gantry.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 1.1 Gantry Crane

1.5. Sistematika Penulisan

  Tugas Akhir ini dibagi menjadi beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai berikut :

  Bab I : Pendahuluan Bab ini berisikan latar belakang penulisan, tujuan penulisan, batasan masalah, dan sistematika susunan laporan. Bab II : Tinjauan Pustaka Bab ini berisikan landasan teori mengenai teori mengenai Gantry Crane, pemakaian Gantry Crane serta bagian utama Gantry Crane yang meliputi

Roda jalan, Trolley dan Spreader yang dipakai pada pelabuhan laut tersebut.

  Bab III : Methodologi Perancangan Mekanisme Spreader Bab ini berisikan data-data Gantry Crane, dimana pada data-data tersebut akan dicari perancangan dari gantry, trolley dan spreader tersebut.

Bab IV : Perhitungan Bantalan dan Kopling Bab ini berisikan mengenai perhitungan bantalan dan kopling dari trolley dan spreader yang akan dirancang. Bab V : Kesimpulan dan Saran Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan yang diperoleh dan saran untuk pengembangan Gantry Crane selanjutnya. Daftar Pustaka Daftar pustaka berisikan literatur-literatur yang digunakan untuk menyusun laporan ini. Lampiran Lampiran berisikan tabel-tabel yang digunakan dalam perhitungan untuk menyusun skripsi yang digunakan.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mesin Pemindah Bahan

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Mesin pemindah bahan merupakan salah satu peralatan mesin yang digunakan untuk memindahkan muatan dilokasi pabrik, konstruksi, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya.

  Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat pada tiap-tiap aktivitas diatas, akan meningkatkan effesiensi dan daya saing dari aktivitas tersebut.

  Mesin pemindah bahan dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas :

  1. Pesawat Pengangkat Pesawat pengangkat dimaksudkan untuk keperluan mengangkat dan memindahkan barang dari suatu tempat ketempat yang lain yang jangkauannya relatif terbatas. Contohnya; Crane, elevator, lift, excalator dll.

  2. Pesawat Pengangkut Pesawat pengangkut dapat memindahkan muatan secara berkesinambungan tanpa berhenti dan dapat juga mengangkut muatan dalam jarak yang relatif jauh. Contohnya; Conveyor.

  Karena yang direncanakan adalah alat pengangkat peti kemas maka pembahasan teorinya lebih di titik beratkan pada pesawat pengangkat.

  2.2. Klasifikasi Pesawat Pengangkat

  Menurut dasar rancangannya, pesawat pengangkat dikelompokkan atas tiga jenis yaitu :

  1. Mesin Pengangkat (Hoisting Machine), yaitu mesin yang bekerja secara periodik yang digunakan untuk mengangkat dan memindahkan beban.

  2. Crane, yaitu kombinasi dari mesin pengangkat dan rangka yang bekerja secara bersama-sama untuk mengangkat dan memindahkan beban.

  3. Elevator, yaitu kelompok mesin yang bekerja secara periodik untuk mengangkat beban pada jalur padu tertentu. Sedangkan jenis-jnis utama Crane dapat dikelompokkan lagi menjadi :

  1. Crane putar diam

  2. Crane yang bergerak pada rel

  3. Crane tanpa lintasan

  4. Crane yang dipasang diatas traktor rantai 5.

  Crane tipe jembatan Crane tipe jembatan dapat dikelompokkan lagi menjadi :

  1. Crane berpalang

  2. Crane berpalang tunggal untuk gerakan overhead

  3. Crane berpalang ganda untuk gerakan overhead

  4. Gantry Crane dan semi Gantry

  2.3. Dasar-dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat

  Dalam pemilihan pesawat pengangkat perlu diperhatikan beberapa faktor antara lain : 1. jenis dan ukuran dari beban yang akan diangkat, misalnya untuk beban terpadu; bentuk, berat, volume, sifat rapuh dan liat, suhu dan sebagainya. Untuk beban tumpahan; ukuran gumpalan, kemungkinan lengket, sifat-sifat kimia, sifat mudah remuk dsb.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  2. Kapasitas perjam. Crane jembatan dan truk dapat beroperasi secara efektif bila mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat.

  3. Arah dan panjang lintasan. Berbagai jenis alat dapat mengangkat beban dalam arah vertikal dan arah horizontal. Panjang jarak lintasan, lokasi dari tempat pengambilan muatan juga sangat penting dalam menentukan pemilihan pesawat pengangkat yang tepat.

  4. Metode penumpukan muatan. Beberapa jenis peralatan dapat memuat atau membongkar muatan secara mekanis sedangkan yang lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau bantuan operator.

  5. Kondisi lokal yang spesifik termasuk luas dan bentuk lokasi, jenis dan rancangan gedung, susunan yang mungkin untuk unit pemerosesan, debu, keadaan lingkungan sekitarnya dsb.

Gambar 2.1 Crane berpalang

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 2.2 Crane girder tunggal overheadGambar 2.3 Crane girder ganda overheadGambar 2.4 Crane gantry

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 2.5 Crane semi gantry

  Pemilihan pesawat pengangkat juga ditentukan oleh pertimbangan dari segi ekonominya, misalnya biaya pemasangan, operasi, perawatan, dan juga penyusutan dari harga muka pesawat tersebut.

2.4. Gantry Crane

  Gantry crane adalah termasuk dalam kelompok crane tipe jembatan dimana

  jembatannya dilengkapi dengan kaki pendukung yang tinggi dapat bergerak pada jalur rel yang dibentang diatas permukaan tanah. Crane ini umumnya dioperasikan dilapangan terbuka, dan pada perencanaan ini gantry crane direncanakan dioperasikan pada sebuah pelabuhan laut untuk mengangkat peti kemas. Dalam mengoperasikan Crane, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan operator sebelum menjalankan Crane:

  1. Radius Beban

  2. Tahanan Gelinding

  3. Tahanan Kemiringan Benda Kerja

  4. Koefisien Traksi

  5. Gaya Traksi (Rimpull)

  6. Ketinggian Daerah Kerja (Altitude)

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Adapun komponen utama gantry crane ini adalah :

  1. Spreader Spreader berfungsi untuk menjepit peti kemas pada saat pengangkatan atau

  penurunan dari atau ke kapal.

  Tali Puli Spreader

Gambar 2.6 Spreader

  2. Trolley Trolley berfungsi sebagai tempat bergantungnya spreader dan juga untuk

  menggerakkan spreader pada saat mengangkat dan menurunkan peti kemas. Trolley terletak pada konstruksi girder dan boom. Pada trolley ini juga kabin operator untuk mengoperasikan crane.

Gambar 2.7 Trolley yang digerakkan motor

  3. Gantry

  Gantry bergerak sepanjang rel yang ditentukan untuk memudahkan menaikkan atau menurunkan peti kemas. Pada Gantry terdapat rel yang memiliki panjang rel ± 1.000 meter. Dalam satu lintasan terdapat 6 gantry yang dimana ada 4 gantry yang melayani internasional dan 2 gantry yang melayani domestik.

  4. Peti Kemas

  Peti kemas adalah Alat yang berfungsi sebagai penyimpan bahan baku produksi ataupun bahan jadi. Peti kemas biasanya terbuat dari paduan logam tertentu. Peti kemas biasanya terdiri dari ukuran yang berbeda-beda, untuk memudahkan pengumpulan/ penyusunan peti kemas dibantu oleh mobil crane yang dimana mobil crane dapat memindahkan peti kemas dari tempat satu ketempat lainnya yang sudah ditentukan dari UTPK untuk menjaga keamanan dari kinerja Gantry Crane.

Gambar 2.8 Mobil Crane

  Mobil Crane hanya berfungsi untuk menyusun dan memindahkan peti kemas dari mobil container, selanjutnya mobil container membawa peti kemas tersebut ke Gantry Crane untuk dimuat kedalam kapal.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 2.9 Gambar Kontainer

2.5. Cara Kerja Gantry Crane

  Gantry crane mempunyai tiga kabin untuk mengoperasikannya yaitu :

  1. Kabin utama (kabin operator)

  2. Kabin boom hoist

  3. kabin pemeriksaan Adapun cara kerja dari Gantry crane ini dapat dibagi atas empat gerakan yaitu :

  Gerakan hoist 1.

  2. Gerakan transversal

  3. Gerakan longitudinal

2.5.1. Gerakan Hoist

  Gerakan hoist ini adalah gerakan atau turun untuk mengangkat tau menurunkan peti kemas yang telah dijepit oleh spreader yang diikat melalui tali baja yang digulung oleh drum, dimana drum ini digerakkan oleh elektromotor. Apabila posisi angkatnya telah sesuai sperti yang dikehendaki maka gerakan drum ini dapat dihentikan melalui rem melalui handle yang berada pada kabin operator.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  2.5.2 Gerakan Transversal

  Gerakan transversal ini adalah gerakan berpindah pada arah melintang yang dilakukan oleh trolley melalui tali baja yang digulung pada drum, trolley bergerak pada rel yang bergerak yang terletak diatas girder dan boom yang digerakkan oleh elektromotor. Gerakan ini akan berhenti jika arus listrik pada elektromotor diputuskan dan sekaligus rem bekerja.

  2.5.3 Gerakan Longitudinal

  Gerakan longitudinal ini disebut juga gerakan gantry yaitu gerakan memanjang pada rel besi yang terletak pada permukaan tanah yang dilakukan melalui roda gigi transmisi. Dalam hal ini motor memutar roda jalan kearah yang diinginkan (maju atau mundur) dan setelah jarak yang diinginkan tercapai, maka arus listrik akan terputus dan sekaligus rem bekerja.

  2.5.4. Spesifikasi Perencanaan

  Sebagai data perbandingan atau dasar perencanaan pesawat pengangkat ini, dibawah ini tercantum spesifikasi teknik dari crane pengangkat peti kemas yang diambil dari hasil survey pada PT. PELABUHAN INDONESIA I Cabang Belawan ;

  • Kapasitas angkat = 40 ton
  • Tinggi angkat = 41 meter
  • Kecepatan angkat = 50 m/menit
  • Panjang perpindahan trolley = 77 meter
  • Kecepatan trolley = 125 m/menit
  • Panjang perpindahan gantry = 240 meter
  • Kecepatan gantry = 45 m/menit
  • Berat total Gantry Cranre = 700 Ton

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

2.5.5. Spreader

  Spreader berfungsi untuk menjepit peti kemas pada saat pengangkatan atau

  penurunan dari atau ke kapal. Pada spreader terdapat komponen utama yang menunjang sistematis dari spreader tersebut, adapun komponen-komponen utama yang terdapat pada spreader adalah:

2.5.5.1. Tali Baja (Wire Ropes)

  Tali baja digunakan secara luas pada mesin-mesin pengangkat sebagai perabot pengangkat. Pada tali baja kawat pada bagian luar akan mengalami keausan yang lebih parah dan putus lebih dahulu dibandingkan dengan bagian dalamnya. Sehingga bagian luar tali kawatnya mulai terputus-putus jauh sebelum putus dan menandakan tali baja tersebut perlu diganti. 2 Tali baja terbuat dari kawat baja dengan kekuatan b = 130 sampai 200 kg/mm , didalam proses pembuatannya kawat baja diberi perlakuan panas tertentu dan digabung dengan penarikan dingin, sehingga menghasilkan sifat mekanis kawat baja yang tinggi. Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :

  Q S

  = 1

  n ηη

  Dimana : Q = 54000 Kg n = Jumlah tali penggantung = 8 1 = Efesiensi puli = 0,918

  = Efesiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuan akibat

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. dimana kekuatan putus tali sebenarnya P = S.K Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core (N. Rudenko) dengan :

  • Beban patah : Pb = 45200 Kg •

  Tegangan patah : b = 180 Kg/m

  • Berat tali : W = 2,81 Kg/m
  • Diameter tali : d = 27,8 mm

  Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan :

  P b

  S izin =

  K

  Tegangan tarik yang diizinkan : b

  σ izin = K

  180 Kg

  =

  32 ,

  73 2

  =

  mm 5 ,

5 Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus :

  S

  F = 114 b d

  σ . 50000

  − K D m

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Pemilihan Tali Baja Fenomena yang sangat rumit terjadi di dalam pengoperasian tali, karena banyak parameter yang tidak dapat ditentukan dengan tepat. Setiap kawat didalam tali yang ditekuk mengalami tegangan yang rumit, yang merupakan gabungan tegangan tarik, lentur dan puntir serta ditambah dengan saling menekan dan bergesekan diantara kawat dan untaian. Akibatnya, tegangan total yang terjadi dapat ditentukan secara analistis hanya pada tingkat pendekatan tertentu.

2.5.5.2. Puli dan Sistem Puli

  

Puli (disebut juga kerek atau katrol) yaitu cakra (disc) yang dilengkapi dengan

  tali (rope) yang merupakan suatu keping bundar, terbuat dari logam maupun bukan logam, misalnya besi tuang, kayu, atau plastik. Pinggiran cakra diberi alur (groove) yang berguna untuk laluan tali (rope). Tekanan bidang yang terjadi sebesar :

  Q P

  =

  l .d 1 Dimana : P = Tekanan pada bidang gandar/poros puli

  Puli ada dua macam, yaitu puli tetap (fixed pulley) dan puli bergerak (movable pulley). Puli tetap terdiri dari sebuah cakra dan sebuah tali yang dilingkarkan pada alur (groove) dibagian atas nya dan pada ujungnya digantungi beban. Puli bergerak terdiri dari cakra dan poros yang bebas.

  Tali dilingkarkan dalam alur dibagian bawah, salah satu ujung diikatkan tetap dan ujung lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, bebandigantungkan pada spreader yang tergantung pada poros.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Gambar2.10 Puli tetap tunggal Keterangan gambar : R = Jari-jari d’= Diameter poros tali µ = Koefisien gesek Q= Lengan gaya Sistem puli adalah kombinasi dari beberapa puli tetap dan puli bergerak atau terdiri dari beberapa cakra puli. Biasanya menggunakan system puli ganda (multiple pulley system untuk menghindari kesalahan pada waktu operasi pengangkatan yang menggantungkan beban langsung pada ujung tali. Kesalahan pengangkatan ini disebabkan oleh bagiab-bagian tali yang berada dalam satu bidang yang menyebabkan beban berayun. Dengan system puliganda yang mengangkat beban dalam arah tegak, yang lebih stabil, dapat mereduksi beban yang bekerja pada tali sehingga diameter puli dan drum dapat lebih kecil.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

2.5.5.3. Drum

  Pada pesawat angkat, drum berfunhsi untuk menggulung tali (rope). Drum dengan satu tali tergulung hanya mampu mempunyai satu arah helix kekanan, drum yang didesain untuk dua tali diberi dua arah helix, ke kanan dan ke kiri. Drum untuk tali kawat biasanya tebuat dari besi cor, kadang-kadang dari besi tuang atau konstruksi lasan. Dengan memperhitungkan gesekan pada bantalan efisiensinya

  D penggerak daya drum harus selalu dilengkapi dengan alur helix sehingga tali akan tergulung secara seragam dan keausannya berkurang.

Gambar 2.11 Sistem pada Drum

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 2.12 Drum

  Pada sistematis spreader terdapat diagram alir yang menerangkan proses yang terjadi pada mekanisme dan cara kerja spreader yang terdapat pada gantry crane yaitu: Motor Penggerak Unit Katrol. Dimana motor penggerak awal dari kerja spreader yang yang menghasilkan daya yang dibutuhkan untuk menjalankan spreader agar mampu melakukan dan mengangkut beban. Pada motor penggerak ditransmisikan daya ke roda gigi yang dapat menggerakan dan memperlancar dari kerja spreader, pada roda gigi yang terdapat pada spreader lalu dihubungkan pada drum yang berfungsi sebagai tempat untuk melilitkan tali yang tersambung pada spreader dan trolley, dari drum lalu terdapat mekanisme kerja tali yang dimana menarik dan menurunkan beban selanjutnya dari tali lalu disambungkan pada spreader yang berfungsi untuk memindahkan beban dari darat ke kapal atau sebaliknya.Untuk mengseftikan mekanisme kerja dari motor penggerak sampai spreader dibuat system break yang bagus dan efisien untuk mendukung kinerja dari pada spreader. Dapat dilihat dibawah bagaimana mekanisme dari motor penggerak, roda gigi transmisi daya, drum, tali, spreader dan beban.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Gambar 2.13

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

BAB III METHODOLOGI PERANCANGAN MEKANISME SPREADER

3.1 Pengumpulan Data

  Sebelum melakukan analisa perlu adanya melakukan pengumpulan data. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan informasi tentang gambaran secara analitik terhadap atas sesuatu yang akan dihitung.

  Data-data yang didapatkan akan menjadi acuan dalam perhitungan yang akan dilakukan. Maka perlu ada beberapa parameter yang harus diperhatikan untuk mendapatkan data yang cukup. PT. UNIT TERMINAL PETI KEMAS INDONESIA ( UTPK ) cabang Belawan Medan salah satu perusahaan export dan import yang menggunakan Gantry Crane. Alat pengangkat untuk mengangkat bahan baku yang menggunakan crane yaitu jenis Gantry crane.

  2

  3

  1

  4 Gambar 3.1 Gantry Crane

  Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Dimana : 1. Trolley dan Spreader.

  2. Boom.

  3. Mesin Utama.

  4. Girder.

3.2 Parameter yang Diamati

  Perhitungan yang dilakukan untuk mengetahui jenis Number of Bend (NB) yang optimum, maka perlu ada parameter-parameter yang harus diamati, yaitu :

3.2.1 Karakteristik Mesin Pengangkat

  Parameter teknis utama dari mesin pengangkat adalah kapasitas angkat, berat mati mesin tersebut, dan sebagainya.

  Kapasitas angkat maksimum : 40 ton Tinggi angkat : 41 meter Kecepatan angkat : 50 meter/menit Secara design mesin pengangkat di PT. UNIT TERMINAL PETI KEMAS INDONESIA (

  UTPK ) cabang Belawan Medan jelas tampak jenis pengangkat yang digunakan yaitu Gantry crane. Terlihat dari ciri-cirinya, terletak di atas rel, mempunyai lengan penyangga (boom) sebagai pengatur posisi dan sebagai pembawa peti kemas dari tempat pengangkatan bahan kemudian memasukkan peti kemas kedalam kapal.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  3.2.2 Number of Bend Puli

  Komponen-komponen dari crane jenis gantry pada trolley ini memakai sistem puli yang dipakai adalah jenis sistem puli dengan 5 puli dengan 8 lengkungan. Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core dengan i = 6750 kg. Sistem puli ini perlu dianalisa untuk membuktikan sistem puli dengan 8 lengkungan (number of bend) yang digunakan memang adalah sistem puli yang sangat tepat untuk melakukan pengangkatan atau ada sistem puli lain mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.

  3.2.3 Kondisi Operasi

  Crane yang dipakai untuk membantu proses produksi di operasikan dengan bantuan kontrol dari operator. Gantry berada dilapangan terbuka.

  Pembagian sift kerja di PT. UNIT TERMINAL PETI KEMAS INDONESIA ( UTPK ) cabang Belawan Medan dibagi dengan tiga shift. Gantry bekerja untuk pengangkatan peti kemas, dengan kapasitas 80% sampai 98% dari kapasitas angkat maksimum. Dalam periode waktu 24 jam crane bekerja ± 24 jam, dengan ini crane di kategorikan mesin yang bekerja tinggi dan maksimum.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

3.3 Perhitungan Mekanisme pada mekanisme Gantry

  DBB I

Gambar 3.2 Mekanisme perhitungan dari Gantry

  MA W 1 . ( 27 + 35 )m + W 2 . 21,98 – By . 27 = 0 By = By = By = 235,052 Ton ( )

  MB W 1 . 35 + W 2 ( 21,98 + 27 ) + Ay . 27 = 0

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  • Ay = Ay = -241,052 Ton ( ) DBB II

Gambar 3.3 Arah Gaya pada batang A dan B

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Pada titik D Gamabar 3.4 Arah Gaya pada titik D

  K K S6 = 0 S2 + S5 = 0

  S5 = -S2 S5 = -241,052 Ton ( Tekan )

  Pada titik C

Gambar 3.5 Arah Gaya pada titik C

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  K K S S S – S1 = 0 o S4 = 0 S3 = S1 – S4 sin 35,7

  S3 = 241,052 – 0 .sin 35,7 S3 = 241,052 Ton (Tarik )

  Pada titik F

Gambar 3.6 Arah Gaya pada titik F

  K K S12 – S7 = 0 S9 – S5 = 0 S12 = S7 S9 = S5

  S9 = 235,052 Ton

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Pada titik G

Gambar 3.7 Arah Gaya pada titik G

  K K S – S S S – S9 = 0 S8 cos 38,2 – S10 cos 34,94 = 0 S8 sin (38,2) + S10 sin(34,94) – 235,052 S8 (0,785) – S10 ( 0,819 ) = 0 S8 (0,618) + S10 (0,572) = 235,052 Disubsitusikan dari K K S8 (0,618) + S10 (0,572 ) = 235,052 x 0,785 S8 (0,785) – S10 ( 0,819 ) = 0 x 0,618 S8 ( 0,48513 ) + S10 ( 0,44902 ) = 184,51582 S8 ( 0,48513 ) – S10 ( 0,506142 ) = 0 -

  S10 ( 0,955162) = 184,51582 S10 =

  S10 = 193,178 Ton

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Dari persamaan K

  S8 cos 38,2 – S10 cos 34,94 = 0 S8 cos 38,2 – 193,178 cos 34,94 = 0 S8 ( 0,785 ) – 193,178 ( 0,819 ) = 0 S8 = S8 = 201,545 Ton

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

3.4. Perhitungan Mekanisme Pengangkatan (Hoisting) pada Spreader.

  Perencanaan mekanisme untuk gerakan pengakatan meliputi perencanaan- perencanaan :

  1. Tali baja

  2. Puli

  3. Drum

  4. Motor penggerak

  5. Sistem Transmisi

3.4.1. Perhitungan Tali Baja

  Tali baja digunakan untuk mengangkat dan menurunkan beban pada gerakan

  

hoist. Tali baja adalah tali yang dukonstruksikan dari kumpulan-kumpulan jalinan serat

(steel wire) dipintal hingga mencapai jalinan (strand), kemudian beberapa strand dijalin

  pula pada satu inti (core) sehingga membentuk tali. Salah satu bentuk struktur tali dapat dilihat pada gambar 3.8.

  Hal-hal yang mendasari pemilihan tali baja adalah :

  1. Lebih ringan dibandingkan dengan rantai

  2. Lebih tahan terhadap sentakan

  3. Operasi yang tenang

  4. Menunjukkan tanda-tanda yang jelas bila putus 5. Lebih fleksible.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 3.8 Konstruksi serat tali baja

  Dalam perencanaan ini berat muatan yang diangkat adalah 40 ton. Karena pada pengangkat dipengaruhi beberapa faktor, seperti overload, keadaan dinamis dalam operasi dan perubahan air yang tak terduga karena Gantry crane terdapat dipesisir pantai yang cuaca nya dapat berubah akan terjadi hujan yang dapat menambah berat dari peti kemas tersebut, maka diperkirakan penambahan beban 10% dari beban semula sehingga berat muatan yang diangkat menjadi :

  Q = 40000 + (10% x 40000) = 44000 Kg

  Kapasitas angakat total pesawat adalah : Q = Q + G

  Dimana : G = Berat speader

  =10000 Kg ……………….. (data survey) maka : Q = 44000 + 10000

  = 54000 Kg

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. sistem pengangkat ini terdiri dari dua sistem yang masing-masing sistem dibuat sedemikian rupa (gambar 3.8) dimana sistem yang pertama menggunakan satu buah tali baja dengan arah pilinan kiri dan sistem yang kedua mempunyai arah pilinan kanan. Penempatan posisi dan arah pilinan tali baja yang berbeda pada kedua sistem ini maksudnya untuk membuat kesetimbangan dalam mengangkat beban dan mengurangi beban yang terjadi pada tali baja.

  Diagram sistem pengangkat gerak hoist ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 3.8. Diagram sistem mekanisme pengangkat

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Gambar 3.9. Diagram lengkungan tali

  Dari gambar 3.9 dapat dilihat diagram lengkungan tali yang dapat menentukan tegangan tali yang dapat menentukan tegangan tali maksimum baja yang terjadi.

  Sistem pengangkat yang direncanakan ini terdiri dari 8 buah tali penggantung, sehingga :

  Q S S S S S S S S 1 2 3 4 5 6 7 8

  = + + + + + + + Tegangan tali maksimum dari sistem tali puli dihitung dengan rumus :

  Q S

  = 1

  n ηη

  Dimana : Q = 54000 Kg n = Jumlah tali penggantung = 8 1 = Efesiensi puli = 0,918

  = Efesiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuan akibat menggulung pada drum yang diasumsikan 0,98

  ( N. Rudenko hal. 41) Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. maka :

  54000 S 7503 , 0012 7503 kg

  = = =

  8 . , 918 . ,

  98

  dimana kekuatan putus tali sebenarnya P = S.K Dengan :

  S = 7503 Kg K = Faktor keamanan dari buku N. Rudenko hal. 42 (K = 5,5) pengoperasian medium

  Maka : P = 7503.5,5 = 41266,5 Kg

  Tipe tali baja yang dipilih adalah menurut standart United rope works, roterdam Holland yaitu 6 x 41+1 fibre core (N. Rudenko) dengan :

  • Beban patah : Pb = 45200 Kg •

  Tegangan patah : b = 180 Kg/m

  • Berat tali : W = 2,81 Kg/m
  • Diameter tali : d = 27,8 mm

  Maka tegangan maksimum tali yang diizinkan :

  P b

  S izin =

  K

  =

  8218 ,

  18 Kg 45200 = 5 ,

5 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Tegangan tarik yang diizinkan : izin = σ b

  K 180

  Kg

  =

  32 ,

  73 2

  =

  mm 5 ,

5 Luas penampang tali baja dapat dihitung dengan rumus :

  S

  F = 114 b d

  σ . 50000

  − K D m D min

   

  Dimana perbandingan diameter drum dan diameter tali baja untuk jumlah

    d

   

  lengkungan (NB) = 15 seperti terlihat pada gambar 3.9 adalah 37,5

  7503 2

  =

  4 , 07 cm

  =

  18000

  1 . 50000

  −

  5 ,

  5

  35 Tegangan tarik yang terjadi pada tali baja adalah : t = S F 114

  7503

  =

  4 ,

  07 2 2 = 1843,49 Kg/cm = 18,435 Kg/mm .

  Terlihat bahwa perencanaan tali aman untuk digunakan mengingat tegangan maksimum tali yang direncanakan lebih rendah dari tegangan maksimum izin yaitu : 7503 Kg < 8218,18 Kg dan tegangan tarik yang diizinkan lebih besar dari tegangan tarik yang 2 2 direncanakan yaitu : 32,73 Kg/mm > 18,435 Kg/mm .

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

3.4.2 Perhitungan Drum

  Drum untuk tali baja dibuat dari yang licin dengan flens yang tinggi untuk memungkinkan menggulung tali dalam beberapa gulungan. Diameter drum : D > 10 d,dimana drum untuk tali baja terbuat dari bahan besi tuang, jarang sekali yang dari baja tuang dengan memperhitungkan gesekan bearing, maka :

  Ketahanan tali baja ditentukan berdasarkan umur operasi tali baja tersebut. Umur tali baja dicari dengan rumus :

  z N

  =

  a ..z 2 ϕβ

  Dimana : z = Jumlah lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan tali a = Jumlah siklus rata-rata perbulan Z 2 = Jumlah siklus berulang persiklus

  = Hubungan langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah putus tali = Faktor perubahan gaya tekan

  N = Umur tali dalam bulan Z dicari dengan menentukan besar faktor kelengkungan (m) yang dicari dengan pesamaan sebagai berikut :

  A m

  =

  . C . C C 1 2 σ

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Dimana : m = Faktor pelengkungan berulang A = Perbandingan diameter drum dengan tali (37,5) 2

  = Tegangan tarik sebenarnya yang dialami tali (18,435 Kg/mm ) C = Faktor yang memberi karakteristik konstruksi tali dan kekuatan tarik maksimum bahan kawat yaitu, C = 0,5 (Lit 1 hal.44 ) c = Faktor yang tergantung diameter tali, c = 1,09 (Lit 1 hal.44 ) 1 1 c = Faktor produksi dan operasi tambahan, c = 1,37 (Lit 1 hal.44 ) 2 2 sehingga :

  37 ,

  5 m 2 ,

  

13

  = =

  18 , 435 . , 5 . 1 , 09 . 1 ,

37 Dengan bantuan faktor m pada buku N. Rudenko (hal.44) didapat harga-harga untuk m

  (2,42) sebesar 450.000, m(2,6) sebesar 500.000. Dengan melakukan interpolasi harga- harga ini dapat dicari nilai z, yaitu :

  2 ,

  6 2 , 54 500 . 000 z

  − − =

  2 ,

  6 2 , 42 500 . 000 450 . 000

  − − didapat, z = 461111 lengkungan berulang yang menyebabkan kerusakan.

  Merujuk pada persamaan untuk mencari umur tali diatas, harga-harga faktor a, Z , dan 2 , dapat diambil dari sebagai berikut : a = 3400

  Z 2 = 5 = 0,3, dan sebesar 2,5

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. maka :

  461111 N 36 , 165 36 bulan

  = = = 3400 .

  5 . , 3 . 2 ,

  5

  e = faktor tergantungnya pada konstruksi tali = 0,85 (e ,e dari Lit 1 hal. 42) 2 1 2 didapat : D 1045 artinya, diameter drum dan puli sebesar 1045 mm bisa digunakan.

  Jumlah lilitan pada drum untuk satu tali adalah

  H . i

  Z = + 2

  . D π

  dengan : H = tinggi angkat muatan, H = 41 meter i = perbandingan sistim tali, i = 4 maka : 4100 .

  4 Z = + 2 = 51,9 (dianggap 52 lilitan) . 1045 π

  Panjang drum kemudian dapat dicari dengan persamaan

2 H . i

  L = + 12 . s + l 1

  . D π

  l 1 = 4.s 1 = 4.31 = 124 mm

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  2 . 4100 .

  4 L = + 12 . 31 + 124 . 1045 π

  = 3595 mm Tebal dinding drum w = 0,02 D + 0,6 cm w = 0,02 104,5 + 0,6 w = 2,69 cm = 26,9 mm, digunakan 27 mm.

  Tegangan tekan pada dinding drum

  S c = σ w . s c = = 8,96 kg/cm . 7503 2

  σ 27 .

31 Tegangan yang diizinkan adalah :

  i = c /K

  σ σ

  Dimana faktor keamanan (K) untuk beban dinamis dua arah, K = 6-8, diambil 8 sehingga :

  110 2 i c i = = 13,75 kg/mm ; < ; maka drum aman digunakan.

  σ σ σ

8 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

3.4.3. Perhitungan puli

  Puli disebut juga kerek yaitu cakra yang dilengkapi tali atau rantai. Cakra merupakan suatu keping yang bundar yang disebut juga disc, terbuat dari logam dan nonlogam. Pinggiran cakra tersebut diberi alur yang berfungsi untuk laluan tali guna mentransmisikan gaya dan gerak.

  Puli direncanakan dengan dimensi-dimensi seperti yang terlihat pada gambar 3.10 berikut :

Gambar 3.10 Puli

  Ukuran-ukuran dari puli ditabelkan pada tabel 3.1 dibawah yang diambil dari tabel pada buku pesawat pengangkat dengan diameter tali 27,8 mm.

Tabel 3.1 Dimensi-dimensi puli

  Nama A b c e h L r r 1 r 2 r 3 r 4 Ukuran

  80

  60

  12

  2

  45

  20

  17

  6

  7

  25

  15 Sumber : Rudenko, “Mesin pemindah bahan”, 1994.

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Tekanan bidang yang terjadi sebesar :

  Q P

  =

  l .d 1 Dimana : P = Tekanan pada bidang gandar/poros puli

  Harga tekanan ini tidak boleh melebihi besar yang tercantum didalam tabel 3.2. Untuk 2 kecepatan keliling = 0,7 m/s , tekanan bidang poros sebesar P = 55 kg/cm . l = Panjang bush (1,5 s/d 1,8). d . Dipilih 1,8.d g g Q g = Beban puli,

  Q Q g

  =

  i

  i = perbandingan transmisi sistem puli, i pada sistem ini bernilai 8, sehingga berat beban puli 54000/8=6750 kg.

Tabel 3.2 Tekanan bidang yang diizinkan dengan kecepatan luncur

  V (m/s) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 2 P (kg/cm )

  75

  70

  66

  62

  60

  57

  55

  54

  53

  52

  51

  50

  49 Sumber : Rudenko, “Mesin pemindah bahan”, 1994.

  Diameter gandar roda puli dapat diperoleh

  6750 d g = 2 55 . 1 , 8 d g 6750 d g = = 68 ,

  18 55 . 1 ,

  8 d g 8 , 2 cm 82 mm

  = ≈ Sedangkan panjang bush adalah L = 1,8.8,2 = 14,8 cm

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

3.4.4. Perhitungan Spreader

  Spreader direncanakan untuk mengangkat beban dengan kapasitas yang besar, dimana pada ujung spreader tersebut dipasang bucket untuk tempat peti kemas yang akan diangkat. Jenis bucket yang akan dipakai ini mempunyai penahan yang akan masuk kedalam lubang yang ada pada peti kemas dan diangkat dengan penjepit. Adapun spreader dan ukuran-ukuran utamanya dapat dilihat pada gambar 3.11 dan 3.12 berikut :

Gambar 3.11 Spreader

  P 1 2 3 P w w w 1 2 3 q q q ax

  R A B ay R by R

Gambar 3.12 Diagram pembebanan pada spereader

  

Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

  Dimana : W1 = q1 . l1 ; W1x = q1x W2 = q2 . l2

  W3 = q3 . l3 Karena pada batang I dan III terdapat masing-masing satu buah batang, maka beban yang diterima oleh masing-masing batang akibat beban angkat spreader adalah :

  Qo

  P 1 =

  6 44000

  = = 7333,33 Kg

6 Bobot total yang masing-masing diterima oleh batang adalah :

  P = P 1 + G 1 Dengan ; G 1 = berat bucket, direncanakan sebesar 100 Kg Maka ;

  P = 7333,33 + 100 = 7433,33 Kg

  Gaya reaksi yang bekerja pada masing-masing tumpuan adalah : = 0

  M A

  l l l 3 2 1 P(l 2 + l 3 ) + q 3 .l 3 ( + l 2 ) – R by .l 2 + q 2 .l 2 ( ) – q 1 .l 1 ( ) – P.l 1 = 0

  2

  2

  2 Maka : l 3 l l 2 1 P ( l l ) q . l ( l ) q . l ( ) q . l ( ) P . l 2

  • 3 3 3 2 2 2 − 1 1 − 1

      2

      2

      2 R = by l 2 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      dimana : 2 q 2 = berat per meter batang II, q 2 = 24 Kg/mm q1 = berat per meter batang I dan III, q1 = 56,7 Kg/mm2

      R by 1 ,

      5 2 ,

      1 1 ,

      5 7433 , 33 ( 2 ,

      1 1 , 5 ) 56 , 7 . 1 , 5 ( 2 , 1 ) 24 . 2 , 1 ( ) 56 , 7 . 1 , 5 ( ) 7433 , 33 . 1 ,

      5

    • − −

      2

      2

      2 =

      

    2 ,

      1

      = 7543,58 Kg M B = 0

      l l l 3 2 1     

    • P.l 3 - q 3 .l 3 + q 2 .l 2 - R ay .l 2 + q 1 .l 1 + P(l 1 + l 2 ) = 0

      l 2  +      

      2

      2

      2       l l l

          

      − 3 − 3 3 3 2 2 2 1

    1

    1 2 1 + + + 2       +  ( )

    • P . l q . l q . l q . l l P l l

      2

      2

      2

      

      

      Ray =

      l 2 = 7543,58 Kg.

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      Momen Lentur yang terjadi pada tumpuan A : 0 L

      1 w 1/2 x

      1 q

      V M P N x

      A'

    Gambar 3.13 Diagram Benda Bebas pada Tumpuan A

      A’

      M = 0 M + W1x . ½ x + Px = 0 M + q1x . ½ x + Px = 0

    2 M + ½ q1x + Px = 0

      M = ½ q1x2 – Px Untuk x = 0

      M A = ½ q1x2 – Px

      A

      M = ½ 56,7 ( 0 )2 – 7433,33 ( 0 )

      A

      M = 0 Untuk x = L1

      M A = ½ q1x2 – Px M A = Px + ½ q1x2

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

    2 M A = 7433,33 . 1,5 + ½ . 56,7 . ( 1,5 )

      A

      M = 11213,78 Kg. M Momen Lentur yang terjadi pada tumpuan B : L1

      L L W - L1 )

      1 2x 1/2(x-L1)

      2 q

      V M P 1 N

      1 (x-L ) A B' L ay

      R 1/2

      1 (x- L ) x

    Gambar 3.14 Diagram Benda Bebas pada Tumpuan B

      B’

      M = 0

      B’

      M + Px + W1 ( x – ½ L1 ) – Ra ( x – L1 ) + W2x ( ½ ( x- L1 ) ) = 0

      B’

      M + Px + q1.L1 ( x – ½ L1 ) – Ra ( x – L1 ) + q2 ( x – L1 ) ( ½ ( x – L1 ) = 0

      2 M B’ + Px + q1.L1 ( x – ½ L1 ) – Ra ( x – L1 ) + ½ q2 ( x – L1 ) = 0

      2 B’

      M = - Px – q1.L1 ( x – ½ L1 ) + Ra ( x – L1 ) – ½ q2 ( x – L1 ) = 0 Untuk x = L1

      B’

      M = - Px – q1.L1 ( x – ½ L1 )

      B’

      M = - P ( L1 ) – q1.L1 ( L1 – ½ L1 ) M B’ = - 7433,33 ( 1,5 ) – 56,7. 1,5 ( 1,5 – ½ 1,5 )

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      M B’ = - 11213,7825 Kg. M Untuk x = L1 + L2

      B’

      M = - P ( L1 + L2 ) – q2.L1 ( L1 + L2 – ½ L1 ) + Ra ( L1 + L2 ) – ½ q2

      2

      ( L1 + L2 – L1 )

      2 M B’ = - P ( L1 + L2 ) – q1.L1 ( ½ L1 + L2 ) + Ra ( L2 ) – ½ q2 L2

      M B’ = - 7433,33 ( 1,5 + 2,1 ) – ( 56,7 . 1,5 ) ( ½ . 1,5 + 2,1 ) + 7543,58. ( 2,1 ) – ½ ( 24 ) ( 2,1

      2

      )

      B’

      M = - 11213,7825 Kg. M Momen maksimum yang terjadi pada batang I dan III adalah :

      l 1  

      M A = P.l 1 + q 2 .l 1

       

      2  

      1 ,

      5

        = 7433,33 . 1,5 + 56,7 . 1,5 = 11213,78 Kg.m

       

      2

        Tegangan lentur yang terjadi pada batang I dan III adalah : W 1 = (lit. 6 , hal 40) M max Z 1 dimana ; 3 Z = momen tahanan penampang batang I dan III (1171,3 cm ) 1 sehingga : W 1 = W 2 = = 957,38 Kg/cm 11213 ,

      78

    2

    1171 ,

    3 Tegangan lentur yang terjad pada batang II adalah :

      Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      M max W 3 = (lit. 6 , hal 40) Z 3

      dimana ; 3 Z 3 = momen tahanan penampang batang II (1402,2 cm ) sehingga : W 3 = = 799,73 Kg/cm 11213 ,

      78 2 1402 ,

      2 2 Bahan yang dipilih SNCM 1 dengan kekuatan tarik adalah 85 Kg/mm (Sifat mekanis baja paduan).

      Jadi tegangan lentur yang diizinkan adalah : 1

      σ W = (lit. 6 , hal 40) K

      8500 2

      = = 1416,67 Kg/cm

    6 Dari perhitungan diatas terlihat speader aman untuk digunakan karena tegangan izinnya

      lebih besar dari kekatan tarik perancangan bak pada batang I dan II maupn pada batang III.

    3.4.5. Perhitungan Motor Penggerak untuk Spreader

      Tenaga penggerak yang digunakan untuk mengangkat direncanakan berasal dari daya motor listrik dengan memakai dua elektromotor. Besarnya daya yang dibutuhkan oleh masing-masing elektromotor dapat dihitung dengan rumus :

      Q / 2 .

      ν

      (lit. 1, hal 234)

      N

      = 75 . tot

      η

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. Dengan : = effisiensi mekanisme pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan tiga pasangan roda gigi penggerak (Lit 1 , hal 299) v = kecepatan angkat, direncanakan, v = 42 m/min = 0,7 m/det sehingga :

      54000 x ,

      7

      2 N 315 Hp = =

      75 . ,

      8 Maka dipilih elektromotor dengan N = 320 Hp, putaran (n) = 980 rpm disesuaikan 2 dengan standar, jumlah kutub 6 buah, momen girasi rotor (GD rate = 97,75 kg.m ).

      Momen gaya ternilai dari motor (M rated ) adalah :

      N rated

      M 71620 x = rated n rated

      320 M 71620 x 23386 , 12 kg . cm rated = =

      980

      (lit. 1, hal 300)

      2 Bahan poros penggerak dipilih S30C dengan kekuatan tarik bahan P = 4800 kg/cm .

      (Sifat baja karbon untuk konstruksi mesin) Tegangan tarik yang diizinkan adalah : P

      σ σ i = K

      dimana K adalah faktor keamanan dan diambil K = 8

      4800 2 600 kg / cm σ i = =

    8 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      Tegangan puntir yang diizinkan adalah : k i ,

      7 σ = σ

      ( ) 2 k , 7 600 420 kg / cm σ = =

      ( )

      Maka diameter poros penggerak : 3 M rated d P

      ,

      2 σ k

      ( ) 3 23386 ,

      12 d P

      , 2 420 ( ) d P 6 , 3 cm

      ≥ Dipilih diameter poros penggerak d p = 65 mm diambil dari tabel pada (Diameter poros).

      Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus : 2 kop (lit. 1, hal 289)

      GD 4 . g .

      I

      = 2 dimana : g = percepatan gravitasi, g = 9,81 m/dt 2 I = Momen inersia kopling, I = 0,78 cm/dt Maka : 2 kop (lit. 1 , hal 300) 2 GD

      4 9 , 81 , 0078 , 306 kg . m

      = =

      ( )( )

      Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah : 2 2 2 GD = GD + GD kop kop rot 2 = 0,36 +97,75 = 98,056 kgm

      Momen gaya dinamis (M ) dapat dihitung : din

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      2 2 GD n , 975 QV δ

      M din =

    • (lit. 1, hal 293)

      375 t s s 2 nt η

      dimana : = koefisien pengaruh massa mekanisme transmisi (1,1 s/d 1,25) t s = waktu star (3 s/d 8) maka : 2 2

      1 , 1 . 98 , 056 . 980 , 975 54000 ,

      7 ( )( )

      = 375 .

    • M din

      3 2 980 . 3 . ,

      8 ( ) ( )

      M din = 99 , 44 kgm

      momen gaya motor yang diperlukan pada saat star adalah :

      M M M mot = st din

    • (lit. 1, hal 296)

      Momen statis (M st ) poros motor adalah :

      N M 71620 x st = n

      (lit.1, hal 300)

      315 M 71620 x 230 , 207 kgcm st = =

      980

      maka : Mmot = 230,21 + 99,44 = 329,65 kgm

      Pemeriksaan motor terhadap beban lebih adalah sebagai berikut :

      M max

      (lit.1, hal 296)

      2 ,

      5

      <

      M rated

      Dimana :

      M M max = mot M 329 , max

      65 1 ,

      41 = = (lit.1, hal 300)

      M 233 , rated

    86 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      Harga 1,41 < 2,5, maka motor aman untuk digunakan.

    3.4.5.1. Perhitungan Transmisi Mekanisme Spreader

      Pada perencanaan transmisi mekanisme pengangkat ni digunakan sistem roda gigi yang berfungsi untuk mereduksi putaran motor penggerak. Roda gigi yang dipakai adalah roda gig lurus empat tingkat yang terpasang pada poros elektromotor. Pada sistem pengangkat ini digunakan dua elektromotor yang terpasang pada satu poros yang diantaranya dipasang transmisi roda ggi yang menenruskan putaran kecakra drum. Adapun bentuk transmisi pengangkat ini dapat dilihat pada gambar 3.15 berikut ini.

    Gambar 3.15 Transmisi mekanisme pengangkat

      Dari perhitungan sebelumnya, telah diketahui bahwa untuk mekanisme pengangkat dperoleh : Daya motor penggerak, N - 1 = 320 Hp / 238,72 kW.

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      Putaran motor, n = 980 rpm. 1

    • Kecepatan agkat, v = 0,7 m / det. - Diameter drum, D = 1045 mm. -

      Kecepatan tali baja dari drum adalah : V d = i puli . v (Lit 1 , hal 234)

      Dimana; i puli = perbandingan transmisi pul, i puli = 2 Maka : V d = 2 ( 0,7 ) = 1,4 m / det.

      Putaran drum dapat ditentukan dengan rumus : 60 .

      V d

      n = d (Lit 1 , hal 235)

      . D π 60 . 1 ,

      4

      = = 27,58 rpm .

      1 ,

      04 π

      Perbandingan transmisi total adalah :

      n 980

      i = = (Lit 1, hal 234)

      27 ,

      58 n d

      Perbandingan transmisi roda gigi tingkat pertama dan kedua diambil i = 4,6 dan i = 4 1 2

      i

      Maka : i = 3

      i .i 1 2 35 ,

      53

      = = 1,93

      4 , 6 ( 4 )

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

    3.4.5.2. Perhitungan Dimensi Roda Tingkat Pertama

      Direncanakan transmisi tingkat pertama sebagai berikut : = 20

      Sudut tekan

      α

      Jumlah gigi Z = 10 1 Torsi

      N 1 T c = 9550 . (lit.6 , hal 132) n 1 238 ,

      72 = 9550 . = 232,3 Nm

      980

      Modul m = 15 Lebar gigi b = (6 atau 10) (Lit 2 , hal 240)

       = 10 . 15 = 150 mm

      Tinggi kepala gigi h k = m = 15 mm (Lit 6, hal 30) Tinggi kaki gigi h = 1,2 . m f

      = 1,2 . 15 = 18 mm Jumlah gigi roda gigi 2 Z = i . Z (Lit 2, hal 216) 2 1 1

       = 4,6 . 10 = 46 ( )

      m Z Z 1 2

    • Jarak sumbu poros

      a = (Lit 2 , hal 216)

      2 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      15

      10

      46 ( )

    • = = 420 mm

      2 Diameter jarak bagi d o1 = m . Z 1 (Lit 3 , hal 33) = 15 (10) = 150 mm

      d = m . Z o2 2

      = 15 (46) = 690 mm

      Kelonggaran puncak c k = 0,25 . m (Lit 3, hal 30) = 0,25 (15) = 3,75 mm

      Diameter dasar d b1 = d o1 – 2h f (Lit 3, hal 33) = 150 – 2 . 18 = 114 mm d = d – 2h b2 o2 f

       = 690 – 2 . 18 = 658 mm

      Diameter kepala d k1 = d o1 + 2 m (Lit 3, hal 33)

       = 150 + 2(15) = 180 mm

      d = d + 2 m k2 o2

       = 690 + 2(15) = 720 mm

      Jarak bagi lingkaran t o1 = t o2 = . M (Lit 3, hal 33)

      π = 3,14 . 15 = 47,1 mm

      Tinggi gigi H = 2 . m + c k (Lit 2, hal 219) = 2 (15) + 3,75 = 33,75 mm

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      Diameter kaki d f1 = d k1 – 2 H (Lit 2, hal 248)

       = 180 – 2 (33,75) = 112,5 = 113 mm

      d f2 = d k2 – 2 H

       = 720 – 2 (33,75) = 652,5 = 653 mm

      Tebal gigi

      π

      S = S = m . (Lit 3, hal 30) o1 o2

      2 π

      = 15 . = 23,55 mm

      2 Gambar 3.16 Nama-nama bagian roda gigi

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

    3.4.5.3. Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat Pertama

      Perhitungan kekuatan roda gigi tingkat pertama sangat penting untuk diperiksa karena saat roda gigi berputar antara roda gigi yang satu dengan yang lainnya akan terjadi benturan dan gesekan.

    Gambar 3.17 Gaya pada roda gigi

      Kecepatan keliling roda gigi 1 dan 2 dapat dihitung dengan rumus :

      . d . n π o 1 1

      v = (Lit 2, hal 238)

      60 ( 1000 ) 3 , 14 . 150 . 980

      v o1 = v o2 = = 7,69 m/det

      60000

      Gaya tangensial yang bekerja pada roda gigi 1 dan 2 adalah :

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      102 . N 1 Ft = (Lit 2, hal 238) v o 1

      102 . 238 ,

      72

      = = 3166,37 kg

      7 ,

    69 Tegangan geser yang terjadi pada roda gigi1 dan 2 adalah :

      F t

      = (Lit 5, hal 843)

      τ A

      dimana ; A = b.H 2 = 150.33,75 = 5062,5 mm sehingga ;

      3166 ,

      37 2

      = = 0,625 kg/mm

      τ 5062 ,

      5 Tegangan lentur yang terjadi dapat dicari dengan rumus : a = (Lit 2, hal 240) F 1 b . m . Y . f v

      dengan : Y = faktor bentuk gigi Y 1 = 0,201 untuk Z = 10 Y 2 = 0,401 (interpolasi) untuk Z = 46 f v = faktor dinamis, yang untuk kecepatan rendah dirumuskan dengan

      :

      

    Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

    Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

      3

      = (Lit 2, hal 240)

    • 3 v

      3

      = = 0,28

      7 ,

      69

    • 3

      maka :

      3166 ,

      37 2

    • untuk roda gigi 1 : a = = 25 kg/mm 150 .

      

    15 . , 201 . ,

      28 3166 ,

      37 2

    • untuk roda gigi 2 : a = = 12,53 kg/mm 150 .

      

    15 . , 401 . ,

      28 Bahan untuk roda gigi 1 adalah S 35 C yang memiliki tegangan lentur izin ( a1 ) = 26 2 2 kg/mm dan kekuatan tarik ( b1 ) = 52 kg/mm sedangkan untk roda gigi 2 bahannya 2 adalah FC 30 yang memiliki tegangan lentur izin ( a2 ) = 13 kg/mm dan kekuatan tarik 2

      ( b2 ) = 30 kg/mm . data-data bahan tersebut terdapat dalam sifat-sifat baja karbon untuk konstruksi mesin.

      Tegangan geser izin dapat dihitung dengan rumus : b

      σ

      = (Lit 2, hal 249)

      τ a + Sf Sf 1 2

      dengan : Sf = faktor keamanan untuk bahan S-C dengan pengaruh massa = 6 1 Sf = faktor keamanan dengan pengaruh kekasaran permukaan = 2,5 2 maka :

      52 2

    • untuk roda gigi 1 : = = 6,1 kg/mm a

      τ

      2 ,

    5 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

    • 6
    • untuk roda gigi 2 : b

    • = 3,53 kg/mm
    • 2 Dari hasil perhitungan terlihat bahwa tegangan geser dan tegangan lentur yang diizinkan ternyata lebih besar dari tegangan geser dan tegangan lentur yang direncakan sehingga aman untuk digunakan.

        

      Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

      Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

        τ

        =

        5 ,

        2

        6

        30

      3.4.5.4. Perhitungan Dimensi Roda Tingkat Kedua

        Daya dari poros elektromotor diteruskan ke poros roda gigi tingkat kedua, dan dengan cara perhitungan yang sama seperti transmisi roda gigi tingkat pertama dapat diperoleh ukuran-ukuran roda gigi 3 dan 4, yaitu :

        Perbandingan transmisi i 2 = 4 Modul m = 20

        Lebar gigi b = 200 mm Tinggi kepala gigi h k = 20 mm

        Tinggi kaki gigi h f = 24 mm Jumlah gigi roda gigi 3 Z 3 = 18 Jumlah gigi roda gigi 4 Z 4 = 68

        Jarak sumbu poros a = 850 mm Diameter jarak bagi d o3 = 340 mm d o4 = 1360 mm

        Diameter dasar d b3 = 292 mm d b4 = 1312 mm Diameter kepala d k3 = 380 mm d k4 = 1320 mm

        kg/mm 2 dan kekuatan tarik b3 = 20 kg/mm 2 . Bahan roda gigi 4 yang dipilih adalah FC 15

        Z n

        = 0,7 kg/mm 2

        τ

        = 6407,7 kg

        = 53,26 rpm

        213 04 ,

        68 17 .

        =

        = 213,04 rpm Putaran poros III adalah : n 4 = 4 3 . 2 Z

        

      Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

      Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

        46 980 10 .

        = n 3 =

        Z n

        maka putaran poros II adalah : n 2 = 2 1 . 1 Z

        Z n n =

        Putaran poros I adalah n 1 , dengan : i 1 = 1 2 2 1 Z

        Diameter kaki d f3 = 290 mm d f4 = 1230 mm Tebal gigi S = 31,4 mm

        Jarak bagi lingkaran t = 62,8 mm Tinggi gigi H = 45 mm

      • Kecepatan keliling roda gigi 3 dan 4 : v o3 = v o4 = 3,8 m/det
      • Gaya tangensal yang dialami : F t
      • Tegangan geser yang dialami :
      • Tegangan lentur yang terjadi : a3 = 7 kg/mm
      • 2 : a4 = 5 kg/mm 2 Bahan roda gigi 3 yang dipilih adalah FC 20 dengan tegangan lentur yang diizinkan a3 = 9

          2

          dengan tegangan lentur yang diizinkan = 15 kg/mm dan kekuatan tarik = 15 2 a4 b4 kg/mm .

          Tegangan geser izin pada masing-masing roda gigi adalah : 2 = 2,3 kg/mm

          τ a 3 2 a 4 = 1,76 kg/mm τ

          Rancangan ini juga aman digunakan baik karena tegangan geser maupun tegangan lentur yang diizinkan lebih besar dari pada tegangan geser maupun tegangan lentur yang direncanakan.

        3.4.5.5. Perhitungan Dimensi Roda Tingkat Ketiga

          Daya dari poros elektromotor diteruskan ke poros roda gigi tingkat kedua, dan dengan cara perhitungan yang sama seperti transmisi roda gigi tingkat pertama dapat diperoleh ukuran-ukuran roda gigi 5 dan 6, yaitu :

          Perbandingan transmisi i 3 = 1,93 Modul m = 25

          Lebar gigi b = 250 mm Tinggi kepala gigi h k = 25 mm

          Tinggi kaki gigi h f = 30 mm Jumlah gigi roda gigi 5 Z = 20 5 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

          

        Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

        Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

          Jumlah gigi roda gigi 6 Z 6 = 48 Jarak sumb poros a = 950 mm

          Diameter jarak bagi d o5 = 475 mm d o6 = 1200 mm Diameter dasar d b5 = 415 mm d b6 = 1140 mm

          Diameter kepala d k5 = 525 mm d k6 = 1250 mm Jarak bagi lingkaran t = 78,5 mm

          Tinggi gigi H = 56,25 mm Diameter kaki d f5 = 412,5 mm d f6 = 1137,5 mm

          Tebal gigi S = 39,25 mm Putaran poros I adalah n 1 , dengan : i 1 = 1 2 2 1 Z

          Z n n =

          maka putaran poros IV adalah : n 4 = 53,26 rpm = n 5 Putaran poros VI adalah : n 6 = 6 5 . 3 Z

          Z n

          53 , 26 .

          20

          = = 21,08 rpm

        51 Kecepatan keliling roda gigi 5 dan 6 : v = v = 1,32 m/det

        • o5 o6
        • Gaya tangensal yang dialami : F t = 18446,5 kg
        • 2 Tegangan geser yang dialami : = 1,3 kg/mm 2
        • Tegangan lentur yang terjadi : -
        • a5 = 13,5 kg/mm 2

            : a6 = 10,4 kg/mm

            Bahan roda gigi 5 yang dipilih adalah SC 46 dengan tegangan lentur yang diizinkan a5 = 2 2 19 kg/mm dan kekuatan tarik = 46 kg/mm . Bahan roda gigi 6 yang dipilih adalah FC b5 2 25 dengan tegangan lentur yang diizinkan = 11 kg/mm dan kekuatan tarik = 25 2 a6 b6 kg/mm .

            Tegangan geser izin pada masing-masing roda gigi adalah : 2 a 5 = 2,3 kg/mm

            τ 2 a 6 = 1,76 kg/mm τ

            Rancangan ini juga aman digunakan baik karena tegangan geser maupun tegangan lentur yang diizinkan lebih besar dari pada tegangan geser maupun tegangan lentur yang direncanakan.

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Dari hasil diatas didapat perbandingan transmisi dari roda gigi 1 sampai dengan 6

          Tabel 3.3 Spesifikasi Roda gigi

            Roda Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi gigi

            1

            2

            3

            4

            5

            6 Dimensi Jumlah

            10

            46

            18

            68

            20

            48 gigi ( Z ) Lebar gigi 150 mm 150 mm 200 mm 200 mm 250 mm 250 mm

            ( b ) Diameter 114 mm 658 mm 292 mm 1312 mm 415 mm 1140 mm

            Dasar ( db )

            Tinggi gigi 33,75 mm 33,75 mm 45 mm 45 mm 56,25 mm 56,25 mm ( H )

            Tebal gigi 23,55 mm 23,55 mm 31,4 mm 31,4 mm 39,25 mm 39,25 mm ( S )

            Jarak 420 mm 420 mm 850 mm 850 mm 950 mm 950 mm sumbu poros (

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. a ) Diameter 150 mm 690 mm 340 mm 1360 mm 475 mm 1200 mm jarak bagi

            (do ) Diameter 180 mm 720 mm 380 mm 1320 mm 525 mm 1250 mm kepala

            ( dk ) Modul

            15

            15

            20

            20

            25

            25 ( m )

            3..4.6. Perhitungan Sistim Rem Untuk Mekanisme Spreader

            Pada pesawat pengangkat rem tidak hanya dipergunakan untuk menghentikan beban tetapi juga untuk menahan beban pada waktu diam dan mengatur kecepatan pada saat menurunkannya. Adapun bentuk dan komponen utama dari rem yang akan direncanakan dapat dilihat pada gambar 3.18 berikut ini.

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

          Gambar 3.18 Sistim rem pengangkat.

            Pada perencanaan ini jenis rem yang dipergunakan adalah jenis rem cakra (disc breake).

            Daya statik pengereman yang dipakai adalah : Q .

            V .

            η

            N = (Lit 1, hal 292) br 2 .

          75 Dimana :

            Q = Kapasitas angkat V = Kecepatan angkat = 0,7 m/det

            = effisiensi total mekanisme = 0,8

            η

            maka :

            54000 . , 7 . ,

            8 N br = = 201,6 Hp 2 .

            75 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            = 270,3 + 147,33 = 417,63 kg.m Ukuran-ukuran diameter dan lebar cakram dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan dibawah ni :

            . . . 975 , . 375 . .

          2

          2

            Momen gaya yang diperlukan untuk pengereman adalah : M br = M din + M st (Lit 1, hal 297)

            1 2 2

            ) 980 . 056 , 98 ( 2 ,

            . 8 , . 7 , 54000 . 975 , 5 , 375 1 .

            5 , 980 1 .

            M din =

            η δ

            V Q t GD n .

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            t n

            M din = br br

            = 147,33 kg.m Momen gaya dinamik saat pengereman adalah :

            980 201 6 ,

            (Lit 1, hal 292) = 71620

            n N

            Momen statis pada saat pengereman adalah : M st = 71620 br br

          • dimana : t br = Waktu untuk pengereman, untuk mekanisme pengangkatan, V>12 m/s = 1,5 detik (mekanisme pengangkat dan penjalan) (Lit 1, hal 294) = Koefisien efek massa bagian mekanisme transmisi ( = 1,1 – 1,25) diambil 1,2 (Lit 1, hal 293) maka :
          • = 270,3 kg.m

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            = 0,2 s/d 0,5 (lit.8 , hal 512) maka : 0,2 . r m 3 =

            = 0,2 . 29,1 = 5,8 cm Diameter dalam cakram rem adalah :

            = 29,1 cm maka : b = 0,2 . r m

            2 , 4923 54 ,

            r m = 3

            π

            2 ) 41763 2 (

            ) 6 ( . 45 ,

            r b

            b.r m 2 =

            P = tekanan permukaan yang diizinkan, (0,5 – 7) m

            = koefisen gesekan, (0,35 – 0,65) (Karakteristik Material Gesek)

            = koefisien pengereman, (1,75 – 2) (Karakteristik Material Gesek)

            (lit.8 , hal 512) dimana : b = lebar cakra rem (cm) r m = radius rata-rata cakram (cm)

            µ π β

            2 .

            P M br . .

            D i = 2r m – b (lit.8 , hal 512)

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            = 1594,6 kg Tekanan permukaan yang terjadi adalah :

            1060 47 , 1594 6 ,

            = 3,14(32 2 – 26,2 2 ) = 1060,47 cm 2 maka : P =

            F = luas permukaan kontak = (r o 2 – r i 2 ) (Lit 1, hal 223)

            (Lit 1, hal 223) Dimana :

            F S

            P =

            2 4176

            = 2(29,1) – 5,8 = 52,4 cm Diameter luar cakram rem adalah :

            1 , 29 ) ( 45 ,

            (Lit 1, hal 222) dengan jumlah permukaan gesek (Z) = 2, maka : S =

            µ

            Z r M . .

            S = m br

            = 2(29,1) + 5,8 = 64 cm Gaya dorong aksial (S) untuk permukaan gesek adalah :

            D o = 2r m + b (lit.8 , hal 512)

            = 1,5 kg/cm 2 Harga tekanan permukaan kontak ini masih dalam batas tekanan satuan yang diizinkan 2 yaitu untuk bahan asbes pada logam P = (0,5 s/d 7) kg/cm , dengan demikian bahan yang dipilih adalah tepat.

          3.5. Perhitungan Mekanisme Trolley

            Trolley dirancang sedemikian rupa sebagai tempat bergantungnya spreader, disamping harus dapat menahan beban yang diangkat, trolley juga berfungsi sebagai pembawa beban yang mekintas diatas rel pada grinder.

          3.5.1. Perhitungan Tali Baja

            Gaya maksimum yang bekerja pada roda trolley adalah :

          • Q q

            (Lit 1, hal 237)

            P max =

          4 Dimana :

            q = berat trolley dan jabin utama (20000)kg diambil dari data survey

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Maka :

          • 54000 20000

            P 18500 kg max = =

          4 Faktor perhitungan kecepatan gelinding adalah:

            (Lit 1, hal 261)

            H , 2 s / d

          1 V

            = w

            ( )

            dimana : V w = kecepatan gelinding direncanakan 2 m/det

            Sehingga : H = 0,5 x 2 = 1 2 Bahan roda trolley S30C dengan kekuatan tarik, = 4800 kg/cm . t

            Diameter roda trolley dapat dicari dengan rumus : 2

             600 P . Hmax

            (Lit 1, hal 260)

            D w

            2 =   b

            σ c w    

            Dimana : c = Tegangan tekan izin pada roda trolley, diambil c = 4000 kg/cm 2 b w = lebar roda trolley, direncanakan b w = 125 mm Sehingga : 2  600 18500 .

            1  d w = =

            2 66 , 6 cm , diambil 67 cm  

            4000 12 ,

            5  

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Diameter poros roda trolley dapat ditentukan dengan rumus : 3 10 , 2 . P . L max (Lit 2, hal 12)

            d w = b σ

            Dimana : L = jarak plat gantungan dengan roda trolley (direncanakan L = 25 cm). dan 2 bahan poros diplih S45C dengan kekuatan tarik t = 7000 kg/cm . dan tegangan lentur 2 izin b = 3000 kg/cm .

            Maka : 3 10 , 2 . 18500 .

            25 . d w 11 ,

          63 cm , diambil

          12 cm

            = = 3000

            Tahanan akibat gesekan pada roda trolley adalah :

            01 ( d 2 ) K W

          • ,

            ( Q q ) D W

          • W 1 =

            Dimana : = koefisien gesek pada bantalan (0,01) K = koefisien gesek roda gelinding (0,05)

            Maka :

            01 (

            12

          2 ) ,

            05

          • ,

            W ( 54000 20000 ) 1

            =

          • = 242,99 kg

          67 Tahanan pada cakra mekanisme pengangkat adalah :

            V 2 = Dimana ; T = tegangan tali baja maksimum.

            (Lit 1, hal 284) W T .

            V= tegangan tali baja.

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Dimana :

            S 1

            dan (Lit 1, hal 284)

            T .S

            V

            = ε 2 =

            ε

          Gambar 3.19 Diagram untuk menentukan tahanan gesek

            Dari diagram sistem mekanisme pengangkat diketahui bahwa : Q = + S 5 + S 6 + S 7 + S 8 (Lit 1, hal 284)

            Dimana : S = S = S = S 1 3 5 7 S 2 = S 4 = S 6 = S 8 Maka: Q = 4(S 1 + S 2 )

            Dengan :

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            S = .S 2 1 (Lit 1, hal 284)

            Sehingga : gaya tarik baja pada tali 1 adalah :

            Q S

            =

            1 )

            ε

          • 4 (

            dimana ; = faktor tahanan puli (untuk puli dengan bantalan rol = 1,03) sehingga :

            54000 S 6650 , 1

          25 Kg

            = =

            1 ,

            03 1 )

          • 4 (

            Gaya tarik baja pada tali 2 adalah : S = 1,03.6650,25 = 6849,76 Kg 2 Sehingga : T = 1,03.6849,76 = 7055,25 Kg

            6650 ,

            25 Dan : V 6456 ,

            55 Kg

            = =

            1 ,

            03 Maka : W 7055 , 2 25 6456 , 55 598 ,

          7 Kg

            = − = Gambar. 3.20 Diagram untuk menentukan tahanan cakram

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            2

            3

            4

            5

            7

            1

            3

            4

            5

            6

            1

            2

            8

            10

            9 Gambar.3.21 Diagram sistem trolley Lengkungan tali baja yang diizinkan :

            1

            (Lit 1, hal 284)

            f

            X max

            =

            20

            dimana ; X = jarak pada lengkungan maksimum = 77 m (survey) max Gambar.3.22 Diagram untuk menentukan tegangan tali

            Maka :

            1 f 77 , 385 m

            = =

            20

            1

            1 x . X .

            77 38 , 5 m = max = =

            2

          2 Tegangan tali baja tegangannya sendiri :

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            2 q . r

            X

            (Lit 1, hal 285)

            S =

            2 . f

            Tipe tali baja yang dipilih adalah 6 x 19 +1 fibre core dengan diameter d r = 23,9 mm serta berat per meter tali q r = 2,21 Kg/m.

            Maka : 2

            2 , 21 . 38 ,

          5 S 4254 , 25 Kg .

            = = 2 . , 385

            Tegangan tali maksimum yang terjadi :

            W W S 1 2

            S max = η

            dimana ; = effesiensi cakra, untuk enam buah cakra = 0,838 maka :

            242 , 99 598 , 7 4254 ,

            25

            S 6081 Kg max = = , 838

            Beban patah tali baja : P = S max .K

            Dengan ; K = faktor keamanan = 5,5 Maka : P = 6081.5,5 = 33445,5 Kg.

            Dari hasil perhitungan diatas, beban patah yang terjadi masih dibawah beban patah 2 yang diizinkan yaitu, Pb = 36300 Kg. untuk tali baja dengan = 18000 Kg/cm . b Tegangan tali baja maksimum yang diizinkan adalah :

            P b S b =

            K 36300 2 S 6600 kg / cm b

            = = 5 ,

          5 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Tegangan tarik baja yang diizinkan :

            σ σ t =

            K 18000 2 t 3272 , 73 kg / cm

            σ = = 5 ,

          5 Luas penampang tali baja adalah :

            S F 114 b d = σ

            5000 −

            ( ) K D min

            Dari gambar. 3.23 terlihat bahwa jumlah lengkungannya 12, karena simetris. Maka, NB =

            d 6 sehingga; untuk jumlah kelengkungan 6 adalah 1/28. D min

            Sehingga :

            6081 2 F 114 = = 4 ,

          08 cm

          18000 1 50000

            −

            ( ) 5 ,

            5

          28 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Gambar. 3.23 Diagram lengkungan Tegangan tarik yang terjadi :

            S max σ t =

            F 114 6081 2 1490 ,

            4 kg / cm = =

            4 ,

          08 Perbandingan antara diameter drum dan diameter tali baja :

            A D / d m . . c . c . c

            = = σ 1 2 Dengan : 2 = Tegangan tarik sebenarnya pada tali = 1490,4 kg/cm c = Faktor karakteristik konstruksi tali baja dan tgangan patah dari 2 material , untuk tali baja 6 x 19 seal dan b = 180 kg/mm , C = 0,7 c = Faktor yang tergantung diameter tali baja, d = 23,9 mm, c = 1,04 1 r 1 c = Faktor produksi dan operasi tambahan, c = 1,37 2 2 Maka :

            A m =

            . c . c . c σ 1 2

            28 1 ,

            88 = =

            14 , 904 ,

            7 1 ,

            04 1 ,

            37 ( )( )( )

            Untuk m = 1,88 didapat jumlah lengkungan berulang Z dari tabel dan perhitungan secara interpolasi didapat Z = 312307 Maka umur tali baja dapat ditentukan dengan rumus :

            Z N

            = a . Z . . 2

            β µ

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. Dengan : a = Jumlah siklus rata-rata perbulan Z 2 = Jumlah lengkungan berulang persiklus kerja (3)

            = Faktor perubahan daya tahan tali = 0,4 = Hubungan antara jumlah lengkungan dengan putusan dalam tali = 2,5

            Maka :

            312307

            Bulan

            N 30 ,

            6

            = = 3400 .

            3 ,

            4 2 ,

            5 ( )( )

          3.5.2. Perhitungan Drum

            Dimensi-dimensi lain dari drum ini, dengan diameter tali 23,9 adalah sebagai berikut : r 1 = 13,4 mm r 2 = 26,8 mm c 1 = 5,9 mm

            Perhitungan tali memberikan besar perbandingan D min /d = 28 Sehingga D = 28 x 23,9 mm min D = 669,2 mm, diambil sebesar 670 mm. min Diameter ini diperiksa terhadap diameter yang diizinkan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            D e . e d

            ≥ 1 2 Dimana : e = 20, untuk crane dengan penggerak daya dan operasi ringan 1 e = 0,95 2 Didapat :

            D 25 . , 95 . 23 ,

            9

            ≥

            670 454 ,

            1

            ≥ Artinya, diameter drum dan puli sebesar 670 mm bisa digunakan.

            Tebal dinding drum w = 0,002 D + 0,6 cm w = 0,02.670 + 6 = 23,4 mm, digunakan 28 mm

            Tegangan tekan pada dinding drum c S

            σ = w . s

            6081 2 810 , 36 kg / cm

            = = 2 , 8 . 2 ,

            68 2 Bahan drum dipilih FCD 70 dengan kekuatan tarik c = 7000 kg/cm

            Tegangan yang diizinkan adalah : c i = σ σ

            K

            Dimana faktor keamanan (K) untuk beban dinamis dua arah, K = 6 – 8, sehingga :

            

          Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

          Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            7000 2 i = = 875 kg / cm σ

            8 σ c ≤ ; maka drum aman dalam pemakaian. σ i

            3.5.3. Perhitungan Puli

            Diameter puli atau drum adalah 670 mm dan diameter tali maka dapat diperoleh ukuran-ukuran utama yang lain seperti yang terlihat pada tabel 3.4 dibawah ini.

          Tabel 3.4 Dimensi puli mekanisme trolley

            Nama a b C e h l r r r r r 1 2 3 4 Ukuran 64,7 49,7 10 1,5 36,8 17,9 14,4

            5 5 19,9 14,8 Sumber : Rudenko, “Mesin pemindah bahan”, 1994.

            3.5.4. Perhitungan Motor Penggerak

            Tahanan total untuk menggerakkan Trolley :

            =

          • W W W
          • 1 2

              99 596 , 7 841 , 69 kg

              = = Daya motor penggerak yang dibutuhkan pada kecepatan konstan : W .

            • 242 ,

              V 1 N =

              75 tot η.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Dengan : = Effesiensi mekanisme pengangkat, diasumsikan 0,8 dengan tiga pasang roda gigi penggerak

              V t = Kecepatan jalan trolley (Direncanakan = 2 m/detik) Sehingga :

              841 , 69 .

              2 N 28 ,

              05 Hp

              = =

              75 . ,

              8 Maka dpilih elektromotor dengan N = 40 Hp, putaran (n) = 975 rpm disesuaikan 2 dengan standart, jumlah kutub 6 buah, momen girasi motor (GDrot = 10,4 kg.m ).

              Momen gaya ternilai dari motor (M rated ) adalah :

              N rated

              M rated = 71620 x

              n rated 200

              = 71620 x = 14616,32 kg.cm

              980 2 Bahan poros penggerak dipilih S35C dengan kekuatan tarik bahan p = 5200 kg.cm .

              Tegangan tarik yang diizinkan adalah :

              σ p i = K

              dimana K adalah fator keamanan, K = 8

              5200 2 i = = 650 kg/cm

            8 Tegangan puntir yang diizinkan adalah :

              k i = 0,7 ( ) 2 = 0,7 (650) = 455 kg/cm

              Maka diameter poros penggerak adalah :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            • dimana :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              d p

              ( ) 3 2 , k rated

              M σ

              d p

              ( ) 3 455 2 ,

              14616 32 ,

              d p Dipilih diameter poros penggerak d p = 60 mm diambil dari tabel standar poros. Momen girasi kopling dapat dicari dengan rumus :

              GD 2 kop = 4.g.l dimana : g = percepatan gravitasi, g = 9,81 m/det 2 l = momen inersia kopling, l = 0,0008 kg.cm/det 2 maka :

              GD 2 kop = 2(9,81)(0,0008) = 0,03139 kg.m 2 Momen girasi rotor dan kopling pada poros motor adalah : GD 2 = GD 2 kop + GD 2 rot

              = 0,03139 + 61,09 = 61,12 kg.m 2 Momen gaya dinamis (M din ) dapat dihitung dengan cara : M din =

              η δ . . .

              2 . . 975 , . 375 . . 2 2 s s t n

              V Q t GD n

            • = 80,27 kg.m

              = 71620 x

              M M

              14175 4 , 20202 4 , = rated maks

              < 2,5 dimana : M maks = M mot

              rated maks M M

              Pemeriksaan motor terhadap beban lebih adalah :

              = 12175,4 kg.m maka : M mot = 12175,4 + 8027 = 20202,4 kg.m

              980 166 6 ,

              n N

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Momen statis poros motor adalah : M st = 71620 x

              Momen gaya motor yang diperlukan pada saat stater adalah : M mot = M st + M din

              1 2

              980 . 12 , 61 . 5 ,

              2

            , 975 100000 1 ,

            375 3 .

              ( )

            ( ) ( )

            . 8 ,

            980 3 .

              M din =

              = koefisien pengaruh massa mekanisme transmisi (1,1 s/d 2,25) t s = waktu (1,5 s/d 5) maka :

              = 1,42 Harga 1,42 < 2,5 ; maka motor aman untuk dipakai.

            3.5.5 Perhitungan Transmisi Mekanisme Trolley

              Sistim transmisi roda gigi mekanisme trolley sama dengan sistim transmisi mekanisme pengangkat.

              Dari perhitungan sebelumnya, telah diketahui bahwa untuk mekanisme trolley diperoleh :

            • Daya motor penggerak, N 1 = 40 Hp/29,84 kW

              Putaran motor,n = 975 rpm 1

            • Kecepatan angkat, v = 2 m/det
            • Diameter drum, D = 670 mm -

              Kecepatan tali baja dari drum adalah : V d = i puli . v

              Dimana ; i = perbandingan transmisi puli, i = 1 puli puli maka : V = 1(2) = 2 m/det d

              Putaran drum dapat ditentukan dengan rumus : 60 .

              V d

              n d =

              . D π

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              60 .

              2

              = = 57 rpm

              . ,

              67 π

              Perbandingan transmisi total adalah :

              n

              i =

              n d 975

              = = 17,1

            57 Perbandingan transmisi roda gigi tingkat pertama dan kedua diambil i

              1 = 3,5 dan i 2 = 2,8 Maka :

              i

              i 3 =

              i .i 1 2 17 ,

              1

              = = 1,7

              3 ,

              5 2 ,

              8 ( )

            3.5.5.1. Perhitungan Dimensi Roda Tingkat Pertama

              Seperti pada perhitungan dimensi roda gigi mekansisme pengangkat, maka untuk menentukan dimensi-dimensi roda gigi mekanisme trolley dilakukan dengan cara yang sama. Dimensi-dimensi roda gigi mekanisme trolley direncanakan seperti dibawah ini :

              Perbandingan transmisi i = 3,5 1 Sudut tekan = 20 Modul m = 4

              Lebar gigi b = 40 mm Tinggi kepala gigi h k = 4 mm

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Tinggi kaki gigi h f = 4,8 mm Jumlah gigi roda gigi 1 Z 1 = 30 Jumlah gigi roda gigi 2 Z = 105 2 Jarak sumbu poros a = 270 mm

              Diameter jarak bagi d = 120 mm o1 d o2 = 420 mm Diameter dasar d = 110,4 mm b1 d = 410,4 mm b2

              Diameter kepala d = 128 mm k1 d = 428 mm k2 Jarak bagi lingkaran t = 12,56 mm

              Tinggi gigi H = 9 mm Diameter kaki d f1 = 110 mm d = 410 mm f2

              Tebal gigi S = 6,28 mm Kecepatan keliling V o1 = V o2 = 6,12 m/det

              Gaya tangensial yang terjadi F = F = 497,3 kg t1 t2 2 Tegangan geser yang terjadi 1 = 2 = 1,38 kg/mm 2 Tegangan lentur yang terjadi = 26,4 kg/mm a2 = 21 kg/mm a1 2

              2 2 Bahan roda gigi 1 dipilih S45C dengan = 30 kg/mm dan = 58 kg/mm a b

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Bahan roda gigi 2 dipilih S35C dengan a = 26 kg/mm 2 dan b = 52 kg/mm 2

            3.5.5.2. Perhitungan Dimensi Roda Tingkat Kedua

              Daya dari poros elektromotor diteruskan keporos roda gigi tingkat kedua, dan dengan cara perhitungan yang sama seperti transmisi roda gigi tingkat pertama dapat diperoleh ukuran-ukuran roda gigi 3 dan 4, yaitu :

              Perbandingan transmisi i 2 = 2,8 Modul m = 5

              Lebar gigi b = 50 mm Tinggi kepala gigi h k = 5 mm

              Tinggi kaki gigi h f = 6 mm Jumlah gigi roda gigi 3 Z 3 = 30 Jumlah gigi roda gigi 4 Z 4 = 84

              Jarak sumbu poros a = 285 mm Diameter jarak bagi d o3 = 150 mm d o4 = 420 mm

              Diameter dasar d b3 = 138 mm d b4 = 408 mm Diameter kepala d k3 = 160 mm d k4 = 430 mm

              Jarak bagi lingkaran t = 15,7 mm Tinggi gigi H = 11,25 mm

              Diameter kaki d f3 = 137,5 mm Tebal gigi S = 7,85 mm

              Kecepatan keliling V o3 = V o4 = 2,18 m/det Gaya tangensial yang terjadi F t3 = F t4 = 1396,2 kg 2 Tegangan geser yang terjadi = = 2,5 kg/mm 3 4 2 Tegangan lentur yang terjadi a3 = 27 kg/mm a4 = 22 kg/mm 2 Putaran poros II n 2 = n 3 = 278,57 rpm

              Putaran poros III n = n = 99,48 rpm 4 5

              2 2 Bahan roda gigi 3 dipilih S45C dengan a = 30 kg/mm dan b = 58 kg/mm 2 2 Bahan roda gigi 4 dipilih S35C dengan = 26 kg/mm dan = 52 kg/mm a b

            3.5.5.3. Perhitungan Dimensi Roda Tingkat Ketiga

              Daya dari poros elektromotor diteruskan keporos roda gigi tingkat ketiga, dan dengan cara perhitungan yang sama seperti transmisi roda gigi tingkat pertama dapat diperoleh ukuran-ukuran roda gigi 5 dan 6, yaitu :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Perbandingan transmisi i 3 = 1,7 Modul m = 6

              Lebar gigi b = 60 mm Tinggi kepala gigi h k = 6 mm

              Tinggi kaki gigi h f = 7,2 mm Jumlah gigi roda gigi 5 Z 5 = 40

              Jumlah gigi roda gigi 6 Z 6 = 68 Jarak sumbu poros a = 324 mm

              Diameter jarak bagi d o5 = 240 mm d o6 = 408 mm Diameter dasar d b5 = 225,6 mm d b6 = 393,6 mm

              Diameter kepala d k5 = 252 mm d k6 = 420 mm Jarak bagi lingkaran t = 18,84 mm

              Tinggi gigi H = 13,5 mm Diameter kaki d f5 = 225 mm d f6 = 393 mm

              Tebal gigi S = 9,42 mm Kecepatan keliling

              V o5 = V o6 = 0,41 m/det Gaya tangensial yang terjadi F t5 = F t6 = 7423,6 kg

              2 Tegangan geser yang terjadi 5 = 6 = 9,16 kg/mm 2 Tegangan lentur yang terjadi a5 = 60,4 kg/mm a6 = 55 kg/mm 2 Putaran poros IV n = 58,5 rpm 6

              2 2 Bahan roda gigi 5 dipilih SUP6 dengan = 110 kg/mm dan = 125 kg/mm a b 2 2 Bahan roda gigi 6 dipilih SUP6 dengan = 110 kg/mm dan = 125 kg/mm a b

            3.6. Perhitungan Konstruksi Boom dan Girder

            3.6.1 Perhitungan Boom

              Bentuk, ukuran dan pembebanan pada boom dapat dilihat pada gambar 3.24 berikut ini :

            Gambar 3.24 Konstruksi boom

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            • q 3 .l.
              • Ra.l = 0 (lit.4 , hal 187) R A =

              2 l

              2 . .

            2

            3 2 3

              2 .

              − −

               

               

               

              P q b

              l l q a

                

                

              2 a

                

                

              MA = 0 P.b + q 3 .a

              Berdasarkan pembebanan yang dialami kontruksi boom seperti yang terlihat pada gambar 3.25 maka dapat dianalisa gaya-gaya yang terjadi sebagai berikut : Gaya reaksi yang terjadi pada tumpuan A :

            Gambar 3.25 Pembebanan pada boom

            •  

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              dimana : P = kapasitas angkat pesawat, berat spreader dan berat trolley 44000 + 10000 + 20000 = 74000 kg. b = jarak titik pembebanan dan titik tumpuan B (2 m ) a = jarak tumpuan B dengan ujung boom ( 5 m ) l = jarak tumpuan A dan tumpuan B ( 34 m ) q 3 = berat boom permeter

              W b

              = ; L = panjang boom ( 39 m )

              L 100000 = = 2564,1 kg/m.

              39

              sehingga : 2 2

              5

              34

                 

              2 ) 2564 , 1 2564 ,

              1

              − −

            • 74000 (

              2

              2

                  R = = 135705,83 kg. A

            34 Gaya reaksi yang terjadi pada tumpuan B adalah :

              F y = 0 R A – q 3 .L + R B – P = 0 R = -R + q .L + P B A 3 = -135705,83 + 2564,1(39) + 74000 = 38294,07 kg.

              Momen maksimum yang terjadi pada batang adalah : 3

              l l

              M max = R A . - q 3 . (lit.4 , hal 187)

              2

              8 3

              34

              

            34

              = 135705,83. - 2564,1. = 280486,83 kg.m

              2

              

            8

            Momen penampang lentur pada boom dari gambar 3.25 juga dapat ditentukan dengan

              cara : 2 2 B . H b . h W =

              (lit.4, hal 195) −

              6 2

              6 2 B . H B 2 . t H 2 . t

              − −

              ( )( )

              = −

              6

            6 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Maka tegangan lentur yang diizinkan adalah : bi =

              EI q

              . 24 l x EI x l a q x x x l

              12 . . . 2 .

              1

                − − + − 2 2 2 3 4 3 3 3

              ( )  

              Defleksi yang terjadi akibat berat boom adalah : Y 1 =

              Maka untuk beban lentur perencanaan boom aman digunakan karena bi > B .

              = 375 kg/cm 2 .

              8 3000

              ; dimana faktor keamanan yang diambil K = 8 =

              K σ b

              Bahan boom yang dipilih adalah (FC30) dengan kekuatan tarik b = 3000 kg/cm 2 .

              =

              = 2804868,3 kg/m 2 = 280,49 kg/cm 2 .

              1 , 280486 83 ,

              =

              W M max

              0,1 m 2 Tegangan lentur yang terjadi pada boom adalah : B =

              − − −

              3 2 2

              85 ,

              6 ) 65 , 1 (

              2 85 , 3 (

              2 65 ,

            . 02 ,

            1 )(

              6 ) . 02 ,

              (lit.4 , hal 193) dimana : E = modulus elastisitas = 21 x 10 9 kg/m 2 . I = momen inersia pada penampang boom.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              = 0,017 m. defleksi yang terjadi akibat beban angkat crane pada jarak x =

                − − + − − 2 2 9 2 4 3 3 9

              34

              17

              1 ) )( 12 , 10 . 21 (

              12 ) 17 )( 34 )(

              5 ( 2564 1 , 17 ) 17 .

            ) 2 (

              17 34 ( ) 12 , 10 . 21 (

              24 2564 1 ,

              2 l

              adalah : Y 1 =

              adalah : Y 2 =

              EI P b l .

              16 . . 2

              (lit.4 , hal 193) =

              ) 12 , 10 . 21 (

              16 2 ) 74000 34 ( 9 2 = 0,0042 m.

              deflesi total adalah : Y = Y 1 +Y 2 = 0,017 + 0,042 = 0,0212 m.

              Pembebanan, dimensi dan bentuk kontrusi girder dapat dilihat pada gambar 3.26 berikut ini :

              

            ( )

             

              2 l

              =

              12 .

            3

            3 H t t B H B

              12 .

              12 . 3 3 H h b B

              − (lit.4 , hal 149)

              =

              ( )( )

              12 .

              2 .

              2

              − − −

              = 0,12 m maka defleksi yang terjadi akibat berat boom pada jarak x =

              =

              12 ) . 02 ,

              2 65 ,

            . 02 ,

            1 )(

              2 85 , 3 (

              12 ) 65 , 1 (

              85 ,

              3 3 3

              − − −

            3.6.2 Perhitungan Girder

            Gambar 3.26 Kontruksi GirderGambar 3.27 Pembebanan pada Girder

              Dari pembebanan yang dialami girder seperti yang terlihat pada gambar 3.27 maka dapat dianalisa gaya-gaya yang terjadi sebagai berikut : Gaya reaksi yang terjadi pada tumpuan B :

              M A = 0 2 2

              a l

            • P.b – q 3 . + q 3 . - R B .l = 0

              2

              2 2

            2

            a l

                  P . b q . q . − + − 3 3

              2

              

            2

                  R B =

              l

            2

            2

              

            20

              24

                 

              2 ) 2564 , 1 . 2564 , 1 .

              − −

            • 74000 (

              

            2

              2

                  = = - 36848,2 kg.

            24 Gaya reaksi yang terjadi pada tumpuan A :

              M B = 0

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              =

              6 10100

              =

              K σ b

              Sehingga tegangan lentur yang diizinkan adalah : bi =

              Bahan girder yang dipilih adalah batang baja karbon difnis dingin (S55D-C) dengan kekuatan tarik b = 10100 kg/cm 2 .

              = 16228176 kg/m 2 = 1622,82 kg/cm 2 .

              1 , 1622817 6 ,

              ; dimana W = momen tahanan lentur penampang girder (0,1 m 3 ). maka : B

              (-q 3 .a)- P – (q 3 .l) – (R B + R A ) R A = -q 3 .a + P + q 3 .l + R B = -2564,1(20) + 74000 + 2564,1(24) + 36848,2 = 223668,6 kg.

              W M max

              =

              = 1622817,6 kg.m Tegangan lentur yang terjadi : B

              24 2

              2

              = 36848,2(24) + 2564,1

              2 2 l

              Momen maksimum yang terjadi pada girder adalah : M max = R B .l + q 3 .

              = 1683,33 kg/cm 2 . defleksi yang terjadi akibat berat girder :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              74000 24 ( 9 2 = 0,016 m.

              = Effisiensi total mekanisme = 0,8 Maka :

              Dimana : W = Kapasitas angat V = Kecepatan angkat = 2 m/det

              .V W

              75 .

              π η .

              Daya statik pengereman yang dipakai adalah : N br =

              Jenis rem yang dipergunakan pada mekanisme trolley direncakan berbeda dengan jenis rem pada sistim pengangkat yaitu jenis rem blok ganda.

              defleksi total yang terjadi pada girder adalah : Y = Y 1 + Y 2 = 0,02 + 0,016 = 0,036 m.

              16 ) 15 .

              Y 1 =

              ). 12 , 10 . 21 (

              =

              EI P b l 16 . . 2

              defleksi yang terjadi akibat beban angkat crane : Y 2 =

              8 ) 20 ( 2564 1 , 9 4 = 0,02 m.

              ). 12 , 10 . 21 (

              =

              EI a q 8 . 4 3

            3.7. Perhitungan Sistim Rem Untuk Mekanisme Trolley

              841 , 69 .

              2 N br = = 28 Hp , 8 .

            75 Momen statis pada saat pengereman adalah :

              N br

              M st = 71620 (Lit 1, hal 292)

              n br

              28

              = 71620 = 2061 kg.m

              975

              Momen gaya dinamik saat pengereman adalah : 2 2 . GD . n , 975 . Q .

              V .

              δ η

            • M din =

              375 . t n . t br br

              Dimana : t br = Waktu untuk pengereman (1 detik) = koefisien efek massa bagian mekanisme transmisi ( = 1,1 s/d 2,5) diambil 1,5.

              Maka : 2

              1 ,

              5 10 , 4 975 , 975 . 841 , 69 . 2 . ,

              8 ( )

            • M = = 43,25 kg.m din 375 .

              1 975

              1 ( )

              Momen gaya yang diperlukan untuk pengereman adalah : M br = M din - M st

              = 43,25 – 20,61 = 22,64 kg.m Tekanan yang diperlukan untuk menggerakkan rem dengan sepatu ganda dapat dihitung dengan rumus :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              M br

              S = D .

              µ

              Dimana : = koefisien gesekan ( 0,35 atau 0,65) D = Diameter roda rem (direncakan = 35 cm)

              Maka :

              22 ,

              64 S = = 184,8 kg , 35 ,

              35 ( )

              Luas permukaan kontak antara sepatu dan roda rem adalah : . D . B .

              π β

              F =

              360

              Dimana : B = Lebar sepatu (direncanakan = 6 cm) = Sudut kontak antara roda dan sepatu rem (60 s/d 120 )

              Maka : .

              35 . 6 .

              60 2 π

              F = = 109,9 cm

              360

              Tekanan satuan antara sepatu dan roda rem adalah :

              S

              P =

              F 184 ,

              8 2

              = = 1,68 kg/cm

              109 ,

            9 Harga tekanan satuan ini masih dalam batas tekanan satuan yang diizinkan yaitu untuk

              2 bahan asbes pada logam, P = (0,5 s/d 7) kg/cm , dengan demikian bahan yang dipilih adalah tepat.

            3.8. Perhitungan Mekanisme Gantry

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            3.8.1 Perhitungan Roda Jalan Gantry

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Gaya maksimum yang terjadi pada roda jalan adalah : P max = w cr

              n W

              dimana : W cr = berat total crane adalah 700 ton (data survey) n w = jumlah roda jalan (direncanakan 36 buah) maka : P max =

              36 700000

              = 19444,44 kg Bahan roda jalan yang dipilih adalah S30C dengan kekuatan tarik t = 4800 kg/cm 2 Diameter roda jalan ditentukan dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

              R w = 2 max .

              600

                 

                  w g ci

              b H P σ

              dimana : ci = tegangan yang diizinkan = 4000 kg/cm 2 b w = lebar roda jalan (direncanakan = 60 mm) H g = faktor perhitungan kecepatan gelinding, H g = 0,2 s/d 1 V w = kecepatan gelinding (direncanakan 45 m/menit atau 0,75 m/dtk) sehingga : H g = 0,5 x 0,75 = 0,375 maka : 2

               600 19444 , 44 . , 375 

              R w = = 27,34 cm

              4000

              6  

              Diameter roda jalan adalah : D w = 2.R w

              = 2.(27,34) = 54,68 cm, diambil 60 cm Diameter poros roda jalan ditentukan dengan persamaan :

              10 , 3 . P . L max

              d w = b

              σ

              dimana : L = jarak plat ke roda (direncanakan = 15 cm) b = tegangan lentur bahan yang diizinkan 2 Bahan poros yang dipilih adalah S35C dengan kekuatan tarik t = 5200 kg/cm dan 2 tegangan lentur izin b = 2600 kg/cm . sehingga :

              10 , 3 ( 19444 , 44 ).

              15 d w = = 10,5 cm, diambil 11 cm. 2600

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Gambar 3.28 Diagram untuk menentukan tahanan gesek

            BAB IV PERHITUNGAN BANTALAN DAN KOPLING

            4.1. Perhitungan Bantalan Poros Utama Transmisi Mekanisme Spreader

              Pada poros utama transmisi terdapat dua bantalan gelinding. Ukuran-ukuran utama bantalan disesuaikan dengan diameter ukuran poros utama. Adapun bentuk salah satu bantalan gelinding dapat dilihat pada gambar 4.1 berikut ini :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            Gambar 4.1 Bantalan gelinding

              Momen torsi yang terjadi pada poros adalah : M t = 71620

              n N

              = 71620

              980 320

              = 23386,12 kg.cm Bahan yang dipilih adalah baja karbon dengan kekuatan tarik b = 5500 kg/cm 2 .

              Tegangan tarik yang diizinkan adalah : bi =

              K σ b

              =

              8 5500

              = 687,5 kg/cm 2 .

              Tegangan puntir yang diizinkan adalah : pi = 0,7 . bi = 0,7 . 687,5 = 481,25 kg/cm 2 .

              Maka diameter poros utama pengangkat dapat dihitung dengan rumus :

              M t

              d

              ,

              2 σ. pi

              23386 ,

              12 d = 6,2 cm = 62 mm ; dipilih diameter poros = 65 mm. , 2 ( 481 , 25 )

              maka : Diameter dalam bantalan (d) = 65 mm Lebar bantalan (B) = 11 mm (Dimensi Bantalan) Diameter luar (D) = 100 mm (Dimensi Bantalan) jari-jari fillet (r) = 1 mm (Dimensi Bantalan)

              Gaya keliling (radial) pada poros utama : P o = X o .F r + Y o .F a (Lit 2 , hal 135) dimana : P = beban radial ekivalen statis. o F = gaya radial pada bantalan. r F = gaya aksial pada bantalan. a X o = 0,6 dan Y o = 0,5

              Gaya radial yang terjadi pada bantalan adalah :

              M t

              F r = (Lit 5 , hal 63)

              1 / 2 .( d ) pa

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              23386 ,

              12

              = = 71957,29 kg = 705901,0149 N

              ( , 5 )( , 65 )

              Gaya aksial yang terjadi pada bantalan adalah :

              f a

              F a = F r (Lit 2 , hal 149)

              C o f a f a dimana dapat dilihat pada tabel dari lampiran 11 dengan nilai = 0,014. C o

              C o

              maka : F = 71957,29 (0,014) = 1007,2 kg = 9882,6 N a maka gaya keliling (radial) pada bantalan adalah : P o = 0,6(705901,0149) + 0,5(9882,6) = 428481,9 N

            4.2 Perhitungan Bantalan Poros Utama Transmisi Mekanisme Trolley

              Momen torsi yang terjadi pada poros adalah :

              N

              M t = 71620

              n

              40

              = 71620 = 2938,25 kg.cm

              970 2 Bahan yang dipilih adalah baja karbon dengan kekuatan tarik = 5200 kg/cm . b

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Tegangan tarik yang diizinkan adalah : bi =

              K b σ

              =

              8 5200

              = 650 kg/cm 2 .

              Tegangan puntir yang diizinkan adalah : pi = 0,7 . bi = 0,7 . 650 = 455 kg/cm 2 . Maka diameter poros utama pengangkat dapat dihitung dengan rumus : d pi t

              M σ.

              2 ,

              d

              ) 455 ( 2 , 2938 25 , = 3,18 cm = 31,8 mm ; dipilih diameter poros = 32 mm.

              maka : Diameter dalam bantalan (d) = 32 mm Lebar bantalan (B) = 9 mm (Dimensi Bantalan) Diameter luar (D) = 58 mm (Dimensi Bantalan) jari-jari fillet (r) = 0,5 mm (Dimensi Bantalan)

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              C f

              F a = 18364,06 (0,028) = 514,2 kg. maka gaya keliling (radial) pada bantalan adalah :

              = 0,028. maka :

              C f

              dapat dilihat pada tabel dari lampiran 11 dengan nilai o a

              C f

              dimana o a

              F a = F r o a

              Gaya keliling (radial) pada poros utama : P o = X o .F r + Y o .F a dimana : P o = beban radial ekivalen statis. F r = gaya radial pada bantalan. F a = gaya aksial pada bantalan.

              = 18364,06 kg Gaya aksial yang terjadi pada bantalan adalah :

              ) )( 32 , ( 5 , 2938 25 ,

              =

              ) .( 2 / 1 pa t d M

              F r =

              X o = 0,6 dan Y o = 0,5 Gaya radial yang terjadi pada bantalan adalah :

              P o = 0,6(18364,06) + 0,5(514,2) = 11275,53 kg.

            4.3. Perhitungan Kopling Tetap Pada Mekanisme Spreader

              Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada suatu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya.

              Crane direncanakan memakai sebuah kopling jenis flens kaku, gambar 4.2 dibawah menunjukkan bentuk dari kopling flens yang direncanakan.

            Gambar 4.2 Kopling flens kaku

              Data-data awal perencanaan : Daya motor (P) = 320 Hp (238,72 kW) Putaran motor (n) = 980 rpm 5 P . f c

              Momen torsi (T) = 9,74.10 x (Lit 2 , hal 11)

              n

              dimana : f c adalah faktor koresi daya = 1,2

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              5 238 , 72 (

            1 ,

            2 )

              = 9,74.10 x = 284710,1 kg.mm

              980

              Diameter poros (D) = 65 mm Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya yaitu :

              Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai dengan notasi yang dipakai dan dengan menggunakan tabel pada lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut :

              Diameter lubang D = 65 mm, diameter terluar kopling A = 230,5 mm, lebar kopling H = 38 mm, panjang dudukan poros L = 82,5 mm, diameter luar dudukan poros C = 115 mm, diameter lobang baut d = 15 mm, diameter jarak pusat lobang baut B = 165 mm, G = 206 mm, F = 19,4 mm, K = 6,5 mm dan jumlah baut n = 6 baut. 2 Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan b = 20 kg/mm . 2 Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan b = 50 kg/mm .

              Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang menerima beban terbagi merata hanya 3 buah) dapat dicari dengan persamaan : b = 8 . T 2 (Lit 2 , hal 34)

              . d . n . B e π

              dimana : d adalah diameter baut, sesuai dengan diameter lobang baut yang disarankan untuk kopling dengan diameter 65 mm sebesar 19 mm, sehingga : b = = 4,06 kg/mm . 8 ( 284710 , 2 1 ) 2 . 19 . 3 . 165

              π

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah : b

              50 2 ba = = =4,166 kg/mm . σ S . S ( f 1 f 2 6 )( 2 )

              Harga S f1 dan S f2 adalah faktor keamanan terhadap kelelahan puntir dan konsentrasi tegangan.

              Dari hasil terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada harga yang diperbolehkan, sehingga baut cukup aman dipakai.

              Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus : f = , harga-harga dimensi kopling dipakai disini, sehingga :

            2 T

              2 . C . F π f = = 0,7 kg/mm . 2 ( 284170 , 2 1 )

            2

            . 115 . 19 ,

              4 π

              Tegangan geser izin bahanbaja karbon cor sebesar : b

              20 2 fa = = = 1,66 kg/mm . σ S . S ( f 1 f 2 6 )( 2 )

              Dari perhitungan dapat dilihat bahwa tegangan geser izin kopling lebih besar daripada tegangan geser yang terjadi sehingga kopling aman buat dipakai.

            4.4 Perhitungan Kopling Pada Mekanisme Trolley

              Kopling yang direncanakan untuk meneruskan daya dan putaran dari motor ke poros transmisi trolley adalah kopling flens kaku.

              Data-data awal perencanaan : Daya motor (P) = 40 Hp (29,4 kW)

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Putaran motor (n) = 975 rpm 5 c P . f Momen torsi (T) = 9,74.10 x

              n

              dimana : f c adalah faktor koresi daya = 1,2 5 29 , 4 ( 1 ,

            2 )

            = 9,74.10 x = 35243,82 kg.mm

              975

              Diameter poros (D) = 32 mm Data-data ini dipakai sebagai dasar perhitungan rancangan selanjutnya yaitu :

              Kopling yang digunakan untuk menghubungkan poros dari motor ke poros roda gigi memakai kopling tetap jenis flens. Dimensi-dimensi kopling tersebut sesuai dengan notasi yang dipakai pada gambar 3.3 dan dengan menggunakan tabel pada lampiran 18 maka diperoleh nilai-nilai sebagai berikut :

              Diameter lubang D = 32 mm, diameter terluar kopling A = 133 mm, lebar kopling H = 22,4 mm, panjang dudukan poros L = 47,65 mm, diameter luar dudukan poros C = 57 mm, diameter lobang baut d = 10,5 mm, diameter jarak pusat lobang baut B = 93 mm, G = 118,4 mm, F = 11,2 mm, K = 4 mm dan jumlah baut n = 4 baut.

              2 Bahan kopling dipilih dari baja karbon cor dengan kekuatan tarik bahan b = 20 kg/mm . 2 Bahan baut dan mur dari baja karbon dengan kekuatan tarik bahan b = 60 kg/mm

              Tegangan geser pada baut dengan efektivitas baut 50 % (jumlah baut yang menerima beban terbagi merata hanya 3 buah) dapat dicari dengan persamaan : b = 8 . T 2 . d . n . B e

              π

              dimana :

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. d adalah diameter baut, sesuai dengan diameter lobang baut yang disarankan untuk kopling dengan diameter 32 mm sebesar 10,5 mm, sehingga : b = = 4,37 kg/mm .

              8 ( 35243 , 2 82 ) 2 . 10 , 5 . 2 ( 93 ) π

              Tegangan geser izin untuk baut dari baja karbon adalah : b

              60 2 σ ba = = =5 kg/mm .

              S . S ( f 1 f 2 6 )( 2 )

              Harga S f1 dan S f2 adalah faktor keamanan terhadap kelelahan puntir dan konsentrasi tegangan.

              Dari hasil terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada harga yang diperbolehkan, sehingga baut cukup aman dipakai.

              Tegangan geser pada kopling, dicari dengan rumus : f = , harga-harga dimensi kopling dipakai disini, sehingga :

            2 T

              2 . C . F π f = = 0,6 kg/mm . 2 ( 35243 , 2 82 )

            2

            . 57 . 11 ,

              2 π

              Tegangan geser izin bahan baja karbon cor sebesar : b

              20 2 fa = = = 1,66 kg/mm . σ S . S ( f 1 f 2 6 )( 2 )

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            BAB V KESIMPULAN Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Berdasarkan hasil dari perhitungan dan perencanaan yang telah dilakukan pada bab yang sudah dicari, maka didapat kesimpulan dan saran sebagai berikut :

              1. Gantry Crane yang digunakan untuk membongkar peti kemas dipelabuhan laut untuk kebutuhan export dan import bahan jadi maupun bahan baku.

              Gantry crane yang digunakan dengan kapasitas 40 ton dan tinggi angakat maksimum 41 meter dengan jarak perpindahan Gantry maksimum4 meter, dengan berat total Gantry adalah 700 ton. Perencanaan ini bertujuan untuk merancang sebuah pesawat pengangkat yaitu Gentry Crane pada Spreader dan

               Trolley yang berguna untuk mengangkat peti kemas pada sebuah pelabuhan laut

              Mekanisme Longitudinal terjadi pada Gantry : Roda jalan yang digunakan pada Gantry dengan diameter 60 cm dan terbuat dari bahan S 30 C, diameter poros pada roda jalan gantry sebesar 11 cm dengan bahan baja karbon

              2. Kemampuan gerak crane :

              1.Hoist (pengangkatan pada spreader) Mekanisme Hoist pengangkatan pada spreader adalah :

            • Tali Baja yang digunakan adalah 6 x 41 Warrington + 1 Fiber core yang diganakan untuk mengangkat Spreader dengan kekuatan putus tali sebesar 41.266,5 Kg. Bahan tali yang digunakan dari baja karbon tinggi.
            • Puli dan Drum yang digunakan untuk mekanisme Hoist puli terbuat dari Baja nikel khrom dengan diameter drum 1045 mm, panjang drum 3595 mm, dan tebal drum 27 mm. Sedangkan diameter puli sebesar 82 mm.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

            • Spreader direncanakan untuk mengangkat beban dengan kapasitas yang besar, dimana pada ujung spreader tersebut dipasang bucket untuk tempat peti kemas yang akan diangkat. Dengan bahan dari spreader adalah SNCM 1dengan panjang 5000 meter dan bahan dari rangka yang digunakan pada spreader Baja Profil L (L152 x 152 x 25,4) dan W (W460 x 113).
            • Motor penggerak yang digunakan pada mekanisme hoist adalah Daya 320 Hp, 3 Phasa, 6 kutub dan 980 rpm dengan diameter poros 65 mm dan dari bahan baja kabon.
            • Sistem Rem yang digunakan Spreader adalah sistem rem cakram dengan jumlah 2 buah dan terbuat dari bahan besi cor dengan bahan pelapis rem asbes.

              2.Tranversal (Mekanisme pada trolley) Mekanisme transversal pada Gantry Crane terjadi pada Trolley :

            • Tali baja yang digunakan pada mekanisme Trolley adalah 6 x 19 + 1 Fiber core dari bahan baja karbon tinggi, mempunyai diameter sebesar 23,9 meter. Dengan berat tali per meter 2,21 Kg/m.
            • Puli dan Drum yang digunakan pada mekanisme Trolley terbuat dari bahan Baja cor grafit bulat dengan diameter 670 mm, diameter drum 670 mm dan tebal dinding 28 mm.
            • Motor pengerak yang digunakan pada mekanisme Trolley daya 40 Hp, 3 phasa, 6 kutub dan 975 rpm. Poros yang digunakan pada Trolley dengan diameter 32 mm dan dari bahan baja karbon.
            • Boom dan Girder yang terdapat pada mekanisme Trolley, rangka boom dan girder terbuat dari Baja profil L dengan ukuran profil L152 x 152 x 25,4. Panjang Girder 44 m dan panjang Boom 39 m.
            • Sistem rem yang digunakan pada mekanisme Trolley adalah rem block ganda dengan jumlah rem adalah 1 buah, bahan dari cakram adalah besi cor dan bahan pelapis rem dibuat asbes.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Saran : Beberapa saran yang dapat penulis berikan berdasarkan atas hasil yang diperoleh pada perancangan Spreader dan Trolley yang telah direncanakan sebelummya, yaitu :

              1. Diharap bagi mahasiswa yang akan mengambil Skripsi hendaknya melakukan survey lapangan langsung yang berguna untuk melengkapi data dari skripsi tersebut dan agar memahami dan mengerti tujuan penggunaan dari Gantry Crane ini.

              2. Untuk menghitung Gantry crane dengan kapasitas angkat 40 ton dan tinggi angkat 41 meter dan jarak perpindahan Gantry 4 meter agar memperhatikan posisi dari tempat pembuatan rel yang merupakan landasan tempat Gantry berdiri supaya tidak terjadi kemiringan pada posisi gantry dan juga memperhatikan besar dari kapal yang akan melakukan proses bongkar muat selanjutnya sebelum melakukan perakitan dari Gantry hendaknya melakukan perhitungan dari kekuatan dari tiap batang Gantry.

              3. Pada kemampuan gerakan Hoist yang terjadi di Spreader agar melakukan perawatan dan pengecekan sebelum maupun sesudah pengoperasian untuk menjaga kondisi kemampuan Tali baja yaitu 6 x 41 Warrington + 1 fiber core juga membandingkan dengan jenis tali yang lain berdasarkan kemampuan dari masing- masing jenis tali, puli dan drum dalam mengangkat beban dengan kapasitas yang besar.

              4. Pada kemampuan gerakan Transversal yang terjadi di Trolley agar dilakukannya pengecekan berkala pada motor penggerak serta memperhatikan kekuatan dari Boom dengan panjang 39 m dan Girder dengan panjang 44 m sehingga Trolley aman saat melakukan mekanisme Transversal dan juga melakukan perawatan berkala pada sistem rem yang digunakan.

              5. Diharapkan pada operator di mesin utama Gantry agar melakukan pengecekan dan perawatan berkala dari motor diesel yang berfungsi menggerakkan generator.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            DAFTAR PUSTAKA

            1. Rudenko, N, 1966.Mesin Pengangkat, Erlangga, Jakarta.

              2. Sularso, 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta.

              3. G.M. Maitra, 1964. Hand Book of Gear Design, Tata McGrawHill, New Delhi.

              4. Hamrock, Bernard, J1999., Fundamentals of Machine Elements, WCB McGrawHill, International Edition, Singapore.

              5. Joseph ,E, Shigley, 1986. Perencanaan Teknik Mesin, Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

              6. Hamrock, Bernard, J, Fundamentals of Machine Elements, WCB McGrawHill, International Edition, Singapore, 1999.

              7. G.M. Maitra, Hand Book of Gear Design, Tata McGrawHill, New Delhi 8. Rudenko, N, Material Handling Equipment, Moscow, 1964.

              9. George. H. Martin, Setyobakti, 1999. Kinematika dan Dinamika Teknik, Edisi kedua, Erlangga, Jakarta.

              10. Prof. Dr. S. Nasution, M. A. 1994, BUKU PENUNTUN MEMBUAT TESIS, SKRIPSI, DISERTASI DAN MAKALAH, Edisi pertama, PT. Karya Unipress 11. Niemann, 1994. Gambar Elemen Mesin, Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

              

            LAMPIRAN

            Lampiran 1 Spesifikasi Motor Penggerak Pada Spreader.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 2 Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 19 + 1 fibre core

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 3 Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 37 + 1 fibre core

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 4 Tegangan maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 18 x 7 + 1 fibre core

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 5 Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah Untuk tali baja : tipe : 6 x 26 Warrington Seale + fibre core

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 6 Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 41 Warrington seale + 1 fibre core

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 7 Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 6 x 36 Warrington Seale + 1 fibre core

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 8 Tegangan tarik maksimum berbagai diameter tali dan beban patah untuk tali baja : tipe : 18 x 17 Seale I.W.R.C.

              Lampiran 9 Efisiensi Puli

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 10 Harga faktor m Lampiran 11 Harga faktor C

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 12 Harga faktor

              C 1 Lampiran 13 Harga faktor C 2 Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 14 Harga a, z 2 D min Lampiran 15 Sebagai fungsi jumlah lengkungan

              d

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009. Lampiran 16 Kekuatan batang baja karbon difinis dingin Lampiran 17 Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205)

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 18 Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 19 Ukuran Kopling Flens Kaku

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 20 Dimensi roda rem Lampiran 21 Sifat Mekanis Standart

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

              Lampiran 22 Spesifikasi Peti Kemas.p Spesifikasi Peti Kemas 40 fit Spesifikasi Peti Kemas 20 fit

              

            Muhammad Anhar Pulungan : Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane Dengan Kapasitas 40 Ton

            Dengan Tinggi Angkat Maksimum 41 Meter Yang Dipakai Di Pelabuhan Laut, 2009.

Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
123dok avatar

Berpartisipasi : 2016-09-17

Dokumen yang terkait

Perancangan Mekanisme Spreader Gantry Crane D..

Gratis

Feedback