54 BAB III PERANCANGAN 3.1 Data Perancangan Pada setiap perancangan akan membutuhkan data-data pendukung baik data primer maupun data skunder (Soedibyo, 1993). Data primer di dapat dari pihak-pihak yang berkepentingan dan data-data actual lainnya yang berkaitan dengan kondisi-kondisi saat ini. Data skunder yaitu data-data kearsipan yang diperoleh dari instansi terkait, serta data-data yang berpengaruh pada perancangan. Berdasarkan peninjauan lokasi dan spesifikasi alat, maka didapat data-data yang terkumpul untuk perancangan crane, sebagai berikut: - Tipe Crane : Overhead Travelling Crane - Kapasitas angkat : 10 Ton - Panjang Span ` : 20 m - Jenis girder : Box single Gider - Tinggi angkat : 8 m - Kecepatan angkat hoist : 0,2 m/det 3.2 Perhitungan Mekanisme Hoist 3.2.1 Kait Untuk merancang sebuah kait, kita harus memperhatikan kondisi dinamik pada saat pengangkatan muatan. Sehingga, tidak terjadi tegangan yang menggakibatkan patah pada konstruksi kait. Untuk mengantisipasi hal tersebut, maka beban yang akan di angkat menekan kait dikali dengan sebagai
84
Embed
BAB III PERANCANGAN 3.1 Data Perancanganeprints.umm.ac.id/40770/4/jiptummpp-gdl-herwinhuda-51433...54 BAB III PERANCANGAN 3.1 Data Perancangan Pada setiap perancangan akan membutuhkan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
54
BAB III
PERANCANGAN
3.1 Data Perancangan
Pada setiap perancangan akan membutuhkan data-data pendukung baik
data primer maupun data skunder (Soedibyo, 1993). Data primer di dapat dari
pihak-pihak yang berkepentingan dan data-data actual lainnya yang berkaitan
dengan kondisi-kondisi saat ini. Data skunder yaitu data-data kearsipan yang
diperoleh dari instansi terkait, serta data-data yang berpengaruh pada
perancangan.
Berdasarkan peninjauan lokasi dan spesifikasi alat, maka didapat data-data
yang terkumpul untuk perancangan crane, sebagai berikut:
- Tipe Crane : Overhead Travelling Crane
- Kapasitas angkat : 10 Ton
- Panjang Span ` : 20 m
- Jenis girder : Box single Gider
- Tinggi angkat : 8 m
- Kecepatan angkat hoist : 0,2 m/det
3.2 Perhitungan Mekanisme Hoist
3.2.1 Kait
Untuk merancang sebuah kait, kita harus memperhatikan kondisi dinamik
pada saat pengangkatan muatan. Sehingga, tidak terjadi tegangan yang
menggakibatkan patah pada konstruksi kait. Untuk mengantisipasi hal tersebut,
maka beban yang akan di angkat menekan kait dikali dengan sebagai
55
beban akibat kondisi dinamik. Sehingga beban total yang akan menekan kait,
yaitu:
Keterangan : Beban angkat muatan sebenarnya =
Beban ditambah 20% untuk meminimalisir terjadinya
kegagalan kontruksi karena adanya kondisi dinamik.
Mencari pada batang kait yang berulir
√
(N. Rudenko, 1992:86)
√
√
Keterangan: Tegangan tarik izin, untuk baja 20 tegangan tarik yang diizinkan
=
(N. Rudenko, 1992:86)
Maka, pemilihan harus diatas . Selain itu, pemilihan harus ditinjau
dari kesesuaian antara kait dengan bantalan luncur aksial (agar tidak terjadi
kesenjangan yang berlebih antara kait dengan bantalan luncur aksial). Maka,
pada tangkai kait yang berulir dapat kita pertimbangkan dengan cara dibawah
ini
56
Tabel 3.1: Dimensi Bantalan Luncur Aksial
(Sumber : N.Rudenko, 1992:98)
Nilai bantalan luncur aksial diambil berdasarkan kapasitas
angkat hook 15 ton. Karena kapasitas 12 ton tidak ada dalam tabel. Dengan
mengacu nilai bantalan aksial dari tabel, maka nilai kait dapat dicari dengan
persamaan berikut:
Dimana : bantalan luncur aksial = (Tabel 3.1)
Dari nilai kait yang sudah didapatkan, yaitu: . Maka dapat
dipilih ulir metris dengan nilai yang mendekati . Sehingga pada saat
pemasangannya tidak terjadi kesenjangan yang terlalu lebar antara kait dengan
bantalan luncur aksial.
Jadi, dapat dipilih ulir metris dengan spesifikasi (Berdasarkan
Normalisai Negeri Belanda, N 82) (Syamsir A muin, 1987:337).
Dengan data teknik sebagai berikut :
57
- Diameter major ( )
- Diameter minor ( )
- Kisar Ulir ( )
A. Pengecekan kekuatan pada ulir kait
Tegangan tarik pada ulir kait
Dari data teknik diatas maka dapat dihitung tegangan tarik pada ulir dengan
persamaan :
Keterangan: Kapasitas muatan ditambah dengan beban tambahan
Diameter ulir dalam =
Tegangan tarik pada ulir kait
Tegangan tarik yang terjadi pada ulir aman karena tidak melebihi
untuk baja 20 (N.Rudenko, 1992:86).
Tinggi minimum mur kait
Tinggi minimum mur kait dapat ditentukan dengan persamaan (2).
(
)
( )
Keterangan : kisaran ulir
Diameter ulir dalam ( ) =
Diameter ulir luar ( )
58
Tegangan tekan aman baja dengan baja ( sampai
) Diambil 300
Jumlah ulir (Z)
Untuk menentukan jumlah lilitan ulir sepanjang , dapat ditentukan dengan
persamaan berikut:
(Syamsir A.muin, 1987:156)
lilitan
Tekanan pada permukaan yang berulir
- -
- - Kisar Ulir ( )
Maka untuk menentukan tekanan pada permukaan yang berulir dapat dicari
dengan persamaan berikut:
(
)
(Bahan Ajar Elemen Mesin I, Ir. Ali Saifullah, MT:2013)
(
)
Tegangan geser akibat beban aksial
(Bahan Ajar Elemen Mesin I, Ir. Ali Saifullah, MT:2013)
Karena tegangan tarik ( )
, dan tekanan
pada permukaan ulir ( )
, dan tegangan geser akibat beban aksial
59
( )
<
pada baja 20, maka
ulir yang dipakai aman.
B. Perhitungan dimensi kait
Untuk dapat mencari dimensi kait standar, kita dapat menggunakan persamaan
pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1: Dimensi kait standar
(Sumber : Syamsir A. Muin, 19871:63)
Dengan mengacu pada data teknik pada Ulir Skrup Metris diatas, yaitu:
Diameter batang kait ( )
Tinggi ujung kait dari titik pusat ( )
60
Diameter lubang kait ( )
Tinggi Penampang trapesium kait I-II ( )
Lebar bagian dalam penampang trapesium kait ( )
Lebar bagian luar penampang trapesium kait ( )
Tinggi penampang trapesium kait III-IV ( )
Lebar bagian dalam penampang trapesium kait ( )
Lebar bagian luar penampang trapesium kait ( )
61
Diameter leher kait ( )
Jarak lengkungan kait ( )
Tinggi ulir pada kait ( )
Lebar ujung kait ( )
Tinggi leher kait ( )
Tinggi dari leher kait sampai titik pusat ( )
C. Pengecekan tegangan pada penampang kait
Untuk pemeriksaan tegangan tarik dan tegangan tegangan tekan yang terjadi
pada penampang kait, dapat menggunakan persamaan, tegangan tarik maksimum
pada bagian terdalam pada penampang tersebut ialah :
62
tegangan tekan satuan maksimum pada bagian terluar didapatkan dengan cara
yang sama :
Sebelum mencari tegangan tarik maksimum pada bagian dalam penampang
dan tegangan tekan maksimum pada bagian terluar penampang, kita harus
menentukan harga dari dan pada penampang I-II, begitu juga dengan
penampang III-IV.
Dimana: luas penampang kritis
jarak bagian luar penampang dari titik pusat penampang
jarak bagian dalam penampang dari titik pusat penampang
jari-jari lengkungan dari poros netral ketitik pusat penampang
faktor yang tergantung pada bentuk penampang mulai dari
lengkungan sampai titik pusat batang kait
● Pengecekan tegangan tarik dan tegangan tekan pada penampang I-II
Luas penampang I-II ( )
( )
(Syamsir A. Muin, Hal 163)
Jarak bagian luar penampang dari titik pusat penampang I-II ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:163)
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
63
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
(
)
Jarak bagian dalam penampang dari titik pusat penampang I-II ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:163)
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
(
)
Jari-jari lengkungan dari poros netral ketitik pusat penampang ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:158)
Faktor yang tergantung pada bentuk penampang mulai dari lengkungan
sampai titik pusat batang kait ( )
Bila kita mengambil nilai , dan bila
dan
, maka kita dapat
mencari nilai dengan persamaan (5) (Ir.Syamsir .A.Muin, 1987:158).
( ) [( ) ( )]
( )
( ) [(( ) ) ( )]
[ ]
64
(
)
Tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam pada penampang ( )
Tegangan tekan maksimum pada bagian terluar pada penampang ( )
Tegangan tarik dan tegangan tekan yang terjadi pada penampang tidak boleh
lebih dari (Syamsir A. Muin, 1987:164).
Dari perhitungan diatas, nilai dan nilai
tidak melebihi nilai . Jadi, penampang
kait pada bagian I-II yang dirancang terhitung aman.
● Pengecekan tegangan tarik dan tegangan tekan pada penampang III-IV
Dilihat dari tegangan geser yang terjadi,
, untuk
, maka:
(Syamsir A. Muin, 1987:164)
Luas penampang III-IV ( )
( )
(Syamsir A. Muin, 1987:64)
65
Jarak bagian luar penampang dari titik pusat penampang III-IV
( )
(Syamsir A. Muin, 1987:162)
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
(
)
Jarak bagian dalam penampang dari titik pusat penampang III-IV
( )
(Syamsir A. Muin, 1987:163)
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
(
)
Jari-jari lengkungan dari poros netral ketitik pusat penampang ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:158)
Faktor yang tergantung pada bentuk penampang mulai dari lengkungan
sampai titik pusat batang kait ( )
Bila kita mengambil nilai , dan bila
dan
, maka kita dapat
mencari nilai dengan persamaan (5) (Ir.Syamsyir.A.Muin, 1987:158).
66
( ) [( ) ( )]
( )
( ) [(( ) ) ( )]
[ ]
(
)
Tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam pada penampang ( )
Tegangan tekan maksimum pada bagian terluar pada penampang ( )
Tegangan tarik dan tegangan tekan yang terjadi pada penampang tidak boleh
lebih dari (Syamsir A. Muin, 1987:164).
Dari perhitungan diatas, baik dan nilai
tidak melebihi nilai . Jadi, penampang
kait pada bagian III-IV yang dirancang terhitung aman.
Meninjau pada perhitungan yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa
, . Jadi, kait standar yang dirancang untuk beban 10 ton
aman digunakan.
67
68
crosspiece cakra tunggal, dimana cakra tidak dipasang pada poros crosspiece
melainkan terpasang pada poros tunggal. Dari perancangan ini akan diambil acuan
data teknik dari bantalan kait, berikut data teknik yang digunakan sebagai acuan
untuk kalkulasi crospiece:
- ( ) ( Dirancang )
- ( ) ( Dirancang )
- ( ) (Dirancang) -
- ( ) ( Dirancang )
- ( ) (Dirancang)
- ( ) ( )
- ( ) ( Mengacu pada D1 bantalan
kait)
- ( ) ( Mengacu pada d1
bantalan kait)
Gambar 3.2: Batang lintang untuk kait
(Sumber : N.Rudenko, 1992:99)
69
Momen bending max ( )
Gambar 3.3: Penampang Batang Lintang
(Sumber : N.Rudenko, 1992:99)
Momen lentur maksimun dapat ditentukan dengan persamaaan (8)
( )
( ) (N.Rudenko, 1992:98)
( ( ))
Tahanan bending ( )
Gambar 3.4: penampang batang lintang
(Sumber : N.Rudenko, 1992:99)
70
Tahanan bending dapat ditentukan dengan persamaan (9)
( )
( )
Tegangan bending pada crosspiece ( )
Momen bending pada poros batang lintang ( )
Momem bending trunion pada batang lintang ditentukan dengan persamaan
(10)
( )
( )
Tenggangan bending pada poros batang lintang (trunion) ( )
Dimana: (N.Rudenko,122)
Tekanan rata-rata pada poros batang lintang (trunion) ( )
( )
( )( )
Nilai tegangan lentur tidak boleh melebihi
.
Ditinjau dari perhitungan diatas, hasil dari tegangan lentur pada crosspiece tidak
71
ada yang melebihi
. Jadi, hasil perancangan crosspiece
aman digunakan (N. Rudenko, Hal 98)
Material yang dipakai untuk Crosspieces yaitu Steel AISI 1050. Dengan data
teknik sebagai berikut :
- Tegangan tarik =
- Tegangan luluh
- Safety faktor (G.Nieman, Elemen Mesin 1, :69)
- Faktor pemakaian (G.Nieman, Elemen Mesin 1, :68)