Mendesain STVG(Sarana Transportasi

Vertikal dalam Gedung)

 secaraAMAN, NYAMAN, dan EFISIEN

  Dibawakan

OLEH: Ir. SARWONO KUSASI

Tiap-tiap komponen harus direncanakan, agar lift sebagai suatu sistem bekerja efektif dan efisien.

Perencanaan didasarkan pada kriteria yang berlaku dalam Tehnik Perencanaan dan Standard Nasional (SNI).

Pelatihan ini dimaksud sebagai dasar tehnik para konsultan dan menyajikan data yang berguna bagi tehnisi lapangan.

A.  Uraian Singkat Pelatihan

B.  Tujuan Instruksional Umum (TIU)

Setelah mengikuti pelatihan ini, peserta akan mampu memahami kaidah dan cara kerja sistem lift, kaitan antara teori dengan fakta di lapangan.

C.  Tujuan Instruksional Khusus (TIK)

Setelah mengikuti pelatihan, peserta akan mampu:1. memahami cara kerja pesawat lift dan

batas-batasan unjuk kerja.2. memberikan definisi fungsi komponen.3. memilih jenis dan ukuran komponen yang

tepat.4. menghitung efisiensi dan kebutuhan

tenaga motor penggerak.

D.  Acuan

1. Elevator World.1990 Edition “Educational Package”. Volume-3 : Construction and Performance.

2. Vertical Transportation George R Strakosch, 3rd edition, John Willy.

3. Elevator Mechanical Design, 2nd Edition 1993 by Lubomir Jonousky.

4. SNI. 03-2190-1999 “Syarat-syarat Umum Konstruksi Pesawat Lift”.

5. SNI. 03-6375-2001 “Tatacara Perancangan”.

1.  Pokok-Pokok Pembicaraan

DASAR-DASAR PERENCANAAN

PESAWAT LIFT-PENUMPANG

1. KESEIMBANGAN (OVERBALANCE)

2. TARIKAN dan SLIP (TRACTION RELATION)

3. TALI KAWAT BAJA (STEEL WIRE ROPES)

4. DAYA (POWER OUTPUT)

5. EFISIENSI

6. REL PEMANDU (GUIDE RAILS)

7. BALOK PEMISAH (SEPARATOR BEAMS)

8. PENYANGGA (BUFFER)

9. PESAWAT PENGAMAN (SAFETY DEVICES)

10. UNJUK KERJA (PERFORMANCE)

2.A. Roping System

DWT1:1 Roping

Double Wrapped Traction

2.B. Roping System

DWT2:1 Roping

Double Wrapped Traction

2.C. Roping System

SWT2:1 Roping

Single Wrapped Traction

2.D. Roping System

SWT1:1 Roping

Single Wrapped Traction

2.E. Machine Below arrangement

overslung  underslung

Drive

2.F. Mesin Traksi Jenis Gearless 

3.  KeseimbanganPermen Nakertrans no.03/1999Berat bobot imbang (counterweight), Z = P + 0,50Q

Kondisi Full load up

F.L.U,

T1

=

P + Q

Kondisi No load down

NLD,

T1

=

P

T2

=

P + 0,50Q

Z (kg)

Kondisi Balance up and down T1

= T2

Overbalance, OB

= 50%

Capacity < 45 kg

Medium capacity, OB

= 45%

Capacity < 1050 kg

Big capacity, OB

= 42,5%

Capacity > 1150 kg

P+Q (kg)

4.  U-groove, U/C = 900

Besi tuang brinnel 220

1. U-groove tanpa undercut, k = 1.02. U-groove 900 undercut,  k = 1.33. U-groove 1050 undercut,  k = 1.4

5.  U-groove (alur dudukan tali)

5.A.  Tali baja duduk pada alur roda traksi    

Bentuk alur bulat (round seating atau U-groove) 

Bentuk alur V atau flat seating

Traction availability, Ta

Leonhard Euler (1707-1783, Swiss)

 

Traction Required, TR

  

=   

(T1

/T2

) 

Cd

Factor dinamis, Cd

  

=  

1 + a/g

  

1 – a/g

  

=  

sudut kontak tali dengan roda puli (radian)

f  

=  

koefisien gesek = 0.11

a 

=  

aselerasi = 0.80 ~ 1.25 m/s2

 (nominal speed 90 ~ 320 m/m)

g 

=  

gravitasi bumi = 9.81 m/s2

e 

=  

base number of natural logaritma (Napiere) = 2.718

Persyaratan Traksi

6.  Traction Availability

Traction availability, Ta  =   efk

efk  >  (T1/T2) Cd

6.A.  Faktor Dinamis

6.B.  Daftar Besaran Percepatan, a

Kecepatan Lift, v(m/m)

60 90 105 120 150 180 210 240 - dst

Percepatan, a(m/s/s)

0.50 0.70 0.80 0.85 0.95 1.10 1.20 1.25 - dst

f 

=

coefficient of friction

antara baja dan besi tuang = 0.11

 k

 

= 

bentuk alur pada roda puli (sheave)

U-groove 900

 undercut, 

k = 1.3

U-groove 1050

 undercut, 

k = 1.4

V-groove 600

k = 2.0

  =

sudut contact tali dengan puli, 

1650

 = 1,88 radian

1800

 = 3,14 radian

Contoh : Ta

 = (2.718) 0.11 x 1.3 x 2.79 

= 1.49

7.  Ta  =  efk >  Tr x Cd 

Asumsi: 

Lift dengan kapasitas 450 kg, kecepatan 45 m/m

Berat kereta 500 kg

Overbalance 50%, acceleration 

= 

0.6 m/s2

Berat CWT, Z = 500 + 0.5 x 450 

= 

725 kg

 T

R

 

= 

T1

    = 

450 + 500   

=  

1.31

    

T2

 725

Faktor dinamis 

= 

1 + 0.6 / 9.81 

=  

1.061 

= 

1.129

1 – 0.6 / 9.81 

0.93

 T

R

 

= 

1.31 x 1.129 

= 

1.47

 L

ihat daftar Ta

 = 1.49 > Tr

 1.47, kesimpulan aman

gunakan U-900

, U-groove, undercut 900

sudut kontak boleh 1600

 atau lebih.

8.  Contoh Perhitungan

9.a.  Sistem pentalian (roping)

         one to one roping  T1 = (P+Q)                     two to one roping T1 = ½ (P+Q)

P+Q (kg)

9.b. Double Wrapped Traction 

T2T2 T1T1

10.  Daftar (Tabel) Ta = ef.k. 

Nilai batas slip (gelincir), rumus Euller

A/C2360

U.105 U.90 U.45 U.30 U.0

() Radian 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0

SWTM/A

160165170175180

2,792,882,973,063,14

1,541,561,581,601,62

1,491,511,531,551,57

-----

-----

-----

A/C2360

V.50k =

V.54 V.60 U.105 U.90 U.45 U.30 U.0

() Radian 2,4 2,2 2,0 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0

SWTM/A

160165170175180

2,792,882,973,063,14

2,072,142,192,242,29

1,962,012,052,102,14

1,851,881,921,961,99

1,541,561,581,601,62

1,491,511,531,551,57

-----

-----

-----

SWTM/B

185190195200

3,233,323,403,49

----

----

----

1,641,671,691,71

1,591,611,631,65

1,531,551,571,59

----

----

DWTM/A

340345350355

5,946,026,116,20

----

----

----

----

----

2,192,212,242,27

2.052.072.102.12

1.921.941.961.98

10.A.  Daftar (Tabel) Ta = ef.k. 

Nilai batas slip (gelincir), rumus Euller

Ada 3 macam TALI KAWAT BAJA dari segi fungsi 

1. TALI TRAKSI2. TALI PENGAMAN (= TALI GOVERNOR)3. TALI KOMPENSASI

11. Tali Kawat Baja (steel wire rope)

KONSTRUKSI TALI 8 X 19 FC, SEALE type 8 X 9.9.1 FC8 STRAND (PILINAN) X 19 ELEMEN KAWATFC = Fibre Core, Manila hennep / Synthetic fibre

Jumlah lembar tali, n

Kep.Men 03/MEN/1999 pasal 24

 

 

Pentalian, roping system   2:1

i = 

2P

entalian, roping system   1:1 

i =

1 

P 

=    berat kereta (kg) 

Q 

=    kapasitas (nominal load) (kg)

T 

=    berat tali (sementara dapat diabaikan)

fk

=    faktor keamanan, ikuti daftar SNI

Bp

=    batas patah (sesuai sertifikat pabrik)

Catatan : 1 kgf = 9.81N

12.  

n   =    (P + Q + T) fk      Bp x i

13.FAKTOR KEAMANAN

Kecepatan tali m/m F/K Tali Lift Penumpang F/K Tali Lift Barang

s/d 45 8.00 7.00

60 8.80 7.60

90 9.20 8.20

105 9.50 8.50

120 9.75 8.75

150 10.20 9.20

180 10.70 9.50

210 11.00 9.80

240 11.25 10.00

300 11.55 10.30

360 11.80 10.30

420 12.00 10.50

* Acuan : SNI. 03.2190.Rev 1999

14.Batas Patah Tali Baja Tarik 8 x 19 FC

Diameter Nominal(mm)

Perkiraan Berat(kg/m)

Batas Patah Maximal(Kawat 130/160

kgf/mm2)*(kgf)

6.30 0.13 1.6508.00 0.21 2.5009.50 0.30 3.69011.00 0.42 5.00012.70 0.54 6.50014.30 0.68 8.10015.90 0.83 10.05019.00 1.25 14.400

* 2 macam kawat baja (dual tensile) Kawat luar 130 kgf/mm2

Kawat dalam 160 kgf/mm2 (filler wires)

* Sumber : Mechanical Engineers Handbook

15.  Konstruksi Tali Baja

Warrington type

Seale type 8 x 19

Regular type

Tiller type (dilarang digunakan)

Dianjurkan double stresswires

16.a.  Pilinan kawat (strand)

Satu puntiran = one lay

16.b.  Arah puntiran (lilitan)

Power output, 

(kW)

Q   =  beban muatan nominal, kgV   =  kecepatan nominal lift, m/mT =  efficiency system = 0.55 s/d 0.87Angka konfersi = 6120 kg m/m = 1 kWO/B = overbalance = 45% (= 0.45)Power Rating > P output Power Rating = P nameplate =  + 105% Po

17. Daya Motor Penggerak (power output)

Po  =   Q (1 – O/B) x V 6120 x T

Efficiency 

T

    =   1

 x 2

 x 3

1

=    system mechanical

2

=    transmission, reduction gear

3

=    motor (heat lost)

 

1

=    0.95

2

=    G/D machine = 0.60 ~ 0.75

      G/L machine  = 0.85 ~ 0.95

 

3

=    0.97

T

G/D 

=   0.95 x 0.6 x 0.97 

=   0.55 ~ 0.69

T

G/L 

=   0.95 x 0.85 x 0.97

=   0.74 ~ 0.87

18.  Efisiensi

Asumsi :   Lift berkapasitas (daya angkut), Q = 1150 kg (17P)

   Kecepatan nominal, P = 150 m/m

Ditanya :

(a) Berapa Power output

(b) Berapa lembar tali baja

Po 

= 

1150 (1 – 0.45) 150    

=   17.22 kW

     6120 x 0.90

Gunakan motor dengan Power rating  =  18 kW

 J

umlah lembar tali baja, assume P = 2 Q, pentalian 1:1, i = 1

n 

= 

(1150 + 2 x 1150) 10.2  

= 

5.4 ~ 6 lembar dia 13 mm

           6500

alt : gunakan tali  16 mm, Bp 

= 10500 kg

 n

 

= 

(1150 + 2 x 1150) 10.2 

= 3.35 

4 lembar 

           10500

19.  Contoh perhitungan

20. Rel pemandu (guide rails)

fishplate

Rail

M8Male

Female

F1  gaya reaksi vertikalR1  gaya reaksi horizontal

21. Balok pemisah (separator beam)

Panjang balok  = L (mm)Jarak sepasang rel  = D (mm)Jarak sepatu pemandu = H (mm)

Reaksi pada balok  R1 = FD / 10H  N (Newton)Gaya tekuk vertikal F = g (P+Q)   N (Newton)

R1

(Guide Shoes)

(Sepatu Pemandu)

21.A. Sepatu Pemandu Jenis Luncur

21.B. Pemandu Jenis Roller

22.a. Pit (lekuk dasar ruang luncur)

Ruang aman 0.6 m

Kep.Men 03/MEN/1999 

pasal 10

Reaksi penyangga pada lantai dasar pit = 5000 N/dm2 

(= 500.000 N/m2)Penyangga

22.b.  Lekuk dasar atau pit 

Lekuk dasar atau pit dalamnya pit harus mengakomodasi tinggi safety plank (rangka dasar kereta), luang lari, langkahtorak (peredam) tinggi silinder dan tinggi pendukung silinder

22.c. Kamar mesin dan overhead

Ruang aman

Kep.Men 03/MEN/1999 

pasal 9

0.6 m

Kereta

Tali baja

Bobot Imbang

0.6 mRuang aman

23.  Gaya reaksi pesawat pengaman

F  =  g (P + Q) F  =  1.5g (P + Q) F  =  2.5g (P + Q) 

24.  Korelasi Faktor Tekuk dengan Koefisien KelangsinganU

ntuk profil baja 370 N/m2

Rujukan SNI 03-2190-1999 tabel 4.10.8

Keterangan :

l = jarak sepasi braket

r = radius girasi profil rel

 = l / r (koef.kelangsingan)  (faktor tekuk)120125130135140145

2.342.652.853.073.313.55

 

Reaction Force

 

(1) 

Vertikal, F

               LIFT #1                   LIFT #2

F

=

g (P + Q) 

(N)

         

(2)

Horizontal, R1

           DBG                    R1

        R1

             L

R1

=

FD / 10H 

(N)

 

D = jarak kiri-kanan rel

H = jarak vertikal sepatu luncur 

 

   w

w

 

Moment of Inertia, Iy     

=  R1

L3

/48 E d (mm4

)

Modulus of Section , Zy  

=  R1

 x ½ L/ (mm3

)

E = modulus of Inertia (st.37) 

=  2.1 x 105

 (N/mm2

)

d = deflection 2 ~ 3 mm (1 mm per 1.0 m bentangan)

Buckling stress  = 140 N/mm2

 (maksimum yang diizinkan untuk baja st.37) 

25. BALOK PEMISAH (separator beams)

F  = 10 (P + Q)   = 10 (2000+1000) 3.31 = 99300  N

Q = 1000 kg

P  = 2000 kg

Rail K-13

r   = 19.0 mm

A  = 1545 mm

  = 140

  = 3.31

Jarak rentang braket, l

l  = r = 140 x 19.0 = 2.60 m

  

= 99300 x 1815 / 10 x 4000 = 4505  N

  

Modulus of Section, Zy

= R1

 x ½ l/  

= 4505 x ½  (2200) / 100 = 49.5 cm3

 

26.  Contoh perhitungan balok pemisah

R1  =  FD         10H

 F

 

=  10 (2000 + 1000) 3.31  = 99.300 N

R1

 

=  99300 x 1815    = 

4505 N

  

10 x 4000

Moment of Inertia, Iy 

=   RL3

Modulus of section, Zy

 48 Ed

Zy = R x ½ L/

=  

4505 x (2200)3

 

= 

158 cm4

=  4505 x 0.5 x 2200/140

 

   

48 x 2.1 x 105

 x 3

=  35 cm3

 < 37

Pilih :

Hollow metal 

100 x 100 x 4.5 mm

dimana

Zy = 49.9 cm3

 

profil H 

150 x 150 x 6.0 mm

Iy  = 249 cm4

 T

egangan tekuk rel

T 

= 10 (2000 + 1000) 3.31/1545 = 64.3 N/mm2

 < 140 (OK)

 

27. Contoh perhitungan balok pemisah

27.A.  Daftar Penggunaan Separator Beam sebagai Pedoman

lift duty

F, at safety application

Separator beam, L

DBGSeparator beam

Hoist way dimensi dalam mm (kg/m)

kg @ m/s kg (Newton) depth mm mm hollow type (Square)

Wide flangeH beam

1800 @ 3.5 12890 (126,320) 2500 2515 125 x 125 x 4.5(16.6)

150 x 150 x 7.0(31.5)

1600 @ 5.0 12900 (126,420) 2400 2515 125 x 125 x 4.5(16.6)

150 x 150 x 7.0(31.5)

1350 @ 5.0 12180 (119,360) 2400 2215 125 x 125 x 3.2(12.0)

150 x 150 x 7.0(31.5)

1150 @ 3.5 11000 (107,800) 2250 2000 100 x 100 x 4.5(13.1)

125 x 125 x 6.5(23.8)

1000 @ 2.5 9000 (88,200) 2200 1815 100 x 100 x 3.2(9.5)

150 x 100 x 6.0(21.1)

900 @ 1.5 8000 (78,400) 2100 1815 100 x 100 x 2.3(6.9)

100 x 100 x 6.0(17.2)

600 @ 1.5 5700 (55,860) 1800 1800 75 x 75 x 2.3(5.14)

140 x 100 x 4.3(12.65)

450 @ 1.5 4300 (42,140) 1700 1610 75 x 75 x 2.3(5.14)

140 x 100 x 4.3(12.65)

Asumsi :  Lift kapasitas 1000 kg

Berat kereta = 2Q = 2 x 1000 

= 2000 kg

Rel jenis  K16, 16 kg/m, r  

= 23 mm (lihat daftar)

A  

= 2098 mm2  

(lihat daftar)

Koef. kelangsingan  = 130  = 3000 / 23 = 130            = 2.85 (lihat daftar)

 T

EGANGAN TEKUK (buckling stress)

a. Luwes :  T

  =  1.5  x 9.81 (2000 + 1000) 2.85  = 60.5 N/mm2

 < 140  (OK)

             2078

 b

. Kejut :  T

   =  2.5 x 9.81 (2000 + 1000) 2.85   = 100 N/mm2

 < 140 (OK)

                            2078

28. Contoh perhitungan rel pemandu

T  = 1.5g (P+Q)  / A 

28.A. Petunjuk Pemilihan Rel PemanduKapasitas maksimal

lift

Berat rel nominal (kg/m)Untuk kereta

Jarak rentang Untuk bobot imbang

Braket maks (m)

* Keterangan : T dalam N/mm2

type pesawat pengaman#1 atau #2

450 8.608.60

8.60 2.208.60 2.40

#1 T = 95#2 = 49

600 8.609.309.30

8.60 2.208.60 2.208.60 2.50

#1 140#2 55#2 56

750 10.6512.3012.30

10.65 2.609.30 3.0010.65 3.30

#1 122#2 87#2 78

1000 9.309.30

12.3012.3012.30

8.60 2.2010.65 2.4010.65 2.608.60 2.6010.65 3.0

#1 138#1 102#1 101#2 131#2 86

1350 17.8017.8022.70

13.50 3.6013.50 3.8018.00 4.00

#1 140#2 62#2 53

1600 18.022.7022.70

18.00 3.8013.50 3.8018.00 4.00

#1 146#2 76#2 63

28.B. Sifat-sifat Fisik Rel PemanduJenis Berat luas Momen inersia

Radius putaran(girasi)

rel (kg/m) irisan(cm2)

sumbu X = Ix

(mm4 x 104)sumbu Y = Iy

(mm4 x 104)rx

(mm)ry

(mm)

T 40/A *T 45/AT 50/A *T 50-6/A*T 75-3/B *T 70-3/BT 80/A *T 89/BT 90/AT 125/BT 127-1/BT 127-2/B *T 140-1/BT 140-2/BT 140-3/B

2.673.343.734.458.639.30

10.6512.3013.5018.0017.8022.7027.5032.7047.60

3.404.254.755.70

10.9911.5413.5615.7017.2022.9022.5028.9035.1043.2257.35

5.358.0811.2412.7740.3527.5080.0059.60102.50153.00187.00200.00403.00452.00946.00

2.173.845.256.33

26.4925.8038.8352.5057.80173.00151.00234.00310.00365.00488.00

7.959.50

14.90149015.515.0

16.9218.3024.4027.4826.5028.50297029.2029.20

12.5413.7815.4010.5419.2015.2024.2919.5018.3325.8428.6026.3033.8032.5040.60

Jenis-jenis :A. Massive, synthetic rubber V < 30 m/mB. Spring buffer  45 < V < 75 m/mC. Hydraulic buffer  90 < V < 420 m/mD. Hydraulic + N-gas  V > 420 m/m

 Pit reaction, R = 4 g (P + Q)Contoh = 4 x 9.81 (2000 + 1000) = 120.000 N

29. PENYANGGA (buffer)

29.A. Daftar Jarak Langkah Peredam Hidrolis Kelajuan nominal

Dalam (m/s)Kelajuan lift

115%(m/m)

Langkah minimal(cm)

60 (1.0) 68 (1.1) 76 (1.3) 90 (1.5)

697887

103

6.98.9

10.815.8

105 (1.7) 120 (2.0) 140 (2.3) 150 (2.5)

120138160172

21.028.035.043.0

180 (3.0) 210 (3.5) 240 (4.0) 300 (5.0) 360 (6.0) 420 (7.0)

207240276345410480

63.084.0111.018.0

249.0340.0

30. Penyangga pegas untuk kecepatan maksimum 75 m/m

31. Hidrolik buffer untuk kecepatan diatas 420 m/m        Menggunakan gas N

32.  Gaya TumbukR

umus Newton

Isaec Newton (England, 1642-1727)

 R

 

=  

m (g + Vt2

/2s)

m 

= 

massa benda jatuh membentur

Vt

 

= 

kecepatan tumbuk = 1.15% V nominal

s

= 

stroke sesaat = 0.05 m

 C

ontoh:  Vn

 

= 90 m/m, Vt

 = 103.5 m/m = 1.725 m/s

R 

= 3000 9.81 + (1.725)2

 / 2 x 005 

= 119.000 N

=  ~  120.000 N

33.  Reaction pada lantai dasar pitR

 

=  

120.000 N pada beton bertulang

    

Cosentrated load pressure, P

P max

 

=  

300 lb/4 in2

 

= 

53.000 kgf/m2

=  

500.000 N/m2

 L

uas bearing plate = 120.000 / 500.000 = 0.24 m2

Gunakan plat baja 50 x 50 cm atau 

Profil kanal 2.0 m x 0.15 m, luas = 0.30 m2

 > 0.24 m2

34.  Pesawat Pengaman 

Overspeed Governor

34.A.  Pesawat Pengaman 

35.  Mesin Traksi Gearless

35.A. Mesin Traksi Geared 

36. 

(OTIS)

37.  Variable Speed Geared (Schindler)  

38. Mesin Traksi, Teknis : Geared

Roda gigi reduksi jenis ulir

(worm gear)

Kecepatan Liftm/m

Kecepatan saatgovernor bekerja

m/m (m/s)

Kemerosotan keretadan jarak tempuh yang

dizinkan minimal-maksimal(m)

s/d 45s/d 90

s/d 105s/d 150s/d 210s/d 300s/d 360s/d 420

63 (1,05)118 (1,98)126 (2,1)200 (3,33)270 (4,55)360 (6,0)432 (7,2)500 (8,4)

0,25 - 1,100,20 -1,0

0,22 - 1,130,50 - 1,801,00 - 3,002,00 - 5,602,70 - 8,003,70 - 9,40

39. Daftar Jarak Tempuh Perhentian Kereta saat Pesawat Pengaman Bekerja

Sumber : SNI 03.2190 Rev 1999 dan ASME 17.1

TERIMA KASIH atas PERHATIAN

PARA HADIRIN

Untuk Tanya Jawab, hubungi :

Ir. Sarwono Kusasi Hp.0818.0615.5187