8. dasar keteknikan alat ptm upn
Post on 05-Jan-2016
270 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 1/9
1
V. D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A L AT E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
BAB IV
DASAR-DASAR KETEKNIKAN ALAT
(ENGINEERING FUNDAMENTALS)
1. DRAWBAR PULL I R1MPULL
1.1.
Pengertian umum tentang DRAWBAR PULL / RIMPULL9'
Drawbar pul l (DBP) adalah suatu ist ilah yang dikenakan terhadap
tractor maupun bulldozer atau alat-alat mekanis lain (dozer shovel, backhoe) yang
undercarriage nya adalah jenis roda rantai. Drawbar pull adalah beban maks imum
yang masih dapat ditarik oleh alat-alat mekanis jenis roda rantai (misal tractor ) dalam
kondisi tertentu.
Perlu diperhatikan, bahwa drawbar pull tidak termasuk gaya yang
diperlukan untuk menggerakkan tractor itu sendiri. Biasanya drawbar pull pada
setiap kecepatan tertentu sudah ditentukan pula, dan ketentuan ini mendasarkan pada
tes tractor tersebut pada suatu haul road dengan rolling resistance 110 Iblton.
Jika dipakai pada haul road lebih tinggi dari 110 Iblton, maka drawbar pulln-nya
bertambah, dan jika dipakai pada haul road dengan rolling resistance lebih kecil
dari 110 Iblton maka drawbar pull -nya akan mengecil (berkurang).
Drawbar pull yang dapat dihasilkan pada setiap gear (versnelling) tidak
sama. Pada gear kecillrendah, drawbar pull yang tersedia besar, sedangkan pada
gear tinggi, drawbar pull yang tersedia kecil.
Contoh :
Drawbar pull biasanya sudah tersedia pada soal atau pada daftar spesifikasi mesin.
Kalau tidak ada, drawbar pull dapat dicari dengan rumus :
Drawbar Pull (DBP) teoritis
0.90 x in lbs eng. Torque x total gear ratio x ME
tire rolling radius in inches
Drawbar Pull (DBP) sebenarnya :
0.90 x
in lbs eng. Torque
x
total gear ratio
x
ME
olling resistance in lbs
tire rolling radius in inches
Drawbar pull (Ib)
DBP
21,351
13,454
9,090
5,994
4,550
Gear
1 '
2nd
3rd
4'h
5lh
ME Mechanical efficiency, estimated at 90
%
Engine Torque in Ibs (horse power x 5252) revolution per minute
total gear reduction = transmission ratio x overall axle ratio
Rimpull (RP) adalah suatu gaya tarik maksimum yang dapat disediakan
oleh rnesin. Rimpull ini suatu istilah yang hanya diterapkan pada alat-alat mekanis
Speed
Mph
1.4
2.2
3.2
4.6
6.0
Rpm
123
194
282
405
528
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 2/9
2
IV . D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A L AT E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
Besar kecilnya rirnpull bergantung pada kecepatan atau gear yang dipakai.
Contoh
Apabila pada soallspesifikasi mesin, belum tersedia dafiar rimpull pada
setiap gear , maka dihitung dengan rumus
375x HP x efficiency
)
Rimpull
speed
(mph)
Efisiensi untuk kendaraan beroda ban kira-kira antara 80-85 %.
Rumus lain untuk menghitung rimpull
0.90
x
in lbs eng. Torque x total gear ratio x
ME
Rimpull
rolling radius
Gear
1
2 d
3
d
th
5th
1.2. Horse Power (Tenaga)
Tenaga adalah usaha (work) yang dilakukan per satuan waktu. Usaha (work) adalah
gaya yang diperlukan untuk memindahkan sesuatu dari suatu tempat ke ternpat yang lain
(jarak).
Jadi
Work gaya x jarak
Gaya ini dapat berupa dorongan (push), tarikan (pull), mengangkat (lift). Satuan gaya
adalah Kg gaya (Kg f) atau Ib gaya (Ib f). Misal traktor mempunyai DBP 30,000 Ib
(f)
akan
menarik beban seberat 30,000 Ib (m) sejauh 110 ft. maka usaha (work) yang harus
dikeluarkan traktor adalah
:
WorkoraMo, 30,000 Ib (f)
x
110 t
3,300,000 Ib.ft
Tenaga (Power) adalah usaha (work) yang harus dikeluarkan per satuan waktu. Misal
traktor tersebut diatas selarna 1 menit dapat menarik beban seberat 30,000 Ib (m) sejauh
110 ft, maka tenaga (power) yang dibutuhkan
Tenaga (Power) 30,000 Ib (f) x 110 ftlrnenit
3,300,000 Ib ftlmenit
Speed
M P ~
3.25
7.10
12.48
21.54
33.86
S TU N TEN G
Satuan tenaga adalah TK tanaga kuda atau HP Horse Power
1 HP 550 Ib.ftldetik
33,000 Ib.ft/menit
Rimpull (Ib)
RP
13,730
6,285
3,576
2,072
1,319
pada contoh diatas, tenaga atau power yang diperlukan oleh traktor
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 3/9
IV. D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A L A T E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
TORQUE
Torque didefinisikan sebagai tenaga yang diperlukan untuk memutar pada
sumbunya. Torque mesin (engine torque) adalah gaya (Ibf) yang diperlukan untuk
memutar engkol mesin dengan jarak 1 ft. sedangkan roda engkol mesin dengan jari-jari
:
1 ft
mempunyai keliling
=
2 x x 1 ft
= 2 x 3 , 1 4 x 1
ft
=
6 28
t
Torque
x RPM x
6 28
Torque
x
RPM
Sehingga HPmesin
33 000 5252
satuan Torque
=
Ib
x
feet
satuan HPmSin = HP
Torque
=
HP x 5 5
RP
a. Brake HP (biasa disingkat BHP) ialah HP mesin yang dihitung dari torque mesin
(dari engkol mesin), sehingga sering disebut Engine HP
b. Flywheel H P (disingkat FHP) ialah HP yang dihitung pada flywheel mesin (pada
roda gendeng).
c. Drawbar HP (disingkat DBHP) ialah BHP dikurangi dengan kehilangan-kehilangan
pada power train , jadi Drawbar HP adalah HP yang dihitung pada roda
penggerak-wheel drive (bisa pada Rim atau pada sprocket drawbar).
d. Efisiensi mesin (Mechanical EfficiencylME) adalah torque mesin (Haul torque HT)
yang bisa digunakan (yang diukur pada roda penggerak) dibandingkan dengan
torque
(T)
pada mesin dikalikan dengan Total Rear Reduction (TGR).
Jadi Eff. Mesin
=
HT
- DBHP
-
T X T G R BHP
Contoh
:
Suatu mesin Truk dapat menghasilkan torque pada mesin (T)
= 300
Ib.ft pada
1,800 RPM. Total gear reduction (TGR) = 100 : 1 dan torque yang bisa digunakan (HT)
=
24,000
Ib.ft. berapa efisiensi mesinnya Mechanical Efficiency
--
ME)?
Jawab:
24 000 1b.ft
Eff. Mesin (ME)
=
24 000 1b.ft
300 1b.ft x 10011
30 000 1b.ft
2
TAHANAN GELINDING ROLLING RESISTANCE (RR)
2 1 Pengertian dan asal usul Rolling Resistance
Rolling resistance adalah tahanan dalam Ib RP
---
pound rimpull
)
yang
berusaha menahan putaran roda. Faktor-faktor yang menimbulkan rolling resistance
adalah
:
a. internal friction
Merupakan friction yang terjadi karena putaran-putaran mulai dari engine
flywheel sampai ke velg roda . Jadi ini dikarenakan oleh komponen mekanis
mechanical component .
b. tire flexing
Yaitu tahanan gelinding yang terjadi pada roda ban dikarenakan kenylempetan ban
( tire flexing ). Besar kecilnya kenylempetan ban tergantung pada
:
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 4/9
4
IV. D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A L A T E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
c. tire penetration
Adalah amblasnya ban pada permukaan jalan lintas, dan ini bisa menambah besar
angka roling resistance . Setiap amblas
1
inchi diperkirakan akan memperbesar
sebesar
3
Ibslton
Kurangnya tekanan ban dapat diatasi dengan cara
memelihara permukaan jalan lintas yang terbuat dari tanah.
a = Coefficient of Rolling
Resistance
r = Jari-jari roda ban
Contoh :
Truck kosong, berat
W = 2
Ton, beroda ban
4
buah;
=
40 inch,
r
=
20 inch.
Berjalan pada permukaan jalan, amblas inch (a = 1 inch),
Hitung RR
(Rolling Resistance) yang menahan jalannya truck.
Jawab :
o Ib = 1,000 lblban
=2,Ton= ban
-
1 000 1b
x 1
inch
= 50 lb,ban
20 inch
Truck mempunyai 4 ban, RR
=
4
x
50 Ib
=
200 Ib
Berat truck 2 Ton
Jadi RRTruck
= 100 IbKon
2 T o n
= 5%
2 2
Cara menghitung Rolling Resistance
RR yang harus diperhitungkan, hanyalah untuk alat besarlberat (alat-alat
mekani) yang beroda ban. Tetapi untuk alat-alat berat dengan roda rantai (track type
vehicles) untuk keperluan praktis tidak diperhitungkan adanya RR (meskipun sebetulnya
ada, yaitu RR dikarenakan internal friction ).
Dasar pemikiran ini dikarenakan bahwa track type vehicles rodanya berjalan
pada steel roadway yaitu pada track -nya sendiri. Dengan anggapan permukaan jalan
dari besi dimana keadaannya selalu keras dan licin maka tidak pernah terjadi tire
flexing maupun tire penetration . Oleh karena itulah pada track type vehicles tidak
terjadi RR yang harus diatasi oleh drawbar pull .
Perhitungan drawbar pull biasanya sudah termasuk adanya internal friction
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 5/9
IV. D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A LA T E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
TABEL IV-l
INDUSTRY ACCEPTED STANDARDS
OF
ROLLING RESISTANCE 20 lbslton
=
%)
Contoh :
Diketahui "elevating wheel tractor-scraper" bekerja pada proyek "highway construction"
dan meli'ntasldioperasikan pada permukaan jalan tanah yang lembek sehingga terjadi "tire
penetration" (ban amblas) sedalam 2 inchi. Berapa "rolling resistance" yang timbul dan harus
diatasi?
Jawab :
Dari rumus didapat bahwa setiap ban amblas 1 inchi akan timbul RR yang harus diatasi
sebesar 30 Ibslton (lihat halaman4 diatas)
Jadi :
apabila ban amblas sedalam 2 inchi = 2 x 30 Ibslton
=
60
lbslton
RR konstan (karena internal friction): 2 = 40 Ibslton
Total rolling resistance
=
100 lbslton
A hard, smooth, stabilized, surface roadway
without penetration under load, watered,
maintained.
A film, smooth, rolling roadway with dirt or light
surfacing, flexing slightly under load or
undulating, maintained fairly regularly, watered.
Snow
:
pached
Loose
A dirt roadway, rutted, flexing under load, little if
any maintenance, no water, 1" (25 mm) or 2"
(50 mm) tire penetration.
I
2 3
Besaran dan satuan "Rolling Resistance"
Besaran RR dapat dinyatakan dengan (percent) atau dapat pula dinyatakar
dalam Ibslton.
a. "Rolling Resistance" yang konstan
Angka RR yang pasti ditimbulkan oleh "internal friction" besarnya = 2 %
GVW
(gross
vehicle weight) atau
2
%
x
2,000 lbslton (sebab 1 ton =2,000 Ibs).
b. "Rolling Resistance" yang tidak konstan
merupakan angka RR yang tidak tetap dan ditentukan oleh :
-
"tire flexing"
- "tire penetration"
Lblton
40
65
50
90
100
Kglton
20
35
25
45
50
I
Rutted dirt roadway, soft under travel, no
maintenance, no stabilization, 4" (100 mm) to
6" (150 mm) tire penetration.
Loose sand or gravel
Soft, muddy, rutted roadway, no maintenance
150
200
200 to 400
75
100
100 to 200
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 6/9
IV . D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A L AT E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
3 GRADE RESISTANCE (GR)
3 1 Pengertian dan asal-usul Grade Resistance
Grade resistance adalah tahanan yang tirnbul dan harus diatasi oleh pull
(gaya) dari rnesin, sehubungan deng an kendaraan bergerak mena ik (up hill). Grade
resistance atau tahanan tanjakan (jalannya menanjak) ini terjadi pada :
wheel type vehicle
- track type vehicle
Kemiringan tanjakan jalan dinyatakan dalam
persen, yaitu berapa kenaikan
vertical pada jarak horizontal 100 ft. missal tanjakan 10
h
artinya
:
100 f t
Dan kemiringan tanjakan diistilahkan dengan grade . Jika kendaraan bergerak men aiki
tanjakan, diperlukan tambahan tenaga untuk mengatasi grade resistance . Tetap i jika
bergerak menuruni tanjakan, tenaga m esin pada roda ditambah oleh adanya grade
resistance ini.
3.2. Cara menghitung Grade Resistance dan satuannya.
Besarnya grade resistance adalah 20 Ibslton %, artinya setiap pe rsen tanjakan
diperlukan rimpull / drawbar pull sebesar 20 Ibs setiap ton berat kendaraan.
Contoh
Suatu wheel tractor scraper dengan gross vehicle weight 100 ton bergerak me naiki
tanjakan dengan grade 5 %. Hitung grade resistance yang harus diatasi
Jawab :
Grade resistance = 5 % x 100 ton x 20 lbslton % = 10,000 Ibs.
Tanda grade resistance positif, berarti bergerak menanjak dan negatif berarti bergerak
menurun. Jadi apabila kendaran bergerak mena iki jalan maka total resistance adalah
RR GR, dan apabila menuruni jalan total resistance adalah RR GR.
Effective grade adalah
berapa kemampuan sebenarnya suatu kendaraan menaiki
suatu bukit seandainya tidak ada RR dan GR dan dinotasikan dalarn persen. Dengan
demikian :
Effective grade =
RR (%)
+
GR
94)
Effective grade sangat penting karena diperlukan untuk penggunaan rimpull , Brake
performance , dan travel time curves .
Contoh :
Elevating wheel tractor scraper berjalan diatas jalan angkut yang memberikan RR = 60
Ibslton. Tanjakan yang harus d ilewati sebesar 3 %. Berapa elevating grade ?
jawab
:
RR = 60 lbslton
=
3 OO
G R = 3 %
Jadi effective grade = RR + G R
= 3 % + 3 %
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 7/9
7
IV D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A LA T E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
4
KEMAMPUAN TARlK MELALUI RODA
4 1 Koefisien tarik (Coefficient of tractionlCT)
Merupakan kemampuan menarik dari suatu alat mekanis, atau kemampuan
mendorong untuk menggerakkan alat itu sendiri. Tenaga yang terpakai sebenarnya
dibatasi oleh kemampuan mendoronglmenarik (traction) ini.
Kemampuan tariWdorong bergantung pada
:
berat kendaraan pada roda penggerak (drive wheels):
koefisien gesek yang diistilahkan dengan "coefficient of tractionn
"Coefficient of traction" merupakan perbandingan antara RP yang terpakai
sebelum selip dengan berat total kendaraan pada "drive wheels"
R sebelum slip
CT
=
berat total kendaraan pada drive wheels
Contoh :
Suatu alat besar dengan berat 80,000 Ibs pada "drive wheels". Roda tersebut akan selip
apabila pada roda diterapkan RP = 40,000 Ibs. HitungCT
Jawab :
CT
=
40 000
lbs
=
0 s
80 000
1bs
Adanya CT ini membatasi "power usable", jadi misal tenaga yang dibutuhkan "bulldozer
whell type" untuk mendorong "scraper" adalah 50,000 Ibs tetapi apabila "power usable"
hanya sebesar 40,000 Ibs (sehubungan dengan CT), maka "bulldozer whell type" tidak
bisa mendorong "scraper", rneskipun mungkin "power available" adalah 60,000 Ibs.
Besar kecilnya CT bergantung pada :
macarn media penggeraknya (apakah roda ban atau rantai)
keadaan permukaan alan.
5 ACCELERATION (PERCEPATAN)
Percepatan adalah penambahan "kecepatan" dari kendaraan yang bergerak.
Percepatan ini diperoleh dari "gaya percepatan" yang diambil dari kelebihan "rimpull".
Rate percepatan bergantung pada
:
berat kendaraan
dan kelebihan rimpull untuk gaya percepatan.
Apabila "tidak ada" kelebihan "rimpull", maka kecepatan laju kendaraan tak dapat
ditambah lagi.
TABLE IV-2
RATE
PERCEPATAN UNTUK SETIAP BERAT TON
RP yang dibutuhkan
Rate percepatan (Mphlminute)
3 3
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 8/9
IV.
D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A L A T E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
Rumus dasar untuk mencari percepatan (a) adalah
:
W
F = a
Dimana
:
F =
gaya percepatan
W
=
berat kendaraan yang akan dipercepat lajunya
g
= percepatan gravit si (32.2 ~ d e ? )
a
=
percepatan (Wdet
)
5 1
Hubungan gaya percepatan dengan percepatan
Contoh :
Berat kendaraan 1 ton, tersedia RP = 10 Ib untuk percepatan dan percepatan
gravitasi (g)
=
32.2 ft/det2. hitung a
Jawab
Ini artinya kendaraan tersebut lajunya akan bertambah 0.161 fpslsecond = 0.161 x 0.7
mphlsecond
=
0.11 mphlsecond. Artinya setiap menit, kecepatan bertambah
=
60
second
x
0.1 1 mphlsecond
=
6.6 mphlmenit.
(1 mph = 88 fpm =1.46 fps; 1 fps
=
0.7 mph).
5 2
Hubungan kelebihan rimpull dengan kecepatan
Contoh
:
Truck dengan mesin 125 HP, berat truk bermuatan 40.850 Ib. Efisiensi mekanis
0.81. Keadaan alan datar RR = 60 Iblton. CT
=
1.
Jawab
:
Dengan menggunakan rumus tersebut diatas, dapat dihitung Rirnpull (RP) pada setiap
gear, kernudian ditabelkan sebagai berikut
:
7/17/2019 8. Dasar Keteknikan Alat Ptm UPN
http://slidepdf.com/reader/full/8-dasar-keteknikan-alat-ptm-upn 9/9
IV . D A S A R - D A S A R K E T E K N I K A N A LA T E N G I N E E R I N G
F U N D A M E N T A L S )
Tractive Effort
=
40,850 Ib
x
1.0
=
40,850 Ib
Semua RP pada gear 1 dapat dipakai tanpa se l i~ ,arena truck selip pada gear 1 apabila
mesin menarik beban diatas 40,850 Ib. Sedangkan gear 1 hanya akan menarik
maksimum beban sebesar 12,620 Ib lebih kecil dari 40,850 Ib).
RP untuk mengatasi RR = 60 Iblton
x
20.425 ton = 1,225 Ib.
Kelebihan RP pada setiap gear untuk percepatan sebagai berikut
:
Kelebihan RP per ton untuk percepatan dari 0 ke percepatan waktu untuk
kecepatan 0 pada gear 1 3.0 Mph) adalah = 11,395 lb120.425 ton = 557 Iblton; jika yang
efektif terpakai adalah 300 Iblton, maka rate percepatan mphlminute
=
198 mphlminute.
Sehingga dari kecepatan 0 menuju kecepatan gear 1 = 3.0 rnph diperlukan waktu
=
3.0
mphl 198 mphlminute= 0.015 minute.
Gear
1
2
3
4
Waktu yang diperlukan untuk gear 1 3.0 mph) ke gear 5.2 mph), kelebihan
RP per ton pada gear 2
=
6,050 lb120.425 ton
=
296 Iblton; jika yang efektif terpakai
adalah 200 Iblton, maka rate percepatan mphlminute = 132 mphlminute Tabel IV-2 )
Sehingga dari kecepatan 3,O rnph menjadi 5.2 rnph perlu dipercepat ditambah) sebesar
= 5,2 rnph 3.0 rnph
=
2,2 rnph
;
dan memerlukan waktu
=
2,2 mph1132 mphlminute
=
0,017 minute.
SOAL LATIHAN BAB IV
Speed
Mph)
3.0
5.2
9.2
16.8
27.7
1. Mengapa HP Horse Power) yang tersedia pada roda penggerak Drive Wheel ) atau
disebut
DBHP
Draw Bar Horse Power) selalu lebih kecil HP yang dihasilkan oleh mesin
HP engine) ?
.
75
HP M
2. Uraikan asal usul rumus RP
=
Speed
Rimpull RP)
I b)
12,620
7,275
4,120
2,250
1,365
Rimpull untuk
percepatan Ib)
11,395
6,050
2,895
1,025
0,140
top related