analisis kekuatan kostum tikus pada konstruksi …

7
Prosiding SENTIA 2016 Politeknik Negeri Malang Volume 8 ISSN: 2085-2347 F-27 ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI SALURAN KABEL UDARA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH SECARA PEMODELAN MENGGUNAKAN CATIA V5 Akhmad Faizin, Dipl.Ing.HTL, M.T. Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang E-mail: [email protected] ABSTRAK Dalam melakukan penyambungan ketiga ujung Saluran Kabel Udara Jaringan Tegangan Menengah (SKUTM) secara langsung berdasar aturan tidak diijinkan, walaupun diijinkan peralatan yang digunakan untuk menyambung tidak tersedia di pasaran. PLN Distribusi Jawa Timur membuat inovasi sebuah Konstruksi SKUTM Khusus Tiga Percabangan atau KOSTUM TIKUS. Konstruksi menggunakan Plat Copper sebagai terminal untuk menyambung ketiga ujung MVTIC dan memposisikan plat tersebut pada panjang dan ketinggian tertentu di pole jaringan agar tidak terjadi flash over. Konstruksi ini sudah dipasang sejak 2008 dan sampai sekarang tidak terjadi permasalahan atau gangguan pada konstruksi tersebut. Namun untuk menjamin persyaratan keamanan, perlu dilakukan analisis kekuatan dari konstruksi tersebut. Analisis dapat dilakukan secara ekperimen atau pemodelan. Analisis secara eksperimen memerlukan konstruksi fisik sebenarnya, sehingga dibutuhkan biaya yang besar dan waktu yang lama. Analisis secara pemodelan merupakan analisis menggunakan software, sehingga tidak biaya lebih murah dan waktunya lebih singkat. Analisis ini diawali dengan pembuatan desain komponen (part design) seluruh komponen dari konstruksi. Dimensi dan bentuk desain komponen harus presisi dan sesuai dengan benda aslinya, supaya dapat memberikan hasil yang akurat. Selanjutnya dapat dilakukan proses analisis melalui: pemberian tumpuan, pemberian beban, dan proses penghitungan. Setelah dipasang tumpuan dan diberi beban sesuai kondisi sebenarnya, kemudian dilakukan perhitungan. Hasil perhitungan berupa tegangan dalam satuan N/m 2 dan deformasi dalam satuan mm yang terjadi. Melalui perbandingan antara kekuatan luluh dari material yang digunakan dengan tegangan yang terjadi didapatkan angka faktor keamanan. Berdasarkan faktor keamanan yang diperoleh inilah suatu komponen dapat dinyatakan aman atau tidak untuk direkomendasikan penggunaannya. Hasil analisis secara pemodelan menggunakan software CATIA V5 terhadap konstruksi Kostum Tikus, diperoleh tegangan yang terjadi, yang besarnya pada setiap komponen bervariasi antara 10,5 N/mm 2 hingga 443 N/mm 2 . Komponen yang mengalami tegangan terbesar adalah Tiang sebesar 175 N/mm 2 , Baut Pengikat Klem 3 sebesar 117 N/mm 2 , dan Tracker sebesar 443 N/mm 2 . Hasil perhtungan faktor keamanan diperoleh sebesar 1,3 pada Tiang, 2,1 pada Baut Pengikat Klem 3, dan 1,2 pada Tracker. Besarnya faktor keamanan tersebut dapat dibandingkan dengan syarat faktor keamanan yang digunakan oleh institusi terkait. Ketiga komponen tersebut merupakan komponen yang paling rawan mengalami deformasi plastis (kerusakan) lebih dahulu. Apabila angka faktor keamanan masih memenuhi syarat yang distandarkan, maka komponen tersebut masih bisa direkomendasikan penggunaannya atau dilakukan perbaikan desain konstruksinya. Desain konstruksi yang dapat direkomendasikan pada tiang adalah dengan memasang penahan tiang atau mengatur arah tarikan, pada baut pengikat klem dengan menggunakan grade baut 8.8 atau lebih, dan pada tracker dengan menggunakan dimensi yang besar. Kata kunci: konstruksi, pemodelan, tegangan yang terjadi, kekuatan material, faktor keamanan 1. PENDAHULUAN Konstruksi Saluran Kabel Udara Jaringan Tegangan Menengah (SKUTM) atau Middle Voltage Twisted Cable Insulated (MVTIC) untuk tiga pecabangan belum ada panduannya baik di SPLN maupun beberapa standar lain. Permasalahan timbul pada saat pelanggan meminta keandalan lebih sedang fasilitas cell 20 kV gardu induk untuk dipasang jaringan baru sudah tidak bisa ditambah. Untuk menyelesaikan permasalah ini dibuatlah inovasi Konstruksi SKUTM Khusus 3 Percabangan yang diberi nama KOSTUM TIKUS, dengan menggunakan acuan dasar standar konstruksi sambungan yang sudah dibakukan pada SPLN maupun standar konstruksi internal PLN Distribusi Jawa Timur. Dalam melakukan penyambungan ketiga ujung SKUTM secara langsung berdasar aturan tidak diijinkan. Jika diijinkan peralatan yang digunakan untuk menyambung tidak tersedia di pasaran. Kostum Tikus, seperti pada Gambar 1, menggunakan plat copper sebagai terminal untuk menyambung ketiga ujung SKUTM dan memposisikan plat copper tersebut pada panjang dan ketinggian tertentu di pole jaringan agar tidak terjadi flash over. Konstruksi ini sudah dipasang sejak tahun 2008 dan sampai sekarang tidak terjadi permasalahan/gangguan. Selanjutnya konstruksi diusulkan agar dapat digunakan sebagai standar konstruksi PLN. Pada konstruksi yang akan dibangun atau digunakan harus dapat memberikan jaminan kemanan. Jaminan keamanan ini dapat diperiksa pada faktor keamanan (safety factor) yang dimiliki setiap komponen konstruksi tersebut. Besarnya faktor keamanan yang dimiliki setiap komponen diperoleh melalui perbandingan antara kekuatan dari material yang digunakan dengan besarnya tegangan yang terjadi. Guna mendapatkan besarnya tegangan yang terjadi dapat dilakukan melalui 2 (dua) metode, yaitu eksperimen dan pemodelan. Metode eksperimen memberikan hasil yang real namun membutuhkan biaya mahal dan waktu lebih lama, karena harus membangun konstruksi secara nyata, membutuhkan sensor dan alat ukur. Metode pemodelan lebih direkomendasikan karena lebih

Upload: others

Post on 24-Nov-2021

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-27

ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI

SALURAN KABEL UDARA JARINGAN TEGANGAN MENENGAH

SECARA PEMODELAN MENGGUNAKAN CATIA V5 Akhmad Faizin, Dipl.Ing.HTL, M.T.

Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Malang

E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Dalam melakukan penyambungan ketiga ujung Saluran Kabel Udara Jaringan Tegangan Menengah (SKUTM)

secara langsung berdasar aturan tidak diijinkan, walaupun diijinkan peralatan yang digunakan untuk menyambung tidak

tersedia di pasaran. PLN Distribusi Jawa Timur membuat inovasi sebuah Konstruksi SKUTM Khusus Tiga Percabangan

atau KOSTUM TIKUS. Konstruksi menggunakan Plat Copper sebagai terminal untuk menyambung ketiga ujung MVTIC dan

memposisikan plat tersebut pada panjang dan ketinggian tertentu di pole jaringan agar tidak terjadi flash over. Konstruksi

ini sudah dipasang sejak 2008 dan sampai sekarang tidak terjadi permasalahan atau gangguan pada konstruksi tersebut.

Namun untuk menjamin persyaratan keamanan, perlu dilakukan analisis kekuatan dari konstruksi tersebut. Analisis dapat

dilakukan secara ekperimen atau pemodelan. Analisis secara eksperimen memerlukan konstruksi fisik sebenarnya, sehingga

dibutuhkan biaya yang besar dan waktu yang lama. Analisis secara pemodelan merupakan analisis menggunakan software,

sehingga tidak biaya lebih murah dan waktunya lebih singkat. Analisis ini diawali dengan pembuatan desain komponen (part

design) seluruh komponen dari konstruksi. Dimensi dan bentuk desain komponen harus presisi dan sesuai dengan benda

aslinya, supaya dapat memberikan hasil yang akurat. Selanjutnya dapat dilakukan proses analisis melalui: pemberian

tumpuan, pemberian beban, dan proses penghitungan. Setelah dipasang tumpuan dan diberi beban sesuai kondisi

sebenarnya, kemudian dilakukan perhitungan. Hasil perhitungan berupa tegangan dalam satuan N/m2 dan deformasi dalam

satuan mm yang terjadi. Melalui perbandingan antara kekuatan luluh dari material yang digunakan dengan tegangan yang

terjadi didapatkan angka faktor keamanan. Berdasarkan faktor keamanan yang diperoleh inilah suatu komponen dapat

dinyatakan aman atau tidak untuk direkomendasikan penggunaannya.

Hasil analisis secara pemodelan menggunakan software CATIA V5 terhadap konstruksi Kostum Tikus, diperoleh

tegangan yang terjadi, yang besarnya pada setiap komponen bervariasi antara 10,5 N/mm2 hingga 443 N/mm2. Komponen

yang mengalami tegangan terbesar adalah Tiang sebesar 175 N/mm2, Baut Pengikat Klem 3 sebesar 117 N/mm2, dan

Tracker sebesar 443 N/mm2. Hasil perhtungan faktor keamanan diperoleh sebesar 1,3 pada Tiang, 2,1 pada Baut Pengikat

Klem 3, dan 1,2 pada Tracker. Besarnya faktor keamanan tersebut dapat dibandingkan dengan syarat faktor keamanan yang

digunakan oleh institusi terkait. Ketiga komponen tersebut merupakan komponen yang paling rawan mengalami deformasi

plastis (kerusakan) lebih dahulu. Apabila angka faktor keamanan masih memenuhi syarat yang distandarkan, maka

komponen tersebut masih bisa direkomendasikan penggunaannya atau dilakukan perbaikan desain konstruksinya.

Desain konstruksi yang dapat direkomendasikan pada tiang adalah dengan memasang penahan tiang atau mengatur

arah tarikan, pada baut pengikat klem dengan menggunakan grade baut 8.8 atau lebih, dan pada tracker dengan

menggunakan dimensi yang besar.

Kata kunci: konstruksi, pemodelan, tegangan yang terjadi, kekuatan material, faktor keamanan

1. PENDAHULUAN

Konstruksi Saluran Kabel Udara Jaringan

Tegangan Menengah (SKUTM) atau Middle

Voltage Twisted Cable Insulated (MVTIC) untuk

tiga pecabangan belum ada panduannya baik di

SPLN maupun beberapa standar lain.

Permasalahan timbul pada saat pelanggan

meminta keandalan lebih sedang fasilitas cell 20

kV gardu induk untuk dipasang jaringan baru

sudah tidak bisa ditambah. Untuk menyelesaikan

permasalah ini dibuatlah inovasi Konstruksi

SKUTM Khusus 3 Percabangan yang diberi nama

KOSTUM TIKUS, dengan menggunakan acuan

dasar standar konstruksi sambungan yang sudah

dibakukan pada SPLN maupun standar konstruksi

internal PLN Distribusi Jawa Timur. Dalam

melakukan penyambungan ketiga ujung SKUTM

secara langsung berdasar aturan tidak diijinkan.

Jika diijinkan peralatan yang digunakan untuk

menyambung tidak tersedia di pasaran. Kostum

Tikus, seperti pada Gambar 1, menggunakan plat

copper sebagai terminal untuk menyambung

ketiga ujung SKUTM dan memposisikan plat

copper tersebut pada panjang dan ketinggian

tertentu di pole jaringan agar tidak terjadi flash

over. Konstruksi ini sudah dipasang sejak tahun

2008 dan sampai sekarang tidak terjadi

permasalahan/gangguan. Selanjutnya konstruksi

diusulkan agar dapat digunakan sebagai standar

konstruksi PLN.

Pada konstruksi yang akan dibangun atau

digunakan harus dapat memberikan jaminan

kemanan. Jaminan keamanan ini dapat diperiksa

pada faktor keamanan (safety factor) yang

dimiliki setiap komponen konstruksi tersebut.

Besarnya faktor keamanan yang dimiliki setiap

komponen diperoleh melalui perbandingan antara

kekuatan dari material yang digunakan dengan

besarnya tegangan yang terjadi. Guna

mendapatkan besarnya tegangan yang terjadi

dapat dilakukan melalui 2 (dua) metode, yaitu

eksperimen dan pemodelan. Metode eksperimen

memberikan hasil yang real namun membutuhkan

biaya mahal dan waktu lebih lama, karena harus

membangun konstruksi secara nyata,

membutuhkan sensor dan alat ukur. Metode

pemodelan lebih direkomendasikan karena lebih

Page 2: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-28

murah dan cepat, namun juga dapat memberikan

hasil yang akurat.

Keterangan Gambar:

1. Penyangga 1 (2 buah);

2. Penyangga 2 (3 buah); 3. Baut Pengikat (5 buah);

4. Penyangga 3 (4 buah);

5. Tracker (3 buah).

Gambar 1: Konstruksi Kostum Tikus

Berdasarkan uraian di atas, guna menjamin

keamanan dari konstruksi tersebut, perlu diketahui

besar angka faktor keamanan yang dimiliki setiap

komponen. Melalui angka faktor keamanan, suatu

konstruksi dapat disimpulkan tentang jaminan

keamanannya.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Software CATIA

CATIA adalah software produk dari

Dassault Systemes, dimana CAD/CAM/CAE

terintegrasi dalam satu database yang banyak

memberikan kemudahan dalam proses desain

hingga analisis. Beberapa pertimbangan

menggunakan software ini:

- CATIA-Part Design, dapat membantu dalam

proses desain komponen dalam bentuk 3D

(solid) dengan sangat mudah, cepat, dan akurat;

- CATIA-Analysis, dapat membantu dalam proses

analisis terhadap komponen hasil Part Design.

2.2 Data Tiang

2.2.1 Data Tiang SKUTM

2.2.2 Tabel Tiang SUTR

2.3 Data Komponen

Daftar komponen yang digunakan:

Spesifikasi komponen pada Konstruksi:

Gambar 2. Kostum Tikus yang sudah terpasang

Contoh Konstruksi yang sudah terpasang

dapat dilihat pada Gambar 2. Konstruksi ini

diperbaiki desainnya dalam standar, sebagaimana

Gambar 1, yang dilakukan sebagai model

perhitungan kekuatan dalam pengujian ini.

2.4 Asumsi Beban

Asumsi yang digunakan pada proses analisis

dengan metode pemodelan ini adalah:

1. Tiang yang digunakan SKUTM 13/350;

2. Jarak antar tiang 40 meter, lendutan kabel yang

maksimum 3%, dan masa kabel 10 kg/m;

3. Kabel yang ditahan rangka atas panjang @ 2 m

dan yang ditahan rangka bawah @ 3 m;

4. Jumlah Isolator 6 buah dengan masa @ 10 kg;

5. Ketahanan beban pada isolator sebesar 12 kN;

6. Jumlah Arester 3 buah dengan masa @ 10 kg;

7. Jumlah Batang Tembaga 3 buah, dimensi

800x60x5 mm dan masa @ 3 kg;

8. Batang tembaga kabel berdiameter 1,5” diikat

klem terbuat dari pelat aluminium tebal 3 mm

pada rangka bawah dengan 2 buah baut M12.

3. PROSES ANALISIS

3.1 Prosedur Pengujian

Prosedur pengujian yang dilakukan dapat

digambarkan seperti diagram alir berikut:

Page 3: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-29

Gambar 3. Flowchart Prosedur Pengujian

Keterangan Gambar:

1- Pengumpulan data meliputi: dimensi setiap

komponen, material, dan kondisi pembebanan;

2- Desain komponen meliputi: pembuatan part

dan assembly design dengan software CATIA;

3- Perhitungan tegangan yang terjadi menurut

Von Mises Stress menggunakan software

CATIA;

4- Pemeriksaan kesalahan proses perhitungan

jika ada, dilakukan revisi pada data maupun

desain;

5- Analisis hasil dilakukan guna mendapatkan

faktor keamanan sesuai yang distandarkan

PUSLITBANG PT. PLN (Persero);

6- Rekomendasi dilakukan dalam hal adanya

perbaikan konstruksi yang perlu segera

dilakukan pada konstruksi.

3.2 Desain

Berdasarkan data yang ada, Kostum Tikus

didesain menggunakan CATIA-Part Design. Hal

ini bertujuan untuk mendapatkan bentuk desain

komponen sesuai dengan benda sebenarnya. Hasil

desain setelah dirakit dapat dilihat pada Gambar

6.

Keterangan:

Gambar 4. Desain Kostum Tikus

3.3 Perhitungan Beban

3.3.1 Beban pada Rangka Atas

Beban pada Batang 2 Rangka Atas (F1)

berada pada lokasi tempat Isolator diikat. Beban

ini merupakan beban akibat masa dari komponen-

komponen. Besar beban tersebut adalah:

Beban F1 dibulatkan menjadi 280 kg ≈ 2800 N

dan merupakan beban merata.

3.3.2 Beban pada Rangka Bawah

Beban pada Rangka Bawah (F2)

merupakan beban masa kabel. Kabel diasumsikan

berjumlah 3x3 buah dengan panjang @ 4 meter,

dengan masa kabel 10 kg/m, maka total masa

kabel: 3 x 3 buah x 3 m x 10 kg/m = 270 kg ≈

2700 N dianggap beban merata pada Rangka

Bawah.

3.3.3 Gaya Tarik pada Tracker

Gaya Tarik pada setiap Tracker (F3)

merupakan beban tarik pada kabel, supaya terjadi

lendutan yang tidak lebih dari 3%. Gaya tersebut

besarnya 1000 kg atau 10.000 N.

Gambar 5. Beban pada Kostum Tikus

3.4 Identifikasi Material yang Digunakan

Identifikasi material dilakukan pada material

Batang 1, Batang 2, Tracker, dan Baut Pengikat,

dengan hasil sebagai berikut:

Page 4: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-30

1) Material Batang 1 dan Batang 2:

Hasil uji tarik material Batang 1 seperti berikut:

Gambar 6. Material Uji Batang 1

Benda Uji 1

Benda Uji 2 Harga rata-rata

2) Material Tracker:

Hasil uji tarik material Tracker seperti berikut:

Gambar 7. Material Uji Tracker

Benda Uji 1

Benda Uji 2

Harga rata-rata

3) Material Baut Pengikat dan Batang Ulir:

Sesuai yang teridentifikasi, baut pengikat dan

batang ulir yang digunakan memiliki grade (kelas

kekuatan) 4.6. Hal ini berarti komponen tersebut

memiliki kekuatan seperti berikut:

3.5 Perhitungan Tegangan

Perhitungan tegangan yang terjadi pada

konstruksi kostum tikus, dilakukan menggunakan

software CATIA. Proses ini dilakukan setelah

pembuatan desain seluruh komponen dan desain

rakitan dari konstruksi selesai dibuat. Pembuatan

desain komponen harus dilengkapi dengan

material yang sesuai. Pada desain rakitan, cara

perakitan, pemberian constraint, dan urutan

perakitan harus dilakukan dengan benar, supaya

mempermudah proses analisis. Selain itu, pada

proses analisis harus menggunakan asumsi yang

benar, misalnya: lokasi tumpuan, jenis tumpuan,

lokasi beban, jenis beban, arah beban, ukuran

mesh, dan lain-lain. Hasil perhitungan yang

diperoleh berupa Tegangan Von Mises dan

deformasi.

4. HASIL

Berdasarkan data yang ada, analisis

dilakukan dengan asumsi beban dan kondisi yang

ada diperoleh hasil perhitungan desain konstruksi

berupa tegangan yang terjadi seperti berikut:

1) Tiang

Gambar 8. Tegangan pada Tiang

Berdasarkan kondisi beban, Tiang

menerima seluruh beban konstruksi, yaitu F1, F2,

F3, beban akibat masa dari Rangka Atas dan

Bawah. Dari seluruh beban yang bekerja, yang

paling dominan adalah F3 yang besarnya 1000 kg

= 10.000 N. Beban ini merupakan beban tarik

kabel. F3 ini disesuaikan syarat yang ada, bahwa

kabel yang terbentang antar tiang sejauh 40 meter,

tidak boleh mengalami lendutan lebih dari 3%.

Arah dari 3 buah beban F3 ini saling

meninggalkan Tiang dan satu sama lain bersudut

90O.

Hasil perhitungan menunjukkan, tegangan

terbesar yang terjadi pada Tiang sebesar 1,75 x

108 N/m2 = 175 N/mm2. Lokasi tegangan terbesar

terletak pada pergantian penampang dari D=267,4

mm menuju D=216,3 mm (lihat arah tanda

panah). Sedangkan Defleksi maksimum yang

terjadi sebesar 98,6 mm. Lokasi defleksi

maksimum adalah pada ujung bagian atas tiang

(lihat arah tanda panah).

2) Batang 1 dan 2 dari Rangka Atas & Bawah

Gambar 9. Tegangan pada Rangka Atas

Rangka Atas menerima beban F1 yang

ditumpu pada 6 buah Isolator. Rangka Bawah

menerima beban F2 yang ditumpu langsung oleh

UNP 10. F1 lebih besar dibandingkan F2,

sehingga tegangan yang terjadi pada Rangka Atas

lebih besar daripada Rangka Bawah.

Gambar 10. Tegangan pada Batang 1 Rangka Atas

Page 5: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-31

Gambar 11. Tegangan pada Batang 2 Rangka Atas

Gambar 12. Tegangan pada Batang 1 Rangka Bawah

Hasil perhitungan menunjukkan, bahwa

tegangan terbesar (arah anak panah) terjadi pada:

1. Batang 1 Rangka Atas sebesar 2,98 x 107N/m2

= 29,8 N/mm2;

2. Batang 2 Rangka Atas sebesar 1,05 x 107N/m2

= 10,5 N/mm2;

3. Batang 1 Rangka Bawah sebesar 1,75 x

107N/m2 = 17,5 N/mm2.

3) Batang 3:

Gambar 12. Tegangan yang terjadi pada Batang 3

4) Batang Ulir Rangka Atas dan Bawah

Gambar 13. Tegangan pada Batang Ulir

Tegangan terbesar yang terjadi pada Batang

Ulir Rangka Atas dan Bawah sebesar 4,64 x 107

N/m2 atau sebesar 46,4 N/mm2.

5) Klem 1 dari Rangka Atas dan Bawah:

Gambar 14. Tegangan pada Klem 1 Rangka Atas

Gambar 15. Tegangan pada Klem 1 Rangka Bawah

Tegangan yang terjadi pada Klem 1 yang

terpasang pada Rangka Bawah lebih besar

daripada Rangka Atas. Tegangan terbesar yang

terjadi pada Klem 1 Rangka Atas sebesar 5,27 x

107 N/m2 = 52,7 N/mm2, sedangkan pada Klem 1

Rangka Atas sebesar 8,25 x 107 N/m2 atau 82,5

N/mm2.

6) Klem 2 dari Rangka Atas dan Bawah:

Gambar 16. Tegangan pada Klem 2 Rangka Atas

dan Bawah

Tegangan terbesar yang terjadi pada Klem 2

yang terpasang pada Rangka Bawah lebih kecil

dari data di atas, sehingga tidak perlu ditampilkan

lagi dan dianggap aman. Tegangan terbesar yang

terjadi pada Klem 2 yang terpasang pada Rangka

Atas sebesar 5,04 x 107 N/m2 atau sebesar 50,4

N/mm2.

7) Baut Pengikat Klem 2:

Gambar 17. Tegangan pada Baut Pengikat Klem 2

Tegangan yang terjadi pada Klem 2 Rangka

Bawah aman, maka pemeriksaan hasil

Page 6: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-32

perhitungan tegangan pada Baut Pengikat Klem 2

dilakukan pada Rangka Atas saja. Tegangan

terbesar yang terjadi pada Baut Pengikat Klem 2

yang terpasang pada Rangka Atas sebesar 3,69 x

107 N/m2 atau sebesar 36,9 N/mm2.

8) Klem 3:

Gambar 18. Tegangan pada Klem 3

Klem 3 merupakan tempat terpasangnya

Tracker, sehingga Klem 3 ini menerima tarikan

langsung dari Tracker. 3 buah Tracker menerima

beban F3 pada arah berbeda sesuai posisi masing-

masing. Tegangan terbesar yang terjadi pada

Klem 3 sebesar 5,86 x 107 N/m2 atau 58,6

N/mm2.

9) Baut Pengikat Klem 3:

Gambar 19. Tegangan pada Baut Pengikat Klem 3

Baut Pengikat Klem 3, berfungsi sebagai

pengait Tracker. Tegangan terbesar yang terjadi

pada Baut Pengikat Klem 3 sebesar 1,17 x 108

N/m2 atau sebesar 117,0 N/mm2.

10) Tegangan pada Tracker:

Gambar 20. Tegangan pada Tracker

3 buah Tracker berfungsi sebagai penarik

beban untuk pengencang kabel, sehingga lendutan

yang terjadi sesuai standar (< 3%). 3 buah Tracker

ini menerima beban F3 pada arah berbeda sesuai

posisinya masing-masing. Tegangan terbesar yang

terjadi pada setiap Tracker besarnya 4,43 x 108

N/m2 atau sebesar 443,0 N/mm2.

5. KESIMPULAN

Dari hasil analisis dapat disimpulkan bahwa:

1- Hasil perhitungan beban seperti berikut:

Beban pada Rangka Atas (F1) sebesar 2.800

N;

Beban pada Rangka Bawah (F2) sebesar 2.700

N;

Beban pada Tracker (F3) sebesar 10.000 N.

2- Besarnya tegangan yang terjadi dan safety

factor pada komponen Kostum Tikus adalah:

*) Mild Steel (baja lunak), biasanya komponen yang terbuat dari material baja

dengan kekuatan rendah (St 32 – St 37);

**) Cast Steel (baja tuang), merupakan material dari baja dan proses pembuatannya

dituang/dicor/casting.

3- Safety factor diperoleh berdasarkan kekuatan

dari material yang digunakan dibanding

tegangan yang terjadi hasil static analysis. Pada

jenis material ductile yaitu mild steel, kekuatan

luluh (yield strength) dibandingkan dengan

tegangan yang terjadi, sedang pada material

brittle yaitu cast steel, kekuatan ultimate

(ultimate strength) dibandingkan dengan

tegangan yang terjadi;

4- Hasil perhitungan safety factor pada seluruh

komponen diperoleh angka 1,3 s/d 30. Harga

tersebut selanjutnya disesuaikan dengan standar

harga yang digunakan di industri terkait.

6. SARAN

Alternatif yang dapat dipertimbangkan guna

memperbaiki desain konstruksi yang ada, supaya

mereduksi tegangan yang terjadi adalah:

1. Pada Tiang, dapat dilakukan perbaikan desain:

- Memasang penahan pada posisi dan arah yang

yang sesuai lokasi dan arah beban. Penahan

bisa berupa tiang penyangga atau tarikan sling.

- Mengatur arah gaya supaya seimbang,

sehingga menghasilkan resultan gaya yang

bekerja 0.

Page 7: ANALISIS KEKUATAN KOSTUM TIKUS PADA KONSTRUKSI …

Prosiding SENTIA 2016 – Politeknik Negeri Malang Volume 8 – ISSN: 2085-2347

F-33

2. Guna meningkatkan angka safety factor pada

Baut Pengikat Klem 3 yang ditarik Tracker,

dapat digunakan baut dengan grade minimal

8.8;

3. Guna meningkatkan ketahanan terhadap

rawannya kerusakan pada Klem 1, dapat

dilakukan modifikasi desain seperti berikut:

4. Guna melakukan efisiensi pada Klem 3, dapat

dilakukan modifikasi desain seperti berikut:

5. Guna mendapatkan data terhadap gaya

penolakan antar kabel akibat hubung singkat,

perlu dilakukan pengukuran gaya tersebut

secara benar dan akurat.

REFERENSI

1. Kohler J. (1985) Normen auszug, VSM-

Normenbüro, Zürich.

2. Matek W, Muhs D und Wittel H. (1987)

Roloff/Matek Maschinenelemente, Fredr.

Vieweg & Sohn, Braunschweig, Deutschland,

ISBN 3-528-64028-1.

3. Niemann G, Budiman Anton Dipl. Ing.,

Priambodo Bambang (1992) Elemen Mesin I

edisi Kedua, Erlangga, Jakarta.