Download - alat angkat.pdf
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014ISSN:2337-9928
27
PERANCANGAN PORTABLE CRANE KAPASITAS ANGKAT MAKSIMAL 500 KG
Riki Setiawan, Sudarsono, Sugiarto PS.
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi IndustriInstitut Sains & Teknologi AKPRIND Yogakarta
Jl. Kalisahak No. 28, Komp. Balapan Tromol Pos 45, Yogyakarta 55222Email : [email protected]
ABSTRAK
Peralatan pengangkat dewasa ini sangat beragam baik bentuk model alatnya maupun fungsinya.
Proses pemindahan barang kesuatu tempat yang relative sempit masih langsung di angkat dengan mannusia,
sehingga hanya akan memperlambat proses produksi dan bisa menimbulkan rawan kecelakaan. Maka dari
kendala yang ada direncankanlah alat yang lebih simpel dan sederhana dengan kapasitas yang tidak terlalu
besar dengan nama portable crane dengan kapasitas angkat maksimal 500 kg. Alat ini dioperasikan secara
manual dan sangat mudah digunakan, alat ini juga dapat dibongkar pasang.
Berdasarkan spesifikasi teknis perencanaan alat ini, maka kait yang digunakan adalah jenis kait yang
dapat berputar (swivel hook) menggunakan bantalan bola, dilengkapi jepit pengaman dengan batan beban
kerja 800 kg dari catalog Brierley Lifting Tackle. Untuk menggerakan lengan (boom) diguanakan dongkrak
hidrolik (hydraulic long ram jack) tipe D-51010 dari US Jack, dengan kapasitas angkat 3 ton dan panjang
413.23 mm. Roda untuk menggerakan alat ini dipilih dari TENTE. Untuk roda depan (wheel ; UEP 125x40∅8)
EAN 4031582070354. Sedangkan untuk roda belakang (swivel caster ; 34711TP100P63) EAN 4031582304787.
Material untuk alat ini adalah baja paduan (alloy steel) yang yang mempunyai kekuatan luluh/yield strength
( ) = 620422000 N/m2 = 620.422 N/mm2.
Kata kunci : Portable Crane, hydraulic long ram jack, Konsep Mekanika, DBB, Perawatan.
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014ISSN:2337-9928
28
PENDAHULUAN
Peralatan pengangkat bahan digunakan untuk
memindahkan muatan dilokasi atau area,
departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat
penyimpanan, pembongkaran muatan dan
sebagainya. Segala proses operasi pemuatan dan
pengangkutan dalam setiap jenis usaha tergantung
pada jenis fasilitas transportasi dalam lokasi, dan
luar lokasi pabrik. Proses transport jenis ini tidak
hanya memindahkan muatan dari satu tempat
ketempat lain, tetapi mencangkup juga proses muat
dan bongkar muatan, yakni meletakan muatan ke
mesin pembawa muatan, menurunkan muatan pada
tempat yang dituju, menyimpan muatan didalam
gudang serta memindahkan muatan ke peralatan
pemroses.
Faktor-faktor teknis penting yang dapatdigunakan dalam menentukan pilihan jenis alat-alatyang dapat dipakai dalam proses penanganan /pengangkatan bahan, diantaranya sebagai berikut.
Jenis dan sifat muatan yang akan ditangani, Kapasitas per jam yang dibutuhkan, Arah dan jarak perpindahan, Cara menyusun muatan pada tempat asal,
akhir, dan antara, Karakteristik proses produksi yang terlibat
dalam pemindahan muatan, Kondisi lokal yang spesifik
METODE PERANCANGAN
Metode yang digunakan untuk memperoleh data
dalam merancang alat portable crane adalah
sebagai berikut.
Menentukan sket gambar Portable Crane
Adapun gambaran rancangan portable crane
kapasitas angkat maksimal 500 kg yang
direncanakan adalah sebagai berikut :
Gambar.1. portable crane
Keterangan :1. Penopang 5. Lengan (boom)2. Tuas Hidrolik 6. Kait3. Tuas Pendorong 7. Dongkrak silinder4. Pin 8. Roda
Prinsip kerja portable crane :
Alat ini dioperasikan secara manual denganbantuan tenaga manusia dan direncanakan mampumengangkat beban maksimal sampai 500 kg. Alatini menggunakan hidrolik untuk mengangkat bebandan beroperasi dilantai menggunakan empat buahroda.
Secara garis besar perencanaan perancanganportable crane kapasitas 500 kg dapat dilihatdalam diagram alir di bawah ini :
1
2
3
4
67
8
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014ISSN:2337-9928
29
.
Tidak
Gambar 2. Flowchart Portable Crane
HASIL PEMBAHASAN
1. Menetukan kait yang akan digunakan untuk
portable crane. Dalam proses perencanaan portable
crane setelah di tentukan kapasitas angkat
maksimalnya. Maka dari segi pemilihan komponen
yang pertama dipilih adalah kait. Kait yang
digunakan adalah kait yang mampu untuk
mengangkat beban maksimal 500 kg. sehingga
kait yang digunakan adalah kait dari BLT –
cautalogue, yaitu model kait tipe swivel hook.
Dengan keterangan spesifikasinya adalah sebagai
berikut
Tabel 1. Daftar spesifikasi Swivel Hook(Sumber : BLT Catalog – Brierley Lifting Tackle
Co.Ltd/ www.Blt.com)
2. Menganalisa DBB portable crane
Hasil analisa kesetimbangan DBB keseluruhan
portable crane adalah sebagai berikut.
3. Menganalisa kekuatan rangka
Dengan menggunakan metode analisa software
solidwork dalam mengetahui kekuatan di bagian
rangka lengan dengan hasil sebagai berikut :
Tidak
Ya
Start
Study Literatur
Sketsa Gambar
1. Pemilihan Kait2. DBB portable crane3. Pemilihan Hidrolik4. Menghitung pin5. Menghitung sambungan las6. Pemilihan jenis roda
Optimal desain
Selesai
GambarTeknik
SpesifikasiTeknik
D FD = 2001.06 kg
FB = 2001.06kg
FOx = 0.03 kg
FEy = 12.24kg FGy = 487.76 kg
FAy = 1416.667kg
MO
MA
O
CBA
GE
P = 500 kg
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014ISSN:2337-9928
30
Material rangka lengan = alloy steel
Yield strength (δyield) = 620422000 N/m2 =
620.422 N/m2
Berat lengan (W) = 7.64 kg = 74.95 N
F max = P max = 500 kg = 4905 N
Luas penampang = A1 + A2
A1 = 6300 mm2- 5525 mm2 = 725 mm2
A2 = 5525 mm2 – 4800 mm2 = 775 mm2
A = 775 mm2 + 725 mm2 = 1500 mm2
Inersia penopang (I)
I = (b x b3 – b1 x h13)
I = (70 x 903 – 65 x 853) = 925989.58 mm2
Tegangan izin maksimal (δmax)
Tegangan norma
σmax=
= = 3.27 N/mm2
sf=
=. /. / = 189.73
sf≥ 1.5 => aman
Tegangan lentur
σmax=
=. . = 276.22 N/mm2
σmax =
σmax =. /. = 413.61 N/mm2
sehingga tegangan lentur pada lengan adalah
413.61 ≥ 276.22 jadi dikatakan aman.
4. Menentukan sistem hidrolik yang digunakan
Untuk menentukan hidrolik yang akan digunakan
maka harus menetukan panjang langkah (stroke)
hidrolik dan kapasitas beban maksimal silinder
hidrolik telebih dahulu. Dengan hasil perhitungan
yang di dapat adalah Stroke = Rmax – R min
= 1113.23 mm- 700 mm = 413.23 mm
Dan FB = FHidrolik = 2127.92kg
Sehingga dari hasil yang didapat diambil dari
catalog yang mendekati nilai tersebut supaya titik
amanya bisa di maksimalkan. Adapun pemilihan
hidroliknya adalah hidrolik jenis long ram jack tipe
D-51010 dengan kapsitas 3 ton (300 kg) dan stroke
431.8 mm dari US Jack Catalog.
Gambar 3. Hydraulic long ram jack(Sumber. US Jack Catalog/www.usjack.com)
Data spesifikasi hidrolik yang dipilih :
Kapasitas : 3 ton 3000 kg Nomor model : D-51010 Deskripsi : utility jack single release Jarak angkat : 241/2” - 411/2”
= 612.775 mm – 1044.575 mm Diameter ram : 13/16” = 30.1625 mm Ukuran dasar : 45/16” x 57/8”
= 109.5375 mm x 149.225 mm Berat : 25 lbs = 11.34 kg
5. Menentukan jenis roda yang akan digunakan
Berdasarkan perhitungan diagram benda bebas di
atas diperoleh nilai FEy dan FGy maksimal. Nilai
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014ISSN:2337-9928
31
tersebut akan dipergunakan untuk menentukan
pemilihan roda.
Beban maksimal yang diterima roda belakang
portable crane
FEy maksimal (posisi 1 boom 30o)
= 278.85 kg
Beban yang diterima masing-masing roda
belakang:
P = =.
= 139.42 kg
Beban maksimal yang diterima roda depan
portable crane
FGymaksimal (posisi boom 90o)
= 487.76 kg
Beban yang diterima masing-masing roda
depan:
P = =.
= 243.88 kg
Roda depan (wheel; UEP 125X40-φ8) EAN4031582070354
Gambar 4. Roda depan (wheel)Sumber: TENTE catalog (www.tente.com)
Tapak pada bagian tengah roda dibuat dari
poliamida: ban hitam elastik, bantalan bola presisi.
Data teknisDiameter roda : 125 mmLebar tapak : 40 mmLubang poros : 8 mmPanjang hub : 45 mmSuhu : -20/ +80oCStandar : EN 12532Berat : 0.451 kgKapasitas beban dinamis : 250 kgKapasitas beban elastic : 500 kgKekerasan tapak : A 64 Shore
Roda belakang (swivel caster;34711TP100P63) EAN 4031582304787
Gambar 5. Roda BelakangSumber: TENTE catalog (www.tente.com)
Data teknisDiameter roda : 100 mmLebar tapak : 40 mmUkuran plat : 137 x 105 mmPusat lubang plat : 105 x 80/75mmLubang plat : 11 mmOffset : 46 mmInterferens putar : 190 mmTinggi total : 125 mmSuhu : -20/ +60oCStandar : EN 12532Berat : 1.978 kgKapasitas beban dinamis : 300 kgKapasitas beban statis : 600 kgKekerasan tapak : A 92 Shore
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil perencanaan portable
crane kapasitas angkat maksimal 500 kg, dapat
disimpulkan beberapa hal yaitu:
1. Ditinjau dari segi kemudahan perawatan, alat
hasil perencanaan ini mempunyai beberapa
kelebihan di antaranya:
Alat ini tidak terlalu memerlukan perawatan
intensif.
Desain alat cukup sederhana, sehingga tidak
memerlukan tenaga ahli khusus dalam
perbaikannya.
Suku cadang (spare part) yang digunakan
banyak beredar dipasaran.
2. Ditinjau dari segi desain, alat hasil perencanaan
ini mempunyai beberapa kelebihan di
antaranya:
Alat ini sangat mudah dioperasikan,
Ringkas, bisa dibongkar-pasang (knock down),
Mudah dibawa dan disimpan karena ini tidak
memerlukan ruang yang luas.
E-Jurnal Teknik Mesin, Vol.1 No.2 Juni 2014ISSN:2337-9928
32
3. Parameter dan spesifikasi dari alat ini, antara
lain:
Dimensi dari alat ini adalah:
Panjang = 1500 mm
Lebar = 1113 mm
Tinggi = 1530 mm
Berat alat ≤ 150 kg
Kapasitas angkat = 500 kg
Lengan (boom) crane teleskopik
= 880 – 1255 mm
Lengan crane bergerak naik turun
menggunakan dongkrak hidrolik (hydraulic
long ram jack) tipe D-51010 dari US Jack,
dengan kapasitas angkat 3 ton dan panjang
langkah 413.23 mm.
Kait yang digunakan adalah jenis kait yang
dapat berputar (swivel hook) menggunakan
bantalan bola, dilengkapi jepit pengaman
dengan batas beban 800 kg. Pemilihan kait ini
dari katalog Brierley Lifting Tackle.
Material untuk rangka alat ini adalah baja
paduan (alloy steel) yang mempunyai kekuatan
luluh/yield strength (σ yield)= 620422000 N/m2
= 620.422 N/mm2.
Roda untuk menggerakkan alat ini dipilih dari
TENTE. Untuk roda depan (wheel; UEP
125×40-Ø8) EAN 4031582070354. Sedangkan
untuk roda belakang (swivel caster;
3471ITP100P63) EAN 4031582304787.
DAFTAR PUSTAKA
1. Beer, F. P., Johnston, Jr., E. R., 1996,
“Mekanika untuk insinyur: Statika”, Edisi
keempat, Terjemahan The Houw Liong,
Nainggolan, H., Penerbit Erlangga, Jakarta,.
2. Bhandari, V, 2001, “Introduction to
Machine Deisgn”, Tata – McGraw Hill
Publishing Company Ltd., New Delhi.
3. Popov, E. P., 1989, “Mekanika Teknik”,
Edisi kedua, Terjemahan Tanisan, Z.A.,
Penerbit Erlangga, Jakarta.
4. Rudenko, N., 1996, “Mesin Pengangkat”,
Edisi kedua, Cetakan ketiga, Terjemahan
Foead, Nazar, Penerbit Erlangga, Jakarta.
5. BLT (Brierley Lifting Tackle) Catalogues:
www.blt.com
6. US Jack Catalog/www.usjack.com7. [Anonim].2009.Alloy Steel
http://en.wikipedia.org.