Download - Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 1/8
TUGAS AKHIR SEMESTER
(TERSTRUKTUR)
PERHITUNGAN GAYA MEKANIS SAAT PENGGALIAN
DAN TEKANAN PADA SETIAP PISTON PADA DESAIN EXCAVATOR.
Disusun untuk Memenuhi Tugas Akhir Semester
Mata Kuliah Alat Berat
Disusun oleh :
Nama : Saifurrijal
NIM : 10504247018
Prodi : Pend.Teknik Otomotif ± PKS
JURUSAN TEKNIK OTOMOTIF
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2011
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 2/8
PERHITUNGAN GAYA MEKANIS SAAT PENGGALIAN
DAN TEKANAN PADA SETIAP PISTON PADA DESAIN EXCAVATOR.
A. Tinjauan Pustaka
1. Track rolller frame
Merupakan rangka utama yang digunakan untuk memasang komponen undercarriage.
2. Main frame
Merupakan rangka utama untuk memasang track rolller frame dan dudukan bagi semua
komponen utama excavator .
3. Operator com partment (cabin)
Merupakan ruang operator dan tempat peralatan kontrol serta monitor.
4. C ounterweight
Merupakan pemberat yang dipasang dibagian belakang excavator untuk menjaga
keseimbangan excavator saat mengangkat baban.
5. Boom
Merupakan lengan yang terhubung ke main frame untuk menyangga stick dan bucket
6. Stick
Merupakan lengan tempat pemasangan bucket dan peralatan kerja lainnya yang
digerakan oleh silinder hidrolik.7. Bucket
Berfungsi untuk menggali dan memuat material.
8. U ndercarriage
Merupakan rangkaian komponen yang memungkinkan excavator bergerak.
9. P owerlink
Merupakan perlengkapan yang digunakan untuk menghubungkan antara stick dan
bucket atau perlengkapan lainnya
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 3/8
B. Spesifikasi desain komponen-komponen excavator
Spesifikasi Boom:
FB : 34 kN
H1 : 1.1 m
W : 16.1 kN
H2 : 1.3 m
F8 : yg akan dicari
L8 : 0.8 m
FE : 45 kN
L7 : 2.7 m
Spesifikasi stick /arm:
FA : 33 kN
F4 : 11 kN
L4 : 3 m
W : 8 kN
L5 :0.9 m
LD : 0.8 m
L6 : 0.9 m
LA : 0.2 m
FD : 23 kN
F6 : yg akan dicari
Spesifikasi Bucket :
L2 : 0.5 m
L1 : 1.4 m
L3 : 0.4 m
W : 8 kN
Fsh max : 8.39 kN
F2 : yang akan dicari
Gb. Boom excavator
Gb. Stick /arm excavator
Gb. Bucket excavator
FE
Gb. P iston ( piston bucket, stick dan boom)
R adius piston (r) pada
piston bucket , stick
maupun boom
mempunyai ukuran
yang sama yaitu: 13cm
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 4/8
C. Perhitungan gaya statis
Dalam menentukan besarnya gaya-gaya mekanisme ini dicari terlebih dahulu dicari
gaya-gaya statis pada masing-masing silinder / piston, gaya-gaya mekanisme ini diperlukan
untuk menentukan besarnya beban pada silinder hidrolik.
Pada penjelasan dibawah ini akan dijelaskan perhitungan gaya statis pada excavator pada
saat penggalian:
Gerakan-gerakan yang dilakukan adalah bucket close (silinder bucket bergerak o pen /
memanjang), arm out (silinder arm bergerak close / memendek) dan boom lower (silinder
boom bergerak close / memendek)
1. Menentukan Gaya Yang Terjadi pada Piston Bucket:
� MA = 0
� MA = ( F sh maks X L1) ± (W bucket X L3) ± ( F2 x L2) = 0
Keterangan:
F sh maks : Gaya geser maksimum bucket terhadap tanah
L1 : Jarak F1 terhadap sumbu engsel bucket
W bucket : Berat Bucket
L2 : Jarak F2 terhadap sumbu engsel bucket
F2 : gaya piston bucket
L3 : Jarak titik berat terhadap sumbu engsel-
Bucket
Gb. Bucket Excavator
Gb. P osisi excavator pada saat menggali
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 5/8
F Piston bucket :
� MA = ( F sh maks X L1) ± (W bucket X L3) ± ( F2 x L2) = 0
� MA = (8.39 X 1.4) ± (8 X 0.4) ± (F2 x 0.5) = 0
� MA = (11.746) ± (3.2) ± (F2 x 0.5) = 0F2 = 8.546 / 0.5 = 17.09 kN
Jadi F2 (F piston bucket) = 17.09 kN
2. Menentukan Gaya Yang Terjadi pada Piston Stick ( Arm)
� MB = 0
� MB = - ( F A X LA) + ( F4 X L4) ± (W stick X L5) + ( F D X LD) ± ( F6 X L6 ) = 0
Gb. Sketch Stick (arm)
Keterangan :
F A : Gaya Titik A
F4 : Gaya balik terhadap penekanan permukaan tanah
L5 : Jarak titik berat terhadap titik B
F6 : Gaya piston Stick / arm L4 : Jarak titik F4 terhadap titik B (sumbu engsel arm)
W stick : Berat stik / arm
F D : Gaya balik dari piston Bucket
LD : Jarak FD terhadap titik B
L6 : Jarak F6 terhadap titik B
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 6/8
F Piston Stick/arm :
� MA = - ( F A X LA) + ( F4 X L4) ± (W stick X L5) + ( F D X LD) ± ( F6 X L6 ) = 0
� MA = - (33 kN X 0.2) + (11 X 3) ± (8 X 0.9) + (23 X 0.8) ± ( F6 X 0.9) = 0
� MA = - (6.6) + (33) ± (7.2) + (18.4) ± ( F6
X 0.9) = 0� MA = - (50.8) ± ( F6 X 0.9) = 0
F6 = - 50.8 / 0.9 = -56.44 kN
Jadi F2 (F piston Stick /arm) = 56.44 kN
3. Menentukan Gaya Yang Terjadi pada Piston Boom
� MG = 0
� MG = -( F B X H 1) ± (W boom x L7 ) + ( F E x H 2 ) + ( F8 x L8) = 0
Gb. Boom excavator
Keterangan :
F B : Gaya piston boom
H 1 : tinggi titik B terhadap titik C
W boom : berat boom
L7 : Jarak titik berat terhadap titik C
F E : Gaya balik dari piston arm H 2 : Jarak titik F4 terhadap titik B (sumbu engsel arm)
W stick : Berat stik / arm
F8 : Gaya piston boom
L8 : jaak F8 terhadap titik C
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 7/8
F Piston Boom :
� MG = -( F B X H 1) ± (W boom x L7 ) + ( F E x H 2 ) + ( F8 x L8) = 0
� MG = -(34 X 1.1) ± (16.1 x 2.7) + (45 x 1.3 ) + (F8 x 0.8) = 0
� MG = -(37.4) ± (43.47) + (58.5 ) + (F8 x 0.8) = 0
� MG = -(52.43 ) + (F8 x 0.8) = 0
F8 = 52.43 / 0.8 = 65.53 kN
Jadi F8 ( F piston boom) = 65.53 kN
D. Perhitungan Gaya dinamis
Dari perhitungan pada saat posisi penggalian diatas didapatkan gaya statis dari setiap piston.Dalam sistem hidrolik excavator beban dinamis harus dipertimbangkan, maka dari itu
dimasukan faktor beban dinamis sebesar 1,4 .besarnya gaya-gaya ditabelkan sebagai berikut:
Tabel . Gaya statis dan gaya dinamis excavator pada saat penggalian
Aktuator (piston) Gaya statis (kN) Gaya dinamis (kN)
Piston Bucket 17.09 23.926
Piston stick / arm 56.44 79.016
Piston boom 65.53 91.742
E. Menghitung Tekanan pada Setiap Aktuatot (Piston) pada saat menggali.
y Tekanan pada piston Bucket pada saat menggali
�
�
P = 322,34 kPa
5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 8/8
y Tekanan pada piston stick / arm pada saat menggali
�
�
P = 1064.90 kPa
y Tekanan pada piston stick / arm pada saat menggali
�
�
P = 1236.42 kPa