II-1

II. BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

II.1 Tinjauan pustaka

II.1.1 Perancangan Gantry Crane

Perancangan Gantry Crane yang dilakukan oleh Sutanto dan Suharsono

(2012) [1] Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Tarumanagara,

Jakarta Perancangan Gantry Crane dengan kapasitas 10 ton. Alat tersebut

dirancang untuk proses pengangkatan dan alat bantu pemindahan barang dengan

hoist dan wire rope.

Gambar II-1 Rancangan Girder

Design Gantry Crane dengan kaki-kaki simetris berbentuk trapesium dan

dua jalur pulley pada rel sehingga jalur laju dari rel mendapat dua tumpuan,

sehingga pulley penggerak berjalan lebih stabil.

II.1.2 Perancangan Overhead Crane

Perancangan Over Head Crane yang dilakukan oleh Efendi, Barun dan

Ubadillah (2010) [2] Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhamadiyah Jakarta.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-2

Gambar II-2 Desain Overhead Crane

Desain over head crane ini menggunakan mekanisme single girder dengan

tumpuan pada rangka fix pada pondasi tanah. Pada mekanisme pengangkatan dan

penarikan menggunakan electrical wire rope.

II.1.3 Perancangan Scissor Lift

Penelitian tentang alat untuk menaikan dan menurunkan benda pernah

dilakukan oleh Gaffar G. Momin, dkk (2015) [3]. Dalam jurnal yang berjudul

Design, Manufacturing and Analysis of Hydraulic Scissor Lift. Namun penelitian

tersebut hanya membahas analisa hydraulic scissors lift secara umum, Gambar II-

3 berikut menunjukan analisa yang sudah dilakukan oleh Gaffar G. Momin, dkk

menggunakan FEM.

Gambar II-3 Analisa Scissor Lift

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-3

II.1.4 Perancangan Alat Handling Wing External Fuel Tank

Perancangan Alat Handling Wing External Fuel Tank yang dilakukan oleh

Zharfan (2016) [4] Jurusan Teknik Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung. Alat

Handling Wing External Fuel Tank berfungsi untuk alat angkat dalam proses

pemasangan wing external fuel tank pada pesawat T-50i Golden Eagle.

Perancangan alat ini menggunakan sistem dongkrak gunting dengan sistem

hidrolik. Sistem hidrolik dapat diaktuasi dengan cara manual dan semi otomatis.

Proses aktuasi manual dengan menggunakan handling pump. Sedangkan proses

semi otomatis dengan mengaktifkan power pack dengan push button dan relay.

Gambar II-4 Desain Handling Wing External Fuel Tank

Mekanisme dongkrak gunting dipilih karena dirasa lebih efektif dalam

penempatan piston hidrolik dan posisi power pack. Sehingga kontruksi dapat lebih

sederhana. Rancangan alat ini juga mempertimbangkan posisi hidrolik dengan

memiliki sudut membutuhkan energi yang lebih kecil.

Pada alat ini telah dilakukan perbandingan analisa posisi dan sudut

kemiringan silinder hidrolik. Dilakukan 4 (empat) analisa posisi, sebagai berikut :

1. Posisi silinder bertumpu pada batang atas

2. Posisi silinder vertikal

3. Posisi silinder horizontal

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-4

4. Posisi silinder bertumpu pada lengan scissor

Dari hasil penelitian ini didapat bahwa poisis silinder dengan memiliki

sudut kemiringan dan bertumpu pada lengan scissor membutuhkan total energi

terkecil.

Gambar II-5 Analisa Posisi Silinder

II.1.4.1 Proses pemasangan Track Link MINI EXCAVATOR di

CATERPILLAR

Proses pemasangan track link MINI EXCAVATOR pada perusahaan

CATERPILLAR (2015) [5] terdapat beberapa proses pemasangan. Berikut adalah

proses pemasangan track link di perusahaan CATERPILLAR :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-5

1. Proses Penarikan Track Link

Gambar II-6 Proses penarikan track link

Proses penarikan tracklink dilakukan dengan penarikan menggunakan sling

baja secara horizontal. Penarikan dilakukan dengan posisi base frame berada di atas

permukaan tanah dan tertumpu pada track link. Pada proses rangka penumpu base

frame bergerak turun dengan mekanisme hidrolik sehingga base frame dapat

mengenai track link sehingga proses pemasangan menjadi lebih mudah.

2. Pemasangan Pin

Pemasangan pin dilakukan dengan posisi base frame berada di permukaan

tanah. Proses pemasangan dilakukan secara manual dengan bantuan alat

pemasangan pin. Proses pemasangan mengaharuskan posisi operator setengah

duduk untuk menahan agar track link dan base frame tetap tertahan di tanah. Proses

pemasangan pin dapat dilihat pada gambar II-7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-6

Gambar II-7 Proses pemasangan pin

3. Pengangkatan Base Frame

Gambar II-8 Proses pengangkatan base frame

Setelah proses pemasangan track link, selanjutnya base frame diangkat

dengan sistem hidrolik pada penumpu base frame pada saat proses pemasangan.

Proses pengangkatan ini juga berfungsi sebagai jalur distribusi base frame pada

proses selanjutnya.

II.2 Landasan teori.

II.2.1 Alat Angkat

Alat-alat angkat adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan

muatan yang berat dari suatu tempat lain dalam jarak yang tidak jauh.

(pawitra.putu,2016) [6]. Jenis-jenis alat angkat yang biasa digunakan adalah :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-7

1. Tuas/Pengungkit

Tuas atau pengungkit adalah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk

mengubah efek atau hasil dari suatu gaya.

2. Katrol

Katrol merupakan pesawat sederhana yang daoat mengubah arah gaya

sehingga dari gaya tarik yang arahnya ke bawah menhadi gaya angkat ke atas.

3. Crane

Crane yaitu menggabungkan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan

rangka untuk mengangkat sekaligus memindahkan muatan yang dapat

digantungkan secara bebas atau diikatkan pada crane.

Gambar II-9 Crane hoist

II.2.2 Motor

Kebutuhan daya untuk menggerakan mekanisme alat umumnya diakomodir

oleh penggerak mekanis tertentu yang salah satunya adalah motor. Motor

merupakan bagian penting dalam setiap mesin perkakas, serta sebagai komponen

yang digunakan untuk memutarkan poros. Rumus yang digunakan untuk

menentukan daya motor yang dibutuhkan adalah :

P = F.V ......................................................................................................(1)

P = Daya (watt)

F = Gaya (N)

V = Kecepatan Translasi (m/s)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-8

II.2.3 Pneumatik dan Hidrolik

Pneumatik dan hidrolik adalah suatu sistem yang menggunakan fluida

bertekanan untuk mentransmisikan daya antar tempat dimana daya tersebut

dihasilkan ke suatu tempat daya itu digunakan. Penggunaan pneumatik dan hidrolik

memiliki beberapa perbedaan, berikut Tabel menunjukan perbedaan pneumatik dan

hidrolik : Tabel II-1 Perbedaan pneumatik dan hidrolik

Pneumatik Hidrolik

Untuk beban rendak P max = 10 bar Untuk beban tinggi P max = 275 bar

Menggunakan fluida gas (kompresibel) Menggunakan fluida cair

(inkompresibel)

Kecepatan tinggi Kecepatan rendah

Rugi-rugi relatif lebih kecil Rugi-rugi relatif lebih besar

Untuk pemilihan silinder pneumatik atau hidrolik akan digunakan katalog

dengan diameter penampang silinder tertentu dan panjang langkah (stroke) dari

silinder. Untuk menentukan diameter dari silinder pneumatik atau hidrolik

digunakan rumus berikut :

𝐴 = 𝐹

𝑃 ........................................................................................................(2)

𝜋

4. 𝐷2 =

𝐹

𝑃 ..................................................................................................(3)

𝐷 = √4.𝐹

𝜋.𝑃 ..................................................................................................(4)

Sedangkan untuk memilih panjang langkah (stroke) dari silinder harus

dilakukan penyesuaian panjang pada alat atau sistem yang akan digerakan oleh

silinder, yaitu panjang awal (L1) dan panjang akhir (L2), dimana

Stroke = L2-L1..........................................................................................(5)

Stroke <L1.................................................................................................(6)

L2-L1 <L1.................................................................................................(7)

L2 < 2.L1 ..................................................................................................(8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-9

II.2.4 Scissor Lift

Scissor Lift atau dongkrak gunting adalah alat untuk mengangkat dan

menurunkan benda antara 2 elevasi atau lebih. Sistem pada dongkrak ini dapat

digerakan oleh berbagai prinsip seperti power screw, hidrolik maupun pneumatik.

Mekansime pada dongkrak gunting sendiri adalah pergerakan dari 2 batang atau

lebih yang bersilang dan membentuk sudut tertentu. Penggunaan dongkrak gunting

biasanya untuk material handling dan maintenance

Pembahasan perhitungan mmekanisme dongkrak gunting dibahas dalam

buku Mathematical Analysis of Scissor Lift (H.M. Spackman, 1989) [7]. Beberapa

rumusan penting adalah untuk mencari beban arah vertikal (Yi) dan beban arah

horizontal (XMi).

𝑌𝑖 = 𝐻𝑦0+𝑖.𝑏𝑦

4 ......................................................................................................(9)

𝑋𝑀𝑖 = (2𝑖−1).𝐻𝑦0+𝑖.𝑏𝑦

2.tan 𝜃+

(2𝑖2−2𝑖+1).𝑏𝑦

4.tan 𝜃 .........................................................(10)

Dimana :

Yi = beban vertikal (N)

Hy0 = beban benda yang akan diangkat (N)

i = tingkatan crossbar

by = beban batang keseluruhan (N)

Xmi = beban horizontal (N)

𝜃 = sudut crossbar

Rumus tersebut berdasarkan diagram benda bebas berikut pada Gambar II-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-10

Gambar II-10 Free Body Diagram Scissor Lift

II.2.5 Tegangan Geser

Tegangan geser adalah tegangan yang disebabkan oleh gaya yang

cenderung menggelincirkan benda yang ditahan oleh luas penampang yang

menahannya. Persamaan (11) menunjukan persamaan tegangan geser.

𝜏 = 𝐹

𝐴 ......................................................................................................(11)

Keterangan :

τ = Tegangan Geser (N/mm2)

F = Gaya Geser (N)

A = Luas penampanh (mm2)

II.2.6 Tegangan Bending

Tegangan bending adalah tegangan yang diakibatkan oleh gaya yang

cenderung membengkopkan benda yang ditahan oleh ketahanan bengkoknya.

Persamaan (12) menunjukan persamaan tegangan bending.

𝜎𝑏 = 𝑀𝑏.𝑦

𝐼 ................................................................................................(12)

Keterangan :

σb = Tegangan Bending (N/mm2)

Mb = Momen Bending (Nmm)

I = Inersia Penampang (mm2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-11

y = jarak terjauh penampang (mm)

II.2.7 Poros

Poros merupakan salah satu bagian elemen mesin yang fungsinya untuk

menumpu, meneruskan putaran dan daya (Fischer, 2010) [8]. Poros bisa menerima

beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja

sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. Dalam hal ini poros pada

alat peasangan track link dapat menerima beban lentur dari proses pengangkatan

track link Berikut adalah rumus untuk menentukan diameter poros dengan beban

lentur :

RI

M ..................................................................................................(13)

Keterangan :

M = Momen lentur yang terjadi (Nmm)

σ = Tegangan lentur yang terjadi (N/mm2)

R = Jari-jari (mm)

I = Momen inersia (mm4)

II.2.8 Tekuk (Bucklink)

Tekuk (buckling) adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh

ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipenuhi oleh aksi beban (beban tekuk).

Beban tekuk adalah beban yang dapat menyebabkan suatu kolom menekuk, beban

ini disebut juga dengan beban kritis.

Gambar II-11 Free Body Diagram bucklink

Perilaku struktur kolom yang ideal ketika diberi beban secara aksial ada tiga

yaitu :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-12

Jika P < Pcr , maka struktur kolom dalam keadaan stabil dan setimbang

dengan posisi tegak lurus.

Jika P = Pcr, maka struktur kolom berada dalam kondisi netral ekuilibrium

baik dalam posisi tegak atau sedikit membengkok.

Jika P > Pcr, maka struktur kolom berada dalam kondisi ekulibrium yang

tidak stabil pada keadaan tegak dan karena itu terjadi buckling.

𝑃𝑐𝑟 = 𝜋2𝐸𝐼

4𝐿2 ..........................................................................................(14)

Keterangan :

Pcr = Beban Kritis (N)

E = Modulus Elastisitas (Pa)

I = Momen Inersia Penampang (m4)

L = Panjang Kolom (m)