perhitungan overhead crane

8/10/2019 Perhitungan Overhead Crane

1/46

// Ukuran Utama

Type =SWL = 10 ton = 98000 NOverloading 10% = 11 ton = 107800 NTinggi Angkat = 6 m = 6000 mmTinggi Total = 8 m = 8000 mmLebar Total = 15 m = 15000 mmSpan = 14 m = 14000 mm

// Contoh Desain Overhead Crane Yang Akan Digunakan.

Data Desain Awal Konstruksi Overhead Crane

Single Girder Overhead Crane


2/46

// PROF I L GI RD ER

Bahan = ASTM A514b = 690 N/mm 2

SF = 3 ( Beban Dinamis )ijin = 230 N/mm 2

Berat Desain :Berat Hoist = 1.34 Ton

P desain = ( 10 + 1.34 ) + (( 10% x ( 10 + 1.34 )) Ton= 12.474 Ton= 12.474 x 10 x 1000 N= 124740 N

Gaya P bekerja pada tengah-tengah batang, Reaksi tumpuan masing-masing :Ra = Rb = P/2 = 12.474 / 2 ton

= 6.237 ton

Model Pembebanan :L = 14 m

= 14000 mm

Momen maksimal pada tengah tengah batang :M max = PL/2

= 6.237 x 14 Tonm

= 43.6590 Tonm= 43.659 x 1000 x 1000 x 10 Nmm

= Nmm

Wx yang dibutuhkan : Wx = M max/

= 436590000 / 230 mm 3

= 1898217 mm 3

= 1898217.39130435 / 1000 cm 3

=cm

3

Pemilihan Profil :

Profil I = 500 x 200 mm

Wx = 1910 cm3

Berat = 89.6 Kg/m

1898

( Lihat KatalogProfil Girder )

436590000


3/46

= 89.6 x 15 kg= 1344 kg= 1344 / 1000 ton

= 1.3440 ton

= (12.474+1.344 )/2 ton= 6.91 ton

Pengaruh berat sendiri terhadap momen maksimal :

Mx = wl2/8= 89.6 x((14)^2)/ 8 Kgm= 2195.2 Kgm

Superposisi := 43.659 x 1000 Kgm= 43659 Kgm

= 2195.2 Kgm

= 43659 + 2195.2 Kgm= 45854.2 Kgm= 45854.2 x 1000 x 10 Nmm= 458542000 Nmm

= M max/ mm 3

= 458542000 / 230 mm 3

= 1993661 mm 3

= 3654297.5/ 1000 cm3

= cm3

Profil girder yang telah dipilih dengan Wx =

1910 cm3

> 1993.66 cm3

// DEF L EKSI

E = 210 Gpa = 2E+11 N/m 2

I = 47800 cm4

= 47800 / 100000000 m4

= 0.00048 m4

Berat Total

Ra = Rb = Ptotal / 2

x yang dibutuhkan

( Lihat tabel profil girder )

1993.661

Mmax

balok tunggal

Mmax total

Mx berat sendiri


4/46

= PL3

48 EI

= 6.909 x 1000 x 10 x ( 14^3 )

48 x 210000000000 x 0.000478

= 4E-02 m= 0.0393469316596932 / 1000 mm= 39.35 mm

Dengan batasan :

Defleksi ( < L/100039.35 < 14000 / 1000 mm39.35 < 14 mm

= 39.35 mm

// TE GANGAN

6903

= 230.0 N/mm 2

// MEM BANDINGKAN DENGAN PATRAN

= 1000 ( Ketentuan )= 44000

=

= 44000 MPa

1000

= 44 MPa

Harga pembanding patran ( validasi )maks pada patran ( Lihat Analisa

Patran )

maks pada patranHarga pembanding

Dari perhitungan diketahui bahwa maks < ijin

ijin =Tegangan Material

N/mm 2Safety Faktor

= N/mm 2

Defleksi ()

Jadi defleksi yang terjadi


5/46

KATALOG PROFIL GIRDER


6/46

KATALOG MATERIAL PROFIL GIRDER


7/46

HASIL PERHITUNGAN DENGAN PATRAN - NASTRAN

Dari analisa tersebut didapatkan hasil, yaitu tegangan maksimum44 N/m 2 dan defleksi maksimal 15.4 mm. Dari hasil analisa tersebdidapatkan hasil tegangan maksimum dan defleksi ebih kecil dariptegangan ijin dan defleksi perhitungan.


8/46

dalaht,

ada


9/46

// PROF I L ENDCARRI AGE Dikarenakan jumlah penumpu ada 2, maka P yang diterima setiap profil = P/2

P = Pdesain + P girder

= 12.474 + 1.344= 13.818 Ton

P' = P / 2 Ton= 13.818 / 2 Ton

= 6.909 Ton= 69090 N

Gaya P bekerja pada tengah-tengah batang, Reaksi tumpuan masing-masing :Ra = Rb = P/2 = 6.909 / 2 ton

Model Pembebanan = 3.4545 tonL = 2.5 m

= 2500 mm

Momen maksimal pada tengah tengah batang :

M max = PL/4= 3.4545 x 2.5 / 4 Tonm= 2.1591 Tonm= 2.1590625 x 1000 x 1000 x 10 Nmm

= Nmm

Wx yang dibutuhkan : Wx = M max/

= 21590625 / 76.6 mm 3

= 281862 mm 3

= 281861.945169713 / 1000 cm3

= cm 3

Pemilihan Profil := 152.4 x 152.4 mm

Wx = 380.48 cm3

Berat = 64.9 Kg/m

Bahan = ASTM A500 Gr Cb = 229.8 N/mm 2

SF = 3ijin = 76.60 N/mm 2

Rectangular Hollow

281.862

( Lihat KatalogProfil Girder )

21590625


10/46

= 64.9 x 15 kg= 973.5 kg= 973.5 / 1000 ton= 0.97 ton

= ( 6.909 + 0.9735 ) / 2 ton= 3.94 ton

Pengaruh berat sendiri terhadap momen maksimal :

Mx = wl2/8= 64.9 x (2.5^2))/ 8 Kgm= 50.7 Kgm

Superposisi := 2.1590625 x 1000 Kgm= 2159.1 Kgm

= 50.7 Kgm

= 2159.0625 + 50.7031 Kgm= 2209.8 Kgm= 2209.765625x1000x1Nmm= 22097656 Nmm

= M max/ mm 3

= 22097656.25 / 76.6 mm3

= 288481 mm 3

= 3654297.5/ 1000 cm 3

= cm 3

Profil girder yang telah dipilih dengan Wx =

380.48 cm3

> 288.5 cm3

// DEF L EKSI

E = 80 Gpa = 8E+10 N/m 2

I = 98230.6 cm4 ( Lihat tabel profil hollow )

= 98230.6 / 100000000 m4

= 0.00098 m4

Berat Total

Ra = Rb = Ptotal / 2

x yang dibutuhkan

Mmax balok tunggal

Mx berat sendiri

Mmax total

288.5


11/46

= PL3

48 EI

= 3.94125 x 1000 x 10 x ( 2.5^3 )

48 x 80000000000 x 0.000982306

= 2E-04 m= 0.000163258570187778 / 10 mm= 0.16 mm

Dengan batasan :

Defleksi ( < L/10000.16 < 2500 / 1000 mm0.16 < 2.5 mm

= 0.16 mm

// TE GANGAN

229.83

= 76.6 N/mm2

// MEM BANDINGKAN DENGAN PATRAN

= 1000 ( Ketentuan )= 44000

=

= 44000 MPa

1000= 44 MPa

26.3856204.47 35.56

Defleksi ()

Jadi defleksi yang terjadi

ijin =

Harga pembanding

Tegangan Material N/mm 2

Safety Faktor

= N/mm 2

Dari perhitungan diketahui bahwa maks < ijin

( LihatAnalisa Patran

)

Harga pembanding patran ( validasi )maks pada patran

maks pada patran


12/46

KATALOG PROFIL SQUARE HOLLOW FOR ENCARRIEGE


13/46


14/46

HASIL PERHITUNGAN DENGAN PATRAN - NASTRAN


15/46


16/46

// PERH I TU NGAN PUL L Y

// Sistem Pullyn = z

= 3

= kgQ = 11 Ton

= 11 x 1000 Ton= 11000 kg

= 1.05 ( Ketentuan rata - rata )

= 2954.41 kg

// Beban putus Tali Baja

Direncanakan jenis tali baja, 6 x 19+1fc

dimana : b = 160 Kg/mmE = 800000 Kg/cm 2 ( Ketentuan yang sudah ada )= 800000 / 100

= 8000 Kg/mm 2

k = 5 ( Lihat tabel , Tergantung kondisi kerja )Jumlah Lengkungan = 2

Dmin /d = 30 ( Lihat tabel berdasarkan jumlah lengkungan )i = 6 x 19

= 114 mm 2

P =

b -k

=160 [ 8000 1 ]

5 1,5 114 30 ]

=

2954.40967489342 x 160

Model Sistem Pully

E x d1.5 D min i

Z x b

Z

x-

=

10 + ( 10 x 10%)SWL + 10% overload ( Q )

( 1.05^(2-1) ) - 1 )11000 x ( 1.05^2 ) x ( 1.05 - 1 )

( ( n+1 ) - 1 )Q x n x ( - 1 )


17/46

=32 - 16.6504

= 472706

15.3496

= 30796 kg

Dari tabel pemilihan diameter tali baja jenis 6 x 19 (9/9/1)Didapat : Diameter tali baja = 22 mm

Beban Putus = 32.2 Ton/mm 2

= 32200 kg/mm 2

// Diameter puli

puli = 20 x tali baja mm= 20 x 22 mm= 440 mm

// Diameter drum drum = 30 x tali baja mm

= 30 x 22 mm= 660 mm

h2 = 0,3 d mm= 6.6 mm

r = 1,05 x d/2 mm= 11.55 mm

S min = 1,1 x d mm= 24.2 mm= 24 mm

kg

472705.548

( Lihat KatalogWire Rope )

Gambar Ketentuan Penempatan Wire Rope Pada Drum


18/46

// Panjang drum

Dimana :H = Tingggi angkat beban (mm)

= 6000 mm

i = Jumlah suspensi= 3

Dr = Diameter drum (mm)

= 660 mm

S = Jarak antara titik pusat tiap tali baja

= 24 mm

= 3.14

L = mm

= mm

= mm

= 209.48 mm

4356002079.4

( H x I ) x S( x D ) + 7

6000 x 3 x 24.2( 3.14 x 660 ) + 7


19/46

KATALOG WIRE ROPE


20/46

// PERH I TU NGAN DAYA M OTOR

// Daya motor ( Lifting )Kecepatan angkat ( C ) = 10 m/min

D drum = 660 mmR drum = 0.33 m

>> MotorMotor = 3.6 kW

Reduction Gear = 1:25SF = 1.25

C = 10 m/menit = 80 % = 3.14

Maka : rpm (N) = C. drum

= 5

3.14 x 660

= 4.83 Put/menit

beban (F) = Z

= 2954.41 kg= 2954.40967489342 x 9.8 N= 28953.2 N

T = F.R = 28953.2148139555 x 0.33 Nm= 9554.56 Nm

P = x x N x T60

=

= 4825.54 Watt= 4825.53580232592 / kW= 4.83 kW

2 x 3.14 x 4.82532329666088 x 9554.5608886053360


21/46

Daya = P. SF

=

= 7.540 kW

4.82553580232592 x 1.25

80%


22/46

// Daya motor ( Trolley Travel )> Beban

Z = = 12.474 Ton= 12474 kg

= 1247.4 kg (10% Z)> Motor

Daya = 4.4 kWReduction Gear = 1:25

C = 20 m/menitgear = 100 mm

= 0.1 m = 3.14 = 80 %

SF = 1.25r gear = 0.1 / 2 m

= 0.05 m

Maka : C. gear

= 63.69 put/menit

F = 2 x Z kg= 2 x 1247.4 kg= 2494.8 kg= 2494.8 x 9.8 N= 24449 N

T = F.R Nm= 24449.04 x 0.05 Nm= 1222.45 Nm

= 8149.68 Watt

N

P =

= 2 x 3.14 x 63.6942675159236 x 1222.452

=

=

60

2 x x N x T60

1.53.14 x 0.1

SWL + W trolley


23/46

= 8149.68 / 1000 kW= 8.15 kW

P. SF

kW

= 12.73 kW

=

Daya =

8.14968 x 1.2580%


24/46

// Daya motor 2 ( Gantry Travel )>> Beba Z = Pdesain + P girder + P transversal beam + P encarriege + P penumpu

= 12.474 + 1.344 + ( 4 x 6.909 ) + ( 3 x 3.94125 ) + 3.5= 56.78 ton

= 56777.8 kg = 5677.8 kg (10% dari Z)

>> MotorMotor = 45 kW

Reduction Gear = 1:25C = 32 m/menit

gear = 150 mm= 0.15 m

= 92 %SF = 1.25

= 3.14r gear = 0.15 / 2 m

= 0.075 m

Maka : C x gear

= 67.94 put/menit

F = 2 x Z= 2 x 5677.775 kg= 11355.6 kg= 11355.55 x 9.8 N= N

T = F.R = 111284.39 x 0.075 Nm= 8346.3 Nm

x 3.14 x 67.9405520169851 x 8346.329260

=

P

N =

=32

3.14 x 0.15

=

111284.39

2 x x N x T60


25/46

= Watt= 59351.6746666667 / 1000 kW= 59.4 kW

P. SF

= 80.6 kW

59.3516746666667 x 1.2580%

=

=

Daya

59351.67


26/46

KATALOG MOTOR HOIST DAN TROLLEY TRAVEL + HOOK


27/46

KATALOG MOTOR GANTRY TRAVEL


28/46


29/46

= 2954.40967489342 x 471 / 4 Kgmm= 347882 Kgmm


30/46

// Moment puntir pada poros

P = 4825.54 wattn = 4.83 rpm

= 9554.56 Nm

= 9554.56088860533 x 1000 /9 .8 Kgmm

= 973961.4 Kgmm

// Diameter poros

d3 = mm

d = mm

d = 1341439.00590004^(1/3) mm

d = 110.29 mm

Jika diperhatikan terhadap sudut puntir , maka :

ds = 4,1 x (T) 1/4 mm= 4.1 x ( 973961.354597893^(1/ mm= 128.801 mm

18.50

1341439.01

24821412.46

16 x [(km x M ) 2 + ( kt x T ) 2]1/2

16 x [(( 1.5 x 347881.739218701 )^2 ) + (( 1.5 +973961.354597893 )^2 ))]^(1/2)

3.14 x 5.89285714285714

Nm

x a=d3

=

=d3

Nm60 x PT =

2 x 4.82532329666088 x 3.14

2 x x n

60 x 4825.53580232592


31/46


32/46

// Perhitungan Poros roda

Bahan = Material SNCM 25 b = 120 kg.mm 2

Sf 1 = 6Sf 2 = 2

kt = 2km = 2

= 3.14

Perhitungan poros berdasarkan beban puntir.

a = b / ( Sf 1 x Sf 2 ) Kgmm 2

= 120x ( 6 x 2 ) Kgmm 2

= 10.00 Kgmm 2

Karena hanya mengalami beban puntir , Maka :

T = 9,74 x 105 x Pd/n kg.mm

Perencanaan :F =

=

= #REF! Ton

= #REF! Ton = #REF! Ton = #REF! N = #REF! N

= 0.35 m

= 2 m/min

= 0.033 m/s

n = 32 rpm

Diameter Roda

Kecepatan Gerak

Karena beban ditumpu oleh 3 encarriege dan disetiap encarriege terdapat 2 poros ,maka beban harus dibagi 6:

( Tumbukan Besar )

Pdesain + P girder + P transversal beam + P leg + P encarriege +P penumpu

#REF!


33/46


34/46

Fc = 1.2 ( Untuk daya normal )

P = F x Kecepatan Gera Nm/s ( Watt ) = #REF! Nm/s ( Watt )

= #REF! Nm/s ( Watt )

Pd = P x Fc Nm/s ( Watt ) = #REF! Nm/s ( Watt ) = #REF! Nm/s ( Watt ) = #REF! kW

= #REF! kW

T = 9,74 x 105 x Pd / n Kgmm

= #REF! Kgmm

= #REF! Kgmm

d = ( 16 x T / x a)1/3 mm= #REF! mm

= #REF! mm

= (( 16 / ) x ( T x Kt x Cb) / a)Dimana : Kt = 2

Cb = 2

d =

= #REF! mm

Perencanaan :F = #REF! Kg

= #REF! KgL poros = 445 mm

M = F x L / 4 Kgmm = #REF! Kgmm = Kgmm

Jika terdapat beban lentur

#REF! mm

#REF!


35/46


36/46

Momen puntir pada poros :

P = #REF! Wattn = 32 rpm

T = ( 60 x P ) / 2 x x n Nm = #REF! Nm = #REF! Nm = #REF! Kgmm = #REF! Kgmm

#REF!

d3 = mm

d = #REF! mm

d = #REF! mmd = 85 mm

Jika diperhatikan terhadap sudut puntir , maka :

ds = 4,1 x (T) 1/4 mm= #REF! mm= #REF! mm

mm#REF!

31.4d3 =

3.14 x 10

#REF!

d3 =16 x [(km x M ) 2 + ( kt x T ) 2]1/

x a

d3 =


37/46


38/46

KATALOG MATERIAL POROS


39/46

// PERH I TU NGAN ROD A

// Wheel

P = Pdesain + P girder + P leg + P transversal beam + P encarriege + P penumpu= #REF!= #REF! Ton= #REF! kg= #REF! kg

P = #REF! kg= #REF! kg

Dipilih dengan Double Flange Wheel dengan pertimbangan lebih aman

Karena pada desain gantry crane yang saya pakai menggunakan 6 wheelmaka beban yang ada dibagi dengan 6.


40/46

KATALOG WHEEL CRANE


41/46

Catatan : Untuk ukuran run way rail tergantung dengan ukuran wheel yang dipakai.

KATALOG RUN WAY RAIL


42/46

.


43/46

// PERH I TU NGAN BEARI NG

// Perhitungan Bearing Pada Drum

d poros = 75 mm= Untuk l/d pada bantalan rotor lebih baik antara 1,0 - 2,0

I / d = 1l = 75 mm

= 75 mm

Dari Beban radial

d (( 16 / ) x ( W x L ) / a )1/3

Dimana : W = Beban yang ditumpu bearing= 11 x 1000 Kg= 11000 Kg

L = Panjang bearing= 75 mm

a = Tegangan ijin material perunggu= 1 Kg/mm 2

= 3.14

Jadi :

d (( 16 / ) x ( W x L ) / a )1/3 mm

d (( 16 / 3.14 ) x ( 11000 x 75 ) / 1 ) (1/3) mm

d 161.39 mm( Nilai minimal )

Keterangan

Maka panjang bantalan yang aman


44/46

// Perhitungan Bearing Pada Wheel

d poros = 85 mm= Untuk l/d pada bantalan rotor lebih baik antara 1,0 - 2,0

I / d = 1l = 85 mm

= 85 mm

Dari Beban radial

d (( 16 / ) x ( W x L ) / a )1/3

Dimana : W = Beban yang ditumpu bearing= #REF! Kg= #REF! Kg

L = Panjang bearing= 85 mm

a = Tegangan ijin material perunggu= 1 Kg/mm

= 3.14

Jadi :d (( 16 / ) x ( W x L ) / a ) mm

d #REF! mm

d #REF! mm( Nilai minimal )

Maka panjang bantalan yang aman

Keterangan


45/46


46/46

KATALOG BEARING WHEEL

perhitungan overhead crane

Documents