ALAT PENGANGKAT BERATPENGHANTAR MOTOR LISTRIK, LIFT LISTRIK DAN

KRAN LISTRIK

Hasil DiskusiUntuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah

Pesawat AngkatYang Dibina Oleh Bapak Purnomo

Oleh Kelompok D

Muhammad Charis 120513404280

Muhammad Lukman Hakim 120513428400

Muhammad Faqih Ardiansyah 120513428460

Nur Amin 120513438299

Putu Fery Apriadi 120513428474

Ramadhani Dwi Putra 120513428474

Risa Asmarani 120513428485

UNIVERSITAS NEGERI MALANGJURUSAN TEKNIK MESIN

APRIL 2014

0

1. Penghantar Motor Listrik

Motor listrik adalah alat yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik

atau gerak. Untuk memindahkan beban yang sangat berat digunakan sebuah

pesawat angkat atau pesawat bantu yang berfungsi untuk meringankan atau

mengganti tenaga otot dengan tenaga mekanik. Salah satunya yaitu motor listrik

tadi.

Sebuah alat pengangkat yang di gerakan oleh sebuah motor A. Pada poros

motor di pasang sebuah roda gigi B dengan t1 buah gigi. Karena roda gigi B itu

seporos dengan motor maka jumlah putaran roda gigi B sebanyak jumlah putaran

poros motor. Roda gigi B itu menggerakkan roda gigi C dengan t2 buah gigi. Roda

gigi C itu mempunyai poros lain yang letaknya sejajar dengan poros motor, poros

roda gigi C kita namakan D dan seporos dengan D dipasang sebuah roda gigi

kecil E dengan t3 buah gigi. Pada ujung lain poros D dipasang sebuah roda gigi F

yang ukurannya sama dengan roda gigi E dan juga mempunyai t3 buah gigi.

Kemudian dipasang poros lain yang kita namakan G. Pada poros G dengan

dipasang tabal H dimana kita gulung tali untuk mengangkat beban. Pada kedua

ujung tabal dipasang dua buah roda gigi K dan M masing-masing dilengkapi

dengan empat buah gigi. Pada gambar di atas tabal G digerakkan oleh dua buah

roda gigi E dan F yang jumlah giginya sama banyak agar penggerakan itu lebih

1

seimbang kalau penggerakan dilakukan pada satu ujung saja niscaya akan hilang

keseimbangannya.

Untuk menentukan berat beban L bisa diketahui dengan gaya P yang menjadi

sumber gerakan sebuah alat pengangkat yang digerakkan oleh sebuah motor, gaya

P itu timbul dari motor A.

Maka :

A = P X S

Di mana :

A = Kerja (Kgm)

P = Gaya (Kg)

S = Alihan atau Jarak (m)

Apabila kerja A dilakukan dalam waktu t detik, maka didapatkan setiap detiknya :

At

atauP x S

t

Kerja yang dilakukan setiap detik disebut daya yang disingkat dengan huruf N.

N= At= P x S

t

N = Daya (Kgm / s)

Pada umumnya daya sebuah motor diukur menggunakan satuan gaya kuda (Horse

Power / HP) atau kilowatt. Dengan ketentuan konversi :

75 kgm/s = 1 gaya kuda (HP)

102 kgm/s = 1 kilowatt

Dengan menggunakan rumus daya namun dengan menggunakan satuan gaya kuda

dan kilowatt maka bisa di dapatkan :

N= At X 75

gayakuda Dan N= At X 102

kilowatt

2

Apabila poros motor membuat sebuah putaran selama satu menit

Dan roda gigi B membuat n putaran dalam satu menit, maka :

Roda gigi C : t 1t 2

x n putaran permenit

Roda gigi D : t 1t 2

x n putaran permenit

Roda gigi E dan F : t 1t 2

x n putaran permenit

Roda gigi K dan M : t 1t 2

xt 3t 4

xn putaran permenit

Tabal H : t 1t 2

xt 3t 4

xn putaran permenit

Alihan Beban : t 1t 2

xt 3t 4

xn x π x d (meter /menit )

Di mana d = diameter tabal dalam meter (m)

Kerja beban : L xt 3t 4

xt 1t 2

x n x π x dkgm

s

Daya beban : N= L x t 3 x t 1 x n x π xdt 4 x t 2 x 60

kgms

Daya motor : N= L x t 3 x t 1 x n x π xdt 4 x t 2 x 60 x75

HP

Atau

N= L x t 3 x t 1 x n x π xdt 4 x t 2 x 60 x102

Kilowatt

Contoh soal :

Untuk mengangkat sebuah beban digunakan sebuah alat pengangkat yang

dijalankan oleh sebuah motor listrik dengan daya 10 HP. Poros motor berputar

sebanyak 300 putaran setiap menitnya. Jumlah roda gigi pada masing-masing roda

gigi adalah sebagai berikut :

t1 = 10, t2 = 40, t3 = 12, t4 = 60 buah gigi.

3

Diameter tabal 38 cm dan tebal tali 2 cm. Hasil guna motor 80% dan hasil guna

alat pengangkat 70%. Hitung daya angkat alat itu. Berapa daya angkat alat itu ??

Jawaban

Hasil guna motor = 80% = 0,8

Hasil guna alat pengangkat = 70% = 0,7

Jumlah hasil guna (μ) = 0,8 x 0,7 = 0,56

Hanya 56% saja dari seluruh kekuatan pada motor dan alat pengangkat yang bisa

digunakan untuk mengangkat beban.

Gaya motor :

N x 75 x μ= 10 kgm

s x 75 x 0,56 = 420

kgms

Poros motor berputar sebanyak 300 putaran per menit

Maka : 30060

= 5 putaran

s

Roda gigi B berputar sebanyak 5 putaran

s

Roda gigi C berputar sebanyak 1040

x 5 = 54

putaran

s

Roda gigi E juga berputar sebanyak 54

putaran

s

Roda gigi M berputar sebanyak 1260

x 54

= 14

putaran

s

Tabal H juga berputar 14

putaran

s

Pada setiap putaran, alihan beban : 3,14 x 40 cm atau 3,14 x 40

100 meter = 1,256

meter

4

Namun, berdasarkan hasil perhitungan di atas tabal hanya berputar 14

putaran

s

maka :

1,2564

= 0,314 ms

0,314 ms

merupakan kecepatan angkat dari beban

Sedangkan rumus daya beban adalah : L x 0,314 ms

Jadi, daya beban = daya motor

L x 0,314 ms

= 420 kgm

s

L = 420

kgms

0,314ms

= 1337,5 kg

2. Lift Listrik

Lift listrik atau elevator merupakan pesawat angkat yang memiliki sebuah

sangkar atau kota seperti halnya ruangan kecil yang berguna sebagai pengangkat

penumpang atau barang secara vertikal dengan berjalan tetap pada rel penuntun

yang disediakan dengan menggunakan beban. Disebut lift listrik karena

menggunakan motor listrik sebagai sumbernya.

5

Lift listrik ini banyak digunakan di Industri, konstruksi ataupun di gedung-

gedung yang memiliki lebih dari satu lantai. Lift dari fungsi angkutannya dibagi

menjadi tiga yaitu lift penumpang, lift barang dan lift pelayanan ringan.

6

Lift penumpang memiliki kecepatan bergerak berkisar 0,5 sampai 3,5 ms

dengan kapasitas antara 0,25 sampai 1,5 ton, pada lift barang kecepatannya

berkisar antara 0,1 sampai 1,5 ms

namun berkapasitas berat 0,25 sapai 15 ton dan

pada lift pelayanan ringan kecepatannya sama dengan lift barang yaitu 0,1 sampai

1,5 ms

dengan kapasitas berat 50 sampai 100 kg.

Standar suatu kotak lift dengan jumlah penumpang adalah sebagai berikut

Kapasitas (Jumlah Penumpang) 2 3 4 5 6

Bobot kotak lift (Kg) 250 275 300 350 400

Bobot kotak lift elevator barang dapat ditentukan dengan persamaan sebagi

berikut

G sangkar =300 +100F untuk Q = 500 Kg

G sangkar =300 +125F untuk Q = 1000 Kg

G sangkar =300 +150F untuk Q = 1500 Kg

7

Dengan :

F = luas lantai (m)

Q = kapasitas (Kg)

Sumber tenaga pada lift listrik adalah motor listrik. Sebuah poros

penghubung A menghubungkan poros motor listrik dengan poros ulir B. Dari

poros ulir B digerakkan roda gigi C. Pada poros roda gigi C dipasang sebuah

kerek besar E. Dengan menggunakan tali baja satu ujung tali di beri kotak lift

(sangkar) F dan satu ujung lainnya di beri beban gantung G. Di dalam kotak lift

penumpang bisa naik dan turun. Agar antara F dan G tidak bertumbukan maka

dibuatlah sebuah jalan atau hantaran pada keduanya. Melalui hantaran tadi terjadi

gesekan antara F dengan dinding hantaran begitu pula dengan G. Gesekan yang

terjadi tadi menimbulkan gaya yang menimbulkan gaya yang menahan gerak dari

sangkar atau beban. Maka dari itu perlu untuk menghitung tahanan dari gesekan

yang yang timbul.

Misalkan gaya motor N

Daya motor : N x 75 kgm

s

Poros motor berputar sebanyak n putaran /menit atau N60

Putaran tiap detik

Poros ulir juga berputar N60

putaran per detik

misalkan bahwa setiap putaran ulir mengalihkan sebuah gigi

dengan N60

putaran tiap detik, di jumlah aliran gigi

N60

buah gigi

kalau roda gigi C mempunyai t gigi maka jumlah putaran yang di buat oleh roda

gigi C : n

60 x t putaran

s

Pada kerek besar E:

π x D x n

60 x tm/det

8

D= garis tengah kerek besar E (m)

n = jumlah putaran motor listrik tiap menit

t = jumlah gigi pada roda gigi C

Sangkar dengan berat beban = M kg. jika sangkar bergerak ke atas maka

beban akan bergerak turun ke bawah. berat kedua benda itu harus seimbang. pada

setiap gerakan sangkar maupun beban, terjadi gesekan yang menahan gerak itu.

Misalkan tahanan pada sangkar = W1 dan tahanan pada beban W2. Jika

sangkar bergerak ke atas, arah W1 akan berlawanan gerak sangkar. karena beban

bergerak ke bawah maka tahanan pada beban mempunyai arah ke atas

Karena itulah motor listrik itu harus melawan kedua tahanan W1 dan W2 .

dalam kata lain motor listrik itu hanya dapat menggerakkan jangkar dengan

mengeluarkan gaya sebesar jumlah kedua tahanan. Di sini berat sangkar maupun

beban tidak berperan karena keduanya akan terus seimbang.

daya motor yang di butuhkan : W1 + W2

(W1 + W2 ) x π x D x n

60 x tkgm

s

Atau N = (w1+w2 ) x

π x D x n60 x t

75 HP atau N =

(w1+w2 ) x π x D xn

t x60 x75 HP

Dalam kilowatt N = (w1+w2 ) x π x D xn

t x60 x 102

Contoh Soal :

Untuk bangunan bertingkat perlu di pasang sebuah lift. Berat sangkar dan

penumpang 400 kg. Berat beban yang digantungkan juga 400 kg. Tahanan gesek

pada sangkar 20 kg tahanan pada beban 10 kg.

Garis tengah tebal 2 meter. Roda gigi dengan 80 buah gigi di poros ulir

mengalihkan dua buah gigi setiap putaran. Poros motor berputar 120 putaran /

menit. Tentukan daya motor untuk menggerakkan lift. (Dalam HP dan kilowatt)

9

Jawaban

Roda ulir mengalihkan :

2 x n = 2 x 120 = 240 buah gigi

menit

Jumlah putaran yang di buat oleh roda gigi

240t

= 24080

= 3 putaranmenit

Tabal pun membuat 3 putaran per menit

Alihan tabal :

3,14 x D x 3 = 3,14 x D x 3 = 3,14 x 2 x 3 m

menit

Atau 3,14 x2 x3

60 ms

Gaya yang di perlukan: W1 +W2 = 20 + 10 = 30

Gaya yang di perlukan : 30 x 3,14 x2 x 3

60 kgmm

30 x 3,14 x2 x 375 x60

= 0,125 HP

Jika hasil guna motor itu 85% dan hasil guna alat pengangkut 70% maka di

jumlah hasil gunanya : 0,85 x 0,7 =0,595

Daya motor yang diperlukan :

0,1250,595

= 0,21 HP atau 30 x 3,14 x2 x 3

102 x60 = 0,092 kW

Daya motor yang diperlukan dalam Kw :

0,0920,595

= 0,15 kW

10

3. Kran Listrik

Seperti dengan lift listrik, kran listrik dilengkapi dengan sebuah motor listrik.

Poros motor menggerakkan poros ulir. Poros ulir itu menggerakkan sebuah roda

gigi. Pada poros roda gigi dipasang sebuah tabal.

Kran itu terdiri atas sebuah tiang A pada tiang itu dipasang dua buah kerek B,

C dan sebuah tuas bebas E. Tali yang digulung pada tabal melalui kerek B

kemudian kerek F. Kerek F itu digantungkan pada ujung atas tuas E. Pada ujung

tali itulah beban L diangkat. Tuas beban I ditahan oleh tali H yang setelah melalui

kerek C diikat ke tanah.

Menghitung tenaga mekanik yang dihasilkan oleh motor :

W = F . d

Keterangan:

W = tenaga mekanik (Joule)

F = Gaya (Newton)

d = Jarak pemindahan benda (m)

Menghitung daya mekanik yang dihasilkan oleh motor :

P = W . t

Keterangan

P = daya mekanik (Watt)

W = tenaga mekanik (J)

t = waktu kerja (s)

Contoh soal

Motor untuk lift dengan berat benda 500 kg dan diangkat dengan

ketinggian 30 meter dalam 20 detik. Hitung daya motor listrik dalam kW dan HP

(Hourse Power, 1 HP = 746 Watt).

11

Jawab

F = 9,8. m

= 9,8 x 500 = 4.900 N

W = F . d

= 4.900 x 30

= 147.000 J

Daya motor

P = Wt

P = 147.000

12

= 12.250 Watt

= 12,25 kW

P = 12.250

746

= 16,4 HP

12

Daya Motor Listrik

P = nT

9,55 Watt

Keterangan

P = daya mekanik motor (W)

T = Torsi motor (Nm)

n = Kecepatan motor (rpm)

9,55= konstanta

Contoh soal

Pengembangan pemilihan motor listrik untuk mengangkat benda dengan dengan

gaya P1 25 N dan pemberat 5 N. Hitung daya output jika putaran motor 1.700

rpm. Jari-jari pully 0,1 m.

Penyelesaian:

T= FR

= (25-5) x 0,1

= 2 N-m

13

P = n. (T

9,55)

= 1.700 x (T

9,55)

= 356 W

Jadi daya motor yang dipergunakan untuk mengangkat beban adalah 0,5

HP

Untuk lebih memperdalam pengetahuan mengenai kran listrik, ada contoh soal

lagi

Untuk mengangkat sebuah beban digunakan kran listrik dengan spesifikasi

sebagai berikut :

Daya motor : 5 PH

Putaran poros motor : 180 rpm

Roda ulir mengalihkan dua buah gigi pada tiap-tiap putaran

Roda gigi itu lengkap dengan 84 buah gigi

Garis tengah tabal : 58 cm

Tebal tali : 2 cm

Hasil guna : 60%

Hitunglah berapa kg beban yang mampu diangkat oleh kran listrik tersebut !

Jawab

Daya motor = N x 75 = 5 x 75 = 375 kgs

(konversi satuan dari HP ke kgs

= dikali 75)

Roda Ulir = 180 rpm = 18060

= 3 rps

(konversi satuan dari rpm ke rps = dibagi 60)

Alihan roda ulir = 2 x 3 = 6 gigi per detik

14

(alihan ulir roda tiap putaran dikalikan dengan roda ulir)

Jumlah putaran roda gigi = 6

84= 1

14 rps

(pembagian antara aliran roda ulir dan jumlah gigi roda)

Alihan tabal = π x D 1

14 =

3,14 x0,614

= 0,134 ms

(D= 60 cm = 0,6 cm = 58cm(garis tengah tabal) + 2cm(tebal tali)

Daya beban = L x 0,134 ms

Setelah dikurangi rugi karena gesekan, daya motor yang dipergunakan :

L x 0,134 ms

(daya beban) = 375 kgm

s (daya motor) x 0,6 (koefisien gesek)

L = 1679 kg

15