Laporan Crane [PDF]

Citation preview

TUGAS PERANCANGAN I PERANCANGAN OVER HEAD CRANE



Dian Rahmawati 0616040001



TEKNIK DESAIN & MANUFAKTUR POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2018 Tugas Perancangan



Page 0



HALAMAN PENGESAHAN Judul



: Perancangan Over Head Crane



Penulis



:



a. Nama Lengkap



: Dian Rahmawati



b. NRP



: 0616040001



c. Program Studi



: Teknik Desain dan Manufaktur



d. Alamat



:



e. Nomor HP



:



f. Alamat surel (e-mail)



:



Mengetahui, Dosen Tugas Perancangan 1



Penulis



NIP :



Dian Rahmawati NRP : 0616040001



Form Penilaian Narasi



Tugas Perancangan



Perhitungan



Gambar



Akurasi



Page 1



KATA PENGANTAR



Puji Syukur khadirat Allah SWT karena berkat segala rahmat, taufiq dan karunia-Nya, sehingga dapat menyelesaikan buku praktikum Tugas Perancangan I (Perancangan Pesawat Angkat) tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian tugas ini yaitu, kepada Budianto, ST., MT. selaku Dosen Mata Kuliah Tugas Perancangan I yang telah member bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas dengan baik. Besar harapan, buku ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tentang pesawat angkat khususnya perancangan overhead crane. Surabaya, 18 September 2018



Penulis



Tugas Perancangan



Page 2



DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN....................................................................................................1 KATA PENGANTAR.................................................................................................................2 DAFTAR ISI..............................................................................................................................3 PERHITUNGAN KONSTRUKSI.............................................................................................5 1.



DATA UKURAN TEKNIS.............................................................................................5 a)



2.



3.



DATA PENDUKUNG.....................................................................................................7 a)



Data Hoist (Chain/Slink+ Block + Hook )..............................................................7



b)



Data Wire Rope........................................................................................................8



c)



Data Material.........................................................................................................10



KOMPONEN OVERHEAD CRANE...........................................................................11 a)



4.



5.



6.



7.



8.



Data Referensi Catalog............................................................................................6



Fungsi Bagian-Bagian Overhead Crane :...............................................................11



MEKANISME KERJA.................................................................................................15 1)



Gerakan Naik Turun (Hoist)..................................................................................15



2)



Gerakan Transversal..............................................................................................15



3)



Gerakan Longitudinal............................................................................................16



PERHITUNGAN 3D STRUKTUR..............................................................................17 a)



Main Girder............................................................................................................17



b)



Endcarriege............................................................................................................21



PERENCANAAN 3D STRUKTUR.............................................................................25 a)



Langkah-Langkah Membuat Akun Autodesk Fusion 360.....................................25



b)



Cara Mendownload Fusion 360.............................................................................26



c)



Perencanaan 3d Struktur Dan Design....................................................................27



PERHITUNGAN FE (HASIL SIMULATION)............................................................31 a)



Safety Factor..........................................................................................................31



b)



Stress......................................................................................................................31



c)



Displacement.........................................................................................................32



d)



Reaction Force.......................................................................................................32



e)



Strain......................................................................................................................33



f)



Contact Pressure....................................................................................................33



PERHITUNGAN PERMESINAN................................................................................34 a)



Perencanaan Tali Baja............................................................................................34



Tugas Perancangan



Page 3



9.



b)



Perhitungan Poros..................................................................................................43



c)



Wheel (Roda).........................................................................................................48



d)



Perhitungan Bearing..............................................................................................51



3D MODEL CRANE....................................................................................................55



Tugas Perancangan



Page 4



PERHITUNGAN KONSTRUKSI 1. DATA UKURAN TEKNIS 



Kapasitas



: 5 ton







Span



:8m







Tinggi angkat



:6m







Kecepatan Lifting



: 8,8/0,8 m/min = 0.1467/0,013 m/s







Kecepatan Trolley



: 30 m/min = 0,5 m/s







Kecepatan Travelling : 22 m/min = 0.367 m/s



Keterangan : a. Kapasitas (SWL) : Beban Kerja Aman, beban maksimum yag ditanggung oleh sling pada saat benda diangkat secara tidak langsung karena adanya pengikatan pada benda. b. Span : Panjang girger atau panjang yang tidak ditumpu oleh struktur lain. Atau dapat diketahui merupakan lintasan hoist. c. Tinggi Angkat : Kemampuan total tinggi angkat dari suatu crane untuk mengangkat beban. Dapat dihitung dengan (tinggi crane – tinggi balok + tinggi hook). d. Kecepatan Lifting : Kemampuan kecepatan crane untuk mengangkat suatu beban dengan menggunakan hoist (bergerak naik – turun) e. Kecepatan Troley : Kemampuan kecepatan suatu trolley / hoist (block + hook) untuk melakukan pergeseran (bergerak ke arah horizontal, kanan – kiri). f. Kecepatan Journey : Kemampuan kecepatan suatu crane untuk bergerak atau berpindah tempat (bergerak maju – mundur).



Tugas Perancangan



Page 5



a) Data Referensi Catalog



Tugas Perancangan



Page 6



2. DATA PENDUKUNG a) Data Hoist (Chain/Slink+ Block + Hook )



Tugas Perancangan



Page 7



b) Data Wire Rope



Tugas Perancangan



Page 8



Tugas Perancangan



Page 9



c) Data Material



Tugas Perancangan



Page 10



3. KOMPONEN OVERHEAD CRANE



10



11



12



9



8 7



15



16 19 14



5



17 20



13



21



Load



4



block



18



6



3



1



2



a) Fungsi Bagian-Bagian Overhead Crane : a. Runway Rail Komponen Overhead Crane yang terletak di runway beam dan berfungsi sebagai jalan bagi crane untuk gerakan maju dan mundur b. Runway Beam Runway beam merupakan salah satu komponen overhead crane yang berfungsi sebagai pondasi berjalannya endtruck kedepan dan kebelakang. c. Endtruck Bumper Bumper berfungsi untuk memberikan proteksi crane terhadap benturan yang keras.



Atau



untuk



mencegah



atau



mengurangi



ayunan



beban



yang



diangkat. Bumper boleh dibuat dari steel, bronze, rubber, polyurethane atau yang lain. Tugas Perancangan



Page 11



d. Endtruck Berfungsi sebagai komponen crane yang menyangga bridge girder agar bisa melakukan gerakan longitudinal (maju-mundur) melalui rainway rail. e. Birdge Drive Motor penggerak roda berfungsi untuk mengerakan roda yang ada pada lintasan sehingga memungkinkan crane untuk bergerak maju dan mundur. f. Birdge Drive Wheel Roda yang berfungsi sebagai roda penggerak melalui rainway rail dan terletak di salah satu ujung palang crane (bridge girder) tersebut. g. Birdge Idler Wheel Roda yang berfungsi sebagai roda yang digerakkan oleh Bridge Drive Wheel yang bergerak pada rainway rail dan terletak pada ujung lain palang crane (bridge girder) tersebut. h. Bridge Girder Jembatan palang berfungsi sebagai lintasan bagi crane untuk bisa bergerak ke kiri dan kenan. Peralatan yang ada pada bridge truck ini antara lain structural bearing dan axles harus mampu menahan beban yang diperhitungkan baik beban mati dan beban variable. i. Counter Weight Merupakan bobot yang digunakan untuk menyeimbangkan beban dan berat crane dalam memberikan stabilitas pada saat mengangkat beban j. Downshop Conductors Merupakan bilah daya yang paling sering berjalan di sepanjang landasan dan berfungsi memberi daya ke satu atau beberapa derek. k. Trolley Frame Tugas Perancangan



Page 12



Komponen yang berfungsi sebagai tempat hoist dan trolley pada bridge girder. l. Hoist Hoist merupakan bagian dari crane yang berfungsi sebagai alat pemindah barang dengan pergerakan vertical atau menaikan dan menurunkan benda yang di kaitkan pada pengait. Hoist ini merupakan peralatan yang sangat vital dan harus berhati-hati dalam proses pemilihanya. Karena berkaitan dengan pekerjaan beresiko tinggi yang memerlukan tingkat safety tertentu. m. Pendant Pada pendant terdapat enclosure dengan kontrol tombol push di dalamnya berfungsi untuk mengontrol fungsi Derek. n. Pendant Cable Merupakan komponen elektrik yang menghantarkan daya pada pendant agar dapat beroperasi. o. Pendant Festoon Merupakan kabel yang menghubungkan pendant dengan geared motor. p. Trolley Festoon Merupakan kabel dari komponen crane yang menghubungkan trolley dengan geared Motor. q. Wire Rope Tali baja digunakan pada mesin-mesin pengangkut sebagai perabot pengangkat. Pada overheadcrane wire rope yang digunakan biasanya dari konstruksi 6 x 37, 6 x 19. r. Hook Block (Pengait)



Tugas Perancangan



Page 13



Di dalam peralatan pengangkat, untuk mengangkat beban digunakan rantai tali baja yang dihubungkan dengan kait. Jenis kait tunggal dan kait tanduk merupakan kait yang paling banyak digunakan pada sistem crane. s. Pendant Track Merupakan komponen dari Overhead Crane yang berfungsi sebagai jalur bergeraknya kabel pendant kekanan dan kekiri. t. Load Block Puli berfungsi sebagai pengubah arah peralatan. Pada puli bebas terdapat gander yang bergerak dan dibebani dengan muatan. Gabungan beberapa puli bebas dan puli tetap merpakan suatu sistem puli yang digunakan untuk mengubah gaya yang terdapat pada sistem crane. u. Trolley Conductor Track Trolley conductor truck berfungsi sebagai jalan untuk trolley festoon.



4. MEKANISME KERJA Sistem Transmisi Tugas Perancangan



Page 14



Crane secara garis besar berfungsi untuk memindahkan benda atau alat yang memiliki kemampuan angkat hingga berton-ton. Terdapat tiga jenis pergerakan pada crane overhead: 1) Gerakan Naik Turun (Hoist) Pada gerakan ini benda bergerak naik turun untuk mengangkat dan menurunkan benda yang sebelumnya sudah dipasang pada kait yang akan digerakkan menggunakan drum yang digerakkan oleh elektromotor. Saat pengangkatan sudah sesuai dengan yang diinginkan maka gerakan drum ini dapat dihentikan oleh rem (brake) yang dilakukan oleh handle pada kabin operator.



2) Gerakan Transversal Merupakan gerakan berpindah dengan arah yang melintang atau sejajar dengan boom dan girder dan gerakan ini biasa dilakukan oleh trolley. Melalui wire rope yang terlilit pada drum dengan penggerak electromotor, sehingga trolley akan bergerak pada rel. Gerakan akan berhenti saat arus listrik pada electromotor diputuskan dan rem akan bekerja.



Tugas Perancangan



Page 15



3) Gerakan Longitudinal Merupakan gerakan yang memanjang pada sepanjang rel yang terdapat ditempat crane berada (permukaan tanah) yang dilakukan melalui roda gigi transmisi dan gerakan ini biasa dilakukan oleh gantry. Electromotor akan memutar roda gantry dan gantry bergerak maju mundur ke arah yang diinginkan, setelah jarak yang diinginkan tercapai arus listrik terputus dan rem sekaligus akan bekerja.



5. PERHITUNGAN 3D STRUKTUR  Ukuran Utama Type



=



Overhead Crane



SWL



=



5



ton



=



49000 N



Overloading 10%



=



5.5



ton



=



53900 N



Tinggi Angkat



=



6



m



=



6000



mm



Tinggi Total



=



7



m



=



7000



mm



Lebar Total



=



8.28



m



=



8280



mm



Span



=



8



m



=



8000



mm



Tugas Perancangan



Page 16



a) Main Girder a. Profil Girder











Bahan



=



Material Baja Konstruksi



σy



=



250



SF



=



3



σijin



=



83,33333



Berat Hoist



=



0.55



P desain



=



( 5 + 0.55 ) + (( 10% x ( 5 + 0.55 )) ton



=



6.105



ton



=



6.105 x 9.8 x 1000



N



=



59829



N



=



6.105 / 2



ton



=



3.0525



ton



Momen maksimal pada tengah tengah batang : =



PL/4



=



6.105 x 8 / 4



=



12.2100



Tonm



=



12.21 x 1000 x 1000 x 9.8



Nmm



=



119658000



Nmm



Wx yang dibutuhkan : Wx







ton



Gaya P bekerja pada tengah-tengah span, Reaksi tumpuan masing-masing :



M max







N/mm2



Berat Desain :



Ra = Rb = P/2







N/mm2



=



M max/δ



=



119658000 / 83,33333mm3



=



1435896



mm3



=



1435896 / 1000



cm3



=



1435.896



cm3



Pemilihan Profil : (Katalog pada halaman setelah defleksi)



Tugas Perancangan



Page 17



Profil I



=



500 x 200



Wx



=



1910



cm3



Berat



=



89.6



Kg/m



Berat Total



=



89.6 x 8.28



kg



=



741.888



kg



=



741.888 / 1000



ton



=



0.74



ton



Ra = Rb = Ptotal / 2







( 6.105 + 0.741888 ) / 2



ton



=



3.42



ton



Pengaruh berat sendiri terhadap momen maksimal : Mx =







=



q.x.x'/2



=



89.6 x (8.28/2) x (8.28/2) / 2



Kgm



=



767.85



Kgm



Superposisi : Mmax balok tunggal



=



12.21 x 1000



Kgm



=



12210.0



Kgm



Mx berat sendiri



=



767.85



Kgm



Mmax total



=



12210 + 767.85408



Kgm



=



12977.85



Kgm



=



12977.85408 x 1000 x 9.8



Nmm



=



127182970



Nmm



=



M max/δ



mm3



=



127182969.984 / 83,33333



mm3



=



1526195.6



mm3



=



3654297.5/ 1000



cm3



=



1526.1956



cm3



Wx yang dibutuhkan



Profil baja yang telah dipilih I dengan Wx : =



1910



cm3



>



1526.1956



cm3



b. Defleksi Tugas Perancangan



Page 18



E



=



200



Gpa



=



2E+11 N/m2



I



=



47800



cm4



=



47800/100000000



m4



=



0.000478



m4



Defleksi (δ)



=



( Lihat tabel profil girder )



PL3 48 EI



=



3.423444 x 1000 x 9.8 x ( 8^3 ) 48 x 200000000000 x 0.000478



=



4E-03



m



=



0.00374334741422594 / 1000



mm



=



3.74



mm



Dengan batasan : Defleksi (δ)








72.03 cm3



b. Defleksi 2E+11 N/m2



E =



210



Gpa



=



I =



8090



cm4



( Lihat Tabel Profil Hollow )



=



8090 x 100000000



m4



=



0.0000809



m4



Defleksi (δ)



=



PL3



m



48 EI =



0.942311 x 1000 x 9.8 x ( 2.6^3 )



m



48 x 210000000000 x 0.0000809 =



536796.0192



m



815472000 =



0.0001807758



m



=



0.0001807758 04408735 / 1000



mm



=



0.18



mm