Laporan pillar jib crane

LAPORAN

PILLAR JIB CRANE DENGAN SWL 500 KG

DAN BERAT KONSTRUKSI 180 KG

Disusun Oleh :

Lesty Nuri Fermila                (6612040027)

TEKNIK DESAIN DAN MANUFAKTUR

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2015

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Industri yang ada hubungannya dengan baja dewasa ini sangat berkembang pesat, termasuk di Indonesia.Seiring dengan pesatnya sektor ini, maka perlu diiringi dengan tersedianya alat-alat yang mampu membantu mengangkat bahan-bahan industri di Indonesia. Di Indonesia, sektor industri ini masih sangat tertinggal jauh dengan negara-negara lain, jangankan untuk bersaing dilevel Asia Tenggara saja kita masih tertinggal jauh dari negara tetangga. Hal inilah yang membuat penulis terpacu untuk merancang sebuah pesawat angkat guna membantu sektor industri untuk memenuhi kebutuhan pasar.

Karena negara Indonesia merupakan kawasan yang lebih luas perairan daripada daratan, maka banyak juga industry yang bergerak dalam bidang perkapalan untuk mebuat kapal dengan fungsi untuk memudahkan transportasi industri dikawasan perairan. Dalam pembuatan kapal, harus mempertimbangkan perlengkapan yang digunakan dalam kapal tersebut ketika beroperasi. Tidak hanya mesin dan perlengkapan pendukung lainnya yang penting digunakan dalam perlengkapan kapal namun, alat bongkar muat yang digunakan untuk pemindahan barang pun harus diperhitungkan pembuatannya supaya kapal dapat beroperasi dengan optimal. Alat bongkar muat yang digunakan oleh kapal kebanyakan seperti jib crane. Oleh karena itu penyusun, berminat menyusun tugas dengan perancangan pillar jib crane dengan SWL 500 kg dan berat konstruksi 180 kg pada kapal crew boat.

 Crane adalah alat pengangkat yang pada umumnya dilengkapi dengan drum tali baja, tali baja dan rantai yang dapat digunakan untuk mengangkat dan menurunkan material secara vertikal dan memindahkannya secara horizontal. Crane dilengkapi dengan beragai peralatan untuk memudahkan pekerjaan atau pergerakan dari crane tersebut. Crane biasanya digunakan pada industri transportasi untuk memuat atau membongkar muatan barang, peti kemas dan lain sebagainya. Pada industri konstruksi bangunan digunakan untuk memindahkan material bangunan atau memasang peralatan berat di atas ketinggian tertentu.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dibahas dalam laporan ini adalah :

1.      Bagaimana merencanakan dan merancang sebuah pillar jib crane yang memiliki

SWL 500 kg dengan berat konstruksi kurang lebih 180 kg.

2.   Menghitung konstruksi dari pillar jib crane SWL 500 kg.

3.   Bagaimana hasil analisa elemen hingga dari perhitungan struktur pillar jib crane

SWL 500 kg.

1.3    Batasan Masalah

1        Merencanakan pesawat angkat jenis pillar jib crane.

2. Bahan yang digunakan adalah material Aluminium 6061 T6 yang memiliki σ_u=310 N/mm², Sf =3.7 dan σ_y= 276N/mm².
3. Menganalisa dengan software autodesk inventor.

1.4    Tujuan

Dari latarbelakang yang sudah dipaparkan diatas, adapun tujuan dalam pembuatan crane :

1.      Mampu merencanakan crane dengan SWL 500 kg dan berat konstruksi 180 kg.

2.      Dapat mengkalkulasi perencanaan dalam pembuatan crane.

3.      Dapat menganalisan jenis crane yang dibuat dengan software autodesk inventor.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Pesawat angkat

Pesawat angkat adalah kelompok mesin yang bekerja secara periodik yang didesain alat pengangkat dan pemindah muatan yang dapat digantungkan secara bebas atau diikat pada crane.

macam-macam pesawat angkat dan angkut :

a.       Crane

b.      Elevator

c.       Conveyor

d.      Ovheader

e.       Crawler Crane

Pesawat pengangkat dan pengangkut dibagi menjadi dua, yaitu :

1.      Eksternal Transport : pengangkutan barang atau material dari luar unit kegiatan

kedalam kegiatan atau sebaliknya.

2.      Internal Transport : pengangkutan barang atau material didalam unit kegiatan

atau pabrik.

Dalam dunia industri, crane memiliki fungsi yang penting yaitu sebagai sarana angkat-angkut semua aktifitas, termasuk keperluan logistik, material keperluan operasi, suku cadang, instalasi fasilitas baru, perbaikan, transportasi karyawan dan lain-lain.

2.2    Definisi Crane

Crane adalah alat pengangkat yang pada umumnya dilengkapi dengan drum tali baja, tali baja dan rantai yang dapat digunakan untuk mengangkat dan menurunkan material secara vertikal dan memindahkannya secara horizontal. Crane dilengkapi dengan beragai peralatan untuk memudahkan pekerjaan atau pergerakan dari crane tersebut. Crane biasanya digunakan pada industri transportasi untuk memuat atau membongkar muatan barang, peti kemas dan lain sebagainya. Pada industri konstruksi bangunan digunakan untuk memindahkan material bangunan atau memasang peralatan berat di atas ketinggian tertentu. Crane tersebut memiliki beberapa kelemahan didalam pengoperasiannya,salah satunya yaitu ketika sistem pengangkatan beban terlebih dahulu ditentukan titik kesetimbangannya, sehingga pekerjaan ini membutuhkan waktu yang cukup lama.

Crane memiliki beberapa bagian utama yaitu jib atau boom, hoist, trolley. dan selling :

a.       Jib atau boom merupakan lengan crane yang terdiri dari elemen-elemen besi yang tersusun dalam sistem rangka batang. Panjang jib menentukan maksimum panjang jangkauan horizontal crane dan kapasitas beban maksimum tergantung pada jenis crane yang digunakan.

b.      Counter jib berfungsi sebagai jib penyeimbang terhadap boom yang terpasang. Counter jib dilengkapi dengan counterweight yang berfungsi sebagai beban yang melawan beban yang diangkat oleh crane.

c.       Hoist merupakan bagian crane yang berfungsi sebagai alat angkat vertikal

d.      Trolley merupakan bagian crane yang berfungsi sebagai alat angkat horisontal.

e.       Selling merupakan bagian crane berupa kabel baja dan merupakan bagian dari hoist.

f.       Mast section, adalah bagian dari tower crane yang menentukan tinggi dari tower crane, dimana pemasangan tiap-tiap mast section dibantu dengan alat hidrolik untuk menyusun mast section tersebut ke arah vertikal.

g.      Sabuk pengaman (collar frame atau anchorages frame). Setelah ketinggian tower crane melampaui batas free standing yang diijinkan oleh pabrik pembuat, tower crane harus dipasang sabuk pengaman (tie beam) yang diikatkan pada bangunan (kolom). Dalam pemasangannya, harus diperhatikan kekuatan bracing agar konstruksi stabil menerima beban tarik dan tekan.

Beberapa tipe crane yang umum dipakai adalah:

1.      Crawler Crane

2.2.1 Crawler crane

Crawler crane adalah suatu mesin pengangkat yang bersifat dinamis, dalam arti mesin ini tidak hanya bekerja pada satu tempat, tetapi dapat pula melakukan perpindahan tempat saat pengangkatan beban. Akhir-akhir ini penggunaan crawler crane semakin banyak digunakan, karena mesin jenis ini dapat melayani 4 macam gerakan untuk melakukan gerak pengangkatan beban, dan juga kelebihan lainnya dari mesin ini dapat beroperasi pada medan kerja yang tidak rata.

Tipe ini mempunyai bagian atas yang dapat bergerak 360⁰. dengan roda crawler maka crane tipe ini dapat bergerak didalam lokasi proyek saat melakukan pekerjaannya. Pada saat crane akan digunakan diproyek lain maka crane diangkut dengan menggunakan lowbed trailer. Pengangkutan ini dilakukan dengan membongkar boom menjadi beberapa bagian untuk mempermudah pelaksanaan pengangkutan.

            Crawler crane adalah suatu mesin pengangkat yang bersifat dinamis, dalam arti mesin ini tidak hanya bekerja pada satu tempat, tetapi dapat pula melakukan perpindahan tempat saat pengangkatan beban.Akhir-akhir ini penggunaan crawler crane semakin banyak digunakan, karena mesin jenis ini dapat melayani 4 macam gerakan untuk melakukan gerak pengangkatan beban, dan juga kelebihan lainnya dari mesin ini dapat beroperasi pada medan kerja yang tidak rata.

Dalam pengoperasiannya mesin ini dapat melakukan kerja pengangkatan beban secara vertical dan dikombinasi dengan gerakan yang lain, misalnya : gerak putaran (slewing), gerak maju dan mundur (travelling), maupun gerak luffling. Sumber tenaganya diperoleh dari mesin diesel yang terpasang dari mesin tersebut. Kemudian disalurkan ke peralatan-peralatan lain yna juga terpasang pada konstruksi rangka mesin tersebut melalui transmisi rantai dan transmisi roda gigi yang hasil nya dapat menghasilkan energy.Secara keseluruhan mekanisme pengaturan gerakan pada mesin ini mempunyai konstruksi yang tidak sederhana, karena semua peralatan hampir terletak pada suatu konstruksi yang tidak terlalu luas tempatnya.

Bagian-bagian utama clawler crane ini dibagi menjadi 2, yaitu: bagian-bagian utama mesin yang berada diatas rangka (chassis) dan bagian-bagian yang berada dibawah kerangka. Struktur bagian atas terdiri atas : Deck, berat penyeimbang (balancer), kabin, boom (lengan), mesin penggerak utama, mekanisme untuk gerakan hoisting (pengangkatan), mekanisme untuk gerak Derek (luffing),dan mekanisme untuk gerak travelling. Struktur bagian bawah terdiri dari : rangka (chassis), meja putar (turn-table), sepatu-sepatu baja (track-shoe), sprocket dan rantai, mekanisme untuk gerak travvelling.

2.      Truck Crane

2.2.2        Truck Crane

Crane jenis ini dapat berpindah tempat dari satu proyek ke proyek lainnya tanpa bantuan dari alat pengangkutan. Akan tetapi bagian dari crane tetap harus dibongkar untuk mempermudah perpindahan. Seperti halnya crawler crane, truck crane ini dapat berputar 360 derajat. untuk menjaga keseimbangan alat, truck crane memiliki kaki. Di dalam pengoperasiannya kaki tersebut harus dipasangkan dan roda diangkat dari tanah sehingga keselamatan pengoperasian dengan boom yang panjang akan terjaga.

3.      Tower dan Jib Crane

2.2.3 Tower Crane dan Jib crane

Tower crane merupakan alat yang digunakan untuk mengangkat material secara vertical dan horizontal kesuatu tempat yang tinggi pada ruang gerak yang terbatas. Tipe crane ini dibagi berdasarkan cara crane tersebut berdiri yaitu crane yang dapat berdiri bebas (free standing crane), crane diatas rel (rail mounted crane), crane yang ditambatkan pada bangunan (tied-in tower crane) dan crane panjat (climbing crane).

Cara kerja tower crane :

a.              Mekanisme Pengangkat (hoisting mechanisme).

Digunakan untuk mengangkat atau menurunkan beban yang dikehendaki. Cara kerja mekanisme pengangkat pada tower crane adalah: motor penggerak menggerakkan atau memutar drum penggulung kabel baja yang bekerja menarik atau mengulur kabel baja. Kemudian dari drum penggulung tersebut diteruskan kesistem puli. Setelah itu kabel baja tersebut pada ujungnya dipasang kait, yang fungsinya untuk menaruh muatan yang akan dipindahkan. Apabila mau melakukan pengangkatan atau penurunan muatan maka kita tinggal menghidupkan motor penggerak yang akan memutar drum penggulung kabel baja tersebut.

b.              Mekanisme Penjalan (traveling mechanisme).

Digunakan untuk memindahkan muatan (beban) sepanjang lengan crane (pengangkat) secara horizontal. Cara kerja mekanisme gerak berjalan (trolley) pada tower crane adalah motor penggerak yang dihubungkan lengan drum penggulung kabel baja pada mekanisme berjalan yang bekerja menarik atau mengulur kabel baja yang dihubungkan dengan sistem puli yang pada ujung kabel baja tersebut disambungkan dengan trolley yang dapat bergerak sepanjang lengan pengangkat tersebut.

c.              Mekanisme Pemutar (slewing mechanisme).

Digunakan untuk memindahkan beban sejauh radius lengan pengangkatannya. Cara kerja mekanisme pemutar adalah: motor penggerak pada mekanisme pemutar yang dihubungkan dengan sistem roda gigi yang tujuanya untuk menurunkan putaran yang dihasilkan dari motor penggerak. Dari putaran yang masih tinggi dari motor pengerak menjadi putaran yang diinginkan (direncanakan). Roda gigi tersebut dihubungkan dengan meja putar yang ada pada bagian sambungan antara menara atau tiang utama dengan lengan. Apabila kita ingin mengoperasikan mekanisme putar, maka kita tinggal menghidupkan motor penggerak yang akan memutar roda gigi tersebut.

4.      Raiload Crane

2.2.4 Railroad crane

Railroad crane adalah tipe crane yang dijalankan di atas kereta api. Kegunaan utama railroad crane adalah mengangkat peralatan sepanjang rel kereta api, perawatan pekerjaan perkereta apian dan membersihkan lintasan kecelakaan kereta api. Meskipun di desain untuk keperluan yang berbeda, tetapi railroad crane mempunyai sistem kerja dan peralatan yang sama seperti badan crane yang dapat berputar, perbedaannya adalah railroad crane ditempatkan diatas chasis kereta api dengan roda pejal.

5.      Container crane

2.2.5 Container Crane

Container Crane atau  Portainer  adalah crane yang digunakan untuk membongkar atau memuat peti kemas dari dan ke dermaga ke kapal peti kemas atau memindahkan peti kemas dari satu tempat ketempat lain di dalam terminal peti kemas.

Peti kemas yang diangkat, dipindah adalah peti kemas ISO yang berukuran panjang 20, 40 dan 45 kaki yang dari truk chasis bergerak dibawah crane, kemudian diangkat keatas dan kemudian ke kapal dan sebaliknya. Crane bergerak diatas rel, sehingga posisi crane hanya bisa bergerak menelusuri dermaga.

2.3 Mekanisme kerja Jib crane

a. Mekanisme Pengangkat (hoisting mechanisme).

Digunakan untuk mengangkat atau menurunkan beban yang dikehendaki. Cara kerja mekanisme pengangkat pada tower crane adalah: motor penggerak menggerakkan atau memutar drum penggulung kabel baja yang bekerja menarik atau mengulur kabel baja. Kemudian dari drum penggulung tersebut diteruskan kesistem puli. Setelah itu kabel baja tersebut pada ujungnya dipasang kait, yang fungsinya untuk menaruh muatan yang akan dipindahkan. Apabila mau melakukan pengangkatan atau penurunan muatan maka kita tinggal menghidupkan motor penggerak yang akan memutar drum penggulung kabel baja tersebut.

b. Mekanisme Penjalan (traveling mechanisme).

Digunakan untuk memindahkan muatan (beban) sepanjang lengan crane (pengangkat) secara horizontal. Cara kerja mekanisme gerak berjalan (trolley) pada tower crane adalah motor penggerak yang dihubungkan lengan drum penggulung kabel baja pada mekanisme berjalan yang bekerja menarik atau mengulur kabel baja yang dihubungkan dengan sistem puli yang pada ujung kabel baja tersebut disambungkan dengan trolley yang dapat bergerak sepanjang lengan pengangkat tersebut.

c. Mekanisme Pemutar (slewing mechanisme).

Adapun prinsip kerja yang dapt dilakukan oleh pillar jib crane yaitu untuk gerakan slewing, pertama motor menggerakkan gear dengan lintasan gear besar yang bertumpu pada pillar, agar dapat bergerak ke kiri maupun kekanan. Dalam gerakan ini,supaya pillar jib crane tetap aman, maka didalam pillar terdapat poros yang berfungsi sebagai penumpu beam pada pilar, untuk mengunci antara pillar dan beam maka di tambah dengan poros yang lebih besar didalam pillar, kemudian dikunci dengan pasak.  Apabila kita ingin mengoperasikan mekanisme putar, maka kita tinggal menghidupkan motor penggerak yang akan memutar roda gigi tersebut.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Spesifikasi Jib Crane

Type                                 : Pillar Jib Crane

SWL                                 : 500 kg

Tinggi pengangkatan        : 1 m

Tinggi keseluruhan           : 3 m

Panjang span                    : 2 m

3.2 Spesifikasi material

Profil Girder

Material                            : Aluminium 6061 T6

Ultimate Strength (σu)     : 310 Mpa        : 310 N/mm²

Yield Strength (σy)          : 276 Mpa        : 276 N/mm²

Modulus of Elasticity      : 68.9 Gpa       : 68900 N/mm²

Profil Pillar

Material                            : Aluminium 6061 T6

Ultimate Strength (σu)     : 310 Mpa        : 310 N/mm²

Yield Strength (σy)          : 276 Mpa        : 276 N/mm²

Modulus of Elasticity      : 68.9 Gpa       : 68900 N/mm²

3.3 Perhitungan Jib crane

a. Perhitungan Profil Girder

     Lampiran 1

b. Perhitungan Profil Pillar

     Lampiran 2

c. Defleksi pada Girder

     Lampiran 3

d.   Defleksi pada profil

Lampiran 4

e.    Perhitungan pully

Lampiran 5

f.     Perhitungan daya motor

Lampiran 6

g.    Perhitungan poros

Lampiran 7

3.4  Analisa jib crane

Setelah bagian-bagian crane di assembly, maka dilakukan analisa pada software inventor untuk mengetahui tegangan yang terjadi saat crane beroperasi.

3.4.6  Assembly Pillar Jib Crane

Setelah assembly selesai, tekan toolbar environment pada inventor, kemudian pilih create simulation,selanjutnya pilih material yang digunakan dengan klik assign pilih aluminium 6061, fix atau jepit pada bagian bawah penumpu crane untuk beban/load isi dengan SWL dikalikan dengan safety factor atau 1850 N letakkan diujung span jib crane karena letak pembebanan pada jib crane terpusat pada ujungnya. Sebelum melakukan simulasi, klik mesh pada toolbar, hingga tampilan berubah menjadi seperti berikut.

3.4.6  Mesh view

Sesudah muncul tampilan objek seperti gambar ditas klik simulation pada toolbar untuk mengetahui tegangan yang terjadi pada jib crane yang direncanakan, tunggu hasil analisa hinnga tampilan berubh menjadi seperti dibawah ini.

3.4.7  Simulate view

3.4.8  Result of simulation

Setelah muncul tegangan pada inventor, kalkulasikan dengan perencanaan material yang digunakan yaitu aluminium dengan yield stress 276 Mpa diambil sepertiganya yaitu 92 Mpa. Sedangkan diinventor tertulis 67.43 Mpa jadi hasil dari perencanaan memenuhi.

Untuk perhitungan berat konstruksi pada pillar jib crane, dapat diketahui jika semua bagian sudah di assembly kemudian klik kanan pada bagian kiri inventor pilih iproperties tekan physical dan klik update untuk mengetahui massa dari crane yang dibuat dan lihat pada kolom mass tertulis angka 185.910 kg

3.4.8  Weight of Pillar Jib Crane (kg)

3.4.9  Deflection of Pillar Jib Crane

                        Hasil defleksi pada perhitungan diperoleh hasil 0.721 mm sedangkan hasil defleksi pada inventor yaitu 0.6977 mm. Jadi untuk hasil defleksi memenuhi karena tidak melebihi hasil dari perhitungan.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 KESIMPULAN

Kesimpulan dari perencanaan pembuatan pillar jib crane dengan SWL 500 kg dan berat konstruksi 180 kg yaitu :

a. Material yang digunakan yaitu aluminium dengan spesifikasi :

- Profil Girder

Material                            : Aluminium 6061 T6

Ultimate Strength (σu)     : 310 Mpa        : 310 N/mm²

Yield Strength (σy)          : 270 Mpa        : 270 N/mm²

Modulus of Elasticity      : 68.9 Gpa       : 68900 N/mm²

-   Profil Pillar

Material                            : Aluminium 6061 T6

Ultimate Strength (σu)     : 310 Mpa        : 310 N/mm²

Yield Strength (σy)          : 270 Mpa        : 270 N/mm²

Modulus of Elasticity      : 68.9 Gpa       : 68900 N/mm²

b. Hasil tegangan pada perhitungan : 1/3 x 276 Mpa = 92 Mpa

Sedangkan hasil analisa tegangan pada inventor yaitu : 67.43 Mpa.

c. Berat konstruksi yang ditentukan adalah : 180 kg

Pada analisa berat konstruksi : 185.910 kg.

d. Perhitungan defleksi pillar jib crane diperoleh hasil : 0.721 mm

Hasil yang diperoleh dari inventor adalah : 0.6977 mm

4.2 SARAN

a. Bila dari hasil analisa melebihi perhitungan, untuk memperkecil tegangan pada crane dapat dilakukan dengan cara memperbesar ketebalan pada bagian crane dan sebaliknya bila hasil tegangan pada analisa kecil atau kurang dari perhitungan maka untuk memperbesar yaitu dengan memperkecil ketebalan benda.

b. Untuk simulasi pada software inventor pastikan semua sudah di constraint semua, karena bila masih ada yang belum diconstraint saat assembly benda kerja tidak dapat disimulasi.

c. Dalam pemilihan material gunakan material yang sesui dengan kebutuhan, untuk kapal yang tidak terlalu besar diharuskan menggunakan jenis crane yang bermaterial ringan namun kuat.