Chapter II.pdf - USU Institutional Repository - Universitas Sumatera ...

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Umum Peralatan pengangkat bahan digunakan unuk memindahkan muatan di lokasi atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penyimpanan, pembongkaran muatan dan sebagainya. Proses pemindahan ini juga mencakup pada proses pemuatan dan pembongkaran. Pemindahan beban tersebut dilakukan dengan menggunakan tenaga yang lebih kecil dari pada beban yang akan dipindahkan. Untuk kepentingan operasi pemuatan dan pembongkaran, beberapa jenis pesawat pengangkat dilengkapi dengan peralatan pengangkat beban yang dioperasikan dengan menggunakan mesin bantu (Auxiliary Machine) atau dengan cara manual. Pada proses operasionalnya pesawat pengangkat memiliki gerakan pemindahan beban sebagai berikut : a. Gerak tegak (pengangkat vertical) b. Gerak mendatar (pengangkatan horizontal) Pesawat pengangkat hanya mengangkat beban dalam jumlah yang terbatas dan dalam jarak yang terbatas pula yang dilakukan dengan bermacam-macam cara seperti : gerakan berjalan (Travelling), gerakan berputar (Rotating). Kran dapat berpindah dengan daya sendiri (mesin penggerak sendiri), bila dibutuhkan suatu gerak pindah yang tidak terbatas dalam operasinya. Kran semacam ini dikenal juga sebagai kran lapangan kasar (Rough Train) yang dalam operasinya dipasang

Universitas Sumatera Utara

di atas kendaraan khusus sesuai dengan kebutuhan misalnya : mobil, traktor atau truk. Sesuai dengan jenis kendaraan yang mendukungnya, maka kran jenis ini di klasifikasikan sebagai berikut : 1. Kran Mobil (Mobile Crane) 2. Kran Truk (Truck Mounted Crane) 3. Kran Kroler (Crouler Mounted Crane) 1.

Kran Mobil Kran mobil dapat melaju lebih cepat dari kran kroler (Crouler Mounted

Crane) dan mempunyai stabilitas yang lebih baik dibandingkan dengan kran truk (Truck Mounted Crane), walaupun ia melaju dengan kecepatan lebih rendah. Baik kran mobil maupun truk dilengkapi dengan cadik (Out Riger Jack Silinder) yang dapat memperluas bidang dukungan kran dengan perencanaan yang menyerupai dongkrak hydrolik tersebut maka suspensi dan roda-roda mobil sepenuhnya bebas dari beban pengangkat. Dengan demikian kapasitas angkat dapat dinaikkan. Bagaimanapun kran mobil tidak mungkin beroperasi dengan beban yang ringan, jadi tanpa cadik maka kapasitas angkat menurun dengan tajam.

Gambar 2.1.1 : Kran Mobil (Kran yang dipasang pada Truk)


2.

Kran Truk Untuk pengoperasiannya pesawat pengangkatnya (kran) dipakai mesin

sendiri seperti diatas. Pada dasarnya pengoperasian tipe kran tergantung kepada sifat (karakteristik), beban dan kondisi lapangan, jadi berhubungan dengan kendaraan pengangkutnya. Maka oleh sebab itu kran truk lebih mengandalkan kecepatan jelajah, jadi kemampuan mobilitasnya lebih tinggi yaitu bisa mencapai 100 km/jam.

Gambar 2.1.2 : Kran Truk 3.

Kran Kroler Kran kroler yang disebut juga kran traktor rantai adalah tipe kran yang

dioperasikan dari atas kroler sebagai kendaraan pengangkutnya. Kran kroler dapat beroperasi tanpa cadik, seperti pada kran mobil dan kran truk dan dapat mudah bergerak dilapangan yang kasar (rough train).


Gambar 2.1.3 : Kran Kroler 2.2. Dasar - Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat Dasar pemilihan pesawat angkat perlu diketahui hal-hal sebagai berikut : 1. Jenis dan ukuran dari beban yang diangkat, misalnya : a. Untuk beban terpadu (unit load)

: bentuk, berat, volume dan sebagainya

b. Untuk beban tumpuan (bulk load)

: gumpalan, sifat mudah remuk (friability) dan sebagainya

2. Kapasitas pemindahan bahan yang praktis tidak hanya kemudahan dalam pemakaian peralatan saja, juga memiliki kapasitas angkat yang besar dan kecepatan kerja yang relatif singkat. 3. Arah dan panjang lintasan Berbagai tipe peralatan dapat mengangkat beban dalam arah vertikel atau horizontal dan bentuk sudut. 4. Metode penumpukan Pemuatan dan pembongkaran pada tujuan yang berbeda dapat dilakukan dengan cara mekanis dan memerlukan alat tambahan.


5. Kondisi lokasi yang spesifikasi Kondisi tersebut termasuk pada ukuran, bentuk areal kerja dan kondisi tanah (ground relief) dan sebagainya.

2.3. Karakteristik Pesawat Pengangkat Parameter teknik yang utama dari sebuah pesawat angkat ialah : 1. Kapasitas angkat (lifting capacity) 2. Berat kotor (dead weight) 3. Kecepatan dari berbagai kecepatan 4. Tinggi pengangkatan (lifting height) 5. Ukuran-ukuran geometris dari pesawat angkat (geometri dimention) Dalam analisa ini, penulis memilih kran hydrolik yang dapat bergerak dilapangan, yang dalam proses operasionalnya dipasang diatas kenderaan khusus yang sesuai dengan kebutuhannya.

2.4. Fungsi Kran Hydrolik Pada dasarnya pemilihan pesawat pengangkat yang akan direncanakan harus disesuaikan dengan penggunaan serta kemampuan operasionalnya, karena pesawat angkat ini digunakan untuk mengangkat dan memindahkan beban-beban dengan kapasitas angkat 25 ton, serta daerah operasi yang berbeda maka sesuai dengan keperluan ini dipakai kran hydrolik yang dapat diatur jangkauannya. Secara umum pemilihan tipe pesawat pengangkat didasari atas beberapa pertimbangan, diantaranya :


a. Dapat dioperasikan pada berbagai tempat, seperti : pelabuhan, pabrik, industri, serta pembangunan gedung bertingkat. b. Dapat dioperasikan dengan cepat dan mudah dikendalikan. c. Sangat sesuai digunakan untuk tujuan komersil, karena kapasitas angkat dan jangkauan operasionalnya bervariasi. Untuk memudahkan pengendalian pada proses operasionalnya, kran ini menggunakan sistim hydrolik. Keuntungan dari penggunaan, sistim hydrolik adalah : a. Sistim kontrol otomatis, sehingga memudahkan dalam pengoperasian. b. Dapat memindahkan bahan/material tanpa mengubah arah dan posisi kran hydrolik. Kerugian dari penggunaan sistim hydrolik ialah : a. Biaya pemeliharaan yang sangat tinggi, karena memerlukan suku cadang yang hanya diperoleh dari perusahaan pembuatnya. b. Daya dari sistim mekanis motor penggerak, apabila motor penggerak tidak dapat beroperasi/rusak maka hydrolik tidak dapat beroperasi.

2.5. Prinsip Kerja Kran Hydrolik Pada dasarnya kran ini menggunakan sebuah mesin baik untuk gerak maju ataupun gerak mundurnya, serta pergerakan seluruh mekanisme angkatnya. Untuk keperluan gerak maju, kran ini mempunyai 6 tingkatan kecepatan ditambah 1 unit gerak mundur. Pada pengoperasiannya kran ini menggunakan pompa hydrolik yang digerakkan oleh poros yang ditransmisikan dari motor (engine).


Adapun gerakan-gerakan utama dari kran ini adalah : 1. Gerak maju dan gerak mundur (Traction/Retraction Motion) Bila kran ini dipergunakan hanya untuk beroperasi (bergerak), maka tuas pemindah kecepatan dioperasikan melalui perantara roda gigi pada sistim transmisinya. 2. Gerak naik/turun (Hoisting Motion) Untuk mengangkat dan menurunkan beban, pertama kita akan operasikan melalui tuas baik untuk keperluan mengangkat maupun menurunkan beban, sehingga fluida bekerja melalui pompa yang dikontrol melalui katub kontrol. selanjutnya fluida tersebut menggerakkan hydrolik dengan perantara roda gigi, maka drum penggulung menggulung tali yang menyebabkan naik atau turunnya beban. 3. Gerak memperpanjang dan memperpendek boom teleskopis Dengan mengoperasikan tuas kontrol, maka fluida kerja dari pompa dan katub kontrol mengalir masuk ke silinder boom, sehingga boom dapat bergerak sesuai dengan yang diinginkan. 4. Gerak mengangkat dan menurunkan boom (elevating boom) Untuk gerak ini dilakukan melalui tuas kontrol dan katub kontrol meneruskan media kerja (fluida) keadaan silinder angkat (elevating cylinder) yang kemudian diteruskan ke booster, sehingga boom tersebut dapat diubah sudut angkatnya sesuai dengan yang diinginkan.


5. Gerak naik turun penyangga kran (jack cylinder motion) Melalui tuas kontrol yang dioperasikan, fluida dari pompa akan diteruskan ke dongkrak silinder yang akan menggerakkan (naik/turun) penyangga kran ini.

Gambar 2.5 : Kran Hidrolik 2.6. Tali Ada 2 jenis tali yang dikenal pada saat ini, yaitu : a. Tali non metal, misalnya tali rami atau manila henep dan belakangan tali plastik telah pula dikembangkan. b. Tali baja (steel wire rope) yang terbuat dari serat-serat baja. 2.6.1. Tali Baja (Steel Wire Rope) Tali baja digunakan secara luas pada mesin-mesin pengangkut sebagai perabot pengangkat dibandingkan dengan rantai, tali baja mempunyai keunggulan sebagai berikut : a. Lebih ringan.


b. Lebih tahan terhadap sentakan. c. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi tinggi. d. Keandalan operasi yang lebih tinggi. Pada tali baja kawat pada bagian luar akan mengalami keausan yang lebih parah dan putus lebih dahulu dibandingkan dengan bagian dalamnya. Sehingga bagian luar tali kawatnya mulai terputus jauh sebelum putus dan menandakan tali baja tersebut perlu diganti, sedangkan kerusakan pada rantai akan terjadi tiba-tiba. Tali baja lebih murah harganya di bandingkan dengan rantai, tetapi memerlukan diameter drum yang lebih besar sehingga mekanisme pengangkat lebih besar dan berat. Tali kawat yang terbentuk dari untaian dikenal sebagai tali berpintal dua, dan sering kali digunakan untuk mesin pengangkat. Lapisan dalam tali mengelompokkan menjadi : 1. Tali pintal silang atau tali biasa 2. Tali pintal paralel atau jenis langsung 3. Tali komposit atau pintal balik Tali biasa mempunyai penerapan yang paling luas. Tali ini dikontruksi sedemikian rupa sehingga arah anyaman kawat dalam untaian berlawanan dengan arah anyaman untaian pada tali. Pada tali paralel arah anyaman kawat dalam untaian sama dengan arah anyaman untaian pada tali. Tali ini mampu menahan gesekan lebih baik dan lebih fleksibel tetapi cenderung untuk terpuntir.


Tali pararel di pakai pada lift dan pengangkat lainnya yang mempunyai jalur pandu dan sebagai tali penghela. Pada tali komposit kedua untaian yang berdekatan dianyam dengan arah yang berlawanan/terbalik.

Gambar 2.6.1 Lapisan Serat Tali

2.6.2. Tali untuk Kran dan Pengangkat Pada umumnya setiap tali hanya dapat mengalami lengkungan tertentu sepanjang umur pakai, sejumlah lengkungan tertentu yang telah melewati batas ini akan rusak dengan cepat. Umur tali dapat di tentukan dengan memakai perbandingan

Dmin (Dmin adalah diameter minimum puli atau drum dan d adalah d

diameter tali) dan

Dmin

δ

( δ adalah diameter kawat pada tali).

Lengkungan berbalik yakni menuju arah berlawanan dengan lengkungan yang sebenarnya mengurangi umur tali sebanyak setengahnya. Jumlah lengkungan yang di tentukan oleh jumlah titik (puli atau drum) tempat tali lewat, lengkungan dalam satu arah pada titik tersebut setara dengan lengkungan tunggal dan


lengkungan variabel setara dengan lengkungan ganda sistem puli yang banyak digunakan dan jumlah lengkungan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.6.2 : Menentukan Jumlah Lengkungan Tali dengan Satu Puli Bergerak dan Puli Majemuk

Untuk memperoleh umur tali yang seragam pengaruh jumlah lengkungan harus dikompensasikan dengan satu perubahan pada perbandingan

Dmin d

dengan

menyatakan diameter tali dengan rumus : d = 1,5 δ

i …………………...............................………(Lit. 5, Hal. 38)

Diperoleh : Jumlah Lengkungan =

Dmin 1,5 δ i

Dengan :

δ = diameter satu kawat i = jumlah kawat dalam tali


Tegangan pada tali yang dibebani pada bagian yang melengkung karena tarikan dan lenturan adalah :

σε =

σ b S δE = + k F D min

...............................................……(Lit. 5, Hal. 39)

Dengan :

σ b = kekuatan putus bahan kawat tali (kg/cm2) k = faktor keamanan tali S = tarikan pada tali (kg) F = penampang berguna tali (cm2) E=

3 E modulus elastisitas yang di koreksi ; 8

dimana, E =

3 2.100.000 ~ 800.000 kg/cm2. 8

Pada tali yang sering dipakai pada mesin pengangkat (kecuali tali pintalan kompon), misalnya tali dengan 114, 222, dan 342 buah kawat menjadi : F(114) =

S σb d − 50.000 k Dmin

S σb d − 36.000 k Dmin S F(342) = σb d − 29.000 k Dmin

F(222)=

....................................................……(Lit. 5, Hal. 39)

....................................................……(Lit. 5, Hal. 39)

....................................................……(Lit. 5, Hal. 39)

Maka diperoleh rumus dengan memilih tali menurut kekuatan putusnya P pada penampang total tali sebagai berikut :


P(114) =

σb k

P(222) =

σb k

P(342) =

σb k

S .σ b .....................................................……(Lit. 5, Hal. 39) d − 50.000 D min S .σ b .....................................................……(Lit. 5, Hal. 40) d − 36.000 Dmin S .σ b ....................................................……(Lit. 5, Hal. 40) d − 29.000 Dmin

Tarikan kerja maksimum pada bagian tali dari sistim puli beban Sw dapat dihitung dengan rumus : Sw =

Q n.η .η1

...............................................…..................…(Lit. 5, Hal. 41)

Dimana : Q = berat muatan yang di angkat

(kg)

n = jumlah muatan puli yang menyangga muatan

η = efisiensi puli

η1 = efisiensi yang di sebabkan kerugian tali akibat kekuatannya ketika menggulung pada drum yang diasumsikan 0,98. Diameter drum atau puli minimum yang di izinkan didapat dari rumus : D > e1. e2. d ...............................................….................…(Lit. 5, Hal. 41) Dimana : D = diameter drum atau puli pada alurnya (mm) d = diameter tali (mm) e1 = faktor yang tergantung pada alat pengangkat dan kondisi operasi e2 = faktor yang tergantung pada kontruksi tali.
