bab iii perancangan 3.1 data...
TRANSCRIPT
54
BAB III
PERANCANGAN
3.1 Data Perancangan
Pada setiap perancangan akan membutuhkan data-data pendukung baik
data primer maupun data skunder (Soedibyo, 1993). Data primer di dapat dari
pihak-pihak yang berkepentingan dan data-data actual lainnya yang berkaitan
dengan kondisi-kondisi saat ini. Data skunder yaitu data-data kearsipan yang
diperoleh dari instansi terkait, serta data-data yang berpengaruh pada
perancangan.
Berdasarkan peninjauan lokasi dan spesifikasi alat, maka didapat data-data
yang terkumpul untuk perancangan crane, sebagai berikut:
- Tipe Crane : Overhead Travelling Crane
- Kapasitas angkat : 10 Ton
- Panjang Span ` : 20 m
- Jenis girder : Box single Gider
- Tinggi angkat : 8 m
- Kecepatan angkat hoist : 0,2 m/det
3.2 Perhitungan Mekanisme Hoist
3.2.1 Kait
Untuk merancang sebuah kait, kita harus memperhatikan kondisi dinamik
pada saat pengangkatan muatan. Sehingga, tidak terjadi tegangan yang
menggakibatkan patah pada konstruksi kait. Untuk mengantisipasi hal tersebut,
maka beban yang akan di angkat menekan kait dikali dengan sebagai
55
beban akibat kondisi dinamik. Sehingga beban total yang akan menekan kait,
yaitu:
Keterangan : Beban angkat muatan sebenarnya =
Beban ditambah 20% untuk meminimalisir terjadinya
kegagalan kontruksi karena adanya kondisi dinamik.
Mencari pada batang kait yang berulir
√
(N. Rudenko, 1992:86)
√
√
Keterangan: Tegangan tarik izin, untuk baja 20 tegangan tarik yang diizinkan
=
(N. Rudenko, 1992:86)
Maka, pemilihan harus diatas . Selain itu, pemilihan harus ditinjau
dari kesesuaian antara kait dengan bantalan luncur aksial (agar tidak terjadi
kesenjangan yang berlebih antara kait dengan bantalan luncur aksial). Maka,
pada tangkai kait yang berulir dapat kita pertimbangkan dengan cara dibawah
ini
56
Tabel 3.1: Dimensi Bantalan Luncur Aksial
(Sumber : N.Rudenko, 1992:98)
Nilai bantalan luncur aksial diambil berdasarkan kapasitas
angkat hook 15 ton. Karena kapasitas 12 ton tidak ada dalam tabel. Dengan
mengacu nilai bantalan aksial dari tabel, maka nilai kait dapat dicari dengan
persamaan berikut:
Dimana : bantalan luncur aksial = (Tabel 3.1)
Dari nilai kait yang sudah didapatkan, yaitu: . Maka dapat
dipilih ulir metris dengan nilai yang mendekati . Sehingga pada saat
pemasangannya tidak terjadi kesenjangan yang terlalu lebar antara kait dengan
bantalan luncur aksial.
Jadi, dapat dipilih ulir metris dengan spesifikasi (Berdasarkan
Normalisai Negeri Belanda, N 82) (Syamsir A muin, 1987:337).
Dengan data teknik sebagai berikut :
57
- Diameter major ( )
- Diameter minor ( )
- Kisar Ulir ( )
A. Pengecekan kekuatan pada ulir kait
Tegangan tarik pada ulir kait
Dari data teknik diatas maka dapat dihitung tegangan tarik pada ulir dengan
persamaan :
Keterangan: Kapasitas muatan ditambah dengan beban tambahan
Diameter ulir dalam =
Tegangan tarik pada ulir kait
Tegangan tarik yang terjadi pada ulir aman karena tidak melebihi
untuk baja 20 (N.Rudenko, 1992:86).
Tinggi minimum mur kait
Tinggi minimum mur kait dapat ditentukan dengan persamaan (2).
(
)
( )
Keterangan : kisaran ulir
Diameter ulir dalam ( ) =
Diameter ulir luar ( )
58
Tegangan tekan aman baja dengan baja ( sampai
) Diambil 300
Jumlah ulir (Z)
Untuk menentukan jumlah lilitan ulir sepanjang , dapat ditentukan dengan
persamaan berikut:
(Syamsir A.muin, 1987:156)
lilitan
Tekanan pada permukaan yang berulir
- -
- - Kisar Ulir ( )
Maka untuk menentukan tekanan pada permukaan yang berulir dapat dicari
dengan persamaan berikut:
(
)
(Bahan Ajar Elemen Mesin I, Ir. Ali Saifullah, MT:2013)
(
)
Tegangan geser akibat beban aksial
(Bahan Ajar Elemen Mesin I, Ir. Ali Saifullah, MT:2013)
Karena tegangan tarik ( )
, dan tekanan
pada permukaan ulir ( )
, dan tegangan geser akibat beban aksial
59
( )
<
pada baja 20, maka
ulir yang dipakai aman.
B. Perhitungan dimensi kait
Untuk dapat mencari dimensi kait standar, kita dapat menggunakan persamaan
pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1: Dimensi kait standar
(Sumber : Syamsir A. Muin, 19871:63)
Dengan mengacu pada data teknik pada Ulir Skrup Metris diatas, yaitu:
Diameter batang kait ( )
Tinggi ujung kait dari titik pusat ( )
60
Diameter lubang kait ( )
Tinggi Penampang trapesium kait I-II ( )
Lebar bagian dalam penampang trapesium kait ( )
Lebar bagian luar penampang trapesium kait ( )
Tinggi penampang trapesium kait III-IV ( )
Lebar bagian dalam penampang trapesium kait ( )
Lebar bagian luar penampang trapesium kait ( )
61
Diameter leher kait ( )
Jarak lengkungan kait ( )
Tinggi ulir pada kait ( )
Lebar ujung kait ( )
Tinggi leher kait ( )
Tinggi dari leher kait sampai titik pusat ( )
C. Pengecekan tegangan pada penampang kait
Untuk pemeriksaan tegangan tarik dan tegangan tegangan tekan yang terjadi
pada penampang kait, dapat menggunakan persamaan, tegangan tarik maksimum
pada bagian terdalam pada penampang tersebut ialah :
62
tegangan tekan satuan maksimum pada bagian terluar didapatkan dengan cara
yang sama :
Sebelum mencari tegangan tarik maksimum pada bagian dalam penampang
dan tegangan tekan maksimum pada bagian terluar penampang, kita harus
menentukan harga dari dan pada penampang I-II, begitu juga dengan
penampang III-IV.
Dimana: luas penampang kritis
jarak bagian luar penampang dari titik pusat penampang
jarak bagian dalam penampang dari titik pusat penampang
jari-jari lengkungan dari poros netral ketitik pusat penampang
faktor yang tergantung pada bentuk penampang mulai dari
lengkungan sampai titik pusat batang kait
● Pengecekan tegangan tarik dan tegangan tekan pada penampang I-II
Luas penampang I-II ( )
( )
(Syamsir A. Muin, Hal 163)
Jarak bagian luar penampang dari titik pusat penampang I-II ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:163)
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
63
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
(
)
Jarak bagian dalam penampang dari titik pusat penampang I-II ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:163)
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
(
)
Jari-jari lengkungan dari poros netral ketitik pusat penampang ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:158)
Faktor yang tergantung pada bentuk penampang mulai dari lengkungan
sampai titik pusat batang kait ( )
Bila kita mengambil nilai , dan bila
dan
, maka kita dapat
mencari nilai dengan persamaan (5) (Ir.Syamsir .A.Muin, 1987:158).
( ) [( ) ( )]
( )
( ) [(( ) ) ( )]
[ ]
64
(
)
Tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam pada penampang ( )
Tegangan tekan maksimum pada bagian terluar pada penampang ( )
Tegangan tarik dan tegangan tekan yang terjadi pada penampang tidak boleh
lebih dari (Syamsir A. Muin, 1987:164).
Dari perhitungan diatas, nilai dan nilai
tidak melebihi nilai . Jadi, penampang
kait pada bagian I-II yang dirancang terhitung aman.
● Pengecekan tegangan tarik dan tegangan tekan pada penampang III-IV
Dilihat dari tegangan geser yang terjadi,
, untuk
, maka:
(Syamsir A. Muin, 1987:164)
Luas penampang III-IV ( )
( )
(Syamsir A. Muin, 1987:64)
65
Jarak bagian luar penampang dari titik pusat penampang III-IV
( )
(Syamsir A. Muin, 1987:162)
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
[(( ( )) ( ))
( ) ( )]
(
)
Jarak bagian dalam penampang dari titik pusat penampang III-IV
( )
(Syamsir A. Muin, 1987:163)
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
[(( ) ( ( )))
( ) ( )]
(
)
Jari-jari lengkungan dari poros netral ketitik pusat penampang ( )
(Syamsir A. Muin, 1987:158)
Faktor yang tergantung pada bentuk penampang mulai dari lengkungan
sampai titik pusat batang kait ( )
Bila kita mengambil nilai , dan bila
dan
, maka kita dapat
mencari nilai dengan persamaan (5) (Ir.Syamsyir.A.Muin, 1987:158).
66
( ) [( ) ( )]
( )
( ) [(( ) ) ( )]
[ ]
(
)
Tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam pada penampang ( )
Tegangan tekan maksimum pada bagian terluar pada penampang ( )
Tegangan tarik dan tegangan tekan yang terjadi pada penampang tidak boleh
lebih dari (Syamsir A. Muin, 1987:164).
Dari perhitungan diatas, baik dan nilai
tidak melebihi nilai . Jadi, penampang
kait pada bagian III-IV yang dirancang terhitung aman.
Meninjau pada perhitungan yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa
, . Jadi, kait standar yang dirancang untuk beban 10 ton
aman digunakan.
67
68
crosspiece cakra tunggal, dimana cakra tidak dipasang pada poros crosspiece
melainkan terpasang pada poros tunggal. Dari perancangan ini akan diambil acuan
data teknik dari bantalan kait, berikut data teknik yang digunakan sebagai acuan
untuk kalkulasi crospiece:
- ( ) ( Dirancang )
- ( ) ( Dirancang )
- ( ) (Dirancang) -
- ( ) ( Dirancang )
- ( ) (Dirancang)
- ( ) ( )
- ( ) ( Mengacu pada D1 bantalan
kait)
- ( ) ( Mengacu pada d1
bantalan kait)
Gambar 3.2: Batang lintang untuk kait
(Sumber : N.Rudenko, 1992:99)
69
Momen bending max ( )
Gambar 3.3: Penampang Batang Lintang
(Sumber : N.Rudenko, 1992:99)
Momen lentur maksimun dapat ditentukan dengan persamaaan (8)
( )
( ) (N.Rudenko, 1992:98)
( ( ))
Tahanan bending ( )
Gambar 3.4: penampang batang lintang
(Sumber : N.Rudenko, 1992:99)
70
Tahanan bending dapat ditentukan dengan persamaan (9)
( )
( )
Tegangan bending pada crosspiece ( )
Momen bending pada poros batang lintang ( )
Momem bending trunion pada batang lintang ditentukan dengan persamaan
(10)
( )
( )
Tenggangan bending pada poros batang lintang (trunion) ( )
Dimana: (N.Rudenko,122)
Tekanan rata-rata pada poros batang lintang (trunion) ( )
( )
( )( )
Nilai tegangan lentur tidak boleh melebihi
.
Ditinjau dari perhitungan diatas, hasil dari tegangan lentur pada crosspiece tidak
71
ada yang melebihi
. Jadi, hasil perancangan crosspiece
aman digunakan (N. Rudenko, Hal 98)
Material yang dipakai untuk Crosspieces yaitu Steel AISI 1050. Dengan data
teknik sebagai berikut :
- Tegangan tarik =
- Tegangan luluh
- Safety faktor (G.Nieman, Elemen Mesin 1, :69)
- Faktor pemakaian (G.Nieman, Elemen Mesin 1, :68)
- Tegangan tarik izin
( )
● Perancangan shackel (Plat penyangga batang lintang)
Gambar 3.5: Penampang lintang shackel, dengan 4 buah cakra
(Sumber : N.Rudenko, 1992:100)
Pada perancangan shackel ini berlaku cara yang sama untuk beban yang
diterima, yaitu beban dari pada muatan yang sudah ditambah untuk
mengantisipasi kegagalan konstruksi komponen saat adanya kondisi dinamik
sewaktu pengangkatan muatan dan berat komponen yang akan diterima shackel.
Berikut adalah beban yang akan diterima shackel:
72
- GTotal = Berat total sebelumnya :
- GCrosspieces = (diambil dari Software Autodesk Inventor)
- GAccessori lain = (diambil dari Software Autodesk Inventor)
- Gtotal 1 = GTotal + Gcrosspieces + GAccessori lain
Data perencanaan shackel :
- ( ) (Dirancang)
- (
(Dirancang)
- ( ) (Dirancang)
- ( ) (Mengacu pada diameter poros
crosspiece)
Tegangan tarik pada penampang
(N. Rudenko, 1992:100)
Tegangan tarik pada penampang
( ) (N. Rudenko, 1992:100)
=
( )
Tekanan satuan pada penampang ( )
(N. Rudenko, 1992:100)
73
Tegangan satuan pada permukaan dalam ( )
[( ) ]
( ) (N. Rudenko, 1992:101)
[( ) ]
( )
Tegangan satuan pada permukaan luar ( )
( ) (N. Rudenko, 1992:101)
( )
( )
Tegangan maksimal pada permukaan dalam ( )
(
)
( ) (N. Rudenko, 1992:101)
(( ) )
(( ) )
Material yang dipakai untuk Shackel yaitu Steel AISI 1050
Dengan data teknik sebagai berikut :
- Tegangan tarik =
- Tegangan luluh
- Safety faktor (G.Nieman, Elemen Mesin 1, :69)
- Faktor pemakaian (G.Nieman, Elemen Mesin 1, :68)
- Tegangan tarik izin
( )
74
3.2.4 Pemilihan Tali
Berikut data berat yang akan diterima tali:
- G0 = Berat muatan awal + Penambahan beban 20% untuk antisipasi
kegagalan kontruksi komponen pada saat pengangkatan beban
pada kondisi bergerak, sebesar berat muatan awal, jadi total
bebannya = ( )
- GShackel = ,karena shackel ada 2 =
(Autodesk Inventor)
- G Hook = Berat Kait = (Autodesk Inventor)
- GCrosspiece = (Autodesk Inventor)
- G Total = G0 + GHook + GShackel + GCrosspieces = 12000 +
=
Gambar 3.6 sistem Pully Majemuk
Tarikan tali maksimum ( )
Tarik kerja maksinum pada bagian tali dari sistem puli beban dihitung
dengan persamaan:
75
(N. Rudenko, Hal 41)
Keterangan:
= Total berat muatan yang diangkat (kg)
= Jumlah muatan puli(tali penggantung) yang menyangga muatan
= Efisiensi puli (N. Rudenko, Hal 41)
= Efisiensi yang disebabkan kerugian tali akibat kekakuannya ketika tergulung
pada drum sebesar 0.98 (N. Rudenko, Hal 41)
Kekuatan putus tali sebenarnya ( )
Kekuatan putus tali sebenarnya dapat ditentukan dengan persamaan (23)
; jadi
Keterangan:
= Teganganmaksimum pada tali (kg)
= Kekuatan putus tali sebenarnya (kg)
K= faktor keamanan tali 5,5(N. Rudenko hal.42)
76
Ditinjau dari beban putus tali yang sebenarnya ( ) = , maka dapat
dipilih tali dengan tipe: (United rope works), dengan data
teknik sebagai berikut:
- Beban patah ( ) :24500
- Tegangan patah ( ) :
- Berat tali ( ) :
- Diameter tali ( ) :
Tarikan maksimum izin pada tali ( )
Tegangan maksimal yang diizinkan,dapat ditentukan dengan persamaan
Tegangan tarik izin tali ( )
Luas penampang tali baja ( )
Luas penampang tali baja dengan wayar 222 dapat dicari dengan persamaan:
( )
77
Dimana :
= 23 (N. Rudenko hal.38)
Tegangan tarik tali baja ( )
Jadi tegangan tarik sebenarnya pada tali baja sebesar
Tali baja yang di rancang aman digunakan karena
dan
.
Menentukan faktor m (modul)
Faktor m modul tergantung pada pembengkokan tali selama periode pemakaian
dalam operasinya. Data untuk mencari modul didapatkan sebagai berikut:
- Tegangan tarik sebenarnya pada tali =
- Faktor yang tergantung pada konstruksi tali=0,89(SyamsirA.Muin,Hal103)
- Faktor yang tergantung pada diameter tali=1,04(Syamsir A.Muin, Hal103)
- Faktor yang tergantung pada bahan tali = 1 (Syamsir A. Muin, Hal 103)
Maka:
78
Jumlah bengkokan selama periode pemakaian (z) dapat dicari dengan modul
Didapatkan nilai z dengan cara interpolasi sebesar 218000 (Syamsir A.Muin,
Hal 102)
Umur tali
Untuk mencari umur tali dapat menggunakan persamaan berikut:
(Syamsir A.Muin, Hal 108)
hub langsung antara jumlah lengkungan dan jumlah tali =
Dimana :N= umur tali (bulan)
a= jumlah rata-rata siklus kerja per bulan
Z2 = jumlah bengkokan berulang persiklus pada pengangkatan penuh
faktor pengganti dalam ketahanan tali
Harga harga a.Z2 dan dapat dilihat pada (Syamsir A.Muin, Hal 105)
79
3.2.5 Perancangan pully
Dalam perencanaan ini bahan pully terbuat dari cor ( besi kelabu atau baja).
Puli yang direncanakan terdiri dari beberapa puli tetap dan puli bergerak termasuk
pada sistem puli yang menguntungkan pada daya.
Diameter
Tali
A B C E H T r r1 r2 r3 r4
4.8 22 15 5 0.5 12.5 8 4.0 2.5 2.0 8 8
6.2 22 15 5 0.5 12.5 8 4.0 2.5 2.0 8 8
8.7 2B 20 6 1.0 15.0 8 5.0 3.0 2.5 9 8
11.0 40 30 7 1.0 25.0 10 8.5 4.0 3.0 12 8
13.0 40 30 7 1.0 25.0 10 8.5 4.0 3.0 12 8
15.0 40 30 7 1.0 25.0 10 8.5 4.0 3.0 12 8
19.5 55 40 10 1.5 30.0 15 12.0 5.0 5.0 17 10
21.0 65 50 10 1 5 37.0 18 14.5 5.0 5.0 20 15
28.0 80 60 12 2.0 45.0 20 17.0 6.0' 7.0 25 15
34.5 90 70 15 2.0 55.0 22 20.0 7.0 8.6 28 20
39.0 110 85 18 2.9 65.0 22 25.0 9.0 10.0 40 30
Tabel 3.2 roda pully untuk kawat baja (N.Rudenko, 1992:71 )
Untuk mencari dimensi puli untuk tali = 20,8 mm dapat dilakukan dengan cara
interpolasi, yaitu:
[
] ( )
Dimensi tali yang belum didapatkan bisa dicari dengan cara yang sama , sehingga
didapatkan:
- -
- -
80
- -
- -
- r3 = 19,6 - r4 = 14,3
Diameter puli
Untuk mencari diameter puli dapat menggunakan persamaan (23a), yaitu:
(Syamsir A. Muin, 1987:76)
Dimana :
d = diameter tali = 20,8 mm
faktor tergantung alat angkat dan kondisi operasi = 25 (Syamsir A.
Muin, 1987:77)
faktor tegantung kontruksi tali = 1 (Syamsir A. Muin, 1987:77)
Maka :
520 mm
Diameter poros pully
untuk menentukan diameter poros pully digunakan rumus
( ) (N.Rudenko, 1992:72)
Keterangan:
= Panjang Bushing
= Diameter poros pully
Q = Beban yang bekerja pada puli
81
Dari data kecepatan keliling , kecepatan angkat yang diketahui
adalah tekanan bidang yang diijinkan P Perbandingan
panjang bushing dengan diameter gandar yakni:
(N.Rudenko,
1992:72). Sehingga didapat : ,
(diambil 1,5) ,
Maka:
Pemeriksaan kekuatan pada cakra
Pemeriksaan kekuatan harus ditinjau dari tegangan tali maksimal ( ) yang
terjadi. Dari perhitungan diatas didapat sebesar:
Jadi,
Berdasarkan pemeriksaan diatas, bahan yang digunakan adalah Steel AISI 4130
dengan
maka cakra yang dirancang aman ( safe )
digunakan.
3.2.6 Perancanngan Drum
Drum yang akan dirancang adalah drum dengan alur standar. Berdasarkan
jumlah lengkungan tali ( ) dan diameter tali yang sudah diketahui, maka
diperoleh hubungan antara diameter minimum untuk puli dan drum. Dengan nilai
= 23 maka didapatkan diameter drum dengan persamaan berikut:
82
Diameter drum
Untuk menghitung diameter drum dapat dipakai rumus:
(Untuk = 3)
Dimana: = diameter tali baja (mm)
Dimensi alur drum
Tabel 3.3 alur drum (N.Rudenko, 1992:74 )
Untuk menentukan dimensi alur drum dengan diameter tali 20,8 dapat dilihat
dari table diatas, dan dicari dengan cara interpolasi maka didapat :
*
+ ( )
*
+ ( )
83
[
] ( )
Jumlah lilitan
Jumlah lilitan pada drum untuk satu tali dapat dicari dengan persamaan.
(Syamsir A. Muin, 1987:81)
lilitan
Dimana
tinggi angkat
z = jumlah lilitan tali
D = diameter drum
= Perbandingan sistem puli tali
Panjang drum heliks
Setelah mendapatkan data ukuran dari alur drum dan jumlah lilitan pada drum,
kita dapat mencari panjang heliks pada drum dengan persamaan berikut:
(Syamsir A. Muin, 1987:83)
Keterangan:
= panjang alur spiral
Z = jumlah lilitan
= Kisar ( didapat dari data dimensi alur drum )
84
Panjang drum keseluruhan
Dalam perancangan ini sistem puli yang digunakan adalah sistem puli
majemuk. jadi, saat dua tali digulung pada satu drum (sistem puli majemuk).
Karena jenis drum yang dipakai adalah drum tunggal maka panjang total drum
dapat ditentukan dengan persamaan :
(
) (Syamsir A. Muin, 1987:83)
*( )
+
Dimana:
L = panjang drum keseluruhan (mm)
H = tinggi angkat maksimum
D = diameter drum
= Perbandingan sistem puli tali
= Kisar ( didapat dari data dimensi alur drum )
Tebal dinding drum
Tebal dinding drum dari besi cor dapat ditentukan dengan rumus empiris
sebagai berikut:
( ) (N.Rudenko, 1992:75)
( )
85
Tegangan tekan maksimal pada permukaan dalam drum
Tegangan tekan maksimal yang terjadi pada permukaan dalam drum dapat
ditentukan dengan persamaan:
(Syamsir A. Muin, 1987:86)
1000
Material yang digunakan adalah (C4) 15 (besi cor) dengan Nilai yang
diizinkan untuk kelas (C4) 15-32 (besi cor) sampai 1000 Jadi, drum yag
dirancang terhitung aman. Karena, .
3.2.7 Pemilihan Motor Penggerak Mekanisme Pengangkat
Untuk mencari daya motor yang dibutuhkan, kita harus minjau dulu berat yang
akan diterima putaran motor. Berat yang akan diterima motor adalah berat dari
muatan dan komponen yang diangkat yang telah direduksi oleh multiple sistem
puli. Berat yang akan diterima motor penggerak diambil dari tarikan kerja
maksimum tali , yaitu
Besarnya daya motor penggerak mekanisme pengangkatan dapat dihitung
dengan persamaan berikut:
(N.Rudenko, 1992:240)
Dimana: kecepatan angkat, diketahui
86
efisiensi mekanis total pengangkat 0,82
3
x 0,983
0,82
Untuk mendapatkan motor yang digunakan kita sesuaikan dengan yang ada
dipasaran, Kita lihat catalog StandardIE2IE3MotorCatalogueAESV-AESU hal 10,
sehingga didapatkan spesifikasi motor sebagai berikut:
Daya motor N 11,5 HP, n = 870 rpm
Arus I =16,6 A
Eficiency = 88%
Motor induksi 400V/50 Hz
3.2.8 Transmisi roda gigi
Sistem transmisi yang digunakan pada perencanan mesin ini berfungsi untuk
mentransmisikan daya dan putaran dari motor yang digunakan. Transmisi roda
gigi untuk gerak hoist ini berfungsi untuk mereduksi putaran motor penggerak
drum. Pada umumnya motor yang tersedia putarannya
tinggi, sedangkan putaran drum yang diinginkan lebih lambat sesuai dengan
kecepatan angkat yang diinginkan.
87
pemilihan modul
Pemilihan modul roda gigi tergantung pada putaran dan daya yang ditransmisikan,
untuk putaran motor 870 rpm, dan daya yang di transmisikan 11,5 hp = 11,5 x
0,746 kw = 8,579 kw, maka dipilih modul 2,5 .
Gambar 3.7 Diagram pemilihan modul roda gigi lurus (sularso,1991:245)
3.4 Tabel roda gigi transmisi
88
Mencari putaran roda gigi 2:
Gambar 3.8 Transmisi
=
(sularso,1991:216)
=
=
174 rpm
Dimana:
= jumlah gigi pada roda gigi 2
= jumlah gigi pada roda gigi 1
n1 = putaran poros motor = 870 rpm
n2 = putaran poros 2
D2 = diameter roda gigi 2
D1 = diameter roda gigi 1
89
Karena roda gigi 3 berada satu poros dengan roda gigi 2, maka putaranroda gigi3
sama dengan putaran roda gigi 2 yaitu sebesar 174 rpm
Mencari putaran roda gigi 4 :
=
(sularso,1991:216)
=
=
34,27 rpm
Dimana:
= jumlah gigi pada roda gigi 4
= jumlah gigi pada roda gigi 3
n4= putaran roda gigi4
n3= putaran roda gigi3 = 174 rpm
D4= diameter roda gigi 4
D3 = diameter roda gigi 3
Karena roda gigi 5 berada satu poros dengan roda gigi 4, maka putaran roda gigi 5
sama dengan putaran roda gigi 4 yaitu sebesar 34,27 rpm
Mencari putaran roda gigi 6 :
=
(sularso,1991:216)
=
=
90
7,99 rpm
Dimana:
= jumlah gigi pada roda gigi 6
= jumlah gigi pada roda gigi 5
n6 = putaran roda gigi 6
n5 = putaran roda gigi 5 = 34,27 rpm
D6 = diameter roda gigi 6
D5 = diameter roda gigi 5
M= modul = 4,5
Menghitung putaran poros drum
Drum dan roda gigi 6 berada dalam satu poros maka putaran poros drum sama
dengan putara roda gigi 6 yaitu sebesar:
m/s
Dimana :
v = kecepatan angkat m/s
D= diameter drum 478,4 mm
n = putaran drum 7,99 rpm
91
Dimensi roda gigi
Untuk menentukan ukuran-ukuran utama roda gigi dapat dilihat dari gambar 3.10.
Gambar 3.9 Bagian-bagian roda gigi (sularso,1991:214)
Untuk roda gigi I ukuran utamanya adalah :
−Diameter jarak bagi lingkar ( d1 )
d1 = m1 . z1 (sularso,1991:214)
d1 = 3 x 13 = 39 mm
Dimana :
m1 = modul = 3
z1 = jumlah gigi roda gigi I
- jarak bagi lingkar t1
t1=m x (sularso,1991:214)
t1 = 3,14 x 3
t1 = 9,42
- Tinggi kepala ( h kl )
h kl = m(sularso,1991:214)
h kl = 3 mm
92
- Tinggi kaki ( hf)
h f= c k+ m(sularso,1991:219)
h f = 0,625 + 3
h f = 3,625mm
Dimana :
c k= kelonggaran puncak
c k= 0,25 x m
- Tinggi gigi ( H1 )
H1 = 2.m+ c k (sularso,1991:219)
Hl = 2 x 6 + 0,625= 12,625 mm
- Diameter lingkar kepala ( d k)
d k = ( z1 + 2 ) m1 ( mm )(sularso,1991:219)
d k = ( 13 + 2 ) 6 = 120 mm
- Tebal gigi
b = (m x )/2
= (3 x 3,14)/2
= 4,71 mm
- Lebar gigi
l = 25 mm
Sehingga dengan cara yang sama seperti diatas, maka akan diperoleh
perhitungan untuk roda gigi lainnya dan hasilnya dapat dilihat pada tabel 3.5 :
93
no z N M d1 t1 hkl h fl hi Dkl b l
Rpm mm mm mm mm mm Mm mm mm
1 13 870 3 39 9.42 3 3.75 6.75 45 4.71 25
2 65 174 3 195 9.42 3 3.75 6.75 201 4.71 25
3 13 174 4 52 12.6 4 5 8.75 60 6.28 40
4 66 34,27 4 264 12.6 4 5 8.75 272 6.28 40
5 14 34,27 4.5 63 14.1 4.5 5.625 9.75 72 7.065 60
6 60 7,99 4.5 270 14.1 4.5 5.625 9.75 279 7.065 60
Tabel 3.5 Dimensi roda gigi
menghitung kekuatan roda gigi
Bahan yang digunakan baja cor SC 46 (sularso,1991:241) dengan spesifikasi:
kekuatan tarik izin = 46 kg/mm2
tegangan lentur izin δ izin = 19 kg/mm2
- kekuatan roda gigi 1
menghitung beban yang terjadi pada roda gigi 1,
N =
N =
P =
P =
P =
= 485,73 kg
94
Menghitung tegangan lentur ijin pada roda gigi 1
δ =
δ =
δ =1,25 kg/mm2
< δ izin = 19 kg/mm2
dimana:
M ( momen akibat gaya tangensial pada gigi roda gigi)
M = p x h
= 485,73 x 6,75
= 3278,67
I ( momen inersia)
I = b t3/12
=
= 6132.81
Y = b/2
= 4,71/2
= 2,355
dimana:
h = tinggi gigi mm
t = lebar gigi mm
b = tebal gigi (mm)
95
- kekuatan roda gigi 2
menghitung beban yang terjadi pada roda gigi 2
N =
N =
P =
P =
P =
P = 485,73
Menghitung tegangan lentur ijin pada roda gigi 2
δ =
δ =
δ =6,68 kg/mm2
< δ izin = 19 kg/mm2
dimana:
M = momen akibat gaya tangensial pada gigi roda gigi
M = p x h
= 485,73 x 6,75
= 3278,67
I = momen inersia
I = b t3/12
=
= 6132.81
96
Y = b/2
= 25/2 = 12.5
dimana:
h = tinggi gigi mm
t = lebar gigi mm
b = tebal gigi (mm)
- kekuatan roda gigi 3
menghitung beban yang terjadi pada roda gigi 3
N =
N =
P =
P =
P =
P = 1821,49 kg
Menghitung tegangan lentur ijin pada roda gigi 3
δ =
δ =
δ =1,49 kg/mm2
< δ izin = 19 kg/mm2
dimana:
M = momen akibat gaya tangensial pada gigi roda gigi
M = p x h
97
= 1821,49 x 8,75
= 15938.04
I = momen inersia
I = b t3/12
=
= 33493.34
Y = b/2
= 6,28/2
= 3,14
dimana:
h = tinggi gigi mm
t = lebar gigi mm
b = tebal gigi (mm)
- kekuatan roda gigi 4
menghitung beban yang terjadi pada roda gigi 4
N =
N =
P =
P =
P =
P = 485,73
98
Menghitung tegangan lentur ijin pada roda gigi 4
δ =
δ =
δ =0,39 kg/mm2
< δ izin = 19 kg/mm2
dimana:
M = momen akibat gaya tangensial pada gigi roda gigi
M = p x h
= 485,73 x 8,75
= 4250.13
I = momen inersia
I = b t3/12
=
= 33493.34
Y = b/2
= 6,28/2
= 3,14
dimana:
h = tinggi gigi mm
t = lebar gigi mm
b = tebal gigi (mm)
99
- kekuatan roda gigi 5
menghitung beban yang terjadi pada roda gigi 5
N =
N =
P =
P =
P =
P = 7633,54
Menghitung tegangan lentur ijin pada roda gigi 5
δ =
δ =
δ =2,06 kg/mm2
< δ izin = 19 kg/mm2
dimana:
M = momen akibat gaya tangensial pada gigi roda gigi
M = p x h
= 7633,54 x 9,75
= 74427.015
I = momen inersia
I = b t3/12
=
= 127170
100
Y = b/2
= 7,065/2
= 3,53
dimana:
h = tinggi gigi mm
t = lebar gigi mm
b = tebal gigi (mm)
- kekuatan roda gigi 6
menghitung beban yang terjadi pada roda gigi 6
N =
N =
P =
P =
P =
P = 7639,59
Menghitung tegangan lentur ijin pada roda gigi 6
δ =
δ =
δ =2,06 kg/mm2
< δ izin = 19 kg/mm2
dimana:
M = momen akibat gaya tangensial pada gigi roda gigi
101
M = p x h
= 7639,59 x 9,75
= 74486,0025
I = momen inersia
I = b t3/12
=
= 127170
Y = b/2
= 7,065/2
= 3,53
dimana:
h = tinggi gigi mm
t = lebar gigi mm
b = tebal gigi (mm)
3.2.9 Poros
Poros motor terhubung lurus dengan poros roda gigi 1 yang berada
didalam gearbox, sehingga desain poros penggerak roda gigi satu dibuat
bertingkat. dan besarnya poros tersebut dapat dilihat seperti gambar 3.9:
Gambar 3.10 Poros motor
102
Menghitungkekuatan diameter poros 1
Bahan yang digunakan adalah baja karbon S45C (sularso,1991:241) dengan data
sebagai berikut:
= kekuatan tarik izin 58 kg/mm2
izin tegangan geser izin 43,5 kg/mm2
d = diameter poros 1 (26 mm)
Gambar 3,11 poros1
Mencari gaya tangensial yang terjadi pada roda gigi 1
N =
Ft =
Ft =
Ft =
Ft = 485,73 kg
Dimana:
Ft = gaya tangensial (kg)
N = daya yang digunakan (11,5 hp)
D = diameter roda gigi 39 mm
n = putaran (870 rpm)
103
Mencari Torsi yang terjadi
N =
T =
T =
T =
T = 9471.777 kg mm
Menghitung gaya radial pada sudut kontak roda gigi 200
Ft = cos 20 x Fn
Fn =
Fn =
Fn = 522,29 kg
Maka:
Fr = sin 20 x fn
Fr = 0,34 x 522,29
Fr = 177,57 kg
Dimana :
Fn = gaya normal (kg)
Ft = gaya tangensial (kg)
Fr = gaya radial (kg)
104
Gaya yang terjadi pada poros 1
Dengan menjadikan pusat momen pada titik A dan untuk arah momen searah
jarum jam bernilai positif (+) maka:
∑MA = 0
Fr1 x 30 - 67,5 x R2=0
R2 x 67,5 =177,57 x 30
R2 =5327,1 / 67,5
=78,92
Maka momen bending pada pusat gaya Fr1:
M = R2 x 37,5
M = 78,92 x 37,5
M = 2959,5 kg mm
Menghitung torsi equivalen
Te = √( ) ( )
Te = √( ) ( )
105
Te = 19846,73 kg mm
Dimana:
mt = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
mb = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
T = Torsi 9471.777 kg mm
M = momen bending kg mm
Te = torsi equivalent kg mm
Menghitung momen inersia polar poros 1
=
4
=
4
=
= 44840.77 mm4
Dimana :
= momen inersia polar
d = diameter poros 1 = 26 mm
Menghitung torsional shear stress
=
=
= 5,75 kg / mm2 < izin 43,5 kg/mm
2
106
Dimana :
= momen inersia polar
tegangan geser akibat torsi ( kg / mm2)
T = torsi equivalent 19846,73 kg mm
r = jari – jari poros (13 mm)
Menghitung kekuatan diameter poros 2
Bahan yang digunakan adalah baja karbon S45C (sularso,1991:241) dengan data
sebagai berikut:
= kekuatan tarik izin 58 kg/mm2
izin tegangan geser izin 43,5 kg/mm2
d = diameter poros 2 (46 mm)
Gambar 3,12 poros 2
Mencari gaya tangensial yang terjadi pada roda gigi 2
N =
Ft =
Ft =
Ft =
Ft = 1821,49 kg
107
Dimana:
Ft = gaya tangensial (kg)
N = daya yang digunakan (11,5 hp)
D = diameter roda gigi 52 mm
n = putaran (174 rpm)
Mencari Torsi yang terjadi
N =
T =
T =
T =
T = 47358.88 kg mm
Menghitung gaya radial pada sudut kontak roda gigi 200
Ft = cos 20 x Fn
Fn =
Fn =
Fn = 1958,59 kg
Maka:
Fr = sin 20 x fn
Fr = 0,34 x 1958,59
Fr = 665,92 kg
108
Dimana :
Fn = gaya normal (kg)
Ft = gaya tangensial (kg)
Fr = gaya radial (kg)
Gaya yang terjadi pada poros 2
Dengan menjadikan pusat momen pada titik A dan untuk arah momen searah
jarum jam bernilai positif (+) maka:
∑MA = 0
Fr2 x 67,5 – Fr1 x 30 - R2 x 105 =0
665,92 x 67,5 – 177,57 x 30 – R2 x 105=0
R2 x 105 = 44949,6 – 5327,1
R2 =377,35
Maka momen bending pada pusat gaya:
M = R2 x 37,5
109
M = 377,35 x 37,5
M = 14150,62 kg mm
Menghitung torsi equivalen
Te = √( ) ( )
Te = √( ) ( ) = 98855,52 kg mm
Dimana: mt = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
mb = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
T = Torsi 47358,88 kg mm
M = momen bending kg mm
Te = torsi equivalent kg mm
Menghitung momen inersia polar poros2
=
4
=
4
=
= 439350.37 mm4
Dimana :
= momen inersia polar
d = diameter poros 2 (45 mm)
Menghitung torsional shear stress
=
110
=
= 5,17 kg / mm2
< izin 43,5 kg/mm2
Dimana :
= momen inersia polar
tegangangeserakibat torsi ( kg / mm2)
Te = torsi equivalent (98855,52 kg mm)
r = jari – jariporos (23 mm)
Menghitung kekuatan diameter poros 3
Bahan yang digunakan adalah baja karbon S45C (sularso,1991:241) dengan data
sebagai berikut:
= kekuatan tarik izin 58 kg/mm2
izin tegangan geser izin 43,5 kg/mm2
d = diameter poros 3 (46 mm)
Gambar 3,13 poros3
Mencari gaya tangensial yang terjadi pada roda gigi 5
N =
Ft =
Ft =
111
Ft =
Ft = 7633,54 kg
Dimana:
Ft = gaya tangensial (kg)
N = daya yang digunakan (11,5 hp)
D = diameter roda gigi 28 mm
n = putaran (34.27 rpm)
Mencari Torsi yang terjadi
N =
T =
T =
T =
T = 240456,5 kg m
Menghitung gaya radial pada sudut kontak roda gigi 200
Ft = cos 20 x Fn
Fn =
Fn =
Fn = 8208,1 kg
Maka:
Fr = sin 20 x fn
112
Fr = 0,34 x 8208,1
Fr = 2790,75 kg
Dimana :
Fn = gaya normal (kg)
Ft = gaya tangensial (kg)
Fr = gaya radial (kg)
Gaya yang terjadi pada poros 3
Dengan menjadikan pusat momen pada titik A dan untuk arah momen searah
jarum jam bernilai positif (+) maka:
∑MA = 0
Fr3 x 122,5 – 67,5 x Fr2 - R2 x 170
R2 x 170 = Fr3 x 122,5 – 67,5 x Fr2
=2790,75 x 122,5 – 67,5 x 665,92
113
R2 x 170 = 341866,87 – 44949,6
R2 = 296917,27/170
= 1746,57
Maka momen bending pada pusat gaya Fr3 :
M = R2 x 47,5
M = 1746,57x 47,5
M = 82962,07 kg mm
Menghitung torsi equivalen
Te = √( ) ( )
Te = √( ) ( )
Te = 508731,88 kg mm
Dimana:
mt = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
mb = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
T = Torsi 240456,5 kg mm
M = momen bending 82962,07 kg mm
Te = torsi equivalent kg mm
Menghitung momen inersia polar poros 3
=
4
=
4
=
= 439350.37 mm4
114
Dimana :
= momen inersia polar
d = diameter poros 3 (46 mm)
Menghitung torsional shear stress
=
=
= 26,63 kg / mm2
< izin 43,5 kg/mm2
Dimana :
= momen inersia polar
tegangan geser akibat torsi ( kg / mm2)
Te = torsi equivalent ( kg mm)
r = jari – jariporos (45 mm)
Menghitung kekuatan diameter poros 4
Bahan yang digunakan adalah baja S45C dengan data sebagai berikut:
= kekuatan tarik izin 58 kg/mm2
izin tegangan geser izin 43,5 kg/mm2
d0 = diameter poros dalam (28 mm)
d1 = diameter poros luar (100 mm)
Mencari gaya tangensial yang terjadi pada roda gigi 6
N =
Ft =
115
Ft =
Ft =
Ft = 7639,59 kg
Dimana:
Ft = gaya tangensial (kg)
N = daya yang digunakan (11,5 hp)
D = diameter roda gigi 28 mm
n = putaran (34.27 rpm)
Mencari Torsi yang terjadi
N =
T =
T =
T =
T = 1031345 kg mm
Menghitung gaya radial akibat kontak dengan roda gigi 5pada sudut
kontak roda gigi 200
Sebesar 2790,75 kg
116
Gaya yang terjadi pada poros 4
Dengan menjadikan pusat momen pada titik A dan untuk arah momen searah
jarum jam bernilai positif (+) maka:
∑MA = 0
Fr4 x 47,5 = 122,5 x R2
122,5 x R2 = 2790,75 x 47,5
R2 = 132560,62 / 122,5
R2 = 1082,12
Maka momen bending pada pusat gaya Fr4 :
M = R2 x 75
M = 1082,12 x 75
M = 81159 kg mm
Menghitung torsi equivalen
Te = √( ) ( )
117
Te = √( ) ( )
Te = 2092493,95 kg mm
Dimana:
mt = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
mb = factor koreksi poros dengan beban sedikit kejutan (1,5-2,0)
T = Torsi 1043094.413 kg mm
M = momen bending 81159 kg mm
Te = torsi equivalen kg mm
Menghitung momen inersia polar poros 4
=
4
=
( )
=
= 9752186,88 mm4
Dimana :
= momen inersia polar
Menghitung torsional shear stress
=
=
= 7,72 kg / mm2
< izin 43,5 kg/mm2
118
Dimana :
= momen inersia polar
tegangan geser akibat torsi ( kg / mm2)
Te = torsi equivalent (2092493,95 kg mm)
r = jari – jari poros (d1 –d0)/2
= (100-28)/2 =36
3.3 Perancangan Girder Crane
Potongan A-A
Gambar 3,14 Girder Crane
119
Girder pada overhead travelling crane single girder ini menggunakan type
box girder.
Bahan dari plat yang digunakan pada box girder adalah
Alloy steel A500 ASTM
Tensile strange = 400 Mpa = 4078,9 kg/c
Modulus elastisitas E= = 2,2002 kg/
Berat jenis = 0.00785
3.3.1 Mencari Berat Girder
Menghitung berat plat 1a
Menghitung volume
=
=
Menghitung berat plat 1a
Menghitung Berat plat 1b
Menghitung volume
Menghitung berat plat 1b
Menghitung berat plat 1c
Berat 1c = 1a
=
Menghitung berat plat 2
Menghitung volume
120
Menghitung berat plat 2
Menghitung berat plat 3
Menghitung volume
Menghitung plat 3
Menghitung berat plat 4
Menghitung volume
Menghitung plat 4
Menghitung berat plat 5
Menghitung volume
Menghitung plat 5
Bobot Girder dapat dihitung bengan cara menjumlahkan bobot 2 kali plat
1 di tambah dengan bobot plat 2,3,4,5
121
( )
( )
3.3.3 Menghitung moment inersia
Gambar 3.15 gambar penampang girder
Inersia batang
Penampang A1
=
=
=385339691
Penampang A2
=
=
= 385339691
Penampang A3
=
× 3375 = 98437.5
122
Penampang A4
=
× 3375 = 98437.5
(
)
(
)
= (
) ( )
3.3.4 Modulus Penampang (Z)
Modulus penampang Z dapat dicari dengan persamaan
123
(
) (
)
= (
) ( )
124
3.3.5 Menghitung Defleksi Girder
Menghitung defleksi dapat di cari dengan menggunakan persamaan berikut
Sumber
(http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Timber/Timber_Strength_Calcs.html )
125
Defleksi pada girder
(sumber:http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Form/Stress_Strain.html)
Diketahui
Berat girder (W) = 3745 kg =3745.(9,81) = 36738.45 N
Reaksi pada batang tumpuan B =
Moment maksimal pada girder adalah
Momen maksimal pada girder total = 151576875 N.mm
126
Defleksi yang terjadi pada girder adalah
=1,6
3.15 Menghitung Gaya dan Momen Akibat Beban
Momen pada P dengan L= 2,5 m
Mencari gaya reaksi pada penumpu A dan penumpu B
Diketahui
L= 20m
P=12900kg=12900×9,81 m/s = 126549 N
Reaksi panda penumpu A dapat dicari dengan menggunakan moment
127
Reaksi pada penumpu A
∑MA=0
=+(126549×17.5m)-( ×20m)=0
=2214607.5= ×20m
=2214607.5/20m=110730.375N/m
110730.375N/9.81
11287.5kg
Reaksi pada penumpu B
∑Fy=0
=-126549+110730.375=0
=126549-110730.375 =15261.5N=1612.5 kg
Momen bending pada P adalah:
Momen pada P dengan L= 5 m
Mencari gaya reaksi pada penumpu A dan penumpu B
Diketahui
L= 20m
P=12900kg=12900×9,81 m/s = 126549 N
128
a= 5 m=5000 mm
b=L-a=20m-5m=15m=15000mm
Reaksi panda penumpu A dapat dicari dengan menggunakan moment
Reaksi pada penumpu A
∑MA=0
=+(126549N×15m)-( ×20m)=0
=1898235 N/m= ×20 m
=1898235 Nm/20 m=94911.75 N
94911.75 N/9.81
9675 kg
Reaksi pada penumpu B
∑Fy=0
=-126549+ 0
=-126549 N+94911.75 N =0
=126549 N-94911.75 N=31637.25N=3225 kg
Momen bending pada P adalah:
Momen pada P dengan L= 10 m
129
Reaksi pada penumpu A
∑MA=0
=+(126549N×10m)-( ×20m)=0
=1265490 N/m= ×20 m
=1265490 Nm/20 m=63274.5 N
63274.5N/9.81
6450 kg
Reaksi pada penumpu B
∑Fy=0
=-126549+ 0
=-126549 N+63274.5 N =0
=126549 N-63274.5 N=63274.5N=6450 kg
Momen bending pada p adalah:
Karna momen dibagian tengah yang paling besar maka dianggap sebagai momen
maksimal
Mencari tegangan bending maksimal
=
< = 4078,9 kg/c
130
Defleksi Girder Akibat Beban
( )
’’ = 10.7 mm
Defleksi total
Defleksi izin
(N.Rudenko, 1992:339)
Girder yang dirancang terhitung aman, karena nilai defleksi yang terjadi dibawah
defleksi izin, yaitu: ̅
131
3.4 Perhitungan End carriage
Gambar 3.16 Endcarriage
Bahan dari plat yang digunakan pada box girder adalah
Alloy steel A500 ASTM
Tensile strange = 400 Mpa = 4078,9 kg/c
Modulus elastisitas E= = 2,2002 kg/
Berat jenis = 0.00785
Menghitung Momen Inertia
132
Penampang A1
=
=281853961.7mm4
Luas A1 = b×h= 20×553=11060 mm2
Penampang A2
=
=281853961.7mm4
Luas A2=b×h= 20×553=11060 mm2
Penampang A3
=
=173333.3333mm4
Luas A3=b×h= 260×20=5200 mm2
( ( )) ( (
)) ( ( ))
( ( ))
( ( ))
( ( ) )
= (281853961.7)+(281853961.7)+(427001033.3)
= 990708956.7 mm4
Menghitung Modulus Penampang
Penampang A1
=
=1019363.333 mm3
133
Penampang A2
=
=1019363.333 mm3
Penampang A3
=
= 17333.33333 mm3
( ( )) ( (
)) ( ( ))
( ( ))
( ( ))
( ( ( ) ))
= 1019363.333 + 1019363.333 + 426845033.3 = 428883760 mm3
Menghitung berat End carriage
Menghitung volume
Volume = A×L
V=28120 mm2× 3826.9mm= 107612428mm
3= 1076124.3cm
3
Dimana A = 28120 mm2
Menghitung berat endcarriage
F2= V × ρ
= 107612.42 cm3
× 7.85 g/cm3
= 831 kg = 8149.3261N
Mencari
=11287.5kg =11287.5kg ×9,81 m/s = 110730.375 N
134
( )
Mencari Reaksi Pada Roda
1. Reaksi pada penumpu A
∑MA=0
=+(110730.375× 1.615m)-( × 3.23m)=0
=178829.555625N/m= ×3.23 m
=178829.555625N /3.23 m=55365.1875 N
55365.1875 /9.81
g
2. Reaksi pada penumpu B
∑Fy=0
=- + 0
=- N+55365.1875 N=0
=110730.375N-55365.1875 N = 55365.1875N = 5643.75kg
Menghitung defleksi pada endcarriage
135
0.54 mm
Menghitung momen bending pada end cariage
Menghitung tegangan pada end cariage
=
= 0.21
Mencari gaya gesek pada roda
Tabel 3,6 koefisien gesek pada roda
(sumber: http://www.engineeringtoolbox.com/rolling-friction-resistance-
d_1303.html)
136
√
√
√
Dimana :
=koefisien gesek rolling dari dua pnampang
Fr =gaya resistive dari gesek rolling
W = gaya normal tegak lurus dengan per mukaan (N)
Menghitung Torsi motor
Gaya yang bekerja pada roda:
Setelah gaya diketahui maka torsi ( ) dari motor dapat dihitung:
Dari kecepatan linear carriage dirubah menjadi rpm untuk mencari kecepatan
roda, kecepatan linear carriage Vt = m/mt
Dari rpm dirubah ke rad/s untuk menghitung daya
137
15
Menghitung daya Satu endcarriage
daya yang dibutuhkan pada satu endcarriage adalah
= 0.65Kw
Motor end carriage
Gambar 3.17 Motor Endcarriage
Specification:
Power: 0,75kW, Rpm: 21 Rpm
Kecepatan transversal 20m/mnt
Power supply: 200V~600V/(50/60Hz)