CRANE PENGANGAKAT BLOK
MESIN
I.
LATAR
BELAKANG
Praktek reparasi mesin diesel merupakan salah satu
mata kuliah inti kurikulum Jurusan Teknik Permesinan Kapal Politeknik Pekapalan
Negeri Surabaya (PPNS) Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Un tuk itu hendaknya sarana dan prasarana praktek
mata kuliah ini harus lengkap dan representatif. Akan tetapi, suasana praktek
yang aman dan nyaman sebagaimana diharapkan belum sepenuhnya terwujud. Salah
satunya belum adanya alat pengangkat blok mesin yang proporsional sesuai dengan
tata letak bengkel. Sebenarnya telah ada
alat pengangkat pada bengkel reparasi, namun alat pengangkat yang
tersedia kurang proporsional karena alat pengangkat ini ( dongkrak mobil )
hanya dirancang untuk mengangkat beban saja, bukan untuk mengangkat dan
memindah. Dengan demikian akan banyak tenaga kerja untuk melaksanakan pekerjaan
ini, maka apa bila koordinasinya kurang baik, akan meningkatkan resiko
terjadinya kecelakaan kerja meningat kondisi bengkel yang penu dengan unit
mesin diesel dan licin karena percikan pelumas dan bahan bakar. Bertolak dari
kondisi tersebut maka penelitian ini bertujuan merancang dan membuat alat
pengangkat yang secara khusus mampu berfungsi efektif diruang reparasi mesin
diesel dengan tetap mengutamakan prinsip
keamaan dan kepraktisan operasionalnya.
II.
TUJUAN
1. Membuat
dan merancang alat pengangkat yang sesuai dengan kondisi kerja bengkel
mesin diesel PPNS-ITS serta dapat
digunakan mengangkat beban yang lain untuk mempermudah pekerjaan.
2. Meningkatkan
faktor keamanan dan keselamatan kerja
3. Mengurangi
jumlah personel dalam mengangkat blok mesin dan beban yang lain.
III.
PERENCANAAN
DAN PERHITUNGAN
3.1.
Kekuatan
Lengan
ü Lengan
Bahan : Profile
I ST 52
h : 80
mm
b : 42
mm
t : 5,9
mm
d : 3,9
mm
Sx : 11,4
. 103
mm3
E =
200 Gpa
= 2.104
kg / mm2
ü Penegar
Bahan : pipa
besi ST 37
Øluar : 20
mm
Tebal : 3
mm
E =
170 Gpa
=
1,7.104
kg / mm2
α : 20°
β : 8°
ü Gaya yang bekerja pada
penegar
F= 232,64 kg
ü Beban kritis pada
penegar
14,4 kg
Karena P lebih besar dari pada F, maka lengan alat
pengangkat mampu mengangkat beban sesuai dengan yang direncanakan.
ü Tegangan lentur maksimum
pada lengan
=
σL
= 35,087 kg / mm2
3.2.
Kekuatan
Kaki
Bahan : ST 37
Panjang : 100 mm
Lebar : 50 mm
Tebal : 3 mm
Gaya Yang Bekerja Pada Bagian Kaki
ü Gaya yang bekerja pada
roda
ΣMR1=0
Wtot
. 198,3 + 500 . 1050 – 1050 . R2 = 0
100,5
. 198,3 + 500 . 1050 + 1050 . R2 = 0
ΣMR2 = 0
-100,5 . 831,7 +
R1 . 1050 = 0
R1 =
R1 = 79,6 kg
ü Gaya tekan pada
bantalan
ΣMA
= 0
-R2 . 455 + FnB
. 150 6+ R1 .965 = 0
FnB =
FnB
=
1062,15 kg
ΣMB
= 0
R1 . 815 + FnA
. 150 6+ R2 .595 = 0
FnB =
FnB
=
1626,13 kg
3.3.
Bantalan
Gelinding
Bantalan yang
digunakan adalah bantalan roda radial alur dalam baris tunggal
ü Kapasitas
nominal dinamis spesifik untuk diameter bola baja ≤
25,4 mm :
C = fc ( I cos α
)0,7
Z2/3
Da1,8
= 1,2 ( 1 cos 5 )
0,7 122/3
61,8
= 158,5 kg
ü Beban
radial ( beban ekivalen dinamis ) bantalan :
Pr = XVFr + Yfa
= 0.56 . 1 . 500 + 2,3 . 0
= 280 kg
ü Faktor
kecepatan bantalan :
V = s / t = 0,05
m/s
V = 2 π
n r
n =
=
= 0,39 rps
Faktor kecepatan
= fn = ⅓
=
4,4
ü Faktor
umur bantalan :
fh = fn c / Pr
= 4,4 .158,8 / 280
= 2,5
ü Umur
nominal bantalan :
Lh = 500 . fh3
= 500 . 2,53
= 7812,5 jam
3.4.
Perencanaan
Ulir
ü Ulir
Kanan Kiri
Tegangan tarik
diijinkan = σa = 6 kg/mm²
faktor keamanan
= fk = 6 – 8
z : 6
x 2
k : 0,84
d1
: 13,835
d2 : 14,701
h : 1,083
p : 2
~
Tegangan tarik pada
inti
≤ 128,79 kg
~
Tegangan permukaan yang
diijinkan
qa = 1,3 kg/mm²
~
Tegangan geser yang
diijinkan
≤ 450,41 kg
Beban
maksimal yang bisa diterima baut ≤ 111,41 kg
ü Baut
Sebagai Engsel
Tegangan yang
diijinkan σa = 6 kg/mm²
Faktor keamanan
= 6-8
Tegangan tarik
pada inti baut
3.5.
Perencanaan
Tali dan Drum
ü S1
= 500 kg
S2 = ε
. S1 = 1,05 . 500 = 525 kg
S3 = ε
. S2 = 1,05 . 525 = 515,25 kg
S4 = ε
. S3 = 1,05 . 515,25 =
578,8 kg
Diameter
tali diambil 6 mm dengan kekuatan putus tali 1250 kg
ü N
= umur tali yang direncanakan 120 bulan
Jumlah
lengkungan = Z2
= 4
Faktor
keamanan = 5, untuk crane yang digerakkan dengan motor
Jumlah
siklus kerja perhari = 4
Hari
kerja perbulan = 25 hari
Operasi
harian = 8 jam
a
= 25
x 4 = 100
Φ = 2,5
konstan
β = Faktor
perubahan daya tali akibat mengangkut muatan lebih rendah dari tinggi total dan
lebih ringan dari muatan ppenuh = 0,5
ü
Z1 = 6000
Interpolasi Z
50000 = 0,41
70000 = 0,56
= 0,485
ü d
= 1,5
ü F
= ¼ . 2.i
= ¼ . 2.114
= 38,48
ü P
= S4 = 578,8 kg
σ =P / F
= 578,8 /38,48
= 15,04 kg/mm2
A = 5,01
ü A = Dmin / d
Dmin = 5,01 / 7
= 35,07 mm
Diameter drum
dibuat dengan diameter 60 mm
3.6. Perhitungan Kebutuhan Daya Motor Penggerak
Ø Perhitungan torsi pada screw (Ts)
Ts = F x r x sinα x z
Dimana :
Beban screw (F) = 11.2 Kg
Panjang langkah screw
(r) = 300 mm
Sudut kemiringan sirip screw (α) = 23º
Jumlah sirip screw
(z) = 5 buah
Ts = 11.2 x 300 x sin23º x 5
= 6552
Kgmm
Karena alat ini memilki dua screw maka,
Tstotal = Ts x 2
= 6552 x
2
= 13104
Kgmm
Ø Perhitungan daya
Diketahui :
Diameter poros(Ds) = 25 mm
Faktor
koreksi tegangan (Kt) =
antara 1.5-3, diambil 3
Factor
beban lentur ( Cb) =
antara 1.3-2.3, diambil 2
Bahan
poros S50C kekuatan tarik poros (σB) = 62 kg/mm2 (JIS
G4501)
Sf1 =
6 (untuk bahan S-C)
Sf2 =
antara 1.3-3, diambil 2
Putaran
poros (n) = 20
rpm
Torsi
screw (Tstotal) = 13104 Kgmm
·
Tegangan
geser (τa)
·
τa = σB / (Sf1 X
Sf2)
= 62 / (6 x 2)
= 5.167 kg/mm2
·
Momen
puntir rencana (T)
T = (Ds3 x τa)
/ (5.1 x Kt x Cb)
= (25 x 5.167) / (5.1 x 3 x 2)
= 2638.378 kgmm
Ttot
= T + Tstotal
= 2638.378 + 13104
= 15742.378 Kgmm
·
Daya
rencana(Pd)
P = (Ttot x n) / (9.47 x 105)
= (15742.378 x 20) / (9.47 x 105)
= 0.332 Kw
= 332 Watt
Pd =
fc x P
Dimana :
fc adalah
faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan = antara 1.2- 2 (untuk daya
rata-rata yang diperlukan, diambil 2
Maka :
Pd = 2 x 332
= 664 Watt
3.7. Perhitungan putaran transmisi
n1 = putaran poros penggerak (rpm)
n2 = putaran poros yang digerakkan (rpm)
D1 = diameter puli penggerak (mm)
D2 = diameter puli yang digerakkan (mm)
C =
jarak antara senter pulley (mm)
Telah diketahui sebuah motor dengan spesifikasi sebagai
berikut :
Daya motor (P) =
90 watt
= 0.09 Kw
Putaran (n) =
2850 rpm
Perhitungan putaran pulley pada masing-masing kondisi adalah
sebagai berikut :
·
Putaran pulley pada input ke gearbox (n2)
n1/ n2 = D2/D1n2 =(0.05 x 2850)/0.14
n2 = 1017.86 rpm
·
Putaran pulley pada output gearbox
(n3)
Karena rasio gearbox
40 : 1 maka Putaran pulley pada output gearbox adalah40/1 = n2/ n3
n3 = 1017.86/40
n3 = 46.541 rpm
IV.
PROSES
PENGERJAAN
4.1.
Material
yang dibutuhkan dalam pembuatan alat ini adalah :
1)
Kanal U ukuran
75x35x5x685 mm ST 42 yang digunakan untuk pembuatan kaki bagian dalam yang
berjumlah sepasang
2)
Pipa ukuran
100x50x3x1000 mm ST 37 yang digunakan untuk pembuatan kaki bagian luar yang
berjumlah sepasang.
3)
Kanal I ukuran
80x42x3.9x5.9 mm ST 52 yang digunakan untuk pembuatan tiang.
4)
Plat ukuran 340x95x10
mm ST 42 yang digunakan untuk penyangga plat pada bagian samping sebanyak 2
buah.
5)
Plat ukuran 581x95x10
mm ST 42 yang digunakan untuk penyangga plat pada bagian belakang.
6)
Plat ukuran 581x340x10
mm ST 42 yang digunakan untuk penyangga plat pada bagian bawah dan atas
7)
Reduction gear,
digunakan untuk memperingan pengangkatan beban.
8)
Roda sebanyak 4 buah.
9)
Bantalan dengan Ø 30 mm
yang digunakan untuk penghubung kaki bagian dalam dan kaki bagian luar serta
mempermudah keluar masuknya kaki, sebanyak 2 buah.
10) Baut
M20 dengan panjang 150 mm yang digunakan sebagai engsel dan pengatur kaki,
sebanyak 2 buah.
11) Kait
1 ton sebanyak 1 buah
4.2.
Alat :
1.
Mesin gergaji potong.
2.
Mesin bor.
3.
Mesin las.
4.
Mesin bending.
5.
Kikir
6.
Gerinda
7. Penggaris
8. Penggaris
siku.
9. Jangka
sorong.
10. Palu.
11. Kertas
gosok
12. Gergaji.
13. Penitik.
4.3.
Langkah
Pengerjaan
1) Pembuatan
Kaki Bagian Dalam
~
Kaki bagian dalam (kanal U) dipotong
sesuai ukuran yang ditentukan yaitu panjang dari perpanjangan kaki ditambah ± 100 mm untuk
tempat roda dan ditambah ± 1500 mm untuk penahan di dalam kaki bagian luar
~
Setelah dipotong, kaki tersebut diberi
bantalan penahan dan mempermudah keluar masuknya kaki diberi lubang untuk
tambahan tali baja yang akan digunakan untuk mengatur keluar masuknya kaki
2)
Pembuatan Kaki Bagian Luar
~ Kaki bagian luar ( kanal kotak )
dipotong sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan
~ Memberi bantalan pada bagian atas
– depan kaki
~ Menentukan titik dan membuat
lubang engsel sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan
~ Memasang puli pada bagian samping
kaki sebagai pengatur tali baja.
3) Pembuatan
Kotak Penyangga Tiang dan Pengatur Kaki
~
Pembuatan kotak
penyangga dan pengaturan kaki dilakukan dengan cara mengelas plat-plat yang
telah tersedia sehingga terbentuk gambar di bawah ini.
~
Melubangi plat bagian
bawah untuk tempat engsel dengan diameter 18 mm. Dalam penentuan lubang engsel,
harus dirancang supaya kaki tidak terbuka 45°, dan juga mempunyai kekuatan yang
maksimal serta sesuai dengan lubang pda bagian depan.
~
Melubangi plat bagian
bawah untuk tempat roda dengan diameter 18 mm. Dalam penentuan lubang roda
harus dirancang sedemikian rupa sehingga alat seimbang dan mempunyai kekuatan
yang maksimal.
4) Pembuatan
alat pengatur kaki
~ membubut
bagian tengah ulir kanan kiri sesuai dengan diameter dalam gear sebagai tempat
gear.
~ membuat rel
pada plat bagian bawah sehingga pada waktu berputar, gear tetap pada
lintasanya.
5) Pembuatan
Tiang dan Pelengkapnya
~
Membending kanal I yang
telah tersedia dengan ukuran yang telah ditentukan. ( dalam merancang tiang,
tidak boleh terlalu tinggi karena alat pengangkat tidak masuk kedalam bengkel
dan juga tidak boleh terlalu rendah karena akan akan kesulitan dalam
pengangkatan beban.
~
Melubangi kanal I pada
bagian depan lengan dan busur sebagai tempat puli.
~
Membuat tempat dudukan
gear box pada pondasi
~
Membuat tempat dudukan
gear yang telah diberi drum penggulung,
6) Finishing
~
Memasang tali baja
bagian dalam dan dihubungkan dengan drum
penggulang.
Memasang kait pada tali baja yang digunakan
untuk mengangkat beban.
4.4.
Prinsip
Kerja Alat
Alat
pengangkat ini dapat bekerja dengan menggunakan motor yang dihubungkan dengan
V-belt yang terhubung dengan gear box , Keuntungan dari alat ini adalah
memiliki dimensi yang kecil dengan jangkauan yang cukup jauh dan dapat
mengangkat beban dengan kekuatan yang besar pada ruangan yang sempit.
4.5.
Prosedur
Pengoperasian
Dalam
melakukan proses pengangkatan beban harus diperhatikan prosedur pengoperasian
di bawah ini :
1.
Dorong alat pengangkat
sehingga masuk dalam frame-frame motor bakar dalam yang diinginkan.
2.
Setelah mencapai
jangkauan bebas yang akan diangkat, turunkan kait.
3.
Gunakan tali baja untuk mengikat beban yang akan diangkat.
4.
Angkat beban dengan
menyalakan motor
5.
Dorong alat pengangkat
kearah dimana beban akan diletakkan.
6.
Turunkan beban.
7.
Lepaskan tali baja yang
mengangkat beban.
V.
KESIMPULAN
1. Semakin
kuat bahan dan semakin tepat konstruksi yang digunakan, maka beban yang akan
diangkat akan semakin besar.
2. Dengan
menggunakan rel pada saat pembendingan lengan alat pengangkat maka hasil yang
dicapai akan lebih baik.
3. Kurangnya
kelincahan gerak alat pengangkat pada saat pengangkatan, karena keluar masuknya
kaki tidak bersamaan dengan memanjang dan memendeknya kaki.
4. Alat
mampu mengangkat beban 500 kg.
0 comments:
Post a Comment