PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE...

20
PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON X 40 M Sidang Tugas Akhir Bidang Studi : Desain Perdhana Setyo R NRP. 2104 109 601 Ir. Ari Joewono Dosen Dosen Dosen Dosen Pembimbing Pembimbing Pembimbing Pembimbing : : : Disusun Disusun Disusun Disusun oleh oleh oleh oleh : : : JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010

Transcript of PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE...

Page 1: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON X 40 M

Sidang Tugas AkhirBidang Studi : Desain

Perdhana Setyo RNRP. 2104 109 601

Ir. Ari Joewono

DosenDosenDosenDosen PembimbingPembimbingPembimbingPembimbing ::::

DisusunDisusunDisusunDisusun oleholeholeholeh ::::

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA2010

Judul

Page 2: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Abstrak

Pesawat pengangkat adalah alat yang digunakan untuk memindahkan benda (material) dari suatu tempat ke tempat yang lain. Salah satu pesawat pengangkat yang digunakan adalah OverheadCrane,yaitu kombinasi dari mekanisme terpisah dari frame atau struktur yang digunakan untuk mengangkat dan memindahkan material dari satu tempat ke tempat yang lain. Jenis overhead cranesangat bermacam-macam tipenya, seperti EKKE (Single Girder), ZKKE (Double Girder), ELKE (BeamSingle Girder) dan sebagaiannya.

Salah satu jenis overhead crane yang special adalah EKWE, yaitu overhead crane singlegirder dengan kapasitas yang masih tergolong dalam standar single girder tetapi jarak bentangannya(span) termasuk dalam golongan standar double girder. Sehingga dapat dikatakan EKWE merupakan perpaduan antara EKKE dan ZKKE, dimana dapat digolongkan dalam non standard crane. Analisa dalam tugas akhir ini dititik-beratkan pada konstruksi girder terutama defleksi pada struktur akibat jarak bentangan yang diluar standard yang ditetapkan.

Metode yang digunakan untuk dalam studi kasus ini adalah dengan melakukan analisa dari data-data awal kemudian dilakukan perhitungan, pendesaianan sampai dengan penentuan struktur dan komponen dari overhead crane tersebut. Dari analisa tersebut maka diharapkan dapat diketahui kelayakan dan keamanan dari overhead crane yang termasuk dalam non standard crane tersebut

Kata kunci : Overhead crane, EKWE, single girder, double girder, kapasitas, span (bentangan)

Page 3: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Dewasa ini, banyak sekali pesawat pengangkat yang diproduksi dalam berbagai

desain. Oleh sebab itu, dalam suatu proses produksi yang sama dapat dilakukan

dengan berbagai metode dan alat. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya

memerlukan pengetahuan khusus tentang desain dan karakteristik operasi suatu

mekanisme mesin, namun juga memerlukan pengetahuan yang menyeluruh

tentang organisasi produksi dari suatu industri manufaktur. Pesawat pengangkat

harus didesain sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin

operator untuk pengendalian dan mudah dalam pemeliharaannya. Selain itu, alat

ini tidak boleh merusak muatan yang dipindahkan, menghalangi dan menghambat

proses produksi, aman dalam pengoperasiannya serta ekonomis baik dalam biaya

operasi maupun modal awalnya. Salah satu jenis dari pesawat pengangkat yang

banyak dijumpai yaitu overhead crane. Alat ini dapat menaikkan dan menurunkan

muatan, menggeser, menahan muatan tetap diatas bila diperlukan dan membawa

muatan ke tempat yang ditentukan

Latar Belakang

tar

Belakang

Page 4: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

CRANE SELECTION CHART

SWL 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 11m 12m 13m 14m 15m 16m 17m 18m 19m 20m 21m 22m 23m 24m 25m 26m 27m 28m 29m 30m 31m 32m 33m 34m 35m

1 t

2 t

3.2 t ELKE EKKE

5 t

6.3 t ZKKE

8 t

10 t

12.5 t

16 t

20 t

25 t ZKKE

32 t

40 t

Page 5: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Highest Room

HOIST

HOIST

HOIST

H/P

H/P

H/P

LOWEST OBSTRUCTION

EKKE ZKKE EKWE

Page 6: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Adanya kebutuhan overhead crane dengan daya angkat 5 ton dengan bentangan 40 meter

Cara merancang overhead crane tipe EKWE

Besar defleksi yang terjadi dari struktur girder yang digunakandibandingkan dengan defleksi yang diijinkan

Perhitungan komponen-komponen standar yang digunakan dalamoverhead crane

Perumusan Masalah

asalahan

Page 7: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Pembatasan masalah dalam tugas akhir ini meliputi :

Overhead crane tipe EKWE dengan daya angkat 5 ton dan

bentangan 40 meter

Perhitungan defleksi yang terjadi pada struktur girder sebagai

akibat panjang bentangan dan beban

Perhitungan komponen berdasarkan komponen standar

Faktor temperatur dianggap tidak berpengaruh pada perhitungan overhead crane karena dioperasikan dalam temperatur ruang.

Faktor angin dianggap tidak mempengaruhi perhitungan, dikarenakan dalam pengoperasiannya pada area indoor (ruang tertutup)

Batasan Masalah

tasan

Masalah

Page 8: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Tujuan Perancangan

Melakukan proses perancangan overhead crane tipe EKWE yang

merupakan perpaduan dari EKKE dan ZKKE sehingga hasil

perancangan tersebut dapat menjadi pedoman untuk

perancangan non-standar crane

atasan

Masalah

Page 9: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Analisa non standar crane

Studi literatur mengenai overhead crane

Menetapkan batasan masalah

Data teknis komponen standar dalam overhead crane

Pemilihan perhitungan komponen-komponen dalam

overhead crane

Langkah-langkah perhitungan dalam perancangan

overhead crane dalam flowchart

Metode Penulisan

Page 10: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

KAJIAN PUSTAKA & DAFTAR TEORI

1. HOIST

2. STRUKTUR GIRDER

3. STRUKTUR END CARRIAGE

Page 11: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

TIPE CRANE

ELKE =>SINGLE GIRDER, STRUKTUR GIRDER TERBUAT DARI BEAM

EKKE =>SINGLE GIRDER, STRUKTUR GIRDER TERBUAT DARI BOX

ZKKE => DOUBLE GIRDER, STRUKTUR GIRDER TERBUAT DARI BOX

CRANE SELECTION CHART

SWL 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 11m 12m 13m 14m 15m 16m 17m 18m 19m 20m 21m 22m 23m 24m 25m 26m 27m 28m 29m 30m 31m 32m 33m 34m 35m

1 t

2 t

3.2 t ELKE EKKE

5 t

6.3 t ZKKE

8 t

10 t

12.5 t

16 t

20 t

25 t ZKKE

32 t

40 t

Page 12: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

KOMPONEN CRANEHOIST, MELIPUTI

1. ROPE

2. PULLEY

3. HANDLING MECHANISM, SEPERTI HOOK

4. BREAKING DEVICE

5. DRIVE / MOTOR

6. TRANSMISSION

7. CONTROL DEVICE

TROLLEY / CRAB

END CARRIAGE

GIRDER

Page 13: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

Metodologi

Page 14: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

PERHITUNGAN STRUKTUR TROLLEY

Page 15: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

PERHITUNGAN STRUKTUR GIRDER

2

10

0 22

−= bL

L

PM rhmaks

p 8

20

1

LGM maks

q =

7

maksq

maksp

add

MMM

+=∑

[ ]σµϕ

σ <++

= ∑x

addmaksp

maksq

W

MMM

384

5.'

3

1 0L

EI

G

x

=δ ( ) ( )[ ]210

201048

" bLLbLEI

P

x

rh ++−=δ

"' δδδ +=

7500L≤δ

Page 16: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

PERHITUNGAN STRUKTUR END CARRIAGE

[ ]σµϕ

σ <++

= ∑x

addmaksp

maksq

W

MMM

413

1

LGM maks

q =8

21

22

LGM maks

q =

( )∑ += maksq

maksqadd MMM 211,0

"' δδδ +=

7000L≤δ

384

5.'

3

2 1L

EI

G

x

=δxEI

LG

48"

313=δ

Page 17: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

η

η.75

.vQN =

PERHITUNGAN DAYA MOTOR

HOIST

η

µβ

D

kdw

2+= µ

++

= kd

R

GQW

20

1

µ

( )wGQW 02 += β

21 WWW +=

η.75

.vWN =

C/T

η

µβ

D

kdw

2+= µ

( )wGQW 02 += β

21 WWW +=

η.75

.vWN =

( )

+

+

−+=D

kdG

L

aLGQW

2

2

1101

µ

L/T

Page 18: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

PERHITUNGAN TALI BAJA

d

Dmin

( )pz

GQS

η+=

i

E

D

d

K

SF

btali

5.1

'.

min

−= σ

Perhitungan kekuatan putus bahan tali

i

E

D

d

K

SP

b

btali

5.1

'.

.

min−

= σσ

K

PS tali

taliijin =−

SS taliijin ≥−

Page 19: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

ANALISA & PERHITUNGAN

DATA TEKNIS :

1. Daya angkat maksimal (Q) : 5 ton2. Kecepatan angkat : 10 m/min3. Kecepatan cross travel : 20 m/min4. Kecepatan long travel (end carriage) : 40 m/min5. Ketinggian angkat (H) : 8 m6. Span (wheel to wheel-L) : 40 m7. Dead Load Factor (φ) : 1,18. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2Sehingga di dapatkan data-data untuk perhitungan sebagai berikut :

Q = Daya Angkat = 50000 x 1,2 = 60 000 NG0 = Berat Trolley (tapa hoist) = 8320 x 1,1 = 9152 NG1 = Berat Girder = 167950 x 1,1 = 184745 NG2 = Berat L/T end Carriage = 21050 x 1,1 = 23155 NG3 = G2 + ½ G1 = 23155 + 9372,5 = 32527,5 N

Page 20: PERANCANGAN OVERHEAD CRANE TIPE EKWE 5 TON · PDF fileCara merancangoverhead crane tipeEKWE ... CRANE SELECTION CHART ... Dead Load Factor (φ) : 1,1 8. Hoist Load Factor (ψ) : 1,2

PERHITUNGAN STRUKTUR TROLLEY

332

6

5,165165500/160

1048,26maxcmmm

mmN

mmNx

ijin

MbW ==−=−=

σ

223

6

1603,121219000

1056,26maxmm

Nmm

Nmm

mmNx

w

Mb <=−=−=σ