PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES STRUKTUR REL KERETA API

KELOMPOK 2 M.RIFKI AULIA.R (0807132872)ANDRI KURNIA (0807135520)BAYU ARIANTO (0907121130)PANJI ADINO (0907132967)

PENDAHULUAN

Kereta api adalah salah satu jenis metode transportasi darat, dimana kereta bergerak di atas 1 set rel paralel yang lebih dikenal dengan rel kereta api.

Rel menerima secara beban secara langsung dan menyalurkannya kepada bantalan tanpa menimbulkan defleksi yang berarti pada bagian rel itu sendiri.

Oleh sebab itu, desain material rel harus dapat berfungsi menahan gaya akibat pergerakan dan beban kereta api.

LATAR BELAKANG

PENDAHULUAN

TUJUAN •Mengetahui fungsi, bentuk, dimensi, bagian, proses produksi dan material komponen rel.•Mengetahui klasifikasi dan ukuran rel yang digunakan di Indonesia.•Mengetahui perencanaan / desain komponen rel.

MANFAATMenambah wawasan tentang pemilihan bahan dan proses komponen rel.

TUJUAN DAN MANFAAT

TEORI DASAR

Pemilihan bahan dan proses harus optimal dalam teknis dan ekonomis.

TEKNIS

balok rel yang digunakan harus dapat menahan beban dari kereta api dan memiliki umur yang panjang.

EKONOMIS

pemilihan material yang tepat agar balok rel dapat dibuat dengan biaya sekecil mungkin namun tidak mengurangi kekuatannya.

JENIS – JENIS REL

DOUBLE HEADED RAIL

GROOVED RAIL / REL ALUR

KONDISI KERJA

1. Gaya Vertikal; Q yang menyebabkan terjadinya defleksi dan merupakan indikator untuk penentuan kualitas rel.

2. Gaya Lateral (transversal); Y gaya sentrifugal (ketika rangkaian kereta api berada di lengkung horizontal), gerakan ular rangkaian (snake motion) dan ketidak rataan geometrik rel yang bekerja pada titik yang sama dengan gaya vertikal

3. Gaya Longitudinal; T diakibatkan oleh perubahan suhu pada rel/pemuaian.

GAMBAR KOMPONEN

KLASIFIKASI REL DI INDONESIA

18,00/ 24,00167014015954,40UIC 54/

R54

17,001563,812715350,40R50

16,574,315017260,34R60

13,60-17,0013,568,511013842,18R14A/

R42

11,90-13,60-17,0013,56811013841,52R14/R41

11,90-13,60115810513433,40R3/R33

6,80-10,2010539011025,74R2/R25

Panjang Standar/normal (m)

Tebal Badan(mm)

LebarKepala(mm)

LebarKaki(mm)

Tinggi(mm)

Berat(kg/ m)

Tipe

18,00/ 24,00167014015954,40UIC 54/

R54

17,001563,812715350,40R50

16,574,315017260,34R60

13,60-17,0013,568,511013842,18R14A/

R42

11,90-13,60-17,0013,56811013841,52R14/R41

11,90-13,60115810513433,40R3/R33

6,80-10,2010539011025,74R2/R25

Panjang Standar/normal (m)

Tebal Badan(mm)

LebarKepala(mm)

LebarKaki(mm)

Tinggi(mm)

Berat(kg/ m)

Tipe

Peraturan Dinas 10 tahun 1986. Penamaan tipe rel adalah berat (dalam kilogram, kg) per setiap 1 meter panjangnya, misal : tipe R54 berarti rel memiliki berat sekitar 54 kg untuk setiap 1 meter panjangnya.

PROSES PRODUKSI REL

Steelmaking (pembuatan logam)

Bahan baku berupa besi scrap (bekas) kemudian dimasukkan ke dalam tungku untuk dilebur. Lalu diberikan penambahan unsur kimia paduan seperti karbon, mangan, silikon, fosfor dan sulfur untuk menambah kekuatan baja. Hasil dari proses ini berupa baja setengah jadi berprofil bloom (berpenampang persegi dengan dimensi < 150 x150 mm).

Rolling (pengerolan)

Bloom dipanaskan kembali pada tungku gas dan diteruskan ke alat rol kemudian menghasilkan besi dengan profil yang di inginkan. Umumnya besi tersebut dipotong lagi sesuai dengan standar panjang rel yang digunakan.

METODOLOGI

Add your text in here

Pemilihan Bahan Rel Kereta Api

Penentuan Batasan – Batasan (Constraints)

Analisa Constraints

Penentuan Indeks Material

Seleksi Material (Material Chart Properties)

Material Yang Digunakan

PEMBAHASAN

Fungsi lintasan kereta apimenahan beban kereta api

Batasan panjang ditentukan, Lprofil penampang R60,

Objektif minimumkan massa, mminimumkan harga, Cm

Variabel bebas pemilihan material

Di generalisasikan bahwa struktur rel adalah balok yang dijepit pada kedua ujungnya dan memiliki beban yang terdistribusi (karena beban pada struktur rel adalah beban dinamik).

I=

PEMBAHASAN

PEMBAHASAN

Faktor Geometri Faktor bentuk / geometri tingkat ke efesienan dari suatu material dari beban yang diberikan pada bentuk yang berbeda

dimana;I = momen inersia; rel R60 = 3055 cm4

A= luas penampang; rel R60 = 73,7 cm2

Φ = =7 =

Yang artinya adalah penampang rel R60 mampu menahan defleksi dari beban bending 7 kali dibandingkan dengan penampang solid/persegi dengan luas yang sama.

PEMBAHASAN

Dengan mensubtitusikan nilai kekuatan yield dan persentasi penambahan panjang dari tabel diatas didapat nilai E = 57,3 MPa. Maka m ≥ 57 MPa

KESIMPULAN

Dengan mensubtitusikan nilai kekuatan yield dan persentasi penambahan panjang dari tabel diatas didapat nilai E = 57,3 MPa. Maka m ≥ 57 MPa

KESIMPULAN

Material teringan untuk batasan kekakuan.

Material Density (kg/m^3) Young Modulus (GPa)

High carbon steel 7800-7900 200 -215

Low alloy steel 7800-7900 205-217

Nickel-based superalloys 7750-8650 150-245

Stainless steel 7600-8100 189-210

Tungsten alloys 1,78 x 104 – 1,96 x 104 310-380

KESIMPULAN

KESIMPULAN

Material termurah untuk batasan kekakuan.

Material Price (IDR) Young Modulus (GPa)

High carbon steel 4.381-7.885 200 -215

Low alloy steel 4.381-11.390 205-217

Nickel-based superalloys 87.610 – 262.800 150-245

Stainless steel 26.280 – 105.100 189-210

Tungsten alloys 140.200 – 262.800 310-380

KESIMPULAN

KESIMPULAN

Material teringan untuk batasan kekuatan.

Material Density (kg/m^3) Strength (GPa)

High carbon steel 7800-7900 550 - 1640

Low alloy steel 7800-7900 550 - 1760

Nickel-based superalloys 7750-8650 400 - 2100

Stainless steel 7600-8100 480 - 2240

Tungsten alloys 1,78 x 104 – 1,96 x 104 720. - 3000

KESIMPULAN

TERIMA KASIH