i

TUGAS AKHIR

ANALISA MEKANISME WINCH REDUCER GEAR PADA TRUCK

CRANE (MOBILE CRANE) LOCATELLI G33.30

,

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh:

FITRI BOWO SAPUTRO

NIM : D200140027

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

vi

MOTTO

“Orang yang tinggi akhlaknya, walaupun sedikit ilmunya lebih mulia

daripada orang yang banyak ilmunya tapi rendah akhlaknya”

( Habib Umar Bin Hafidz )

“Kadar kebahagianmu ditentukan seberapa besar rasa syukurmu”

( Habib Umar Bin Hafidz )

“Anak muda memang minim pengalaman, karena itu ia tak tawarkan

masa lalu, anak muda menawarkan MASA DEPAN “

( Anies Baswedan )

“Mendekatlah pada Allah di saat mudahmu. Maka Allah akan mendekat

disaat susahmu”

( Habib Munzir Al Musawa )

vii

ABSTRAK

Fitribowo Saputro, Wijianto S.T, M.Eng.S

Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Surakarta

Jl. Ahmad Yani Pos 1 Pabelan, Surakarta

Email:bowosptr@gmail.com

Winch reducer gear pada truck crane (mobile crane) merupakan

komponen yang berfungsi untuk mengurangi atau mereduksi putaran dari

winch motor (motor hydraulic) namun dapat meningkatkan torsi output

winch device pada truck crane (mobile crane). Winch reducer gear pada

truck crane (mobile crane) menggunakan sistem planetary gear dimana

planetary akan mengahasilkan torsi yang besar namun putaran yang kecil.

Planetary gear terbagi menjadi tiga elemen utama, yaitu Sun gear,

Planetary Carrier dan Ring gear sebagai penggeraknya.

Winch reducer gear terdapat dalam sistem winch device yang

terbagi menjadi beberapa komponen antara lain : winch motor, winch

brake, dan winch reducer gear. Winch device berfungsi untuk menarik

beban secara vertikal menggunakan wire rope sebagai medianya. Pada

analisa ini hanya akan membahas mekanisme kerja dari winch reducer

gear dan besarnya gaya-gaya yang bekerja.

Hasil analisa winch reducer melakukan pengurangan

kecepatan dengan menggunakan 2 tingkatan planetary gear, putaran dari

viii

winch motor sebesar 200 rpm direduksi menjadi 171,43 rpm pada tingkat

pertama dan 134,95 rpm pada tingkat kedua. Beban masing-masing gear

pada planetary gear tingkat pertama adalah sun gear 5,737 N/mm2,

planet gear 1,544 N/mm2, dan pada ring gear 0 . Sedangkan pada

planetary gear tingkat kedua adalah sun gear 1,68 N/mm2, planet gear

1,673 N/mm2, dan pada ring gear 0 dikarenakan ring gear ditahan

housing dari winch reducer gear.

Kata kunci : winch reducer gear, planetary gear, winch device.

ix

ABSTRACT

Fitribowo Saputro, Wijianto S.T, M.Eng.S

Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Surakarta

Jl. Ahmad Yani Pos 1 Pabelan, Surakarta

Email:bowosptr@gmail.com

Winch reducer gear on the truck crane (mobile crane) is a

component that serves to reduce the rotation of the winch motor

(hydraukic motor) but can increase the torque output of the winch device

on the truck crane ( mobile crane ). Gear winch reducer on a truck crane

uses a planetary gear system where the planetary will produce large

torque but a small rotation. Planetary gear is divised into three main

elements, namely sun gear, planetary carrier, and ring gear as the driver.

Winch reducer gear is in the winch device system which is divided into

several components, including : winch motor, winch brake, and winch

reducer gear. Winch device functions to pull the load vertically using wire

rope as a medium. This analysis will only discuss the working mechanism

of gear reducer and the magnitude of the forces acting.

The analysis result of the winch gear reducer reduce speed by using 2

levels of planetary gear, the rotation of the 200 rpm winch motor is

reduced to 171,43 rpm at the first level and 134,95 rpm at the second

level. The load of each gear 5,737 N/mm², planet gear 1,544 N/mm², and

x

at ring gear 0. While the second level planetary gear is 1,68 N/mm² sun

gear, planet gear 1,673 N/mm², and ring gear 0 because the ring gear is

held up by the housing of the gear reducer winch.

Keywords : winch reducer gear planetary gear, winch device

xi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah

SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan

ini dapat terselesaikan. Tugas akhir “ANALISA MEKANISME

WINCH REDUCER GEAR PADA TRUCK CRANE (MOBILE

CRANE) LOCATELLI G33.30” dapat terselesaikan dari berbagai

pihak. Untuk itu, penulis pada kesempatan ini dengan ketulusan

dan keiklhasan hati yang mendalam menyampaikan terimakasih

dan penghargaan kepada :

1. Bapak Ir. Subroto, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Dr. Suranto selaku Direktur Sekolah Vokasi Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Wijianto, S.T, M.Eng.Sc selaku Dosen Pembimbing yang

telah memberikan banyak ilmu, pengarahan, dan bimbingan

kepada penulis dalam penulisan tugas akhir ini.

4. Keluarga tercinta, bapak, ibu, dan kakak yang selalu

memberikan dukungan dan doanya.

5. Teman-teman seperjuangan Teknik Mesin angkatan 2014 dan

Sekolah Vokasi Universitas Muhammadiyah Surakarta.

xii

6. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu

persatu yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir

ini.

Didalam penyusunan laporan ini masih jauh dari kata

sempurna. Untuk itu, kritikanmaupun saran yang bersifat

membangun dengan harapan pembuatan laporan selanjutnya

dapat lebih baik. Semoga laporan ini dapat berguna dan

memberikan manfa ke depanya.

Surakarta,

Penyusun

xiii

DAFTAR ISI

JUDUL TUGAS AKHIR................................................................................i

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR..............................................ii

HALAMAN PERSETUJUAN......................................................................iii

LEMBAR PENGESAHAN.........................................................................iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR................................................................v

MOTTO.......................................................................................................vi

ABSTRAK................................................................................................vii

KATA PENGANTAR..................................................................................ix

DAFTAR ISI..............................................................................................xi

DAFTAR GAMBAR..................................................................................xiv

DAFTAR TABEL.....................................................................................xv

BAB I PENDAHULUAN..............................................................................1

1.1 Latar Belakang..........................................................................1

1.2 Rumusan Masalah....................................................................1

1.3 Tujuan Masalah................................................................. .......2

xiv

1.4 Batasan Masalah.......................................................................2

1.5 Metode Pengumpulan Data......................................................2

1.6 Sistematika Penulisan..............................................................3

BAB II MEKANISME WINCH REDUCER GEAR.......................................5

2.1 Diagram Alir Winch Reducer Gear System............................5

2.2 Hydraulic Motor........................................................................5

2.3 Winch Brake............................................................................11

2.4 Winch Reducer Gear..............................................................13

BAB III DASAR TEORI ............................................................................17

3.1 Planetary Gear........................................................................17

3.1.1 Analisa speed ratio .......................................................17

3.1.2 Analisa Perhitungan Roda Gigi...................................18

3.1.3 Analisa Perhitungan Momen Puntir............................20

3.1.4 Analisa Perhitungan Kecepatan Keliling....................21

3.1.5 Analisa Perhitungan Intesitas Beban..........................21

BAN IV PEMBAHASAN ...........................................................................22

4.1 Perhitungan Planetary Gear.................................................22

xv

4.1.1 Reduksi Planetary Gear...............................................22

4.1.2 Speed Ratio Swing Reducer.......................................25

4.1.3 Perhitungan Roda Gigi Tingkat Pertama....................26

4.1.4 Perhitungan Roda Gigi Tingkat Kedua.......................32

4.2 Hasil Perhitungan...................................................................37

BAB V PENUTUP.....................................................................................39

5.1 Kesimpulan.............................................................................39

5.2 Saran........................................................................................39

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Alir Winch Reducer System..................................5

Gambar 2.2 Sketsa Hydraulic Gear Motor...............................................6

Gamabr 2.3 Sketsa Hydraulic Vane Motor..............................................7

Gambar 2.4 Sketsa Axial Hydraulic Piston Motor..................................8

Gambar 2.5 Sketsa Radial Hydraulic Piston Motor................................9

Gambar 2.6 Sketsa Bent Hydraulic Piston Motor..................................9

Gambar 2.7 Sketsa Gerotor Hydraulic Piston Motor............................10

Gambar 2.8 Skema Kerja Engaged Winch Brake.................................12

Gambar 2.9 Skema Kerja disengaged Winch Brake.............................13

Gambar 2.10 Single pinion type.............................................................14

Gambar 2.11 Dual Pinion type................................................................15

Gambar 2.12 Sketsa Winch Reduction.................................................16

Gambar 3.1 Planetary Gear.....................................................................18

Gambar 3.2 Bagian Roda Gigi...............................................................19

Gambar 4.1 Planetary Gear Tingkat Pertama........................................22

Gambar 4.2 Sketsa Planetary Gear........................................................23

Gambar 4.3 Planetary Gear Tingkat Kedua...........................................24

Gambar 4.4 Sketsa Planetary Gear........................................................24

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Planetary Gear..................................37