II-1
II. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
II.1 Tinjauan pustaka
II.1.1 Perancangan Gantry Crane
Perancangan Gantry Crane yang dilakukan oleh Sutanto dan Suharsono
(2012) [1] Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Tarumanagara,
Jakarta Perancangan Gantry Crane dengan kapasitas 10 ton. Alat tersebut
dirancang untuk proses pengangkatan dan alat bantu pemindahan barang dengan
hoist dan wire rope.
Gambar II-1 Rancangan Girder
Design Gantry Crane dengan kaki-kaki simetris berbentuk trapesium dan
dua jalur pulley pada rel sehingga jalur laju dari rel mendapat dua tumpuan,
sehingga pulley penggerak berjalan lebih stabil.
II.1.2 Perancangan Overhead Crane
Perancangan Over Head Crane yang dilakukan oleh Efendi, Barun dan
Ubadillah (2010) [2] Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhamadiyah Jakarta.
II-2
Gambar II-2 Desain Overhead Crane
Desain over head crane ini menggunakan mekanisme single girder dengan
tumpuan pada rangka fix pada pondasi tanah. Pada mekanisme pengangkatan dan
penarikan menggunakan electrical wire rope.
II.1.3 Perancangan Scissor Lift
Penelitian tentang alat untuk menaikan dan menurunkan benda pernah
dilakukan oleh Gaffar G. Momin, dkk (2015) [3]. Dalam jurnal yang berjudul
Design, Manufacturing and Analysis of Hydraulic Scissor Lift. Namun penelitian
tersebut hanya membahas analisa hydraulic scissors lift secara umum, Gambar II-
3 berikut menunjukan analisa yang sudah dilakukan oleh Gaffar G. Momin, dkk
menggunakan FEM.
Gambar II-3 Analisa Scissor Lift
II-3
II.1.4 Perancangan Alat Handling Wing External Fuel Tank
Perancangan Alat Handling Wing External Fuel Tank yang dilakukan oleh
Zharfan (2016) [4] Jurusan Teknik Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung. Alat
Handling Wing External Fuel Tank berfungsi untuk alat angkat dalam proses
pemasangan wing external fuel tank pada pesawat T-50i Golden Eagle.
Perancangan alat ini menggunakan sistem dongkrak gunting dengan sistem
hidrolik. Sistem hidrolik dapat diaktuasi dengan cara manual dan semi otomatis.
Proses aktuasi manual dengan menggunakan handling pump. Sedangkan proses
semi otomatis dengan mengaktifkan power pack dengan push button dan relay.
Gambar II-4 Desain Handling Wing External Fuel Tank
Mekanisme dongkrak gunting dipilih karena dirasa lebih efektif dalam
penempatan piston hidrolik dan posisi power pack. Sehingga kontruksi dapat lebih
sederhana. Rancangan alat ini juga mempertimbangkan posisi hidrolik dengan
memiliki sudut membutuhkan energi yang lebih kecil.
Pada alat ini telah dilakukan perbandingan analisa posisi dan sudut
kemiringan silinder hidrolik. Dilakukan 4 (empat) analisa posisi, sebagai berikut :
1. Posisi silinder bertumpu pada batang atas
2. Posisi silinder vertikal
3. Posisi silinder horizontal
II-4
4. Posisi silinder bertumpu pada lengan scissor
Dari hasil penelitian ini didapat bahwa poisis silinder dengan memiliki
sudut kemiringan dan bertumpu pada lengan scissor membutuhkan total energi
terkecil.
Gambar II-5 Analisa Posisi Silinder
II.1.4.1 Proses pemasangan Track Link MINI EXCAVATOR di
CATERPILLAR
Proses pemasangan track link MINI EXCAVATOR pada perusahaan
CATERPILLAR (2015) [5] terdapat beberapa proses pemasangan. Berikut adalah
proses pemasangan track link di perusahaan CATERPILLAR :
II-5
1. Proses Penarikan Track Link
Gambar II-6 Proses penarikan track link
Proses penarikan tracklink dilakukan dengan penarikan menggunakan sling
baja secara horizontal. Penarikan dilakukan dengan posisi base frame berada di atas
permukaan tanah dan tertumpu pada track link. Pada proses rangka penumpu base
frame bergerak turun dengan mekanisme hidrolik sehingga base frame dapat
mengenai track link sehingga proses pemasangan menjadi lebih mudah.
2. Pemasangan Pin
Pemasangan pin dilakukan dengan posisi base frame berada di permukaan
tanah. Proses pemasangan dilakukan secara manual dengan bantuan alat
pemasangan pin. Proses pemasangan mengaharuskan posisi operator setengah
duduk untuk menahan agar track link dan base frame tetap tertahan di tanah. Proses
pemasangan pin dapat dilihat pada gambar II-7.
II-6
Gambar II-7 Proses pemasangan pin
3. Pengangkatan Base Frame
Gambar II-8 Proses pengangkatan base frame
Setelah proses pemasangan track link, selanjutnya base frame diangkat
dengan sistem hidrolik pada penumpu base frame pada saat proses pemasangan.
Proses pengangkatan ini juga berfungsi sebagai jalur distribusi base frame pada
proses selanjutnya.
II.2 Landasan teori.
II.2.1 Alat Angkat
Alat-alat angkat adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan
muatan yang berat dari suatu tempat lain dalam jarak yang tidak jauh.
(pawitra.putu,2016) [6]. Jenis-jenis alat angkat yang biasa digunakan adalah :
II-7
1. Tuas/Pengungkit
Tuas atau pengungkit adalah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk
mengubah efek atau hasil dari suatu gaya.
2. Katrol
Katrol merupakan pesawat sederhana yang daoat mengubah arah gaya
sehingga dari gaya tarik yang arahnya ke bawah menhadi gaya angkat ke atas.
3. Crane
Crane yaitu menggabungkan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan
rangka untuk mengangkat sekaligus memindahkan muatan yang dapat
digantungkan secara bebas atau diikatkan pada crane.
Gambar II-9 Crane hoist
II.2.2 Motor
Kebutuhan daya untuk menggerakan mekanisme alat umumnya diakomodir
oleh penggerak mekanis tertentu yang salah satunya adalah motor. Motor
merupakan bagian penting dalam setiap mesin perkakas, serta sebagai komponen
yang digunakan untuk memutarkan poros. Rumus yang digunakan untuk
menentukan daya motor yang dibutuhkan adalah :
P = F.V ......................................................................................................(1)
P = Daya (watt)
F = Gaya (N)
V = Kecepatan Translasi (m/s)
II-8
II.2.3 Pneumatik dan Hidrolik
Pneumatik dan hidrolik adalah suatu sistem yang menggunakan fluida
bertekanan untuk mentransmisikan daya antar tempat dimana daya tersebut
dihasilkan ke suatu tempat daya itu digunakan. Penggunaan pneumatik dan hidrolik
memiliki beberapa perbedaan, berikut Tabel menunjukan perbedaan pneumatik dan
hidrolik : Tabel II-1 Perbedaan pneumatik dan hidrolik
Pneumatik Hidrolik
Untuk beban rendak P max = 10 bar Untuk beban tinggi P max = 275 bar
Menggunakan fluida gas (kompresibel) Menggunakan fluida cair
(inkompresibel)
Kecepatan tinggi Kecepatan rendah
Rugi-rugi relatif lebih kecil Rugi-rugi relatif lebih besar
Untuk pemilihan silinder pneumatik atau hidrolik akan digunakan katalog
dengan diameter penampang silinder tertentu dan panjang langkah (stroke) dari
silinder. Untuk menentukan diameter dari silinder pneumatik atau hidrolik
digunakan rumus berikut :
𝐴 = 𝐹
𝑃 ........................................................................................................(2)
𝜋
4. 𝐷2 =
𝐹
𝑃 ..................................................................................................(3)
𝐷 = √4.𝐹
𝜋.𝑃 ..................................................................................................(4)
Sedangkan untuk memilih panjang langkah (stroke) dari silinder harus
dilakukan penyesuaian panjang pada alat atau sistem yang akan digerakan oleh
silinder, yaitu panjang awal (L1) dan panjang akhir (L2), dimana
Stroke = L2-L1..........................................................................................(5)
Stroke <L1.................................................................................................(6)
L2-L1 <L1.................................................................................................(7)
L2 < 2.L1 ..................................................................................................(8)
II-9
II.2.4 Scissor Lift
Scissor Lift atau dongkrak gunting adalah alat untuk mengangkat dan
menurunkan benda antara 2 elevasi atau lebih. Sistem pada dongkrak ini dapat
digerakan oleh berbagai prinsip seperti power screw, hidrolik maupun pneumatik.
Mekansime pada dongkrak gunting sendiri adalah pergerakan dari 2 batang atau
lebih yang bersilang dan membentuk sudut tertentu. Penggunaan dongkrak gunting
biasanya untuk material handling dan maintenance
Pembahasan perhitungan mmekanisme dongkrak gunting dibahas dalam
buku Mathematical Analysis of Scissor Lift (H.M. Spackman, 1989) [7]. Beberapa
rumusan penting adalah untuk mencari beban arah vertikal (Yi) dan beban arah
horizontal (XMi).
𝑌𝑖 = 𝐻𝑦0+𝑖.𝑏𝑦
4 ......................................................................................................(9)
𝑋𝑀𝑖 = (2𝑖−1).𝐻𝑦0+𝑖.𝑏𝑦
2.tan 𝜃+
(2𝑖2−2𝑖+1).𝑏𝑦
4.tan 𝜃 .........................................................(10)
Dimana :
Yi = beban vertikal (N)
Hy0 = beban benda yang akan diangkat (N)
i = tingkatan crossbar
by = beban batang keseluruhan (N)
Xmi = beban horizontal (N)
𝜃 = sudut crossbar
Rumus tersebut berdasarkan diagram benda bebas berikut pada Gambar II-10
II-10
Gambar II-10 Free Body Diagram Scissor Lift
II.2.5 Tegangan Geser
Tegangan geser adalah tegangan yang disebabkan oleh gaya yang
cenderung menggelincirkan benda yang ditahan oleh luas penampang yang
menahannya. Persamaan (11) menunjukan persamaan tegangan geser.
𝜏 = 𝐹
𝐴 ......................................................................................................(11)
Keterangan :
τ = Tegangan Geser (N/mm2)
F = Gaya Geser (N)
A = Luas penampanh (mm2)
II.2.6 Tegangan Bending
Tegangan bending adalah tegangan yang diakibatkan oleh gaya yang
cenderung membengkopkan benda yang ditahan oleh ketahanan bengkoknya.
Persamaan (12) menunjukan persamaan tegangan bending.
𝜎𝑏 = 𝑀𝑏.𝑦
𝐼 ................................................................................................(12)
Keterangan :
σb = Tegangan Bending (N/mm2)
Mb = Momen Bending (Nmm)
I = Inersia Penampang (mm2)
II-11
y = jarak terjauh penampang (mm)
II.2.7 Poros
Poros merupakan salah satu bagian elemen mesin yang fungsinya untuk
menumpu, meneruskan putaran dan daya (Fischer, 2010) [8]. Poros bisa menerima
beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja
sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan lainnya. Dalam hal ini poros pada
alat peasangan track link dapat menerima beban lentur dari proses pengangkatan
track link Berikut adalah rumus untuk menentukan diameter poros dengan beban
lentur :
RI
M ..................................................................................................(13)
Keterangan :
M = Momen lentur yang terjadi (Nmm)
σ = Tegangan lentur yang terjadi (N/mm2)
R = Jari-jari (mm)
I = Momen inersia (mm4)
II.2.8 Tekuk (Bucklink)
Tekuk (buckling) adalah suatu ragam kegagalan yang diakibatkan oleh
ketidakstabilan suatu elemen struktur yang dipenuhi oleh aksi beban (beban tekuk).
Beban tekuk adalah beban yang dapat menyebabkan suatu kolom menekuk, beban
ini disebut juga dengan beban kritis.
Gambar II-11 Free Body Diagram bucklink
Perilaku struktur kolom yang ideal ketika diberi beban secara aksial ada tiga
yaitu :
II-12
Jika P < Pcr , maka struktur kolom dalam keadaan stabil dan setimbang
dengan posisi tegak lurus.
Jika P = Pcr, maka struktur kolom berada dalam kondisi netral ekuilibrium
baik dalam posisi tegak atau sedikit membengkok.
Jika P > Pcr, maka struktur kolom berada dalam kondisi ekulibrium yang
tidak stabil pada keadaan tegak dan karena itu terjadi buckling.
𝑃𝑐𝑟 = 𝜋2𝐸𝐼
4𝐿2 ..........................................................................................(14)
Keterangan :
Pcr = Beban Kritis (N)
E = Modulus Elastisitas (Pa)
I = Momen Inersia Penampang (m4)
L = Panjang Kolom (m)
Top Related