Tower Crane

MESIN PEMINDAH BAHAN

PERENCANAAN TOWER CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 7 TON, TINGGI ANGKAT 55 METER, RADIUS 60 M, UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT.

SKRIPSI Skripsi yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memeperoleh Gelar Sarjana Teknik

BRIAN PEBRINTA TARIGAN NIM. : 080421007

PROGRAM STUDI SARJANA EKSTENSION DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

PERENCANAAN TOWER CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 7 TON, TINGGI ANGKAT 55 METER, RADIUS 60 M, UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT 6.

BRIAN PEBRINTA TARIGAN NIM. : 080421007

Diketahui/disyahkan oleh:

Disetujui oleh :

Departemen Teknik Mesin

Dosen Pembimbing

Fakultas Teknik USU Ketua,

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri  NIP. : 19641224 199211 1 001

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. : 19641224 199211 1 001

PERENCANAAN TOWER CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 7 TON, TINGGI ANGKAT 55 METER, RADIUS 60 M, UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT 6.

BRIAN PEBRINTA TARIGAN  NIM. : 080421007

Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi Periode ke 152 , pada Tanggal 09 April 2011

Dosen pembanding I

Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19491012 198103 1 002

Dosen pembanding II

Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. NIP. 19560910 198701 1 001

PERENCANAAN TOWER CRANE DENGAN KAPASITAS ANGKAT 7 TON, TINGGI ANGKAT 55 METER, RADIUS 60 M, UNTUK PEMBANGUNAN GEDUNG BERTINGKAT 6.

BRIAN PEBRINTA TARIGAN NIM. : 080421007

Telah Disetujui oleh:

Pembimbing/Penguji

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. : 19641224 199211 1 001

Penguji I

Penguji II

Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19491012 198703 1 002

Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. NIP. 19560910 198701 1 001

Diketahui Oleh : Departemen Teknik Mesin Ketua

Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP. : 19641224 199211 1 001

  DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM PENDIDIKANEKSTENSI FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN ==============================

AGENDA : 255 / TS / 2010 DITERIMA : 27 / 10 / 2010 PARAF : =======================

TUGAS SKRIPSI  Nama

: Brian Pebrinta Tarigan

 NIM

: 080421007

Mata Kuliah

: Mesin Pemindah Bahan

Spesifikasi

: Perencanaan Tower Crane dengan Kapasitas Angkat 7 Ton, Tinggi Angkat 55 Meter, Radius 60 Meter untuk Pembangunan Gedung Bertingkat. Sebagai Studi Kasus ambil pembangunan Rumah Sakit Pendidikan USU, Jalan Dr. Mansyur Medan Untuk itu rencanakanlah Mekanisme Pengangkat, Mekanisme Trolley, Mekanisme Gerak Slewing, dan Konstruksi Boom sebuah Tower Crane

Diberikan tanggal : 27 Oktober 2010 Selesai tanggal

:

Ketua Departemen Teknik Mesin

Medan, Oktober 2010 Dosen Pembimbing,

Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001

Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri NIP. 19641224 199211 1 001

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dihaturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas  berkat dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana ini merupakan suatu syarat yang harus dialaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendididkannya di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun Tugas sarjana yang dipilih adalah dalam bidang Mesin Pemindah Bahan dengan Judul : “Perencanaan

Tower Crane dengan

Kapasitas Angkat 7 Ton,

Tinggi Angkat 55 Meter, Radius 60 M, Untuk Pembangunan Gedung Bertingkat.

Penyusunan tugas akhir ini berdasarkan hasil survey langsung dilapangan serta melakukan pembahasan dan studi literature. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam tuas sarjana ini, untuk itu penulis mengharapkan adanya saran dan kritik untuk kesempurnaan tugas sarjana ini Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Kedua orang tua tercinta, Ir. N. Tarigan dan Y.br Sitepu, atas segala dukungan baik moril maupun materil dan support yang tiada hentinya kepada penulis dalam penyelesaian tugas sarjana ini. 2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, sebagai dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingannya kepada penulis dalam penulisan tugas sarjana ini.

3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin dan bapak Ir. Tulus Burhanuddin, M.T. Sebagai Sekertaris Departemen Teknik Mesin serta Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Mesin. 4.

Bapak dan Ibu staff pegawai yang telah banyak membantu penulis semasa kuliah di Depaatemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Teman-teman Teknik Mesin USU Ekstension terutama Stambuk 2008 yang telah banyak membantu penulis didalam segala hal, terima kasih sahabat segala yang telah kau berikan akan ku ingat selalu. Semoga  pertemanan dan persahabatan ini selalu untuk selamanya. 6. Dan semua orang yang namanya tidak mungkin saya sebutkan satu  perasatu disini. Terimakasih atas semua bantuan dan dukungan nya, semoga Tuhan yang membalas semua kebaikan kalian. Semua kisah pasti ada akhir yang harus dilalui, begitu juga akhir dari kisah ini aku yakin sangatlah indah. Semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat buat kita semua.

Medan, Juni 2011 Penulis

Brian Pebrinta Tarigan  NIM. : 080421007

ABSTRAK

Jenis mesin pemindah bahan yang direncanakan adalah mesin pengangkat tipe  tower crane  sesuai dengan hasil survei pada Proyek Pembangunan Rumah Sakit Pendidikan USU Jln.Dr. Mansyur. Mesin pemindah bahan merupakan  bagian terpadu perlengkapan mekanis dalam setiap industri modern. Desain mesin  pemindah bahan yang beragam disebabkan oleh banyaknya jenis dan sifat muatan yang dipindahkan serta banyaknya operasi pemindahan yang akan mendukung  produksi. Dalam setiap perusahaan, proses produksi secara keseluruhan sangat ditentukan oleh pemilihan jenis mesin pemindah bahan yang tepat pemilihan  parameter utama yang tepat dan efisiensi operasinya. Jadi, pengetahuan yang sempurna tentang ciri operasi dan desain mesin ini dan metode desainnya serta  penerapan praktisnya sangat diperlukan. Banyak sekali pesawat pengangkat yang diproduksi dalam berbagai desain, sehingga dalam operasi yang sama dapat dilakukan berbagai metode dan alat. Pemilihan alat yang tepat tidak hanya memerlukan pengetahuan khusus tentang desain dan karakteristik operasi suatu mekanisme mesin, tetapi juga memerlukan pengetahuan menyeluruh tentang organisasi produksi dari suatu perusahaan.Dalam pemilihan jenis pesawat  pengangkat, alat ini harus dapat dimekaniskan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin operator untuk pengendalian, pemeliharaan,  perbaikan, dan tugas-tugas tambahan lainnya. Pesawat pengangkat tidak boleh merusak muatan yang dipindahkan, atau menghalangi dan menghambat proses  produksi. Alat ini harus aman dalam operasinya dan ekonomis baik dalam biaya operasi atau perawatannya. Penggunaan   tower crane  memerlukan perencanaan yang seksama karena crane  dipasang tetap ( fixed instalation) di tempat dengan  jangka waktu pelaksanaan pekerjaan yang lama. Dari posisi tetapnya, tower crane harus mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang diangkat ke tempat yang diinginkan. Yang perlu diperhatikan dalam  pemanfaatan  tower  crane  adalah berat, ukuran, dan radius angkat dari beban terberat, tinggi maksimum berdiri bebas alat, berat mesin yang ditopang struktur, kecepatan angkat mesin, dan panjang kabel hoist drum yang dapat melayani. Tower crane dirancang dengan ketinggian tertentu dan dengan boom yang memiliki daya jangkau yang cukup jauh. Selain itu tower crane mampu melayani  pengangkutan bahan yang berat sesuai dengan kapasitas angkat maksimumnya. Tower crane biasanya digunakan untuk mengangkat beban terpadu ( load), seperti : rangka besi, kepingan atap bangunan, batu bata dalam jumlah yang banyak, dsb.  Namun terkadang juga dapat digunakan untuk mengangkat bahan curah ( bulk  load ), seperti pasir dan coran semen. Untuk bahan curah, tower crane membutuhkan wadah muatan seperti bucket, yang kemudian dihubungkan dengan kait nantinya.

Kata Kunci : Tower Crane, Mesin Pengangkat, Kapasitas, Tinggi angkat, Radius

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN DARI PEMBIMBING ............................... ii LEMBAR PERSETUJUAN DARI PEMBANDING ............................. iii SPESIFIKASI TUGAS ............................................................................. v LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI ......................................... vii KATA PENGANTAR ............................................................................... x ABSTRAK ................................................................................................. xii DAFTAR ISI .............................................................................................. xiii DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xvii DAFTAR NOTASI/ISTILAH .................................................................. xviii

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN

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

1

1.2 Tujuan tugas Akhir ...............................................................

2

1.3 Batasan Permasalahan ..........................................................

2

1.4 Metode Penulisan .................................................................

2

1.5 Sistematika Penulisan ...........................................................

3

PEMBAHASAN MATERI

2.1 Mesin Pemindah Bahan ........................................................

5

2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan......................................

6

2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan ............................ 10 2.3.1 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat ........................ 11 2.3.2 Dasar Pemilihan Crane ............................................... 12

2.4 Tower Crane ......................................................................... 13 2.4.1 Komponen-Komponen Utama Tower Crane.............. 14 2.4.2 Cara Kerja Tower Crane ............................................. 15 2.5 Spesifikasi Perencanaan ....................................................... 17

BAB III PERANCANGAN MEKANISME PENGANGKAT

3.1 Perancangan Tali Baja .......................................................... 18 3.2 Peerancangan Puli................................................................. 24 3.3 Perancangan Drum ............................................................... 27 3.4 Perancangan Kait .................................................................. 30 3.5 Perancangan Motor Penggerak ............................................. 35 3.6 Perancangan Transmisi Mekanisme Pengangkat ................. 38 3.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat I ........................ 40 3.6.2 Perhitungan Kekuatan Roda Gigi Tingkat I ............... 42 3.6.3 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ....................... 44 3.6.4 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat III ..................... 46 3.6.5 Bantalan Transmisi Roda Gigi ................................... 48 3.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Pengangkat ........................ 53

BAB IV PERANCANAAN MEKANISME TROLLEY

4.1 Perancanaan Roda Jalan ....................................................... 59 4.2 Perancanaan Tali Baja .......................................................... 62 4.3 Perancanaan Puli................................................................... 66 4.4 Perancanaan Drum................................................................ 67 4.5 Perancanaan Motor Penggerak ............................................. 68 4.6 Perancanaan Mekanisme Trolley.......................................... 71 4.6.1 Perancanaan Dimensi Roda Tingkat II ....................... 74 4.7 Sistem Rem Untuk Mekanisme Trolley ............................... 75

BAB V

PERENCANAAN MEKANISME GERAK

SLEWING

5.1 Motor Penggerak .................................................................. 82

5.2 Sistem Rem Mekanisme Slewing ......................................... 85

BAB VI PERANCANAAN KONSTRUKSI BOOM

6.1 Konstruksi Boom .................................................................. 88 6.2 Gaya-Gaya Pada Batang Akibat Beban dan Beratnya Sendiri 89 6.3 Pemeriksaan Kekeuatan Konstruksi Bom ............................ 93 6.3.1 Analisa Gaya pada Spreader ....................................... 95 6.4 Perencanaan Counter Weight (Bobot Imbang) ..................... 101

BAB VII KESIMPULAN

7.1 Kesimpulan ........................................................................... 106 7.2 Saran ..................................................................................... 109

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Table 3.1 Dimensi Puli................................................................................ 26 Table 3.2 Tekanan Bidang yang Diizinkan ................................................. 27 Table 4.1 Dimensi Puli................................................................................ 67 Tabel 6.1 Klasifikasi dari Tower Crane ...................................................... 103 Tabel 6.2 Panjang Jumlah dan Masa kerangka Bobot Lawan (Hasil Perhitungan) ..................................................................... 105 Tabel 6.3 Berat Panjang dan Jumlah Panjang Boom .................................. 105

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Dongkrak dan Ikatan ...........................................................

7

Gambar 2.2

Hoisting Crane .....................................................................

7

Gambar 2.3

Elevator................................................................................

8

Gambar 2.4

Jenis Utama Crane ...............................................................

9

Gambar 2.5

Tower Crane ........................................................................ 16

Gambar 3.1

Konstruksi Serat Tali Baja................................................... 19

Gambar 3.2

Diagram Lengkungan Tali Baja Mekanisme Hoist ............. 20

Gambar 3.3

Puli....................................................................................... 25

Gambar 3.4

Drum .................................................................................... 28

Gambar 3.5

Diagram Lengkungan Tali Baja .......................................... 28

Gambar 3.6

Kait Tunggal/Standart ......................................................... 31

Gambar 3.7

Penampang Kait................................................................... 33

Gambar 3.8

Motor Penggerak ................................................................. 35

Gambar 3.9

Sistem Transmisi Roda Gigi................................................ 39

Gambar 3.10 Nama Bagian Roda Gigi...................................................... 40 Gmabar 3.11 Gaya Pada Roda Gigi .......................................................... 49 Gambar 4.1

Trolley ................................................................................. 58

Gambar 4.2

Diagram Untuk Menentukan Tahanan Gesek ..................... 60

Gambar 4.3

Diagram Roda Puli Untuk Tali Pengangkat ........................ 61

Gambar 4.4

Diagram Mekanisme Trolley ............................................... 62

Gambar 4.5

Diagram Untuk Menentukan Tarikan Tali .......................... 63

Gambar 6.1

Konsruksi Boom .................................................................. 89

Gambar 6.2

Pembebanan Boom Maksimum........................................... 90

Gambar 6.3

Pembebanan Boom Akibat Beban Sendiri .......................... 91

Gambar 6.4

Pembebanan Boom maksimum yang Diizinkan.................. 92

Gambar 6.5

Gaya-Gaya Setiap Sambungan Pada Boom ........................ 93

Gambar 6.6

Gaya-gaya Pada Spreader .................................................... 95

Gambar 6.7

Diagram Benda Bebas Pada Spreader ................................. 96

Gambar 6.8

Lengan Bobot Imbang ......................................................... 101

Gambar 6.9

Counter Weight ................................................................... 103

DAFTAR NOTASI / ISTILAH

 Notasi

Arti

Satuan

Q

Kapasitas Angkat Maksimum

kg

q

Berat Spreader (Rumah Kait)

kg

S

Tegangan Tarik Maksimum Tali Baja

kg

η

Efisiensi

%

P

Kekuatan Putus Tali Sebenarnya

kg

K

Faktor Keamanan

P b

Beban Patah

kg

σ

Tegangan

kg/mm

d

Diameter

mm

Dmin 

Diameter Minimum Puli dan Drum

mm

F222

Luas Penampang Tali Baja

mm

m

Jumlah kelengkungan berulng

C

Faktor Karakteristik Konstruksi Tali dan Kekuatan Tarik Bahan

z1

Jumlah lengkungan berulang yang diizinkan

z2

Jumlah lengkungan berulang persiklus kerja

α

Jumlah siklus rata-rata perbulan

β

Faktor Perubahan Daya Tali

φ

Perbandingan Jumlah lengkungan dan Putus Tali

e1

Faktor yang tergantung pada tipe alat pengangkat dan kondisi operasinya

e2

Faktor yang tergantung pada konstruksi tali

2

2

P

Tekanan Bidang Pada Gandar Roda Puli

kg/cm

2

z

Jumlah lilitan

H

Tinggi

m

L

Panjang

mm

v

Kecepatan Keliling

m/s

ω

Tebal dinding drum

mm

t

kisar ulir

mm

A

Luas penampang

mm2

V

Kecepatan

m/s

 N

Daya

HP

M

Momen

kg.m

n

Putaran

rpm

GD2

Momen girasi

kg/cm

g

Gravitasi

m/s

t

Waktu

s

α

Sudut tekan roda gigi

0

m

Modul

mm

z

Jumlah gigi

buah

 b

Lebar gigi

mm

i

Perbandingan

a

Jarak Sumbu Poros

mm

hk 

Tinggi Kepala Gigi

mm

hf 

Tinggi Kaki Gigi

mm

2

2

ck

Kelonggaran Puncak

mm

t

Jarak bagi lingkaran

mm

S0

Tebal gigi

mm

Ft

Gaya Tangensial

kg

A

Luas Permukaan

mm

Y

Faktor bentuk gigi

  f  v

2

Faktor Dinamis

δ

Koefisien pengaruh masa bagian mekanisme transmisi

β

Koefisien pengereman

k

Faktor Kecepatan Gelinding Roda

Dw

Diameter roda Trolley

mm

W

Tahanan

kg

G0

Berat Trolley

kg

μ

Koefisien Gesek

k

Koefisien gesek Roda Gelinding

ε

Koefisien tahanan Roda puli Defleksi tali Baja yang diizinkan

mm

q r 

Berat tali Baja

kg

S

Luas Bidang

m

Pw

Tekanan Angin

kg/m

T

Gaya rem keliling total

kg

 N

Tekanan Normal

kg

F

Luas Permukaan Kontak

cm

W

Berat

kg

  f

2

2

2

2

E

Modulus Elastisitas

kg/m

F

Gaya

kg

R

Jari-jari/radius

mm

I

Momen Inersia

mm

4