Data Desain Awal Konstruksi Overhead Crane // Ukuran Utama
Type SWL Overloading 10% Tinggi Angkat Tinggi Total Lebar Total Span
= = = = = = =
10 11 6 8 15 14
Single Girder Overhead Crane ton = 98000 ton = 107800 m = 6000 m = 8000 m = 15000 m = 14000
// Contoh Desain Overhead Crane Yang Akan Digunakan.
N N mm mm mm mm
// PROF PRO F I L GI RD ER
Bahan
=
ASTM A514
σb
= = =
690 3 230
SF
σijin
Berat Desain : Berat Hoist P desain
2
N/mm ( Beban Dinamis ) 2
N/mm
=
1.34
Ton
= = = =
( 10 + 1.34 ) + (( 10% x ( 10 + 1.34 )) 12.474 12.474 x 10 x 1000 124740
Ton Ton N N
Gaya P bekerja pada tengah-tengah batang, Reaksi tumpuan masing-masing : Ra = Rb = P/2
= =
12.474 / 2 ton 6.237 ton
Model Pembebanan : L
=
14
m
=
14000
mm
Momen maksimal pada tengah tengah batang : M max = PL/2 =
6.237 x 14
Tonm
=
43.6590
Tonm
=
43.659 x 1000 x 1000 x 10
Nmm
=
436590000
Nmm
=
M max/σ
=
436590000 / 230
mm
=
1898217
mm
= =
1898217.39130435 / 1000 1898
cm
Profil I
=
500 x 200
mm
Wx
=
1910
cm
Berat
=
89.6
Kg/m
Wx yang dibutuhkan : Wx
3 3
3 3
cm
Pemilihan Profil : 3
( Lihat Katalog Profil Girder )
// PROF PRO F I L GI RD ER
Bahan
=
ASTM A514
σb
= = =
690 3 230
SF
σijin
Berat Desain : Berat Hoist P desain
2
N/mm ( Beban Dinamis ) 2
N/mm
=
1.34
Ton
= = = =
( 10 + 1.34 ) + (( 10% x ( 10 + 1.34 )) 12.474 12.474 x 10 x 1000 124740
Ton Ton N N
Gaya P bekerja pada tengah-tengah batang, Reaksi tumpuan masing-masing : Ra = Rb = P/2
= =
12.474 / 2 ton 6.237 ton
Model Pembebanan : L
=
14
m
=
14000
mm
Momen maksimal pada tengah tengah batang : M max = PL/2 =
6.237 x 14
Tonm
=
43.6590
Tonm
=
43.659 x 1000 x 1000 x 10
Nmm
=
436590000
Nmm
=
M max/σ
=
436590000 / 230
mm
=
1898217
mm
= =
1898217.39130435 / 1000 1898
cm
Profil I
=
500 x 200
mm
Wx
=
1910
cm
Berat
=
89.6
Kg/m
Wx yang dibutuhkan : Wx
3 3
3 3
cm
Pemilihan Profil : 3
( Lihat Katalog Profil Girder )
Berat Total
Ra = Rb = Ptotal / 2
= = =
89.6 x 15 1344 1344 / 1000
kg kg ton
=
1.3440
ton
=
(12.474+1.344 )/2
ton
=
6.91
ton
Pengaruh berat sendiri terhadap momen maksimal : 2
= = =
wl /8 89.6 x((14)^2)/ 8 2195.2
=
43.659 x 1000
Kgm
=
43659
Kgm
Mx berat sendiri
=
2195.2
Kgm
Mmax total
=
43659 + 2195.2
Kgm
= = =
45854.2 45854.2 x 1000 x 10 458542000
Kgm Nmm Nmm
=
M max/σ
mm
=
458542000 / 230
mm
=
1993661
mm
=
3654297.5/ 1000
cm
=
1993.661
cm
Mx
Superposisi : Mmax balok tunggal
x yang dibutuhkan
Kgm Kgm
3 3 3
3 3
Pro Profil girder der yan yang g tel telah di dipil pilih den deng gan Wx 3 1910 cm
= >
3
1993.66 cm
// D E F L E K SI
E
=
210
Gpa
=
I
=
47800
cm
=
47800 / 100000000
m
=
0.00048
m
4
4 4
2
2E+11 N/m
( Lihat tabel profil girder )
Defleksi (δ)
3
=
PL 48 EI
=
6.909 x 1000 x 10 x ( 14^3 ) 48 x 210000000000 210000000000 x 0.000478
= = =
4E 4E-02 m 0.0393469316596932 / 1000 mm 39.35 mm
< < <
L/1000 14000 / 1000 14
Dengan batasan :
Defleksi (δ 39.35 39.35
Jadi defleksi yang terjadi
=
mm mm 39.35 mm
// TE GA N GA N
σ ijin
Tegangan Material
=
Safety Faktor 690 3
=
=
230.0
2
N/mm
2
N/mm
2
N/mm
// MEM BANDINGKAN DENGAN PATRAN PATRAN
Harga pembanding patran ( validasi ) σmaks pada patran
σ
=
1000 ( Ketentuan )
=
44000
( Lihat Analisa Patran )
σmaks pada patran
=
Harga pembanding =
44000
MPa
1000 =
44
MPa
Dari perhitungan diketahui bahwa σ maks < σ ijin
KATALOG PROFIL GIRDER
KATALOG MATERIAL PROFIL GIRDER
HASIL PERHITUNGAN DENGAN PATRAN - NASTRAN
Dari analisa tersebut didapatkan hasil, yaitu tegangan maksimum 2
44 N/m dan defleksi maksimal 15.4 mm. Dari hasil analisa terseb didapatkan hasil tegangan maksimum dan defleksi ebih kecil darip tegangan ijin dan defleksi perhitungan.
dalah t, ada
// PROF I L END CA RRI AGE
Dikarenakan jumlah penumpu ada 2, maka P yang diterima setiap profil = P/2 P
P'
=
Pdesain + Pgirder
= =
12.474 + 1.344 13.818
Ton
= =
P/2 13.818 / 2
Ton Ton
= =
6.909
Ton N
69090
Gaya P bekerja pada tengah-tengah batang, Reaksi tumpuan masing-masing : Ra = Rb = P/2 = 6.909 / 2 ton Model Pembebanan = 3.4545 ton L
= =
2.5 2500
m mm
Momen maksimal pada tengah tengah batang : M max
= = = =
PL/4 3.4545 x 2.5 / 4 Tonm 2.1591 Tonm 2.1590625 x 1000 x 1000 x 10 Nmm
=
21590625
=
M max/δ
=
21590625 / 76.6
mm
= =
281862
mm
281861.945169713 / 1000
cm
=
281.862
cm
Rectangular Hollow
=
152.4 x 152.4
mm
Wx Berat
= =
380.48 64.9
cm Kg/m
Bahan
=
ASTM A500 Gr C
σb
=
229.8
SF
=
3
σijin
=
76.60
Nmm
Wx yang dibutuhkan : Wx
3 3
3 3
Pemilihan Profil : 3
2
N/mm
2
N/mm
( Lihat Katalog Profil Girder )
Berat Total
= = = =
64.9 x 15 973.5 973.5 / 1000 0.97
kg kg ton ton
Ra = Rb = Ptotal / 2
= =
( 6.909 + 0.9735 ) / 2 ton 3.94 ton
Pengaruh berat sendiri terhadap momen maksimal : 2
= = =
wl /8 64.9 x (2.5^2))/ 8 50.7
=
2.1590625 x 1000
Kgm
=
2159.1
Kgm
Mx berat sendiri
=
50.7
Kgm
Mmax total
=
2159.0625 + 50.7031 Kgm
= = =
2209.8 Kgm 2209.765625x1000x1Nmm 22097656 Nmm
=
M max/δ
mm
=
22097656.25 / 76.6
mm
=
288481
mm
=
3654297.5/ 1000
cm
=
288.5
cm
Mx
Superposisi : Mmax balok tunggal
x yang dibutuhkan
Kgm Kgm
3 3 3
3 3
Profil girder yang telah dipilih dengan Wx 3 380.48 cm
= >
288.5
3
cm
// DEF L EKSI
E
=
80
I
=
98230.6
= =
Gpa
= 4
cm 4
98230.6 / 100000000 m 4 m 0.00098
2
8E+10 N/m
( Lihat tabel profil hollow )
Defleksi (δ)
3
=
PL 48 EI
=
3.94125 x 1000 x 10 x ( 2.5^3 ) 48 x 80000000000 x 0.000982306
= = =
2E-04 m 0.000163258570187778 / 10 mm 0.16 mm
< < <
L/1000 2500 / 1000 2.5
Dengan batasan :
Defleksi (δ 0.16 0.16
Jadi defleksi yang terjadi
=
mm mm 0.16 mm
// TE GA NGA N
σ ijin
Tegangan Material
=
Safety Faktor 229.8 3
=
=
76.6
2
N/mm
2
N/mm
2
N/mm
// MEM BANDINGKAN DENGAN PATRAN
Harga pembanding patran ( validasi ) σmaks pada patran
σ
=
=
1000 ( Ketentuan )
=
44000
( Lihat Analisa Patran )
σmaks pada patran Harga pembanding
=
44000
=
1000 44
MPa MPa
Dari perhitungan diketahui bahwa σ maks < σ ijin 26.3856 204.47
35.56
KATALOG PROFIL SQUARE HOLLOW FOR ENCARRIEGE
HASIL PERHITUNGAN DENGAN PATRAN - NASTRAN
// PE RH I TU NGA N PU L L Y
Model Sistem Pully
// Sistem Pully
n
= =
z 3
= = = =
10 + ( 10 x 10%) 11 11 x 1000 11000
kg Ton Ton kg
Σ
=
1.05
( Ketentuan rata - rata )
Z
=
SWL + 10% overload ( Q )
Q
=
=
Q x Σn x ( Σ - 1 ) ( ( Σn+1 ) - 1 ) 11000 x ( 1.05^2 ) x ( 1.05 - 1 ) ( 1.05^(2-1) ) - 1 ) 2954.41
kg
// Beban putus Tali Baja
Direncanakan jenis tali baja, 6 x 19+1fc
ζb
=
160
E
= =
800000 Kg/cm 800000 / 100
k Jumlah Lengkungan Dmin/d
= = = =
8000 5 2 30
i
=
6 x 19
=
114
dimana :
P
Kg/mm 2
( Ketentuan yang sudah ada )
2
Kg/mm
( Lihat tabel , Tergantung kondisi kerja ) ( Lihat tabel berdasarkan jumlah lengkungan ) 2
mm
Z x ζb
=
ζb k = 160 5
-
Exd 1.5 Dmin √ i
2954.40967489342 x 160 [ 8000 x
1,5 √114
1] 30 ]
= 32 =
=
472705.548 16.6504
472706 kg 15.3496 30796
kg
Dari tabel pemilihan diameter tali baja jenis 6 x 19 (9/9/1) Didapat : Diameter tali baja = 22 mm Beban Putus
32.2 Ton/mm
= =
2
32200 kg/mm
2
( Lihat Katalog Wire Rope )
// Diameter puli
Ø puli
=
20 x Ø tali baja
mm
= =
20 x 22 440
mm mm
=
30 x Ø tali baja
mm
= =
30 x 22 660
mm mm
// Diameter drum
Ø drum
Gambar Ketentuan Penempatan Wire Rope Pada Drum h2
= =
r
= =
1,05 x d/2 mm 11.55 mm
S min
= =
1,1 x d mm
=
0,3 d 6.6
24.2 24
mm mm
mm mm
// Pan jang dr um
Dimana : H
= =
Tingggi angkat beban (mm) 6000 mm
i
= =
Jumlah suspensi 3
Dr
=
Diameter drum (mm)
=
660
=
Jarak antara titik pusat tiap tali baja
=
24
π
=
3.14
L
=
S
mm
mm
(HxI)xS
mm
(πxD)+7 =
6000 x 3 x 24.2 ( 3.14 x 660 ) + 7
mm
=
435600 2079.4
mm
=
209.48
mm
KATALOG WIRE ROPE
// PE RH I TU NGA N D AYA M OT OR
// Daya motor ( Lifting )
Kecepatan angkat ( C ) D drum R drum
= = =
10 660 0.33
m/min mm m
>> Motor
Motor Reduction Gear SF
= = =
3.6 1:25 1.25
kW
C
η π
= = =
10 80 3.14
m/menit %
rpm (N)
=
Maka :
C
π. Ødrum 5
=
3.14 x 660
beban (F)
T
P
=
4.83
Put/menit
= = = =
Z 2954.41 2954.40967489342 x 9.8 28953.2
kg N N
= = =
F.R 28953.2148139555 x 0.33 9554.56
Nm Nm
=
x π x N x T 60
=
2 x 3.14 x 4.82532329666088 x 9554.56088860533 60
= = =
4825.54 Watt 4825.53580232592 / kW 4.83 kW
Daya
=
P. SF
η =
=
4.82553580232592 x 1.25 80% 7.540
kW
// Daya motor ( Trolley Travel ) > Beban
Z
=
SWL + Wtrolley
=
12.474
Ton
= =
12474 1247.4
kg kg
> Motor
Daya Reduction Gear C Øgear
= = = = =
4.4 1:25 20 100 0.1
π η
= = =
3.14 80 1.25
%
=
0.1 / 2
m
=
0.05
m
SF r gear
Maka :
N
=
=
kW m/menit mm m
C
π. Øgear 1.5 3.14 x 0.1
=
63.69
put/menit
F
= = = = =
2xZ 2 x 1247.4 2494.8 2494.8 x 9.8 24449
kg kg kg N N
T
= = =
F.R 24449.04 x 0.05 1222.45
Nm Nm Nm
P
=
2xπxNxT 60
=
2 x 3.14 x 63.6942675159236 x 1222.452 60
=
8149.68 Watt
(10% Z)
= =
Daya
=
8149.68 / 1000 8.15 P. SF
η 8.14968 x 1.25 80%
= =
kW kW
12.73
kW
kW
// Daya motor 2 ( Gantry Travel ) >> Beba Z = Pdesain + Pgirder + Ptransversal beam + Pencarriege + P penumpu
=
12.474 + 1.344 + ( 4 x 6.909 ) + ( 3 x 3.94125 ) + 3.5
= = =
56.78 ton 56777.8 kg 5677.8 kg
Motor Reduction Gear C Øgear
= = = =
45 1:25 32 150
kW
η
0.15 92 1.25
m %
SF
= = =
π
=
3.14
r gear
=
0.15 / 2
m
=
0.075
m
(10% dari Z)
>> Motor
Maka :
N
=
=
m/menit mm
C
π x Øgear 32 3.14 x 0.15
=
67.94
put/menit
= = = = =
2xZ 2 x 5677.775 11355.6 11355.55 x 9.8 111284.39
kg kg N N
T
= = =
F.R 111284.39 x 0.075 Nm 8346.3 Nm
P
=
F
=
2xπxNxT 60 x 3.14 x 67.9405520169851 x 8346.3292 60
= = =
Daya
=
=
=
59351.67 59351.6746666667 / 1000 59.4 P. SF
η 59.3516746666667 x 1.25 80% 80.6
kW
Watt kW kW
KATALOG MOTOR HOIST DAN TROLLEY TRAVEL + HOOK
KATALOG MOTOR GANTRY TRAVEL
// PE RH I TU NGA N POROS
Perhitungan Poros Dengan Beban Puntir // Torsi
P
=
4.83
kW
n fc Pd
= = = =
4.83 1.20 P x fc 4.82553580232592 x 1.2
rpm Untuk daya rata-rata kW kW
=
5.79
kW
=
9,74 x 10 x Pd / n
=
9.74 x 10^5 x 5.79064296279111 x 4.825 Kgmm
=
1168851
Bahan
=
Material poros S55C
σ b
=
66
Sf 1
=
5.6
Sf 2
=
2
kt km
= =
1.5 1.5
π
=
3.14
T
5
Kgmm Kgmm
// Diameter poros 2
Kgmm
Sedikit kejutan
Perhitungan poros berdasarkan beban puntir 2 σ b / ( Sf 1 x Sf 2 ) = δa Kgmm
d
2
= =
66 / ( 5.6 x 2 ) 5.89
= =
(( 16 / π ) x ( T ) / δa) ((16/3.14) x 1168851.473571 / 5.89285714285714)(^1/3))
mm mm
= =
100.36 75
mm mm
Kgmm 2 Kgmm
Perhitungan Poros Dengan Beban Puntir dan Bending // Moment lentur pada poros
P L M
= = =
2954.41 471 PxL/4
Kg mm Kgmm
= =
2954.40967489342 x 471 / 4 347882
Kgmm Kgmm
// Moment puntir pada poros
P
=
4825.54
watt
n
=
4.83
rpm
T
=
60 x P
Nm
2 x π x n
=
60 x 4825.53580232592 Nm 2 x 4.82532329666088 x 3.14
=
9554.56
Nm
=
9554.56088860533 x 1000 /9 .8
Kgmm
=
973961.4
Kgmm
// Diameter poros 2
d
d
3
3
=
=
2 1/2
16 x [(km x M ) + ( kt x T ) ]
π x δa 16 x [(( 1.5 x 347881.739218701 )^2 ) + (( 1.5 + 973961.354597893 )^2 ))]^(1/2) 3.14 x 5.89285714285714
d
3
d
=
24821412.46 18.50
mm
=
1341439.01
mm
d
=
1341439.00590004^(1/3)
mm
d
=
110.29
mm
Jika diperhatikan terhadap sudut puntir , maka : ds
= = =
1/4 mm 4,1 x (T) 4.1 x ( 973961.354597893^(1/ mm 128.801 mm
// Perhitungan Poros roda
Bahan
=
Material SNCM 25
σ b
=
120
Sf 1
=
6
Sf 2
=
2
kt km
= = =
2 2 3.14
π
kg.mm
2
( Tumbukan Besar )
Perhitungan poros berdasarkan beban puntir.
δa
=
δb / ( Sf 1 x Sf 2 )
Kgmm
=
120x ( 6 x 2 )
Kgmm
2
=
10.00
Kgmm
2
2
Karena hanya mengalami beban puntir , Maka : T
5
9,74 x 10 x Pd/n
=
kg.mm
Perencanaan : F
= = =
Pdesain + Pgirder + Ptransversal beam + Pleg + Pencarriege + P penumpu #REF! #REF!
Ton
Karena beban ditumpu oleh 3 encarriege dan disetiap encarriege terdapat 2 poros , maka beban harus dibagi 6: = #REF! Ton = #REF! Ton = =
#REF! #REF!
Diameter Roda
=
0.35
m
Kecepatan Gerak
=
2
m/min
=
0.033
m/s
=
32
rpm
n
N N
Fc
=
1.2
P
=
F x Kecepatan Gera Nm/s
( Watt )
=
#REF!
Nm/s
( Watt )
=
#REF!
Nm/s
( Watt )
= = = =
P x Fc #REF! #REF! #REF!
Nm/s Nm/s Nm/s kW
( Watt ) ( Watt ) ( Watt )
=
#REF!
kW
=
9,74 x 10 x Pd / n
Pd
T
5
=
d
( Untuk daya normal )
Kgmm
#REF!
=
#REF!
=
( 16 x T / π x δa) 1/3
=
Kgmm Kgmm mm mm
#REF!
=
#REF!
mm
(( 16 / π ) x ( T x Kt x Cb) / δa)
Jika terdapat beban lentur Dimana : Kt
= =
2
Cb
=
2
d
= =
mm
#REF!
#REF!
mm
Perencanaan : F
= =
#REF! #REF!
Kg Kg
L poros M
= =
445 FxL/4
mm Kgmm
= =
#REF! #REF!
Kgmm Kgmm
Momen puntir pada poros : P
=
#REF!
Watt
n
=
32
rpm
T
=
( 60 x P ) / 2 x π x n
Nm
=
#REF!
= = =
#REF! #REF! #REF! 2
3
d
3
d
3
d
3
d
=
=
d
=
d d
= =
Nm Kgmm Kgmm 2 1/
16 x [(km x M ) + ( kt x T ) ]
π x δa #REF!
3.14 x 10 #REF!
=
=
Nm
31.4
#REF!
mm
mm
#REF!
mm
#REF! 85
mm mm
Jika diperhatikan terhadap sudut puntir , maka : ds
= = =
4,1 x (T) #REF! #REF!
1/4
mm mm mm
KATALOG MATERIAL POROS
// PE RH I TU NGA N ROD A
// Wheel
P
=
Pdesain + Pgirder + Pleg + Ptransversal beam + Pencarriege + P penumpu
#REF! = = #REF! Ton = #REF! kg = #REF! kg Karena pada desain gantry crane yang saya pakai menggunakan 6 wheel maka beban yang ada dibagi dengan 6. P = #REF! kg = #REF! kg
Dipilih dengan Double Flange Wheel dengan pertimbangan lebih aman
KATALOG WHEEL CRANE
KATALOG RUN WAY RAIL
Catatan : Untuk ukuran run way rail tergantung dengan ukuran wheel yang dipakai.
.
// PE RH I TU NGA N BEARI NG
// Perhitungan Bearing Pada Drum
d poros
=
75
mm
Keterangan = Untuk l/d pada bantalan rotor lebih baik antara 1,0 - 2,0 I/d = 1 l = 75 mm Maka panjang bantalan yang aman = 75 mm Dari Beban radial
d Dimana :
(( 16 / π ) x ( W x L ) / δa ) 1/3
≥ W
= = =
Beban yang ditumpu bearing 11 x 1000 Kg 11000 Kg
L
= =
Panjang bearing 75 mm
δa
=
Tegangan ijin material perunggu
=
1
=
3.14
d
≥
(( 16 / π ) x ( W x L ) / δa ) 1/3
mm
d
≥
(( 16 / 3.14 ) x ( 11000 x 75 ) / 1 )^(1/3)
mm
d
≥
161.39 ( Nilai minimal )
mm
π
2
Kg/mm
Jadi :
// Perhitungan Bearing Pada Wheel
d poros Keterangan I/d
=
85
mm
=
Untuk l/d pada bantalan rotor lebih baik antara 1,0 - 2,0
=
1
l = 85 mm Maka panjang bantalan yang aman
=
85 mm
Dari Beban radial
d Dimana :
(( 16 / π ) x ( W x L ) / δa ) 1/3
≥ W
= = =
Beban yang ditumpu bearing #REF! Kg #REF! Kg
L
= =
Panjang bearing 85 mm
δa
= =
Tegangan ijin material perunggu Kg/mm 1
π
=
Jadi : d
≥
d
≥
d
≥
3.14
(( 16 / π ) x ( W x L ) / δa ) #REF!
#REF! ( Nilai minimal )
mm mm mm
KATALOG BEARING DRUM
