BAB LENGKAP.docx

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Blakang

Air bersih merupakan kebutuhan dasar manusia, sehingga ketersediaannya

amatlah penting. Pemanfaatannya tidak hanya terbatas untuk keperluan rumah

tangga, tetapi juga untuk fasilitas umum, sosial maupun ekonomi. Kebutuhan air

bersih akan terus meningkat seiring dengan perkembangan manusia. Dengan

adanya pertumbuhan penduduk, terjadi dinamika dalam masyarakat baik dalam

segi kepadatan, sosial maupun ekonomi, sehingga kebutuhan air bersih pun akan

meningkat.Lingkungan dengan kepadatan tinggi akan mengurangi kemudahan

akses air bersih karena masyarakat yang sebelumnya dapat memperoleh air bersih

dari sumur gali, menjadi kesulitan akibat terbatasnya lahan. Selain itu faktor

kondisi alam juga mempengaruhi akses air bersih. Daerah tertentu karena kondisi

kontur dan tanahnya menjadi sulit mendapatkan air bersih. Salah satu cara untuk

memperoleh air bersih adalah dengan memanfaatkan pelayanan PDAM. Dalam

upaya penyediaan air bersih, jaringan distribusi merupakan hal yang penting.

Karena jaringan distribusi inilah yang menyalurkan air dari instalasi produksi

menuju ke masyarakat. Berkenaan dengan meningkatnya kebutuhan air bersih di

masa mendatang, PDAM Kabupaten makale dituntut untuk mampu memenuhi

kebutuhan air bersih tersebut, dengan kualitas, kuantitas dan kontinuitas yang

diinginkan serta tekanan air yang mencukukpi. Tanpa jaringan distribusi yang

mencukupi maka hal tersebut tidak akan mampu dipenuhi oleh PDAM.Dari hal-

hal tersebut diatas maka perlu adanya pengembangan jaringan distribusi air bersih

PDAM untuk memenuhinya.

1.2. Maksud dan Tujuan

Perencanaan jaringan distribusi ini bertujuan untuk:

Merencanakan jaringan distribusi utama agar dapat mendistribusikan air bersih di

Kecamatan Makale Kabupaten Tanah Toraja. Sehingga diharapkan dapat memberi

masukan dan solusi terhadap masalah yang sedang di hadapi. Selain itu juga dapat

mengambil pelajaran baru dari teknologi yang digunakan. Pembahasan akan

ditekankan pada sistem distribusi, bukan pada tahap pengolahan air bersih.

1

2

1.3. Batasan Masalah

Pada penelitian ini pembahasan akan lebih di tekankan terhadap analisa

pendistribusian air bersih ke konsumen pada suatu jaringan perpipaan di

Kecamatan Makale Kabupaten Tanah Toraja. Dengan menggunakan software

EPANET 2.0. Adapun permasalahan yang dianalisa antatra lain :

1. Besarnya head dan pressure pada tiap titik layanan dalam jaringan pip.

2. Kehilangan energi (Headloss) pada pipa.

3. Kecepatan aliran dalam pipa.

4. Perhitungan kebutuhan air pada tiap-tiap titik layanan dalam jaringan pipa

dengan menggunakan standar asumsi-asumsi yang ada.

1.4. Manfaat

1. Dapat mendistribusikan air besih ke wilayah kecamatan makale kabupaten

tanah toraja.

2. Tanpa harus membayar tagihan listrik dikarenakan pompa menggunakan

tenagan surya

1.5. Metode Penulisan

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

Bab IPendahuluan

Berisi latar belakang, maksud dan tujuan dari tugas akhir ini, ruang lingkup yang

akan di bahas, sumber data yang di gunakan, dan sistematika pembahasannya.

Bab IITinjauan Pustaka

Berisi teori perencanaan system penyaluran air minum,teori tentang software

EPANET 2.0 yang memungkinkan untuk dipakai.

Bab II.Gambaran Umum Wilayah Studi

Berisi gambaran umum daerah studi sejarah umum PT.CPI, lingkup kerja

perusahaan, visi, misi dan nilai dasar perusahaan serta gambaran water treatment

plant-Dumai.

Bab IV. Metodologi penelitian.

3

Berisi tentang alur pengerjaan penelitian tugas akhir ini.

Bab V. Kesimpulan

1.6 Sistematika Penulisan

Penulisan perencanaan instalasi ini yang terdiri dari dari lima bab yang

secara sistematis dapat di uraikan sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisikan Pendahuluan, latar belakang, maksud dan

tujuan,batasan masalah, metode penulisan, manfaat

penelitian, sistematika penulisan

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan pengertian solidworks, karakteristik mesin angkat,

hoisting equipment ( perlengkapan mesin pengangkat ),

spesifikasi perencanaan, spesifikasi perencanaan kait,

komponen utama gantry crane, klasifikasi beban yang di

angkat, faktor teknis, pemilihan crane, pemilihan gantry

crane, faktor teknis dan faktor ekonomis.

BAB III : METODELOGI PENELITIAN

Dalam bab ini penulisan membahas diagram alir, spesifikasi

kait, rumus – rumus yang digunakan dalam perhitungan kait

sesuai batasan masalah

BAB IV : ANALISA DAN PEMBAHASAN

Dalam bab ini berisi mengenai hasil perhitungan kait dan

data lapangan serta hasil dari simulasi kait menggunakan

solidworks 2012

BAB V : PENUTUP

Dalam bab ini berisikan kesimpulan dan saran berdasarkan

analisis dan perhitungan yang telah dilakukan

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian SolidWork

Solidworks adalah salah satu CAD software yang dibuat oleh

DASSAULT SYSTEMES digunakan untuk merancang part permesinan atau

susunan part permesinan yang berupa assembling dengan tampilan 3D untuk

menampilkan part yang jadi part terlebih dahulu digambar atau ditampilkan

2D untuk gambar proses permesinan. Penulis sendiri akan menggunakan

software SolidWorks 2012 untuk simulasi dan meneliti kait agar dapat di

terjemahkan dan diselesaikan dalam bentuk yang sederhana, ringkas, mudah

dimengerti dan mudah dipahami.

Gambar 2.1 Tampilan Jendela SolidWorks 2012.1

Gambar 2.2 Tampilan awal SolidWorks 20122

1 Software solidworks 2012. Solidworks 20122 ibid

5

3

Gambar 2.3 Tampilan Kotak dialog new SolidWorks 2012

Pada kotak dialog new terdapat beberapa pilihan di antaranya sebagai

berikut:

1. Part: Penjelasan toolbar ( standar yang digunakan dalam pembuatan

part )

2. Assembly : pilihan ini digunakan untuk perakitan ( assembly ) yang

terdiri dari beberapa part atau komponen

3. Sheet metal: sheet metal digunakan untuk membuat model yang

mempunyai bentukan khusus, ketebalan daripada part selalu konstan

dan tekukan dibentuk sesuai nilai bend radius yang kita pilih

4. Weldment : weldment atau kita lebih sering menyebutnya sebagai

pengelasan, adalah membuat suatu benda dari beberapa bagian part

yang digabungkan bersama

5. Drawing : membuat bidang kerja baru untuk gambar kerja 2D

2.2 Karakteristik Mesin Pengangkat

Gambar 2.4. Overahead crane kapasitas 20 ton.4

3 Software solidworks 2012 4 PT. Waskita Karya Cibitung. Bekasi

6

Mesin angkat atau mesin pemindah bahan, 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. Mesin pemindah bahan

merupakan salah satu peralatan yang digunakan untuk memindahkan muatan

dilokasi atau suatu area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat

penumpukan bahan, tempat penyimpanan, dan pembongkaran muatan.

Mesin pemindah bahan pada prakteknya hanya memindahkan muatan

dalam jumlah dan besar serta jarak tertentu. Jarak ribuan meter hanya dilakukan

untuk perpindahan yang konstan antara dua lokasi atau lebih yang dihubungkan

oleh kegiatan produksi yang sama, untuk operasi bongkar muatan tertentu,

mekanisme mesin pemindah bahan dilengkapi dengan alat pemegang khusus yang

dioperasikan oleh mesin bantu atau secara manual, Pemilihan mesin pemindah

bahan yang tepat dan sesuai pada tiap-tiap aktiffitas diatas akan meningkatkan

effisiensi kerja dan daya saing.

2.3 Hoisting Equipment ( Perlengkapan Mesin Pengangkat )

Housting Equipment adalah suatu bagian dari mesin pengangkat yang

dilengkapi dengan susunan roda gigi pengangkat ( lifting gear ) untuk mengangkat

suatu beban. Housting Equipment terdiri dari :

a. Crane: gabungan mekanisme pengangkat secara terpisah dengan rangka

untuk mengangkat dan memindahkan barang yang digantung secara bebas

atau dikaitkan pada crane.

b. hoisting machinary : suatu mekanisme mesin – mesin atau mekanisme alat

– alat pengangkat yang bekerja secara priodik.

c. Elevator : kelompok mesin yang bekerja secara priodik untuk mengangkat

beban pada jalur pandu tertentu dan dapat digunakan terus menerus.

7

d. Crane,yaitu kombinasi dari mesin pengangkat dan rangka yang bekerja

secara bersama - sama untuk mengangkat dan memindahkan beban.

Sedangkan jenis-jenis utama crane dapat dikelompokkan lagi menjadi:

1. Crane yang bergerak pada rel

2. Crane tanpa lintasan

3. Crane tipe jembatan

4. Crane putar diam

5. Crane yang dipasang diatas traktor rantai

Crane tipe jembatan dapat dikelompokkan lagi menjadi:

1. Crane berpalang.

2. Crane berpalang tunggal untuk gerakan overhead.

3. Crane berpalang ganda untuk gerakan overhead.

4. Gantry crane dan semi gantry

2.3.1 Jenis – Jenis Kait

Kait tunggal sederhana, Diameter dari kait standar dan kait tanduk dapat

dilihat pada standar Negara Soviet. Proses pembuatan kait biasa di buat dengan

cara di tempa dan ada juga dengan proses tuang/ di cetak.

Gambar 2.6. kait dan mantel kait.5

5 PT. Waskita Karya Cibitung, Bekasi

8

Gambar 2.7. kait ganda. 6

Kait ganda di desain dengan dudukan yang lebih kecil dari pada kait

tunggal dengan kapasitas angkat yang sama. Dimensi pada bagian kait yang polos

dan berulir hampir sama dengan kait tunggal dan bagian yang berulir diperiksa

dengan metode perhitungan yang sama.

6 www.google.com/kaitganda/doublehook.

http://www.google.com/kait

9

Gambar 2.8. kait mata segitiga padat. 7

Biasanya kait mata segitiga padat dipakai pada crane kapasitas angkat

yang besar, dan hanya kadang – kadang saja di pakai pada crane dengan kapasitas

sedang. Kelemahan dari kait ini adalah anduh yang mengangkat muatan harus

dilewatkan ke dalam lubang kait tersebut. Kait segitiga padat di tempa langsung

dari satu potong baja utuh

7 Hhtp/www.google.com/kait/ kait mata segitiga padat.

10

Gambar 2.9. Diagram tipe crane berdasarkan kondisi lokasi spesifik crane

2.4 Komponen Utama Gantry Crane

11

Adapun beberapa komponen dari gantry crane itu sendiri, yaitu:

1. Boom/ Jib (Lengan)

2. Trolley

3. Motor penggerak

4. Drum

5. Puli dan Sistem puli

6. Tali baja

7. Kait (hook)

8. Rem

Gambar 2.10 Gantry Crane dan komponen(www.google.com/gantrycrane)

2.5. Klasifikasi Beban Yang di Angkat

Dalam perencanaan mesin pengangkat ini tergantung pada beban yang

akan dipindahkan atau diangkat, dibawah ini kita dapat bedakan jenis – jenis

beban yang akan diangkat sebagai berikut :

a. Beban unit yaitu suatu beban kerja yang diangkat atau dipindahkan dimana

bebannya terdiri dari beban yang telah berbentuk misalnya : mesin –

mesin, hasil cetakan besi baja profil

b. Beban bulk ( volume / massa ) yaitu beban kerja yang dipindahkan dimana

beban macam partikel yang homogen seperti : biji besi, batubara, pasir,

semen, tanah, dan lain – lainnya.

c. Beban lot yaitu kombinasi antara beban bulk dan beban unit.

12

Selanjutnya dalam memenuhi kebutuhan untuk pengangkatan dan pemindahan

barang harus diperhitungkan atas dasar faktor utama yaitu :

a. Faktor Teknis.

b. Faktor Ekonomis.

Dimana kedua faktor tersebut akan dijelaskan :

2.5.1 Faktor Teknis

Peralatan mesin pengangkat bahan untuk memindahkan muatan dilokasi

atau area, departemen, pabrik, lokasi konstruksi, tempat penyimpanan dan

pembongkaran muatan, dan sebagainya.Operasi pemuatan dan pengangkutan

dalam setiap jenis usaha tergantung pada fasilitas transport luar mendukung

perusahaan dengan bahan baku, barang setengah jadi, bahan bakar, bahan bantu

serta mengirimkan produk jadi dan limbah keluar perusahaan. Seperti yang

dijelaskan diatas bahwa untuk memindahkan bahan diperlukan suatu alat

pengangkat yang merupakan alat transportasi yang digunakan dalam ruang

ataupun diluar ruangan.Untuk penggunaan alat tersebut kita harus memikirkan

beberapa factor yaitu, factor tempat, factor teknis, factor alat, factor waktu, dan

factor ekonomis. Yang lebih penting kita pikirkan adalah faktor teknis atau

kegunaan alat tersebut.

2.5.2 Faktor Ekonomis

Setelah dilakukan pemilihan alat penanganan bahan berdasarkan faktor –

faktor teknis, pemilihan – pemilihan yang dapat dipakai dan kondisi tertentu untuk

memekaniskan proses penanganan, alat – alat tersebut kemudian dibandingkan

dari sudut pandang rekayasa dan ekonominya. Dalam evaluasi ekonomi berbagai

jenis alat, baik investasi awal maupun operasional yang dibutuhkan harus

dipertimbangkan, biaya investasi awal maupun operasional yang dibutuhkan harus

dipertimbangkan. Biaya investasi awal meliputi : harga perlengkapan sendiri,

biaya pemasangan dan operasinya. Perbedaan biaya gedung dan bangunan yang

dilayani fasilitas transport pengganti harus juga dipertimbanghkan ketika

membandingkan biaya investasi

BAB III

13

METODELOGI PENELITIAN

3.1 DIAGRAM ALIR

MULAI

Menentukan kapasitas angkat kait Ton Menentukan refrensi dimensi kait untuk kapasitas

30 ton dari sumber – sumber yang terkait : literature, katalog produk kait

Total kapasitas angkat kait Ton

Qt = tonF = Qt x 9.81

m/s2

Tegangan tekan yang terjadi pada kait Qtot ( N/mm2 )

Momen bengkok M ( N.M )

Tegangan tekan pada ulir kait Hmaks ( N/mm2 )

Pembuatan model kait pada solidworks 2012

A

A

1Tegangan tekan yang di izinkan σ t= 118.3 N/mm2

2

14

>Qtot

>Hmaks

Pengolahan Data

Analisa Data

Kesimpulan dan Saran

SELESAI

Simulasi pemberian beban pada kait menggunakan solidworks 2012

Qtot = 30 N/mm2 1

N.M

Hmaks=35.96N/mm2 2

15

3.2 Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian adalah sekumpulan peraturan, kegiatan, dan

prosedur yang digunakan oleh pelaku suatu disiplin ilmu. Metodologi merupakan

analisis teoritis mengenai suatu cara atau metode. Sedangkan penelitian

merupakan suatu penyelidikan yang sistematis untuk meningkatkan sejumlah

pengetahuan, juga merupakan suatu usaha yang sistematis dan terorganisasi untuk

menyelidiki masalah tertentu yang memerlukan jawaban8.

Mengacu pada pengertian diatas, maka pada penelitian ini penulis

menggunakan metode experiemental dalam perancangan kontruksi kait untuk

gantry crane kapasitas angkat 30 ton dengan software solidworks 2012. yang

dimana hasil dari pengujian penelitian ini akan dibandingkan antara hasil

perhitungan teoritis dengan hasil simulasi pada software solidworks 2012. Dengan

demikian kontruksi kait pada gantry crane dapat dikatakan layak dan aman untuk

digunakan dalam dunia industry.

3.3 Variabel Penelitian

Variable penelitian merupakan segala sesuatu yang berbentuk apa saja

yang ditetapkan oleh peneliti untuk dipelajari sehingga diperoleh informasi

tentang hal tersebut, kemudian ditarik kesimpulannya9. Maka dengan mengacu

pada pengertian tersebut dalam penelitian ini, peneliti menggunakan data – data

yang akan digunakan dalam perancangan kait kapasitas angkat 30 ton dan

membaginya dalam dua jenis variable yaitu :

1. Variable bebas

2. Variable terikat

3.3.1 Variabel Bebas

1. Kapasitas beban angkat kait 30 ton

2. Tinggi angkat 9 meter

3. Material kait Alloy Steel (SS)

8 http://id.wikipedia.org/wiki/metodologi_penelitian9 Sugiyono. Metode Penelitian Kuantitatif, Kuantitatif, dan R&D. Bandung. Alfabeta 2009., hal 38.

16

3.3.2 Variable terikat

1. Strees ( tegangan ) N/mm2

2. Strain ( regangan )

3. Displacement ( perpanjangan ) mm

Variabel terikat (dependent variabel) adalah variabel yang nilainya

tergantung dari variable bebas untuk membatasi permasalah dalam penelitian

yang akan dilakukan.

3.4 Prosedur Paenelitian

Tempat dan penelitian tugas akhir ini dilakukan di PT. Waskita Karya

yang beralamatkan di jalan imam bonjol cibitung bekasi

3.5 Perancangan kait

Kait sering kali mempunyai bentuk penampang trapesium yang dibuat

lebih lebar didalam. Bentuk penampang trapesium akan menghemat pemakaian

dan desain yang lebih sederhana. Adapun pembuatannya lebih lebar pada bagian

dalamnya daripada bagian luarnya dimaksudkan untuk mengantisipasi terjadinya

tegangan yang lebih besar pada dudukan kait sisi bagian dalam. Dudukan kait sisi

dalam akan mengalami beban tarik sedangkan pada sisi luar akan mengalami

tegangan tarik dan tegangan geser pada luas bidang silindernya. Ulir ini berfungsi

sebagai pengikat pada peralatan pengangkat lainnya. Dan kait yang dipakai pada

perancangan ini adalah kait tunggal.

1. Kait Tunggal (Single Hook) / Kait Standar

Kait ini dibuat dengan cara ditempa pada cetakan rata atau tertutup.

Kait standar dapat mengangkat sampai 50 ton

2. Kait Ganda (Double Hook)

Kait ini dibuat dengan cara ditempa pada cetakan rata atau tertutup

Kait ganda dapat mengangkat mulai dari 25-100 ton Kait ganda didesain

dengan dudukan yang lebih kecil dari kait tunggal dengan kapasitas angkat

yang sama

17

3. Kait Mata Segitiga (Triangular Hook)

Kait mata segitiga digunakan pada crane untuk mengangkat

muatan diatas 100 ton.

Sebagai data perbandingan atau dasar perencanaan kait ini, di bawah ini

tercantum spesifikasi kait yang ingin direncanakan adalah:

Gambar 3.1 kait(sumber : http://www.nobles.com.au/Products/Lifting-Rigging/Hooks/Crosby-Shank-Hooks )

Keterangan gambar :

Working load limit : alloy 37 ton

Hook idenfication PC 319A/ PA 319B

D = 14.06 inch = 357.124 mm

F = 5.38 inch = 136.652 mm

G = 4.56 inch = 115.824 mm

H = 5.00 inch = 127 mm

J = 4.15 inch = 107.95 mm

K = 3.62 inch = 91.948 mm

L = 32.12 inch = 815.848 mm

M = 3.62 inch = 91.948 mm

O = 3.25 inch = 82.55 mm

http://www.nobles.com.au/Products/Lifting-Rigging/Hooks/Crosby-Shank-Hooks

18

P = 11.38 inch = 289.052 mm

I = 12.56 inch = 319.024 mm

T = 4.75 inch = 120.65 mm

X = 4.00 inch = 101.6 mm

Y = 15.00 inch = 381 mm

Z = 4.00 inch = 101.6 mm

Kait yang di gunakan adalah kait tempa standar.

kait tunggal untuk kapasitas angkat 30 ton.

Kait di rencanakan dari bahan baja tuang St 20.

Bentuk kait sudah di rancang menurut keperluan dan sudah

dinormalisasi menurut N 703 dari Negara Belanda atau DIN 687 dari

Negara Jerman.

3.6 Pembuatan Model

Kait yang akan di simulasikan adalah jenis alloy steel ( SS ) , normalized

adapun format penggambaran yang dilakukan, dan juga di bantu dengan format

lain di antaranya : jpeg, SW dwg. E-drawing, dan masih banyak jenis format

penggambaran lainnya. Semua hasil dari penggambaran yang terdapat dalam

skripsi ini murni memakai software solidworks 2012 dan tidak memakai bantuan

software lainnya. bisa di lihat hasil dari penggambaran di bawah ini dengan

memakai software solidworks 2012. Setelah membuat model kait, langkah

selanjutnya yang kita lakukan adalah pemberian beban pada material sebesar 30

ton, dapat di perhatikan model yang di buat memang belum sempurna, karena

langkah penggambaran dalam solidworks dibagi menjadi beberapa bagian

penggambaran dimana dalam setiap melakukan penggambarannya membutuhkan

ketelitian, sehingga apa yang kita gambarakan menyerupai gambar aslinya.

Perbedaan Solidworks dengan software CAD lainnya seperti Auto Cad adalah

pada bagian awal pembuatannya, dimana autocad memerlukan konsentrasi pada

koordinat awal, lain halnya dengan solidworks yang hanya memerlukan imajinasi.

Sehingga kita tidak membutuhkan waktu yang lama untuk proses penggambaran

suatu model.

19

Gambar 3.2 model 3D tampak atas, kiri, kanan, depan kait menggunakan

solidworks 2012.10

3.7 Pemilihan Material

Tahap selanjutnya adalah pemilihan material pada kait. Pemilihan jenis

material tidak boleh salah dan dengan panduan yang telah ditetapkan oleh badan

standarisasi. Safety Faktor yang tidak boleh diabaikan acuannya. Karena berkaitan

dengan faktor keamanan saat melakukan pekerjaan, sehingga dalam

pengoperasiannya kait aman untuk digunakan.

Gambar 3.3 pemilihan material untuk kait pada solidworks 2012.11

Untuk gaya yang akan diberikan 300000 N = 30 ton bisa di lihat untuk

daerah yang berwarna kuning menandakan akan terja dilengkungan plastis dimana

semakin besar gaya pressure, maka akan semakin bengkok daerah yang berwarna

kuning. Untuk daerah yang berwarna biru adalah daerah titik aman, dimana

daerah tersebut tidak mengalami perubahan fisik pembengkokan atau pun patah, 10 Software Solidworks 201211 ibid

20

hal ini di sebabkan karena daerah yang terjadi pembengkokan adalah daerah yang

bersinggungan dan bergesekan langsung dengan beban atau material yang di

angkat.

Gambar 3.4 nilai tegangan.12

Dalam menggunakan software solidworks, proses meshing hanya dapat

dipakai apabila bahan tersebut terbuat dari besi, baja, dan sejenisnya, sedangkan

pilihan material yang di luar dari pada bahan tersebut, seperti : karet, plastic, hasil

meshing tidak bias sepenuhnya sempurna. Pada gambar diatas dapat kita lihat

warna merah dan biru seperti yang terdapat pada kolom dimana pada kolom yang

berwarna merah menandakan daerah tersebut akan mengalami patah secara

perlahan, sedang kan daerah yang berwarna biru menandakan daerah tersebut

tidak mengalami perubahan seperti daerah yang berwarna merah. Pada warna

lainnya seperti : orange, kuning, hijau itu adalah daerah yang mengalami

perubahan struktur secara perlahan. Apabila model di berikan beban yang terlalu

besar maka warna pada bagian tersebut juga akan berbeda dan akan terjadinya

perubahan pada kait atau model pada solidworks ini. Untuk sementara kita

perhatikan sejenak gambar tadi, tampak kolom sebelah kiri adalah nama dan jenis

12 Software Solidworks 2012

21

bahan yang biasa digunakan untuk membuat sebuah material. dimana model yang

di gunakan adalah SI ( standart international ) dengan kategori steel dan nama

material yang digunakan Aloy Steel (SS) Kita perhatikan dengan seksama pada

kolom di kanan bawah, properties dari bahan AISI Aloy Steel (SS) Seperti yang

telah dibahas sebelumnya, pemberian material tidak boleh sembarangan di

karenakan SF ( safety factor ) yang menjadi panduan sudah merupakan

standarisasi internasional dan tidak boleh dilanggar dari ketentuan standar

tersebut.

3.8 Set Up Simulasi

Setelah kita selesai membuat model kait dan memasukan data kedalam proses

meshing, maka kita dapat melanjutkan ke tahapan selanjutnya yaitu set up

simulasi pada solidworks dengan metode solidworks simulation. Adapun metode

ini hanya mengaktifkan run and play, marilah kita memulai set up nya, pertama

kita masuk kedalam menu solidworks, lalu pilih menu solidworks simulation.

Gambar 3.5 pemilihan gaya yang akan di berikan pada kait.13

13 Software Solidworks 2012

22

Gambar 3.6 pemberian fixture.14

Gambar 3.7 pemberian external load.15

Gambar 3.8 hasil proses meshing pada kait16

1. Pilih atau klik simulation pada toolbar solidworks14 Software Solidworks 201215 ibid16 ibid

23

2. Tentukan bagian fixture atau bagian tetap dimana kait menempel pada

dudukan atau tahanan

3. Tentukan external load pada bagian yang bersinggungan dengan beban

yang diangkat

4. Berikutnya langka meshing

5. Tanda panah menandakan pemberian beban pada kait

6. Tanda hijau menandakan tumpuan kait

Pastikan langkah – langkah yang diatas dilakukan dengan benar karena

apabila terjadi kesalahan maka simulation pada solid works tidak akan bekerja

atau eror. Apabila semua sudah dilakukan dengan benar maka kita bisa klik

play - result pada toolbar solid works.

Gambar 3.9 model kait setelah di simulasikan klik play – result17

3.9 Analisa Gaya Pada Kait

Dalam perencanaan ini beban yang akan direncanakan adalah

sebesar 30 ton. Maka besar beban yang akan diberikan pada kait yaitu

adalah:

QT = Q0 + Q1

Dimana :

QT = beban total (ton)

Q0 = beban angkat rencana

Q1 = beban puli kait…18

Maka besar gaya yang terjadi adalah:17 Software solidwork 201218 http://www.dinaksa.com/en/hook-block-weigh-crane-lifting gears/hookblockweighcranewithtosheave

http://www.dinaksa.com/en/hook-block-weigh-crane-lifting

24

F = QTx g

Karena pada software penggunaan beban menggunakan

besaran gaya yaitu newton bukan besaran massa, maka untuk

memudahkan dalam perhitungan penulis mengansumsikan bahwa

besar QT = F dengan menggunakan satuan gaya yaitu sebesar

295526.25 Newton.

3.9.1 Analisa Perhitungan Tegangan Izin Bahan

Dalam perencanaan ini, jenis kait yang digunakan adalah kait

tunggal karena beban yang diangkat masih dalam batas kemampuan

kait tunggal 30 ton. Bahan kait di digunakan adalah AISI Alloy Steel (

SS ) dengan sifat material sebagai berikut :

Tabel spesifikasi baja AISI Alloy Steel (SS)….19

Elastic modulus : E = 210000 N/mm2

Poisson ratio : G = 0.28 N/A

Shear modulus : V = 7900 N/mm2

Mess density : B j = 7700 N/mm2

Ultimate strength : σu = 723.83 N/mm2

Yield strength : σy = 620.42 N/mm2

Maka tegangan izin bahan adalah :

σizin = σu

k….20

Setelah didapatkan tegangan izin dari bahan maka langkah

selanjutnya adalah menentukan dimensi kait yang akan digunakan

pada beban angkat 30 ton. Dimana dimensi kait yang digunakan

sesuai dengan tabel kait tunggal pada buku syamsir muin halaman

333, yaitu dengan spesifikasi sebagai berikut:

3.9.2 Analisa Perhitungan Kekutan Kait Pada Batang Berulir

Mencari d1 dengan menggunakan rumus :

19 Solidwork 2012, Material properties 20 Gere & Timoshenko. Mekanika bahan. Edisi kedua versi SI jilid 1. Rumus (1-13) hal 30

25

d1 = 0,8 x d…21 ( element mesin hal 296 )

Setelah diameter inti diketahui sebesar 100 mm, maka

tegangan tarik yang terjadi pada daerah berulir dengan rumus:

σtarik =QTotal

π4

. d12 ….22

Mencari besar tegangan yang terjadi pada permukaan batang

ulir dengan rumus:

σtekan = QT ∙ t

π4

∙(d2−d12) ∙H (N/mm2)….23

3.9.3 Analisa Perhitungan Kekuatan Penampang Kritis I dan II

Pada kait tunggal dengan beban 30 ton maka besar kekuatan

yang ditimbulkan pada penampang kritis I dan II adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.10 penampang kritis I – II

Dimana luas penampang I – II menggunakan rumus:

A=h2

×(b1+b2)….24

Dimana :

A : luas penampang

h : tinggi/panjang penampang I – II

b1 : lebar penampang I - II serat terluar

21 Ir. Sularso,MSME. Elemen mesin. hal 29622 Ir. Syamsir A. muin. Pesawat pesawat pengangkat. Rumus 4.4 hal 15623 Ibid.Rumus 4.5 hal 12524 Ibid.Rumus 4.14 hal 163

26

b2 : lebar penampang I – II serat terdalam

Nilai sumbu netral relative terhadap pusat massa pada

penampang I – II untuk bagian terdalam menggunakan rumus:

n=b1

b2 …25

Maka besar e1 adalah:

e1=n+2n+1

× h3 ….26


penampang I – II untuk bagian terluar adalah:

n1=b2

b 1….27

dan, besar e2adalah:

e2=n1+2n1+1

× h3 …28

Maka tegangan geser yang terjadi pada penampang kritis I-II

menggunakan rumus :

σ= FA ….29

Menentukan factor x yang tergantung pada penampang dan

kelengkungan kait netral menggunakan rumus.

x = sn1+7

3× (n1+1 )2∙ [(1.5n – 0.5) x (0.109861 – (n – 1)] – 1….30

Mencari tegangan tarik maksimum pada bagian terdalan dan

terluar pada penampang I – II dengan rumus:

σI = FA

∙ 1x

∙2× e1

a<σizin….31

25 N.Rudenko. Mesin Pengangkat. Hal 8726Ibid .Hal 8727Ibid .Hal 8728Ibid. Hal 8729 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Rumus 4.14c. hal 16430 N.Rudenko. Mesin Pengangkat. Rumus 63. Hal 87.31 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Hal 166.

27

Mencari tegangan tarik maksimum bagian terluar dengan rumus

σII = FA

∙ 1x

∙e2

a2+h

< σizin….32

3.9.4. Analisa Perhitungan Kekuatan Penampang Kritis III dan IV


yang ditimbulkan pada penampang kritis III dan IV adalah sebagai

berikut:

Gambar 3.11 Penampang kritis III - IV

Mencari luas penampang III– IV menggunakan rumus:

A=h2

×(b1+b2)…33

Dimana :

A : luas penampang

h : tinggi/panjang penampang III – IV

b1 : lebar penampang III - IV serat terluar

b2 : lebar penampang III – IV serat terdalam

Mencari luas penampang kritis III - IV dengan rumus:

A III− IV=h2

×(b1+b2)…34

Mencari nilai sumbu netral relative terhadap pusat massa pada

penampang I – II untuk bagian terdalam menggunakan rumus:

32 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Hal 166.33 Ibid. Rumus 2.14.Hal 163.34 Ibid. Rumus 4.14. hal 163.

28

n=b1

b2….35

Dan mencari besar e1 menggunakan rumus:

e1=n+2n+1

× h3 ….36

Mencari nilai sumbu netral relative terhadap pusat massa pada

penampang I – II untuk bagian terluar menggunakan rumus:

n1=b2

b 1….37


e2=n1+2n1+1

× h3 ….38


menggunakan rumus:

σ= FA ….39


kelengkungan kait netral menggunakan rumus.

x = sn1+7

3× (n1+1 )2∙ [(1.5n – 0.5) x (0.109861 – (n – 1)] – 1….40

Maka tegangan tarik maksimum pada bagian terdalan dan

terluar pada penampang I – II menggunakan rumus:

σIII = FA

∙ 1x

∙2× e1

a<σizin…41

Tegangan tarik maksimum bagian terluar menggunakan rumus.

σIV = FA

∙ 1x

∙e2

a2+h

< σizin….42

35 Ibid. Hal 158.36 Ibid.Rumus 4.143 hal 163.37Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Hal 158.38 Ibid. Rumus 4.14. hal 16339 Ibid. Rumus 4.14c. hal 16440 Ibid. Rumus 4.6. hal 15741 Ibid. Rumus. 4.17 hal 16842 Ibid. Rumus. 4.17a hal 168

29

30

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Perhitungan Kekuatan Kait

Dalam analisa perhitungan kekuatan kait, dalam perhitungan kait

tunggal bagian - bagian yang mendapatkan tegangan terbesar adalah pada

bagian yang berulir. Dalam perencanaan ulir yaitu dengan menggunakan

bentuk ulir trapesium agar dapat menahan beban yang berat. Pada gambar 4.1

adalah bentuk ulir trapesium yang dipakai pada kait.

Gambar 4.1 bentuk – bentuk ulir pada kait ( a ) ulir trapesium ( b ) ulir gergaji 43

Dalam perencanaan kait perhitungan terbagi dalam beberapa bagian, yaitu

adalah sebagai berikut:

1. Analisa perhitungan tegangan izin bahan

2. Analisa perhitungan kekuatan kait pada batang berulir

3. Analisa perhitungan kekuatan penampang kritis I dan II

4. Analisa perhitungan kekuatan penampang kritis III dan IV

Pembagian perhitungan ini dimaksudkan untuk mempermudah dalam

melakukan perhitungan perencanaan kait.

43 N. Rudenko, mesin pengangkat hal 86

31

4.1.1. Analisa Gaya Pada Kait

Dalam perencanaan ini beban yang akan direncanakan adalah

sebesar 30 ton. Maka besar beban yang akan diberikan pada kait yaitu

adalah:

QT = Q0 + Q1

= 30 ton + 0.125 ton

= 30.125 ton

Dimana :

QT = beban total (ton)

Q0 = beban angkat rencana

Q1 = beban puli kait

Maka besar gaya yang terjadi adalah:

F = QTx g

= 30125 kg x 9.81 m/s2.

= 295526.25 N.

Karena pada software penggunaan beban menggunakan

besaran gaya yaitu newton bukan besaran massa, maka untuk

memudahkan dalam perhitungan penulis mengansumsikan bahwa

besar QT = F dengan menggunakan satuan gaya yaitu sebesar

295526.25 Newton.

4.1.2. Analisa Perhitungan Tegangan Izin Bahan

Dalam perencanaan ini, jenis kait yang digunakan adalah kait

tunggal karena beban yang diangkat masih dalam batas kemampuan

kait tunggal 30 ton. Bahan kait di digunakan adalah AISI Alloy Steel (

SS ) dengan sifat material sebagai berikut :

32

Tabel 4.1 spesifikasi baja AISI Alloy Steel (SS)44

Elastic modulus : E = 210000 N/mm2

Poisson ratio : G = 0.28 N/A

Shear modulus : V = 7900 N/mm2

Mess density : B j = 7700 N/mm2

Ultimate strength : σu = 723.83 N/mm2

Yield strength : σy = 620.42 N/mm2

Maka tegangan izin bahan adalah :

σizin = σu

k….45

= 723,83 N /mm2

4

= 180.96 N/mm2

Setelah didapatkan tegangan izin dari bahan maka langkah

selanjutnya adalah menentukan dimensi kait yang akan digunakan

pada beban angkat 30 ton. Dimana dimensi kait yang digunakan

sesuai dengan tabel kait tunggal pada buku syamsir muin halaman

333, yaitu dengan spesifikasi sebagai berikut:

Tabel 4. 2. Spesifikasi kait tunggal.

44 Solidwork 2012, Material properties 45 Gere & Timoshenko. Mekanika bahan. Edisi kedua versi SI jilid 1. Rumus (1-13) hal 30

33

Gambar 4.2. Dimensi kait tunggal.46

4.1.3. Analisa Perhitungan Kekutan Kait Pada Batang Berulir

Setelah diketahui besar diameter luar (d0) batang kait sebesar

125 mm, maka besar diameter inti (d1) adalah:

d1 = 0,8 x d ….47

= 0,8 x 125 mm= 100 mm

Setelah diameter inti diketahui sebesar 100 mm, maka

tegangan tarik yang terjadi pada daerah berulir adalah :

σizin tarik =QTotal

π4

. d12 ….48

= 295526,25

π4

× 1002

= 37.627571 N/mm2.

46 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Lampiran. Hal 33347 SULARSO. Elemen mesin. hal 29648 Ir. Syamsir A. muin. Pesawat pesawat pengangkat. Rumus 4.4 hal 156

34

Tegangan aman στ tidak boleh melebihi 500 kg/cm2 untuk baja

20. Maka tinggi minimum kait ditentukan oleh tegangan tekan yang

diizinkan pada ulir diperoleh sebagai berikut:

H = QT ∙t

π4

∙(d02−d1

2) ∙ p….49

= 295526,25 ∙0.635

π4

∙(12.52−102) ∙350

= 12.1364 cm = 121.364 mm

Dimana:

p = tegangan tekan aman baja dengan baja yaitu sebesar

300 s/d 350 kg/cm2 29.42 N/mm2 s/d 34.3233

N/mm2

Maka besar tegangan yang terjadi pada permukaan batang ulir

adalah:

σtekan ulir = QT ∙t

π4

∙(d02−d1

2) ∙ H < p…

= 295526,25 ∙6.35

π4

∙(1252−1002) ∙121.364 < P

= 3.5 N/mm2.

Karena tegangan tekan yang terjadi pada permukaan batang

berulir sebesesar 3.5 N/mm2 dan masih berada dibawah batas aman

tegangan tekan baja dengan baja, maka ulir yang direncanakanan

aman untuk digunakan

4.1.4. Analisa Perhitungan Kekuatan Penampang Kritis I dan II


yang ditimbulkan pada penampang kritis I dan II adalah sebagai

berikut:

49 Ir. Syamsir A. muin. Pesawat pesawat pengangkat. Rumus 4.5 hal 125

35

Gambar 4.3 penampang kritis I – II

Dimana luas penampang I – II adalah:

A=h2

×(b1+b2)….50

Dimana :

A : luas penampang

h : tinggi/panjang penampang I – II

b1 : lebar penampang I - II serat terluar

b2 : lebar penampang I – II serat terdalam

diketahui:

h : 205 mm

b1 : 70 mm

b2 : 175 mm

Maka luas penampang kritis I - II adalah:

A=h2

×(b1+b2)….51

A=2052

×(70 mm+175 mm)

A=25112.5mm


penampang I – II untuk bagian terdalam adalah:

50 Ir. Syamsir A. muin. Pesawat pesawat pengangkat. Rumus 4.14 hal 163.51Ibid. Rumus 4.14 hal 163

36

n=b1

b2….52

n = 70 mm

175 mm

= 0.4


e1=n+2n+1

× h3 ….53

e1=0,4+20,4+1

× 2053

e1=117,143mm


penampang I – II untuk bagian terluar adalah:

n1=b2

b 1….54

n1 = 175 mm70 mm

= 2.5


e2=n1+2n1+1

× h3 ….55

e1=2,5+22,5+1

×205

e2=87,857143 mm


adalah :

σ= FA ….56

52 N.Rudenko. Mesin Pengangkat. Hal 8753Ibid Hal 8754 Ibid Hal 8755 Ibid Hal 87.56 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Rumus 4.14c. hal 164.

37

¿ 295526,25 N25112,5 mm2

¿11,7681 N /mm2


kelengkungan kait netral.

x = sn1+7

3× (n1+1 )2∙ [(1.5n – 0.5) x (0.109861 – (n – 1)] – 1….57

=( s× 0,4 )+73× (0,4+1 )2

∙[((1.5 x 0.4) – 0.5) x (0.109861 – (0.4 – 1)] – 1

= 0.1324315389421

Maka tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam dan

terluar pada penampang I – II adalah :

σI = FA

∙ 1x

∙2× e1

a<σizin bahan…..58

= 295526,25

25112,5∙ 10,13243154

∙ 2×117,143205 < 180.96 N/mm2.

= 101.556368773 N/mm2 < 180.96 N/mm2.

Tegangan tarik maksimum bagian terluar.

σII = FA

∙ 1x

∙e2

a2+h <σizin bahan. ….59

= 295526,25

25112,5∙ 10,13243154

∙ 87,857143205

2+205 < 180.96 N/mm2.

= 25.3890613 N/mm2 < 180.96 N/mm2.

Karena tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam dan

terluar pada penampang I sebesesar 101.55636873 N/mm2 dan

57 N.Rudenko. Mesin Pengangkat. Rumus 63. Hal 87.58 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Hal 166.59 Ibid Hal 166.

38

penampang II sebesar 25.3890613 N/mm2 masih berada dibawah

batas tegangan izin bahan 180.96 N/mm2.

4.1.5. Analisa Perhitungan Kekuatan Penampang Kritis III dan IV


yang ditimbulkan pada penampang kritis III dan IV adalah sebagai

berikut:

Gambar 4.4. Penampang kritis III - IV

Dimana luas penampang III– IV adalah:

A=h2

×(b1+b2)….60

Dimana :

A : luas penampang

h : tinggi/panjang penampang III – IV

b1 : lebar penampang III - IV serat terluar

b2 : lebar penampang III – IV serat terdalam

diketahui:

h : 180 mm

60 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Rumus 2.14.Hal 163.

39

b1 : 85 mm

b2 : 140 mm

Maka luas penampang kritis III - IV adalah:

AIII – IV = h2

∙ b1 + b2…61

= 180 mm

2∙ (85 mm + 140 mm)

= 20250 mm


penampang III – IV untuk bagian terdalam adalah:

n0 = b1

b2….62

= 85 mm

140 mm

= 0.61


e1=n+2n+1

∙ h3 ....63

e1=0.61+20.61+1

∙ 1803

e1=97.2671 mm


penampang III – IV untuk bagian terluar adalah:

61 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Rumus 4.14. hal 163.62 Ibid Hal 158.63Ibid Rumus 4.143 hal 163.

40

n1 = b2

b2….64

= 140 mm85 mm

= 1.65


e2=n1+2n1+1

× h3 ….65

e1=1.65+21.65+1

∙ 1403

e2=82.64151 mm

Maka tegangan geser yang terjadi pada penampang kritis III -

IV adalah :

σ= FA ….66

¿ 295526,25 N20250 mm2

¿14.594 N /mm2


kelengkungan kait netral.

x= 5 n1+7

3× (n1+1 )2∙ [(1.5n – 0.5) x (0.109861 – (n – 1)] – 1…..67

=(5 ∙0.61 )+73∙ (0.61+1 )2

∙[((1.5 · 0.61) – 0.5) · (0.109861 – (0.61 – 1)] – 1

= 0.523

64 Ibid Hal 158.65 Ir. Syamsir A. Muin. Mesin mesin pengangkat. Rumus 4.14. hal 163.66 ibid Rumus 4.14c. hal 164.67 Ibid Rumus 4.6. hal 157.

41

Maka tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam dan

terluar pada penampang III – IV yaitu adalah:

Tegangan tarik maksimum bagian terdalam:

σIII = FA

∙ 1x

∙2× e1

a < σizin bahan.

= 295526,25

20250∙ 10,523

∙ 2∙97.2671180 < 180.96 N/mm2.

= 30.157 N/mm2 < 180.96 N/mm2.

Tegangan tarik maksimum bagian terluar.

σIV = FA

∙ 1x

∙e2

a2+h < σizin bahan.

= 295526,25

20250∙ 10.523

∙ 82.641511802

+180 < 180.96 N/mm2.

= 8.541 N/mm2 < 180.96 N/mm2.

Karena tegangan tarik maksimum pada bagian terdalam dan

terluar pada penampang I sebesesar 30.157 N/mm2 dan penampang II

sebesar 8.541 N/mm2 masih berada dibawah batas tegangan izin

bahan 180.96 N/mm2.

4.2. Analisa Perencanaan Kait Pada Software Solidwork 2012.

4.2.1. Pembuatan Model Kait

Pada pembuatan model kait terdapat langkah – langkah kerja

yang harus dilakukan untuk merencanakan kait sesuai dengan ukuran

dan bentuk yang diinginkan. Perencanaan ini dilakukan dalam

beberapa langkah, yaitu adalah:

1. Penggambaran dasar

Merupakan langkah dasar dalam pembuatan dimensi kait

yang akan direncanakan dan biasanya dimensi gambar

disesuaikan dengan literature yang ada. Berikut merupakan

42

gambaran dasar dalam membuat kait pada software solidwork

2012.

Gambar 4.5.Proses awal pembuatan kait 2d menggunakan

solidworks 2012 68

Dimana nilai – nilai yang digunakan dalam pembuatan

kait ini adalah sesuai dengan lampiran 1 pada buku pesawat –

pesawat pengangkat karangan syamsir muin halaman 83. Setelah

gambaran dasar telah selesai dibuat maka langkah selanjutnya

adalah memotong (trim) garis – garis yang tidak diperlukan agar

gambar menjadi seperti gambar kait seperti terlihat pada gambar

berikut.

68Software Solidwork 2012

43

Gambar 4.6.Dimensi bentuk kait setelah selesai di trim pada

solidworks 2012 69

Setelah dimensi bentuk kait telah selesai di gambar, maka

langkah selanjutnya adalah pembuatan penampang kritis I – II

dan penampang kritis III – IV. Berikut merupakan pembuatan

dimensi penampang kait I – II dan III – IV.

Gambar 4.7. Dimensi penampang kritis I – II pada kait.70

Gambar 4.8. Dimensi penampang kritis III – IV pada kait.71

2. Pembentukan gambar padat

Setelah penggambaran dasar pada kait selesai dilakukan,

maka langkah selanjutnya adalah merubah gambar 2 dimensi

menjadi 3 dimensi agar bentuknya terlihat seperti bentuk aslinya.

69ibid70Software Solidworks 201271ibid

44

Berikut merupakan langkah – langkah pembuatan gambar 2D

menjadi 3D pada kait:

Pada batang kait pilih menu extrude pada solidwork 2012

kemudian masukkan input sebesar yang diinginkan kemudian

pilih ok. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini

Gambar 4.9. Pembentukan 3D pada tangkai kait. 72

Kemudian setelah batang kait telah dibentuk maka

langkah selanjutnya adalah membentuk solid pada bagian kait

yang lainnya dengan menggunakan fitur lofted boss pada software

solidwork 2012. Seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar 4.10. Proses 1 pembentukan gambar solid pada badan

kait73

72 Software Solidwork 201273 ibid

45


kait.74


kait.75

Gambar 4.13.Proses 4 pembentukan gambar solid pada badan

kait.76

74 Software solidwork 201275 ibid76 ibid

46


kait menggunakan fitur dome.77

Setelah semua proses dilakukan gambar kait dapat dilihat

dalam empat pandangan yaitu pandangan depan, pandangan

samping, pandangan atas, dan pandangan isometric. Seperti

terlihat pada gambar berikut

Gambar 4.15. Desain kait dalam empat pandangan. (depan,

samping, atas, dan isometric).78

4.2.2. Analisa Distribusi Tegangan Pada Kait

Setelah pembentukan kait menjadi bentuk yang padat atau

solid, maka langkah selanjutnya adalah melakukan simulasi

pembebanan pada kait dengan menggunakan software solidwork

77 Software Solidwork 201278 ibid

47

2012. Pada kaitdistribusi tegangan yang akan dianalisa terbagi

menjadi 2 jenis yaitu adalah:

1. Tegangan yang terjadi pada permukaan batang ulir.

2. Tegangan yang terjadi pada badan kait.

Dalam melakukan distribusi tegangan pada kait terdapat

langkah – langkah yang harus dilakukan yaitu adalah:

1. Pemberian tumpuan

Hal pertama yang harus dilakukan pada simulasi

pembebanan pada kait adalah menentukan tempat tumpuan

benda yang akan dilakukan simulasi. Pada kait pada permukaan

bawah dari ulir yang menjadi tempat titik tumpuan. Seperti

terlihat pada gambar berikut:

Gambar 4.16. Proses pemberian tumpuan pada kait berada pada

permukaan bawah dari ulir.79

2. Pemberian beban

Setelah proses pemberian tumpuan telah selesai dilakukan,

maka langkah selanjutnya adalah proses pemberian beban, karna

pada kait proses distribusi tegangannya ada dua maka pemberian

beban pada kait dilakukan pada 2 tempat, yaitu pada permukaan

atas dari ulir dan pada bagian atas penampang kritis 3 dan 4.

Seperti terlihat pada gambar berikut:

79Software Solidwork 2012

48

Gambar 4.17. Proses pembebanan pada permukaan atas dari

ulir.80

Gambar 4.18. Proses pembebanan pada badan kait.81

3. Proses meshing

Proses meshing merupakan proses pemecahan struktur yang

terdapat dalam fixture solidwork. Pada kait meshing yang terjadi

adalah seperti terlihat pada gambar berikut.

80 Software solidwork 201281 ibid

49

Gambar 4.19. kait setelah dimeshing82

4. Hasil results simulasi pembebanan

Setelah proses mesh and run selesai, maka hasil simulasi

yang dilakukan akan terlihat seperti tegangan, lendutan atau

penambahan panjang benda, dan regangan. Berikut merupakan

hasil results yang terjadi pada pembebanan yang terjadi pada

kait.

Gambar 4.20. hasil results untuk tegangan pada ulir83

82 Software solidwork 201283 ibid

50

Gambar 4.21. hasil results untuk tegangan pada badan kait84

Gambar 4.22. hasil results untuk penambahan panjang pada

kait.85

Gambar 4.23. hasil results untuk nilai regangan yang terjadi

pada kait.86

84Software Solidwork 201285 ibid86 ibid

51

Pada hasil results simulasi yang dilakukan terhadap kait

didapatkan nilai – nilai tegangan yang terjadi pada kait adalah

sebagai berikut:

1. Tegangan yang terjadi pada permukaan batang ulir

didapatkan sebesar 3309028.3 N/m2 3.31 N/mm2.

2. Tegangan yang terjadi pada pembebanan terhadap badan

kait didapatkan sebesar 101102896 N/m2 101.1029

N/mm2. Dan nilai tersebut berada pada bagian penampang

kritis I – II dari badan kait.

4.3. Hasil Analisa Tegangan Kait Secara Teori dan Software

Setelah analisa perhitungan kekuatan pada kait dan simulasi

pembebanan kait pada software solidwork 2012 dilakukan, maka akan

didapatkan nilai tegangan yang terjadi pada kait. Kemudian nilai – nilai

tersebut akan dibandingkan besarannya apakah nilai yang dihasilkan dalam

perhitungan dengan hasil dari software akan sama besarnya atau berbeda, dan

factor – factor apa saja yang dapat mempengaruhi perbedaan besaran nilai

diantara ke duanya tersebut. Maka dalam hal ini pembahasan yang akan

dilakukan terhadap hasil perhitungan secara teori dan software solidwork

2012 akan dibagi dalam 2 jenis yaitu adalah:

1. Persentase selisih perhitungan teori dan software

2. Faktor – faktor yang mempengaruhi perbedaan.

4.3.1. Persentase Pelisih Perhitungan Teori dan Software

Persentaseselisih atau error digunakan untuk menentukan

besarnya perbedaan nilai yang terjadi pada suatu hasil penelitian.

Besarnya persentase selisih yang terjadi pada tegangan pada kait dan

ulir kait dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut:

Error % = hasil teori−hasil software

h asil software∗¿ 100% …87

87 Gere & Timoshenko. Mekanika bahan. Rumus 1.3. hal 13

52

Persentase selisih perhitungan teori dan software pada kait

terbagi dalam 2 jenis tegangan yaitu adalah sebagai berikut:

a. Tegangan pada permukaan ulir kait.

Pada perhitungan secara teori tegangan yang terjadi

pada permukaan ulir kait adalah sebesar 3.5 N/mm2, sedangkan

pada hasil simulasi software solidwork 2012 tegangan yang

terjadi pada permukaan ulir kait adalah sebesar 3.31 N/mm2.

Maka besarnya selisih antara keduanya adalah:

Error % = 3.5 N /mm2−3.31 N /mm2

3.31 N /mm2 ∗¿100 % = 5.7401812688822

%.88

Maka persentase selisih antara perhitungan secara teori

dan software untuk besar tegangan pada permukaan ulir adalah

5.7402 %.

b. Tegangan pada kait.

Pada perhitungan secara teori tegangan terbesar yang

terjadi adalah pada bagian penampang kritis I – II yaitu sebesar

101.556368773 N/mm2dan itu juga sama dengan nilai tegangan

yang dihasilkan oleh software tegangan terbesar terjadi pada

bagian penampang kritis I – II yaitu sebesar 101.102896 N/mm2.

Maka untuk itu persentase selisih yang terjadi antara

perhitungan teori dan hasil dari software akan menggunakan

hasil – hasil dari penampang kritis I – II, yaitu adalah:

Error % = 101.556368773 N /mm2−101.102896 N /mm2

101.102896 N /mm2 ∗¿100 %

= 0.4485259977123 %....89

Maka persentase selisih antara perhitungan secara teori

dan software untuk besar tegangan pada penampang kritis I – II

adalah sebesar 0.4485259977123 %.

88 Selisih hasil teoritis dan software tegangan permukaan ulir kait.Gere & Timoshenko. Mekanika bahan. Rumus 1.3. hal 1389 Ibib

53

Table 4.3 persentase selisih tegangan Von Misses pada kait

Tegangan tekan ulir

σtekan (N/mm2)

Tegangan maksimum

σMaks (N/mm2)

Hasil Teoritis 3.5 101.556368773

Hasil Software 3.31 101.102896

Persentase % 5.7402 %. 0.45 %

4.3.2. Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Nilai Perbedaan

Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi besarnya

nilai perbedaan yang terjadi pada hasil perhitungan secara teori dan

software, yaitu adalah:

1. Pembulatan hasil perhitungan pada perhitungan teori

2. Metode perumusan yang digunakan dalam perhitungan teori

tidak sama atau berbeda dengan yang digunakan pada

software.

3. Posisi peletakan beban pada benda kerja dapat mempengaruhi

besarnya nilai yang dihasilkan.

4. Kurangnya pemahaman penulis secara menyeluruh terhadap

penggunaan software solidwork 2012.

BAB V

54

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan perencanaan dan perhitungan yang telah di lakukan maka di dapatkan hasil – hasil sebagai berikut :

1. Solidworks adalah salah satu CAD software yang dibuat oleh

DASSAULT SYSTEMES digunakan untuk merancang part permesinan

atau susunan part permesinan yang berupa assembling dengan tampilan

3D untuk menampilkan part yang jadi part terlebih dahulu digambar

atau ditampilkan 2D untuk gambar proses permesinan

2. Dalam perencanaan ini beban yang akan direncanakan adalah sebesar

30 ton. Maka besar beban yang akan diberikan pada kait yaitu adalah

30.125295526.25 N. Karena pada software penggunaan beban

menggunakan besaran gaya yaitu newton bukan besaran massa.

3. Bahan yang digunakan dalam perencanaan kait adalah jenis AISI Alloy

Steel ( SS ), dengan tegangan tarik maksimum (σu) sebesar 723.83

N/mm2, dan tegangan luluh (σy) sebesar 620.42 N/mm2.

4. Tegangan izin bahan (σizin bahan) yang direncanakan didapatkan sebesar

180.96 N/mm2.

5. Didapatkan Besar diameter luar (d0) batang kait sebesar 125 mm, dan

besar diameter inti (d1) 100 mm.

6. Tegangan tarik yang terjadi pada daerah berulir didapatkan sebesar

37.627571 N/mm2.

7. Tinggi minimum kait didapat sebesar 12.1364 cm atau 121.364 mm.

8. Besar tegangan tekan aman baja dengan baja (p) digunakan 350 kg/cm2

atau sama dengan 34.3233 N/mm2.

9. Besar tegangan pada permukaan batang ulir yang direncanakan

didapatkan nilai sebesar 3.5 N/mm2.

10. Besar tegangan yang terjadi pada permukaan ulir pada software

solidwork 2012 didapatkan nilai sebesar 3.31 N/mm2.

11. Pada penampang kritis I – II didapatkan nilai sebagai berikut:

AI – II = 25112.5 mm2. x = 0.1324315389421

55

n0

n1

e1

e2

=

=

=

=

0.4

2.5

117.143 mm

87.86 mm

τ

σI

σII

=

=

=

11.7681 N/mm2.

101.55637 N/mm2.

25.4 N/mm2.

12. Pada penampang kritis III – IV didapatkan nilai sebagai berikut:

AIII – IV

n0

n1

e1

e2

=

=

=

=

=

20250 mm2.

0.61

1.65

97.2671 mm

82.64151 mm

x

τ

σIII

σIV

=

=

=

=

0.523

14.6 N/mm2.

30.157 N/mm2.

8.541 N/mm2.

13. Tegangan terbesar yang terjadi pada kait terjadi pada bagian dalam

penampang kritis I – II, yaitu σI sebesar 101.55637 N/mm2.

14. Tegangan terkecil yang terjadi pada kait terjadi pada penampang kritis

III –IV bagian terluar, yaitu pada σIV sebesar 8.541 N/mm2.

15. Pada simulasi software solidwork 2012 dengan beban 30 ton,

didapatkan tegangan terbesar terjadi pada bagian terdalam dari

penampang kritis I – II, yaitu sebesar 101.1029 N/mm2.

16. Pada simulasi software solidworks 2012 dengan beban 30 ton,

didapatkan tegangan terkecil dari kait sebesar 8.425 N/mm2.

17. Maka untuk itu persentase selisih yang terjadi antara perhitungan teori

dan hasil dari software akan menggunakan hasil – hasil dari penampang

kritis I – II di dapat nilai sebesar : 0.45 %.

5.2 Saran

1. Dalam dunia kerja industry sudah banyak di temukan penggunaan software dalam perancangan atau pembuatan model – model baru. Saya berharap penggunaan software dapat diterapkan di dunia pendidikan khususnya pada yang mengambil peminatan kontruksi perancangan.

2. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal dalam membandingkan hasil perhitungan teoritis dan software agar terlebih dahulu menguasai dasar perhitungan teoritisnya dan penggunaan softwarenya.

3. Dalam melakukan perencanaan sebuah konstruksi segala bentuk perhitungan yang akan direncanakan haruslah sesuai dengan batas aman yang telah ditentukan, agar aman dalam penggunaannya.

DAFTAR PUSTAKA

56

1. Rudenko, N. 1996. Mesin Pengangkat. Jakarta : Erlangga 2. Muin Syamsir. A, Pesawat Angkat, P.T Raya Grafindo Persada, Jakarta,

1995..3. Ir. Sularso, MSME, Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen

Mesin,Jakarta, 1997.4. S.P, Timoshenko and Gere. 2000. Mekanika Bahan Jilid 1. Jakarta : Erlangga.5. Sugiyono. Metode Penelitian Kuantitatif, Kuantitatif, dan R&D. Bandung.

Alfabeta 2009

57

LAMPIRAN

Lampiran 1

58

LAMPIRAN 2

59

Lampiran 3

60

61

Lampiran 4

Documents

BAB LENGKAP.docx