PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE

 PERANCANGAN OVERHEAD TRAVELLING CRANE 

Latar Belakang Masalah

Pembangunan di Indonesia tidak lepas dari proses manufaktur dan alat – alat berat. Kebutuhan alat – alat berat  semakin lama semakin meningkat sesuai dengan perkembangan zaman. Hal ini disebabkan oleh kemajuan teknologi dan pertumbuhan industri yang begitu pesat, dan juga karena pertumbuhan penduduk.

Kebutuhan akan alat – alat berat  ini membawa dampak positif berkembangnya perusahaan. Untuk membangun perusahaan tersebut maka dibutuhkan tenaga-tenaga yang terampil, yang lebih penting lagi, dibutuhkan mesin-mesin yang berguna untuk meringankan kerja manusia itu sendiri. Dalam hal ini, mesin-mesin yang dapat dijadikan alat untuk meringankan kerja manusia itu adalah alat pengangkat.

Dalam hal ini, salah satu alat pengangkat yang akan dibahas pada tulisan adalah Overhead Travelling Crane. Penggunaan Overhead Travelling Crane memerlukan rancangan yang seksama karena crane dipasang tetap (fixed installation) di lokasi yang tepat dengan jangka waktu yang lama. Dari posisi tetapnya, Overhead Travelling Crane harus mampu menjangkau semua area yang diperlukan untuk mengangkat beban yang diangkat ke tempat yang diinginkan.

Dalam perencanaan Crane, perancang harus mengetahui jenis-jenis komponen yang ada pada crane yang dirancang, baik nama komponen, ukuran maupun jumlah dari seluruh komponen yang terpasang, sehingga akan memudahkan dalam perawatan crane tersebut.

Setiap proses bongkar muat suatu material/barang dari suatu posisi ke posisi lain yang dilakukan secara aman dan ekonomis dengan menggunakan peralatan atau perkakas pendukung disebut dengan mekanika penanganan material (mechanical of materials handling).

Pemilihan mesin pemindah bahan yang tepat pada tiap-tiap aktivitas di atas, akan meningkatkan effesiensi dan daya saing dari aktivitas tersebut.

Mesin pemindah bahan dalam operasinya dapat diklasifikasikan atas :

1.   Pesawat Pengangkat

Pesawat pengangkat dimaksudkan untuk keperluan mengangkat dan memindahkan barang dari suatu tempat ke tempat yang lain yang jangkauannya relatif terbatas. Contohnya; Crane, elevator, lift, excalator dll.

2.   Pesawat Pengangkut

Pesawat pengangkut dapat memindahkan muatan secara berkesinambungan tanpa berhenti dan dapat juga mengangkut muatan dalam jarak yang relatif jauh. Contohnya; Conveyor.

       Karakteristik Umum Crane

a.   Digunakan untuk memindahkan beban dari variabel (horizontal dan vertikal) jalur dalam area terbatas

b.   Digunakan ketika ada tidak cukup (atau intermiten) volume aliran

c.   Memberikan fleksibilitas  lebih dalam gerakan dari conveyor

d.   Memberikan fleksibilitas dalam gerakan

e.   Beban ditangani lebih bervariasi sehubungan dengan bentuk dan berat

f.    Kebanyakan memanfaatkan crane untuk gerakan vertikal, meskipun manipulator dapat digunakan jika posisi yang tepat pada beban diperlukan

       Klasifikasi Crane

Menurut klasifikasinya mesin pemindah bahan jenis crane dapat dibagi

A.  Crane putar stasioner (stationer crane)

B.  Crane dengan lintasan rel (crane traveling on rail)

C.  Crane lapangan kasar (trackless crane)

D.  Crane lokomotif atau traktor rantai (locomotif or crow less)

E.  Crane tipe Jembatan (bridge type crane)

Yaitu :

A.  Crane putar stasioner (stationer crane), terdiri dari :

•     Crane lengan tetap (guyed boom crane)

•     Crane dinding (walljib crane)

•     Crane dengan lengan tetap (crane with turn table)

•     Derrick crane

•     Crane lengan (centillevier crane)

B.  Crane dengan lintasan rel (crane traveling on rail), terdiri atas :

•     Crane loteng (ciling mounted crane)

•     Crane rel mono (mono rail crane)

•     Crane menara (tower crane)

C.  Kran lapangan kasar (trackless crane), terdiri atas :

•     Crane gerobak (crane on power driven truck)

•     Crane gerobak tangan (crane on hand truck)

•     Crane mobil (truck mounted crane)

•     Crane traktor (tractor mounted crane)

D.  Crane lokomotif atau traktor rantai (locomotif or crow less), terdiri atas :

•     Crane sputter

•     Crane traktor rantai (crowler mounted crane)

E.  Crane tipe jembatan (bridge type crane), terdiri atas :

•     Crane palang (ginder crane)

•     Crane dengan lintasan atas berpalang tunggal (single ginder overhead traveling crane)

•     Crane jalan dengan lintasan atas berpalang ganda (overhead crane with double girder)

•     Crane dengan jembatan lintas (gantry and semy gantry crane) 

Overhead Travelling Cranes

Small Gantry Crane  

Portable Crane

    Dasar Pemilihan Crane

Pemilihan mesin crane yang tepat dan sesuai pada tiap-tiap aktivitas, akan meningkatkan effisiensi dan optimalisasi pekerjaan. Faktor-faktor teknis penting yang diperhatikan dalam menentukan pilihan jenis peralatan yang digunakan dalam proses pemindahan bahan, yaitu:

1.   Jenis dan sifat muatan yang akan diangkat.

Untuk muatan satuan (unit load): bentuk, berat, volume, kerapuhan, keliatan, dan temperatur. Untuk muatan curah       (bulk load): ukuran gumpalan, kecenderungan menggumpal, berat jenis, kemungkinan longsor saat dipindahkan, sifat mudah remuk (friability), temperatur dan sifat kimia.

2.   Kapasitas per jam yang dibutuhkan.

Kapasitas pemindahan muatan per jam yang hampir tak terbatas dapat diperoleh pada peralatan, seperti conveyor yang bekerja secara continue. Sedangkan pada peralatan lain yang mempunyai siklus kerja dengan gerak balik muatan kosong, akan dapat beroperasi secara efisien jika alat ini mempunyai kapasitas angkat dan kecepatan yang cukup tinggi dalam kondisi kerja yang berat, seperti truk dan crane jalan.

3.   Arah dan jarak perpindahan.

Berbagai jenis peralatan dapat memindahkan muatan ke arah horizontal, vertikal atau dalam sudut tertentu. Untuk gerakan vertikal diperlukan pengangkat seperti : crane, bucket elevator. Dan untuk gerakan horizontal diperlukan crane pada truk yang digerakkan mesin atau crane penggerak tetap, dan berbagai jenis conveyor.

4.   Cara menyusun muatan pada tempat asal, akhir, dan antara.

Pemuatan ke kendaraan dan pembongkaran muatan ditempat tujuan sangat berbeda, karena beberapa jenis mesin dapat memuat secara mekanis, sedangkan pada mesin lainnya membutuhkan alat tambahan khusus atau bantuan operator.

5.   Karakteristik proses produksi dalam pemindahan muatan.

Gerakan penanganan bahan berkaitan langsung dengan proses produksi. Misalnya : crane khusus pada pengecoran logam, penempaan dan pengelasan; conveyor pada pengecoran logam dan perakitan; pada permesinan dan pengecatan.

6.   Kondisi lokal yang spesifik.

Hal ini meliputi luas dan bentuk lokasi, jenis dan desain gedung, keadaan permukaan tanah, susunan yang mungkin untuk unit proses, debu, kelembaban lingkungan, adanya uap dan gas, dan temperatur.

Berdasarkan faktor-faktor teknis di atas yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan crane adalah berat, tinggi angkat maksimum, berat mesin yang ditopang struktur,                                               kecepatan angkat mesin, dan panjang kabel hoist drum, maka dipilihlah Overhead Travelling Crane sebagai alat yang tepat untuk memenuhi semua pertimbangan tersebut. Maka hanya Overhead Travelling Crane yang dibahas.

 Komponen Utama Overhead Traveling Crane 

Komponen-komponen utama dari Overhead Travelling Crane adalah :

1.   Trolli

Trolley berfungsi sebagai tempat bergantungnya spreader kait dan juga untuk menggerakkan spreader kait pada saat mengangkat dan menurunkan beban atau muatan.

2.   Motor Penggerak

Motor penggerak pada crane ada 3 yaitu motor penggerak drum, motor penggerak trolli, motor penggerak crane.

3.   Drum

Drum adalah alat yang berfungsi sebagai tempat untuk menggulung atau mengulur tali baja pada saat menaikkan atau menurunkan beban

4.   Puli dan Sistem Puli

Puli (kerekan) adalah alat yang, berfungsi sebagai jalur  tali baja.

5.   Tali Baja

Tali Baja adalah perlengkapan fleksibel yang berfungsi sebagai penarik atau pengulur spreader kait atau trolli.

6.   Kait (Hook)

Kait adalah alat sebagai tempat menggantungkan beban

7.   Kopling

Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip).

8.   Rem

Rem adalah alat yang digunakan untuk menghentikan pergerakan komponen mekanisme, baik pada mekanisme Hoisting, Travelling dan Traversing.

 Mekanisme Overhead Travelling Crane

Mekanisme dari Overhead Travelling Crane ini dapat dibagi atas 3 gerakan, yaitu:

a.   Gerakan Angkat dan Turun (Hoisting)

Gerakan mengangkat dan menurunkan beban ini diatur oleh kerja elektromotor yang berfungsi memutar drum yang akan menggulung tali baja. Tali baja ini akan menggerakkan puli agar rumah puli yang diujungnya memiliki kait (hook) akan bergerak naik-turun. Beban yang akan dipindahkan digantungkan pada kait. Bila posisinya telah sesuai dengan yang dikehendaki maka gerakan drum ini akan dihentikan oleh operator dengan menarik tuas (handle) yang terhubung dengan rem.

b.   Gerakan Travelling

Travelling adalah gerakan memanjang pada rel besi yang terletak pada permukaan tanah yang dilakukan melalui roda gigi transmisi. Dalam hal ini motor memutar roda jalan ke arah yang diinginkan (maju atau mundur) dan setelah jarak yang diinginkan tercapai, maka arus listrik akan terputus dan sekaligus rem bekerja.

c.   Gerakan Traversing

Gerakan ini juga diatur oleh elektromotor yang berfungsi untuk menggerakkan troli sesuai dengan arah yang diinginkan, dan gerakan ini juga dihentikan dengan memutuskan arus listrik pada elektromotor melalui tombol operator dan sekaligus rem bekerja.

    Komponen Hoisting

Beberapa komponen hoisting sebagai berikut:

1.   Tali Baja (Steel Wire Ropes)

2.   Puli (Pulley) dan Sistem Puli (Pulley System)

3.   Kait (Hooks)

4.   Drum

5.   Motor Penggerak

6.   Kopling

7.   Rem

   Tali Baja (Steel Wire Ropes)

Tali baja digunakan untuk mengangkat dan menurunkan beban pada gerakan hoist. Tali baja adalah tali yang dikonstruksikan dari kumpulan jalinan serat (steel wire). Beberapa serat (steel wire) dipintal hingga menjadi satu jalinan (strand), kemudian beberapa strand dijalin pada suatu inti (core) sehingga membentuk tali.

Tali baja banyak sekali digunakan pada mesin atau perlengkapan pesawat pengangkat. Hal ini dimungkinkan tali baja mempunyai keunggulan antara lain :

a.   Lebih ringan dibandingkan dengan rantai

b.   Lebih tahan terhadap sentakan

c.   Operasi yang tenang

d.   Menunjukkan tanda-tanda yang jelas bila putus

e.   Lebih fleksible

Konstruksi Serat Tali Baja

2.   Puli (Pulley) dan Sistem Puli (Pulley System)

Puli disebut juga kerek (katrol) yaitu cakra yang dilengkapi dengan tali atau rantai. Cakra merupakan suatu kepingan yang bundar disebut juga dengan disk, yang terbuat dari logam atau nonlogam. Pinggiran cakra tersebut diberi alur (groove) yang berfungsi untuk laluan tali untuk mentransmisikan gerak dan gaya.

Puli ada dua macam, yaitu Puli tetap (Fixed Pulley) dan Puli bergerak (Movable Pulley)

a.   Puli Tetap (Fixed Pulley)

Puli yang terdiri dari cakra dan tali atau rantai yang dilingkarkan pada alur pada bagian atasnya yang salah satunya digantungi beban, sedangkan ujung lainnya ditahan atau ditarik.

b.   Puli Bergerak (Movable Pulley)

Puli bergerak mempunyai cakra yang bebas pada poros yang bebas pula. Tali atau rantai dilingkarkan dalam alur pada bagian bawah. Salah satu ujung tali diikatkan tetap dan ujung lainnya ditahan atau ditarik pada waktu pengangkatan, beban digantungkan pada kait (hook) yang tergantung pada poros.

Sistem puli adalah kombinasi dari beberapa puli tetap den puli bergerak atau terdiri dari beberapa cakra puli. Ada dua jenis sistem puli, yaitu :

·       Sistem puli yang menguntungkan pada gaya

·     Sistem puli yang menguntungkan pada kecepatan

Sistem puli yang menguntungkan pada gaya banyak dipakai pada pesawat-pesawat pengangkat, sedangkan pada sistem puli yang menguntungkan pada kecepatan banyak dipakai pengangkatan secara hidrolik dan pneumatik.

   Kait (Hooks)

Kait digunakan untuk menggantungkan beban yang akan diangkat. Kait umumnya mempunyai penampang trapesium dibagian dalam dibuat lebih lebar daripada bagian luar. Bentuk penampang trapesium selain untuk menghemat pemakaian bahan dan desain yang lebih sederhana, juga untuk mengantisipasi terjadinya tegangan yang lebih besar pada sisi dalam.

  Kait (Hooks)

   Drum

Drum pada operasi pengangkatan dipergunakan untuk menggulung tali. Untuk drum yang digerakkan mesin maka drum dilengkapi dengan alur spiral (helical groove), sehingga tali akan tergulung secara merata dan mengurangi gesekan sehingga keausan berkurang. Pada perencanaan ini drum memiliki dua alur, yaitu spiral kiri dan alur spiral kanan.

  Drum

  Motor Penggerak

Tenaga penggerak yang dapat digunakan dalam perancangan suatu pesawat pengangkat ada bermacam – macam jenis, antara lain :

a.   Penggerak daya hidrolik

b.   Penggerak daya pneumatik

c.   Penggerak daya mesin uap

d.   Penggerak daya motor bakar

e.   Penggerak daya motor listrik

 

 Motor Penggerak

   Kopling

Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi meneruskan daya dan putaran dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada suatu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya.

Kopling Flens Kaku 

  Rem

Pada pesawat pengangkat rem tidak hanya dipergunakan untuk menghentikan mekanisme tetapi juga untuk menahan beban pada waktu diam dan mengatur kecepatan pada saat menurunkannya. Fungsi utama rem adalah menghentikan putaran poros, mengatur putaran poros dan juga mencegah putaran yang tidak di kehendaki. Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan