Tugas Akhir

TUGAS RANCANG Judul : PERANCANGAN FORKLIFT ELEKTRIK KAPASITAS ANGKAT 2.000 Kg

DI SUSUN OLEH NAMA

: MUCHAMMAD NURUL MUNIF

NPM

: 15271015095

PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN STRATA SATU

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BUDI UTOMO JAKARTA 2018

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang Di dalam lingkungan kita, terdapat sebuah kebutuhan untuk memindahkan sebuah benda dari tempat semula ke tempat tujuan yang diinginkan. Di tempat kerja contohnya, pada area pembangunan, perindustrian, pelabuhan, dan di area-area serupa lainnya, diperlukan sebuah peralatan-peralatan khusus untuk memindahkan bahanbahan dengan berbagai jenis bentuk dan ukuran yang tidak memungkinkan dipindahkan dengan tenaga manusia. Untuk mempermudah pekerjaan, dibuatlah mesin pemindah bahan yang berfungsi untuk mengangkat dan memindahkan bahan-bahan tersebut. Dari sekian banyak jenis mesin pemindah bahan yang ada, pesawat angkat merupakan jenis mesin pemindah bahan yang sering digunakan dalam kegiatan pada area konstruksi, pelabuhan, dan perindustrian. Pesawat angkat yang digunakan memiliki ciri, cara kerja , dan dimensi yang berbedabeda sesuai dengan kondisi lapangan, jumlah, bentuk, dan ukuran yang akan diangkut. Forklift adalah contoh dari pesawat angkat yang berfungsi untuk mengangkat dan memindahkan bahan dengan ketinggian yang berbeda yang tidak mampu dipindahkan oleh manusia. Sebagai contoh di area kerja pergudangan pabrik kertas yang melakukan aktifitas pemindahan bahan baku kertas dari satu tempat ke tempat yang di tuju masih menggunakan hand pallet manual, Jika dalam satu pallet bahan baku kertas memiliki beban rata-rata 1000 Kg maka kegiatan ini berpotensi besar menyebabkan kecelakaan kerja yang membahayakan jiwa para pekerjanya,karena melebihi batas kekuatan para pekerjanya. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian dan perancangan forklift

1

elektrik yang berkapasitas 2.000 Kg diatas berat rata-rata bahan baku kertas dan untuk meringankan pekerjaan memindahkan bahan baku kertas tersebut.

1.2 Tujuan Tujuan dari penelitian dan perancancangan ini antara lain : 1) Dapat merancang sistim forklift elektrik 2) Dapat menganalisa komponen-komponen forklift meliputi : a) Konstruksi forklift. b) Dimensi forklift. c) Material forklift. 3) Membuat gambar design forklift dan gambar kerja.

1.3 Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas dapat diketahui beberapa permasalahan yang dapat kita kemukakan diantaranya adalah : 1. Bagaimana kita merancang forklift elektrik dengan kapasitas angkat 2.000 Kg. 2. Bagaimana kita merancang forklift elektrik yang kuat dan aman.

1.4 Batasan Masalah Dalam perancangan forklift elektrik ini ada beberapa beberapa permasalahan yang akan dibahas diantaranya meliputi : 1. Kapasitas angkat forklift. 2. Tinggi maksimal dari forklift. 3. Tenaga dari sumber energi yaitu baterai.

1.5 Metodologi penulisan Agar mempermudah pembahasan terhadap topik tugas rancang ini,penulis menyusun menjadi lima bab yaitu : 2

BAB I

: PENDAHULUAN Membahas tentang latar belakang, Tujuan, rumusan masalah, Batasan masalah dan Metodologi penulisan laporan.

BAB II

: LANDASAN TEORI Membahas tentang dasar teori system perancangan dan Menentukan komponen yang akan dipakai dalam Perancangan forklift elektrik.

BAB III

: METODOLOGI PERANCANGAN Membahas tentang mekanisme angkat dan jungkit forklift Serta perhitungannya, dan membahas tenaga yang Dihasilkan dari sumber energi yaitu batterai.

BAB IV

: PERANCANGAN KOMPONEN FORKLIFT Membahas tentang hasil perhitungan dari perancangan komponen forklift.

BAB V

: KESIMPULAN Membahas tentang kesimpulan dari perancangan forklift Elektrik dengan menggunakan acuan rumusan masalah yang ditentukan.

3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian forklift Forklift adalah mobil berjalan atau kendaraan yang memiliki 2 garpu yang bisa digunakan untuk mengangakat pallet. Garpu forklift pada umumnya kompatibel dengan pallet yang beredar di pasaran. Biasanya barang diletakkan di atas pallet, baru kemudian barang dipindahkan atau diangkat. Ada be berapa sumber energi yang bisa membuat Forklift beroperasi, di antaranya bahan bakar solar, bahan bakar gasoline, gas, dan battery. Biasanya forklift digunakan di pabrik, garment, ataupun pergudangan. Forklift dengan bahan bakar solar dan gasoline biasanya digunakan di luar ruangan. Sedangkan forklift yang menggunakan gas dan battery banyak digunakan di dalam ruangan. Hal ini karena forklift yang menggunakan gas dan battery tidak menghasilkan asap polusi. Hal ini sangat penting untuk beberapa perusahaan seperti, industri garmen, makanan, minuman, dan perusahaan lainnya yang mengharuskan kondisi bebas polusi/asap. Berdasarkan cara pengoperasiannya, forklift dibedakan menjadi 2 jenis yaitu manual transmission dan automatic transmission. Sebelum menggunakan forklift sebaiknya anda menggunakan pengaman seperti helm, sepatu, masker, dan kaca mata agar dapat memenuhi standarisasi mengemudikan forklift yg aman, baik, dan benar. Perlu diketahui forklift memiliki beberapa bagian penting. Berikut bagian-bagian penting forklift yang pada umumnya kita pergunakan : 1. Harus memiliki 1 pasang garpu kurang lebih 3 meter, yang berfungsi untuk mengangkat/menurunkan atau memindahkan pallet berisi barang. 2. Forklift harus memiliki mast. Mast adalah 2 besi yang tebal yang berhubungan dengan sistem hidrolik dan berfungsi untuk tilting dan lifitng.

4

3. Forklift harus memiliki Overhead Guard yang berguna untuk melindungi sopir forklift dari kecelakaan saat mengangkat atau menurunkan barang. Overhead Guard juga melindungi sopir dari benda jatuh dari atas, dari panas, dan juga dari hujan. 4. Forklif harus memiliki counterweight. Counterweight berfungsi sebagai peyeimbang beban.

2.2 Sejarah forklift Pada abad ke-19 sampai pada awal abad ke-20 forklift modern baru dikembangkan. Pelopor forklift modern yaitu keran bertenaga manual yang digunakan untuk mengangkat beban. Pada tahun 1906, Pennsylvania Railroad memperkenalkan truk yang bertenaga baterai untuk memindahkan barang bawaan di stasiun kereta Altoona. Pada perang Dunia I berbagai jenis peralatan untuk pengangkut bahan mulai diperkenalkan di Inggris oleh Ransomes, Sims dan Jefferies. Hal tersebut dikarenakan kekurangannya tenaga kerja akibat perang. Kemudian pada tahun 1917 di Amerika Serikat mulai mengembangkan dan menggunakan mesin traktor di pabrik mereka. Pada tahun 1919 dan 1920 perusahaan Towmotor dan perusahaan Yale dan Towne Manufaktur mulai memasuki pasar truk angkat di Amerika Serikat. Perkembangan dan penggunaan forklift terus berlanjut sampai tahun 1920 dan 1930. Kemudian pada akhir tahun 1930 populitas forklift semakin meningkat. Pada awal perang Dunia ke II forklift sangatlah digunakan dalam membantu usaha perang. Pada tahun 1954 sebuah perusahaan Inggris yan bernama Lansing Bagnall mengembangkan bentuk forklift. Pada akhir tahun 1980 forklift mulai dirancang dengan mempertimbangkan kenyamanan operator, mengurangi cedera, dan meningkatkan produktivitas. Di tahun 1990, emisi gas buang dari operasi forklift mulai ditangani yang menyebabkan standar emisi diterapkan untuk produsen forklift di berbagai negara.

5

2.3 Bagian – Bagian Forklift dan Fungsinya Untuk mengenal lebih dalam tentang forklift berikut bagian bagian terpenting dalam forklift:

Gambar 2.1 Gambar bagian - bagian forklift ( 1 )

1.Fork Fork adalah bagian utama dari forklift yang fungsinya ialah untuk menopang dan untuk membawa serta mengangkat barang atau beban, Fork terbuat dari besi panjang dan lurus dengan panjang standart 1070mm dan bisa di tambah fork extension untuk bisa lebih panjang lagi. Meletakkan beban yang akan di angkat diatas fork harus diperhatikan untuk mengatur lebar fork, perlu diketahui juga dimensi beban dan kapasitas berat beban.

6

2.Carriage Carriage adalah bagian dari forklift yang sangat penting yang berfungsi sebagai penghubung antara mast dan fork karena ditempat ini fork melekat. Carriage juga berfungsi sebagai sandaran keamanan untuk barang barang di pallet disaat kondisi barang berada di atas mast lifting. 3.Mast Mast merupakan bagian penting dan utama dari forklift, karena antara fork dan mast adalah satu kesatuan supaya forklift berjalan secara fungsinya. Mast sendiri terbuat dan terdiri dari dua buah besi yang tebal yang di antaranya terdapat komponen hidroulik sistem yang dalam satu kesatuannya berfungsi sebagai pengangkat atau menurunkan barang. Pada dasarnya mast ini fungsinya untuk lifting dan tilting. 4.Overhead Guard Overhead Guard adalah atap atau pelindung untuk operator forklift yang fungsinya adalah melindungi operator jika saat melakukan pekerjaannya dalam mengangkat barang dan barang tersebut jatuh tidak langsung mengenai operator forklift dan jika di modifikasi bisa juga sebagai pelindung operator dari terik matahari dan hujan.

5.Counterweight Counterweight merupakan bagian dari forklift yang fungsingnya menyeimbangkan beban yang diangkat dengan forklift itu sendiri, yang letaknya berada di belakang yang berlawanan dengan fork. sehingga kesetabilan forklift dan keseimbangannya terjaga. Selain bagian bagian diatas masih banyak lagi komponen komponen terpenting dalam forklift. Perlu diperhatikan juga anda mengetahui komponen tersebut sebelum mengoperasikannya, karena walau sekilas sistem pengoperasionalanya hampir sama dengan mobil akan tetapi dalam kasusnya akan berbeda jika mengoperasinoalkan forklift, seperti sistem roda kemudi yang ada dibelakang dan juga perlu keahlian khusus untuk dapat menggunakanya, kesalahan sedikit akan sangat berakibat fatal seperti terbentur, barang yang diangkat jatuh dan yang bisa lebih parahnya jika salah 7

perhitungan forklift bisa terbalik, maka dari itu ketahui kapasitas forklift anda dan ketahui juga berat beban barang yang mau anda angkat atau pindahkan, kenali semua fungsi dari komponen atau spare part dalam forklift. Semoga bermanfaat dan sampai ketemu di ulasan menarik lainnya tentang forklift. 2.4 Jenis – Jenis Forklift Berikut beberapa jenis forklift yang beredar dipasaran, yaitu: 1. Forklift Reach Truck Forklift ini berfungsi untuk memindahkan beban berkapasitas besar sekaligus mampu diangkat dalam proses penataan di atas rak-rak tinggi. Memiliki kapasitas hingga 2 ton dengan tinggi angkat hingga 8,5 meter.

2. Forklift Elektric Jenis ini digunakan sebagai alat angkut dalam pemindahan barang berkapasitas besar baik indoor maupun outdoor, termasuk dalam kegiatan bongkar muat barang di pelabuhan, pabrik, gudang, ekspedisi dll. Memiliki kapasitas hingga 5 ton dengan tinggi angkat hingga 6 meter. 3. Forklift Diesel Forklift ini merupakan kendaraan modern yang dilengkapi sistem canggih dengan kualitas yang baik. Mempunyai fungsi sebagai alat angkut untuk bongkar muat atau pemindahan beban yang sangat baik digunakan di outdoor. Memiliki kapasitas hingga 10 ton dengan tinggi angkat hingga 6 meter. 4. Forklift Gasoline Kendaraan yang difungsikan untuk bongkar muat atau pemindahan barang dari satu area ke area yang lain bahkan dapat digunakan untuk mempermudah penataan pada rak – rak tinggi. Memiliki kapasitas hingga 2 ton dengan tinggi angkat hingga 2 meter.

8

Berikut ini adalah jenis forklift berdasarkan transmisi yang digunakan beserta keterangannya: 1.Automatic Transmission Forklift Pada umumnya forklift automatic lebih mudah dioperasikan dari pada manual. Yang membedakan adalah tuas handlenya. Tuas handle untuk automatic forklift ada 4 bagian, yaitu naik-turun, maju-mundur, cungkil, geser kiri-kanan. Untuk pengoperasiannya sangatlah mudah. Pedal bawah berfungsi sebagai rem dan kopling (apabila diinjak berfungsi sebagai kopling, apabila dilepas berfungsi sebagai rem). Agar forklift bergerak jalan cukup menggerakkan handle jalan ke arah maju atau mundur. Forklift jenis ini tidak ada gigi. 2.Manual Transmission Forklift Forklift jenis ini memiliki pedal yang sama seperti mobil pada umumnya, di antaranya ada pedal gas, kopling, dan rem. Pengoperasian forklift ini lebih sulit dibanding automatic. Forklift manual tidak terdapat tuas handle maju-mundur seperti automatic forklift. Berbeda dengan mobil pada umumnya, jika setir dibelokkan maka roda yang berbelok adalah roda bagian belakang. Forklift jenis ini terdapat gigi dan tuas handle naik-turun serta cungkil.

2.5 Prinsip kerja forklkift secara umum Pada forklift terdapat suatu alat yang disebut dengan fork. Fungsi fork ini adalah sebagai pemegang landasan beban yang mana fork ini terpasang pada kerangka (backrest) sebagai pembawa garpu dan tiang penyokong mast. Fork assembly diikatkan ke salah satu ujung rantai dan yang lainnya terikat pada beam tiang penyokong. Rantai ini bergerak sepanjang puli yang melekat pada ujung atas dari batang torak pada lift silinder. Berputarnya puli ini akibat dari tekanan fluida di dalam lift silinder yang mengakibatkan tertariknya salah satu ujung yang terikat pada beam tiang penyokong (outer mast). Karena rantai terikat, maka pulilah yang berputar dan naik turun oleh

9

gaya tarik yang timbul pada rantai, sedangkan ujung rantai yang lainnya akan bergerak mengangkat backrest dan fork-nya sampai ketinggian maksimum yaitu 3 meter.

Prinsip kerja proses lifting forklift dan travel forklift :

HANDLE

GEAR PENGGERAK

RANTAI

GEAR OUTPUT REDUCTION

GEAR INPUT REDUCTION

GEAR YANG DIGERAKKAN

RANTAI

GEAR

LIFT

Gambar 2.2 prinsip kerja proses lifting forklift dan travel forklift (1)

2.6 Dimensi Forklift Forklift memiliki konstruksi dasar yang hampir sama, hanya dimensinya saja yang berbeda. Berikut dapat dilihat konstruksi forklift yang termasuk dalam powered industrial trucks kelas II yaitu forklift dengan tipe ‘Reach Type Outrigger’ dan sistem penggerak berupa electric motor rider trucks. Peralatan kerja (attachment) dipilih berupa garpu (tapered forks) yang dipergunakan untuk mengangkat dan memindahkan material berbentuk kotak ataupun material lain dengan pallet dan dipasang pada tiang (mast) 10

dua tingkat. Forklift ini digunakan di dalam ruangan (indoors).Konstruksi. forklift tersebut dapat dilihat pada Gambar 2..3

Gambar 2.3 Bentuk dan konstruksi forklift tipe Linde R20 (1) 11

1. Mast unit 2. Lift cylinder 3. Protection screen 4. Control panel cover 5. Battery connector 6. Battery 7. Lift motor and pump unit 8. Hydraulic tank 9. Load wheels 10. Hydraulic control valve 11. Reach roller 12. Drive wheel 13. Gearbox 14. Reach jack 15. Traction motor 16. Horn 17. Brake fluid reservoir 18. Seat mounting 19. Traction motor brake 20. Power steering motor / gear box / controller 21. Seat 22. Streering wheel 23. Lift chain 24. Fork latches 25. Forks 26. Fork carriage 27. Sideshift jack

12

Forklift memiliki dimensi-dimensi yang telah terstandarisasi. Dengan adanya petunjuk berupa spesifikasi dari dimensi forklift, sehingga akan sangat membantu dan memudahkan operator forklift. Berikut ini merupakan penjelasan spesifikasi dari dimensi forklift yang umum dipergunakan.

1. Gradeability Kemiringan maksimum jalan yang masih bisa dilalui forklift yang mengangkut beban dengan bobot standar. 2. Forklift lifting speed Kecepatan angkat garpu tanpa dan dengan adanya beban standar, dinyatakan dalam satuan mm/sec (millimeter/detik). 3. Forklift lowering speed Kecepatan turun garpu tanpa dan dengan adanya beban standar, dinyatakan dalam satuan mm/sec (millimeter/detik). 4. Free lift Jarak dari permukaan tanah (ground) ke garpu dengan rel /tiang (mast) berada pada posisi tegak lurus. 5. Load center Jarak dari titik pusat beban ke garpu bagian depan ketika diberi beban maksimum.

13

6. Maximum lifting height Jarak ketinggian maksimum dari permukaan tanah ke permukaan garpu pada saat garpu dinaikkan maksimum. Tiang / rel harus dalam keadaan tegak lurus dengan standar beban pada load centernya. 7. Maximum load Beban maksimum yang daoat diberikan pada load centernya. 8. Maximum tractive effort Gaya tarik maksimum dengan standar beban arah maju, dinyatakan dalam satuan kilogram (kg). 9. Maximum turning radius Setengah dari diameter lingkaran pada saat forklift berbelok tajam. Turning radius akan semakin kecil jika kemampuan membelok (turning ability) forklift semakin besar. 10. Mast tilting angle Sudut kemiringan dari rel / tiang yang dapat digerakkan ke depan maupun ke belakang. 11. Mast tilting speed Kecepatan dari tiang pada saat digerakkan hingga mencapai kemiringan maksimum. 12. Minimum intersecting aisle / stacking aisle width Lebar minimum dari jalan (gang) ketika forklift masih dapat berbelok. Semakin kecil minimum intersecting aislenya akan menyebabkan forklift mampu beroperasi pada lokasi (misalnya gudang) yang kecil.

14

13. Minimum under clearance Ketinggian dari permukaan tanah atau lantai ke bagian terendah dari forklift. Pada umumnya merupakan jarak bagian bawah tiang, tidak termasuk garpu dan ban. 14. Overall height Tinggi total yang diukur dari permukaan tanah atau lantai ke bagian atas dengan posisi tiang tegak lurus dan garpu terletak di permukaan tanah. 15. Overall length Ukuran panjang diukur dari ujung garpu paling depan ke bagian paling belakang dari forklift. 16. Overall width Ukuran lebar yang diukur dari bagian forklift yang paling menonjol dari kedua sisinya. 17. Service weight Ukuran berat total dari forklift tetapi tidak termasuk operator. Untuk forklift dengan internal combustion, service weight sudah termasuk dengan bahan bakar, air pendingin, dan pelumas. 18. Tread Jarak tengah antara ban kiri dan kanan. Jika tread semakin pendek lebar forklift akan semakin pendek pula dan mengakibatkan keseimbangan forklift berkurang. Tread dibuat sependek mungkin tanpa mengganggu keseimbangannya.

15

19. Wheel baseJarak mendatar / horizontal dari titik pusat poros depan (front axle) ke titik pusat poros belakang (rear axle). Apabila wheel base semakin panjang maka keseimbangan forklift akan semakin baik, tetapi radius untuk membelok (turning radius)nya akan semakin besar. Wheel base sebaiknya dirancang sependek mungkin tanpa mengganggu keseimbangan dari forklift. 2.7 Dasar – Dasar Perancangan Forklift Berikut merupakan beberapa bagian dari perancangan komponen forklift : 2.7.1

Perancangan Fork (garpu) Fork merupakan bagian dari sistem pengangkat forklift yang akan menerima

beban secara langsung. Fork juga merupakan peralatan kerja forklift yang dapat diganti menurut kebutuhan kerja serta jenis dari beban yang akan diangkat. Fungsi fork adalah sebagai dudukan dari beban atau materi yang akan diangkat, yang dapat berupa kotak atau pallet. Dalam pengoperasiannya, diusahakan agar penempatan beban berada pada pangkal fork untuk meminimalkan terjadinya kerusakan pada konstruksi fork.

2.7.2

Perancangan Tiang ( Mast) Mast merupakan bagian dari forklift yang berfungsi untuk mengambil,

mengangkat, membawa, dan juga sebagai sarana meletakkan material dari satu tempat pada ketinggian tertentu ke tempat lain dengan ketinggian yang berbeda. Mast memiliki peranan yang sangat penting dalam unjuk kerja forklift dan juga sangat berpengaruh terhadap besarnya produktivitas kerja forklift.

16

2.7.3

Perancangan Rantai Rantai pada unit mast ini pada satu sisi terikat dengan fingerboard dan pada sisi

yang lain terpasang pada penghubung rel luar (outer mast ). Penggunaan rantai ini memberi keuntungan karena rantai ini mempunyai kekuatan yang besar sehingga mampu untuk meneruskan daya yang besar pula, tidak memerlukan tegangan awal, dan mudah dalam pemasangannya. Di sisi lain, rantai juga memiliki beberapa kekurangan, antara lain tidak mampu untuk digunakan pada variasi kecepatan yang terlalu tinggi, menimbulkan kebisingan akibat gesekan yang terjadi. Rantai yang dipakai adalah rantai dengan model roller chains. Rantai dengan model tersebut merupakan transmisi tanpa slip dengan kecepatan maksimum 600 m/menit atau 10000 mm/s. kecepatan angkat maksimum adalah 600 mm/s dengan kecepatan rantai setengah dari

kecepatan angkat maksimum, yaitu 300 mm/s, sehingga

penggunan dan pemilihan rantai rol telah tepat serta memenuhi persyaratan.

2.7.4

Perancangan Hidrolik Sistem hidrolik merupakan pengalihan beberapa gaya dan gerak dalam mesin

dengan meggunakan media zat cair atau fluida. Forklift ini dalam unjuk kerja dan gayanya akan menggunakan sistem hidrolik. Keuntungan-keuntungan penting yang dapat diberikan oleh penggerak hidrolik adalah : 1) Pemindahan gaya dan daya yang besar. Suku cadang hidrolik adalah sederhana, mantap dan sangat mudah dalam pemeliharaan. 2) Pengaturan gerak dan kecepatan dapat dilakukan dengan cepat dan mudah. 3) Perbandingan pemindahan yang besar. Pada operasional sistem hidrolik, dapat dengan mudah dan sederhana untuk menurunkan kecepatan dari nilai tertentu menjadi nilai yang lain, yaitu dengan cara mengatur debit pompa, pengaturan katub dan pengurangan tekanan.

17

4) Pembalikan sederhana terhadap arah dan gerakan dapat terjadi tanpa sedikitpun kehilangan energi serta gerak yang tetap lancar. 5) Kecermatan besar dalam penghubungan. 6) Unsur-unsur hidrolik tidak memerlukan banyak tempat dan mampu disusun dengan baik.

Hal-hal yang dapat merugikan serta membatasi kerja dari sistem hidrolik adalah : 1) Kondisi minyak hidrolik (temperatur, viskositas, dan lain-lain) yang berpotensi mempengaruhi kondisi kerja sistem hidrolik. 2) Kehilangan daya yang disebabkan adanya gesekan minyak, aliran-aliran palsu yang berupa gesekan oleh pusaran-pusaran dalam aliran. 3) Instalasi sistem hidrolik harus disusun secara cermat. 4) Getaran yang menghentak tidak beraturan. 5) Sambungan-sambungan yang dapat lepas akibat dari getaran ataupun pemasangan yang kurang cermat.

2.7.4.1 Komponen-Komponen Sistem Hidrolik 2.7.4.1.1

Pembangkit Tenaga Pompa merupakan sumber tenaga aliran minyak hidrolik yang dapatmengubah energi mekanik menjadi energi hidrolik. Di dalam dunia industri, pompa secara umum dapat dibagi menjadi dua, yaitu : a. Pompa hidrostatik (positive displacement pumps) Pompa ini merupakan penggerak statis. Minyak yang berada di dalam pompa berada pada tekanan statis. Tipe-tipe dari pompa ini adalah : 1. Pompa roda gigi (gear pump) Pompa ini terjadi dari dua roda gigi dengan roda gigi pertama diputar dari luar dan kemudian akan memutar roda gigi yang kedua. Dengan

18

terjadinya putaran tersebut, fluida kerja atau minyak hidrolik akan naik dari tangka oli (reservoir) menuju pompa. 2. Vane pump Jenisnya adalah unbalanced, balanced vane pump. 3. Piston pump Jenisnya adalah axial, radial piston pump. b. Pompa hidrodinamik (non positive displacement pumps) Pompa ini umumnya dipergunakan untuk tekanan rendah dan aliran debit tinggi, seperti diperlihatkan pada gambar 2.4

Gambar 2.4 Pompa Hidrodinamik (3)

19

2.7.4.1.2. Penghasil Tenaga (Aktuator) Tenaga hidrolik dapat ditransformasikan menjadi bentuk tenaga mekanis yang bergerak lurus ataupun berputar. Yang bergerak lurus disebut silinder hidrolik, dan untuk yang bergerak berputar disebut sebagai motor hidrolik. 1. Silinder hidrolik Silinder hidrolik ini terdiri dari sebuah silinder dan batang torak (piston) dengan toraknya. Berdassarkan proses kerjanya, silinder dibagi atas silinder kerja tunggal (single acting) dan silinder kerja ganda (double acting). Ini diperlihatkan pada Gambar 2.5 dan 2.6

Gambar 2.5 Silinder hidrolik single acting (4)

20

Ganbar 2.6 Silinder hidrolik double acting (4)

2. Motor hidrolik Motor hidrolik dapat mengatur semua berbagai prose gerak dalam sistem pengendali hidrolik. Kecepatan penggerak dipengaruhi oleh kecepatan aliran fluida. Pengaturan aliran fluida ini dapat dilakukan dengan katub ataupun dengan pengaturan pompa hidrolik.

2.7.4.2 Sistem Hidrolik Angkat (Lift) Sistem hidrolik angkat dan miring merupakan pengalihan gaya atau daya dari mesin menjadi gaya angkat atau miring dengan menggunakan bantuan minyak hidrolik sebagai zat kerja. Mekanisme kerjanya dapat diperhatikan pada Gambar 1.9. Tenaga penggerak dari mesin forklift akan menggerakkan pompa hidrolik dan mengalirkan minyak hidrolik dari tangka (reservoir) melalui control valve yaitu relief valve, lift valve, atau tilt valve. Ketika tuas diposisikan untuk angkat, maka minyak hidrolik akan mengalir menuju katub angkat (lift valve) dan selanjutnya menuju silinder angkat (lift

21

cylinder). Minyak hidrolik akan mengisi bagian bawah dari silinder sehingga silinder akan menaikkan garpu (fork) menuju ketinggian yang diinginkan oleh operator. Apabila akan melakukan gerak turun, maka untuk menekan minyak menuju reservoir digunakan berat beban peralatan kerja itu sendiri. Untuk menjaga agar gerak turun pada silinder angkat dapat berjalan dengan baik, maka akan digunakan katub pengontrol turun (down control (safety) valve / controlled exhaust). Katub ini berfungsi untuk mengontrol aliran fluida cair yang keluar dari silinder angkat dengan cara mengalirkannya melalui lubang kecil (orifice). Dengan mekanisme tersebut, akan menghasilkan komponen dapat meluncur ke bawah dengan kecepatan yang terkontrol baik. Pada saat menginginkan posisi peralatan kerja menjadi miring, maka setelah tuas perintah miring digeser, aliran minyak dapat mengalir menuju katub miring (tilt valve). Cara kerja untuk fork miring ke atas dan ke bawahpada hakikatnya sama dengan untuk mekanisme pengangkatan danpenurunan beban, karena menggunakan jenis silinder yang sama yakni single acting. Ketika miring ke atas, minyak hidrolik dialirkan menuju bawah silinder sehingga mendorong beban pada posisi yang diinginkan. Untuk mekanisme miring ke bawah, digunakan berat beban itu sendiri, dengan dibantu oleh safety valve. Sudut kemiringan pada fork bertujuan untuk memudahkan pengoperasian bongkar muat beban serta menjaga kestabilan forklift pada saat mengangkut beban. Apabila tekanan melebihi dari tekanan kerja yang seharusnya, relief valve akan membatasi tekanan dan mengalirkan kembali minyak hidrolik ke reservoir.

a. Silinder angkat (lift cylinder) Silinder ini merupakan tipe single acting yaitu silinder yang hanya memiliki satu arah gerakan oleh tenaga dari pompa. Arah gerakan itu berfungsi untuk menaikkan peralatan kerjanya, sedangkan untuk gerak turun dengan memanfaatkan berat beban peralatan itu sendiri. Kapasitas beban adalah 2000 kg. pada saat akan mengangkat beban tersebut, peralatan pengangkat memerlukan gaya yang lebih besar daripada kapasitas angkatnya. 22

Hal tersebut juga karena adanya gaya gesek pada silinder hidrolik dan puli rantai yang bekerja pada saat pengangkatan. Berikut ini merupakan analisis gaya angkat untuk satu buah silinder. Dari Gambar 2.7 maka dapat disusun suatu persamaan 2.1

Gambar 2.7 Tegangan tali (5) F = Fw + Fr …………………………………………………………… (2.1) 1

Fw = 2 x Q Fr = 5% x Fw 1

F = 2 x Q + 0,05 x Q 1

1

F = 2 x 2000 + 0,05 x 2 x 2000 = 1050 kg Dengan :

F = Gaya yang diperlukan untuk menggerakkan rantai (kg) Fr = Hambatan oleh gesekan (kg) Q = Kapasitas angkat = 2000 kg 23

Fw = beban angkat (kg)

b. Silinder miring (tilt cylinder) Silinder miring ini termasuk dalam tipe double acting yang mampu bekerja pada dua arah, yaitu untuk miring ke depan (extending) dan miring ke belakang (retracting). Untuk mengetahui gaya yang bekerja pada silinder miring, maka perlu dilakukan analisis gaya pada beberapa posisi. 1. Kedudukan fork tegak lurus

Gambar 2.8 Kedudukan fork tegak lurus mast (6)

24

Dari gambar 2.8 dapat diperoleh suatu persamaan : θ = 00 ∑ Mᴀ = 0 - Ft x cos θ x 350 – Ft x sin θ x 0 + Q x 590 = 0 - Ft x cos θ x 350 – Ft x sin θ x 0 + 2000 x 590 = 0 -350 x Ft + 1180000 = 0 Ft =

1180000 350

= 3371,429 kg

2. Kedudukan fork miring α = 40

Gambar 2.9 Kedudukan fork miring 40 ke atas (6) 25

Dari gambar 1.9 dapat diperoleh persamaan : tan θ =

8,77 164,02 8,77

θ = arc tan

164,02

= 3,060

∑ Mᴀ = 0 - Ft x cos θ x 350 x cos 40 – Ft x sin θ x 350 x sin 40 + Q x 590 x cos 40 = 0 - Ft x cos3,06 x 350 x cos 40 – Ft x sin3,060 x 350 x sin 4ᵒ + 2000 x 590 x cos 40 = 0 - 348,649 x Ft – 1,303 x Ft + 1177125,579 = 0 Ft =

1177125,579 349,952

= 3363,677 kg

c. Diagram Alir Sistem Hidrolik

Gambar 2.10 Mekanisme kerja sistem hidrolik angkat dan miring (6)

26

Keterangan gambar : 1. Hydraulic tank 2. Filter 3. Main Hydraulic Pump 4. Main Pump Motor 5. Hydraulic Control Valve 6. Lift Cylinders 7. Lift Cylinder Flow Control Valve 8. Tilt Cylinders 9. Sideshift Cylinder 10. Reach Cylinder

27

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Diagram Alir Proses Perancangan Diagram alir adalah suatu gambaran utama yang dipergunakan untuk dasar dalam bertindak. Diagram alir proses perancangan forklift elektrik secara umum yang dapat digambarkan sebagai berikut : Mulai

Data perancangan

Studi Literatur

Menentukan Daya Angkut NO Kinerja Mesin Tidaksesuai

Komponen Forklift

Menentukan Motor Penggerak

Gambar Kerja

Pembahasan Hasil Perancangan

Kesimpulan

Selesai

Gambar 3.1 Diagram alir proses perancangan 28

Tidak Sesuai gambar

3.2 Literartur Perancangan a) Menentukan Daya Angkut Sistem pengangkat forklift yang akan dirancang mempunyai kapasitas angkat maksimum yaitu 2000 Kg. Berikut perhitungan daya angkat fork :

Diketahui : σʙ

Kekuatan Tarik bahan

: 52 kg/mm²

Tegangan Lentur bahan

σa

: 26 kg/mm²

Kapasitas angkat maksimum

Q

: 2000 Kg

Jumlah Fork

:2

Maka : 1

F = 2× Q 1

F = 2 × 2000 = 1000 Kg Dengan bahan fork yang dipilih sebagai berikut :

Tabel 1. Bahan Baja karbon konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin(10) Standart dan macam Baja Karbon Konstruksi mesin (JIS G 4501)

Batang baja yang difinis dingin

Lambang S25C S30C S35C S40C S45C S50C S55C S35C-D S45C-D S55C-D

Peerlakuan panas Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan -

kekuatan tarik (kg/mm²) 45 48 52 55 58 62 66 53 60 72

29

Keterangan

Ditarik dingin,digerinda,dibubut,atau gabungan antara hal-hal tersebut

b) Komponen Berdasarkan perancangan yang akan dilakukan maka akan dilakukan perancangan beberapa komponen dari forklift, adapun beberapa komponen sebagai berikut :

1) Batterai (Accu) Digunakan sebagai sumber daya (bahan bakar) forklift elektirk. 2) Kabel Digunakan sebagai penyambung aliran listrik pada forklift elektrik. 3) Hidrolik Digunakan dalam proses mengangkatnya mast cylinder fork pada forklift. 4) Garpu (fork) Digunakan untuk menopang dan untuk membawa serta mengangkat barang atau beban, Fork terbuat dari besi Panjang dan lurus dengan Panjang standard 1070mm. 5) Carriage Berfungsi sebagai penghubung antara mast dan fork karena ditempat ini fork melekat. 6) Mast (Tiang) Mast merupakan bagian dari forklift yang berfungsi untuk mengambil, mengangkat, membawa, dan juga sebagai sarana meletakkan material dari satu tempat pada ketinggian tertentu ke tempat lain dengan ketinggian yang berbeda. 7) Rantai Rantai pada unit mast ini pada satu sisi terikat dengan fingerboard dan pada sisi yang lain terpasang pada penghubung rel luar (outer mast).

30

8) Overhead Guard Overhead Guard adalah atap atau pelindung untuk operator forklift yang fungsinya adalah melindungi operator jika saat melakukan pekerjaannya dalam mengangkat barang dan barang tersebut jatuh tidak langsung mengenai operator forklift dan jika di modifikasi bisa juga sebagai pelindung operator dari terik matahari dan hujan. 9) Counterweight Berfungsi sebagai penyeimbang beban yang diangkat dengan forklift itu sendiri, yang letaknya berada di belakang yang berlawanan dengan fork.

3.3 Perancangan Proses pembuatan komponen sistem angkat forklift dilakukan untuk mengganti sistem pengangkat pada forklift yang sebelumnya, komponen yang akan di buat menggunakan ukuran yang presisi dan memakai bahan terpilih yang pastinya lebih kuat dan ringan karena sistem pengangkat yang akan dirancang menggunakan tenaga elektrik. Pembuatan komponen sistem angkat akan dijelaskan satu-persatu seperti dibawah ini :

1) Persiapan Gambar Kerja Merupakan tahap awal dari proses perancangan system angkat forklift. Persiapan ini sangatlah penting untuk dilakukan karena tanpa gambar kerja kita akan mengalami kesulitan dalam pembuatan system angkat forklift.

2) Persiapan Bahan Merupakan tahapan untuk menentukan kekuatan dan kualitas dari proses pembuatan komponen sistem angkat forklift dan persiapan bahan bertujuan untuk mempermudah dan memperpendek waktu non produktif proses dari pembuatan komponen sistem angkat forklift. 31

3) Gambar forklift (design) Merupakan tahapan membuat design forklift elektrik yang akan dirancang, Adapun gambar yang sudah dibuat sebagai berikut :

5 6

7 4

3

2

1

8

Gambar 3.2 Design forklift elektrik (11)

32

Keterangan gambar : 1. Batterai (Accu) 2. Garpu (Fork) 3. Carriage 4. Hidrolik 5. Mast (Tiang) 6. Overhead Guard 7. Counterweight 8. Ban

4) Proses Perancangan Proses perancangan komponen merupakan langkah yang paling utama karena pada proses ini akan dibuat sebuah produk yang sesuai dengan rancangan. Dengan menggunakan mesin tertentu dan peralatan dimana bahan yang digunakan telah disiapkan terlebih dahulu.

5) Pengecekan Kembali Pada proses pengecekan dilakukan untuk mengurangi terjadinya kesalahan pada proses perancangan yaitu sistem pengangkat forklift. Komponen yang sudah dirancang dicek kembali apakah sudah sesuai dengan kapasitas daya angkat jika terjadi kesalahan perhitungan daya angkat akan dilakukan perancangan ulang, tetapi jika perancangan sudah sesuai maka bisa didapatkan kesimpulan dari perancangan forklift elektrik kapasitas angkat 2000 Kg.

3.4 Sistem Elektrik Yang Dirancang

Forklift elektrik kapasitas angkat 2000 Kg yang akan dirancang menggunakan tenaga listrik atau baterai, dengan total daya baterai 400 ampere. Lama kerja forklift 33

ini 8 sampai 10 jam. Urutan sistem listriknya dimana tenaga baterai yang mengalir ke sikering push kunci kontak, lalu masuk ke MPU Board sehingga dapat menggerakkan komponen – komponen penggerak seperti : 1) Motor steering cylinder Digunakan untuk pergerakan ruang kemudi forklift. 2) Motor drive Sebagai penggerak fork baik secara vertikal atau horizontal.

Adapun diagram alir sistem kelistrikan forklift 2000 Kg sebagai berikut :

Start

Batteray

Sikring Push

MPU Board

Motor steering cylinder

Motor Hidrolik

Motor Drive

Finish

Gambar 3.3 Diagram alir system kelistrikan forklift

34

Pada sistem kelistrikan forklift sumber tenaga berasal dari baterai, total daya yang di gunakan ialah sebesar 12 Volt, tegangan charger yang dibutuhkan antara 13,2 – 13,4 Volt. Bila sudah mencapai tegangan tersebut, rangkaian ini otomatis akan menghentikan pengisian baterai tersebut. Sebaliknya apabila tegangan baterai turun hingga 11 volt, maka controller akan memutus tegangan sehingga baterai tidak dapat habis.

35

BAB IV PERANCANGAN KOMPONEN FORKLIFT

4.1 Kriteria Perancangan Perancangan adalah aplikasi kreativitas untuk merumuskan dan memberikan solusi atas suatu permasalahan, atau memberikan solusi yang sudah dipecahkan dengan cara yang berbeda. Kriteria perancangan sistem pengangkat forklift elektrik sebagai berikut : a) Konstruksi komponen sistem pengangkat forklift memiliki kapasitas maksimal angkat. b) Menggunakan bahan terpilih sehingga tahan lama.

4.2 Perancangan Komponen 4.2.1 Perancangan Fork (Garpu) Fork merupakan bagian dari sistem pengangkat forklift yang akan menerima beban secara langsung. Fork juga merupakan peralatan kerja forklift yang dapat diganti menurut kebutuhan kerja serta jenis dari beban yang akan diangkat. Fungsi fork adalah sebagai dudukan dari beban atau materi yang akan diangkat, yang dapat berupa kotak atau pallet. Dalam pengoperasiannya, diusahakan agar penempatan beban berada pada pangkal fork untuk meminimalkan terjadinya kerusakan pada konstruksi fork. Perhitungan Fork : Bahan fork dipilih menggunakan Tabel L.1 dan L.12 pada lampiran, dengan data yang diketahui adalah: Bahan yang digunakan Kekuatan Tarik bahan Tegangan Lentur bahan

: S 35 C σʙ

: 52 kg/mm²

σa

: 26 kg/mm² 36

Kapasitas angkat maksimum

Q

: 2000 Kg

Jumlah Fork Tegangan ijin bahan σi =

:2 σB 𝑆𝑓

=

52 3

= 17,3 kg/mm2

Setiap batang fork menerima beban kerja masing-masing (seperti yang terlihat pada Gambar 4.1), dapat ditentukan dari persamaan 4.1.

1

F = 2× Q ....................................................................................................... (4.1) 1

F = 2 × 2000 = 1000 Kg

Gambar 4.1 Dimensi fork (2)

37

Angka keamanan merupakan angka yang digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari suatu bagian mesin. Angka keamanan yang diambil Sf = 1,5. Beban patah pada batang fork dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 4.2. Ff = Sf × F ..................................................................................... (4.2) Ff = 1,5×1000 =1500 kg Penampang A-B seperti yang terlihat pada Gambar 2.1 akan mengalami pembebanan kombinasi dan akan menghasilkan tegangan dalam berupa tegangan tarik dan lentur akibat beban patah. 1. Tegangan tarik akibat beban patah dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 4.3

σb

=

𝐹 𝐴

………………………………………………………... (4.3)

A = a × b ………………………………………………………….(4.4) Persamaan 4.3 dimasukkan dalam persamaan 4.4, menjadi:

σb

=

𝐹 𝐴

Dengan :

A = Luas penampang fork (mm²) a = tebal fork (mm) b = lebar batang fork (mm)

38

Maka : A=axb = 45 x 40 = 1800 mm2 Sehingga :

σb

1500

= =

45 𝑋 40 1500 1800

= 0,8 kg /mm² Dengan demikian maka fork aman dari beban yaitu σb < σi = 0,8 kg /mm² < 17,3 kg/mm2

a) Kedudukan fork Tegak Lurus Dari gambar 4.2 dapat diperoleh suatu persamaan : θ=0 ∑ Mᴀ = 0 - Ft x cos θ x 350 – Ft x sin θ x 0 + Q x 590 = 0 - Ft x cos θ x 350 – Ft x sin θ x 0 + 2000 x 590 = 0 -350 x Ft + 1180000 = 0 Ft =

1180000 350

= 3371,429 kg

39

Gambar 4.2 Kedudukan fork tegak lurus mast (6) b) Kedudukan fork miring 20 ke bawah ( α = 2 ) Dari gambar 4.3 dapat diperoleh persamaan : Tan θ =

0,21 127,79

θ = arc tan ∑ Mᴀ = 0

0,21 127,79

= 0,0940

- Ft x cos θ x 350 x cos 20 – Ft x sin θ x 350 x sin 20 + Q x 590 x cos 20 = 0 - Ft x cos0,940 x 350 x cos 20 – Ft x sin0,0940 x 350 x sin 20 + 2000 x 590 x cos20 = 0 - 349,786 x Ft – 0,02 x Ft + 1179281,176 = 0

40

Ft =

1177125,579 349,952

= 3363,677 kg

Tegangan kerja pad posisi miring 20 adalah σm =

𝐹𝑡 A

=

3365,667 1800

= 1,87 kg/mm2

Dengan demikian maka fork dalam keadaan miring 20 aman dari beban yaitu

σm < σi

= 1,87 kg/mm2 < 17,3 kg/mm2

Gambar 4.3 Kedudukan fork miring 20 ke bawah (6) 4.2.2 Perancangan Tiang (Mast) Mast merupakan bagian dari forklift yang berfungsi untuk mengambil, mengangkat, membawa, dan juga sebagai sarana meletakkan material dari satu tempat pada ketinggian tertentu ke tempat lain dengan ketinggian yang berbeda. Mast memiliki peranan yang sangat penting dalam unjuk kerja forklift dan juga sangat berpengaruh terhadap besarnya produktivitas kerja forklift.

41

Tiang / rel merupakan bagian yang mengalami tegangan dan momen yang lebih besar disbanding kolom dalam karena bagian ini menerima beban dan kerja secara langsung. Konstruksi rel luar diperlihatkan pada gambar 4.4

Gambar 4.4 Tiang / Rel Luar (6) Luasan masing – masing bidang : A1 = 165× 20 = 3300 mm² A2 = ( 75 – 20 )× 20 = 1100 mm² A3= ( 75 – 20 )× 20 = 1100 mm² A = A1 + A2 + A3= 3300 + 1100 + 1100 = 5500 mm²

42

2. Titik berat rel dapat ditentukan oleh persamaan 2.5 dan 2.6 Luasan ( A) (mm²) 3300 1100 1100

Tabel 4.2 (2) Titik berat x.A x (mm) y (mm) 10 47,5 47,5

5500

82,5 10 155 Ʃ

y.A

33000 52250 52250

272250 11000 170500

137500

453750

Sumbu X : ƩxA 𝑥= … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . (4.5) ƩA

𝑥=

137500 5500

= 25 mm

Sumbu Y :

y= y=

ƩyA ƩA 40 2

…………………………………………….. (4.6)

= 20 mm

3. Kekuatan rel luar Diketahui data pemilihan bahan rel sebagai berikut : Bahan rel Tegangan lentur bahan

= S 35 C σ ᴀ= 26 kg/mm²

Kekuatan rel ini akan paling teruji ketika mengalami pembebanan dengan harga momen maksimum yaitu pada saat tinggi angkat maksimum. Tinggi angkat rel maksimum Tegangan ijin beban adalah

h = 4655 mm σA

σi = Sf =

26 3

= 8,6 kg/mm2

Beban yang bekerja adalah berdasarkan persamaan : F = 1500 kg Mᴀ = 1500 x 730 = 1095000 kg.mm

43

Karena pada forklift tipe Linde R20 mast tidak mengalami posisi miring, maka dapat diketahui momen maksimum yang terjadi pada rel yaitu : M max = 1095000 kg.mm I= =

𝑦 𝑥 𝑏3 12 20 𝑥 403 12

= 3.840.000 mm4 m. y σe = I

=

1095000 . 20 3840000

= 5,7 kg/mm2 Sehingga bahan aman dari beban yaitu σe < σi = 5,7 kg /mm² < 8,6 kg/mm2 4.2.3 Perancangan Rantai Rantai pada unit mast ini pada satu sisi terikat dengan fingerboard dan pada sisi yang lain terpasang pada penghubung rel luar (outer mast ). Penggunaan rantai ini memberi keuntungan karena rantai ini mempunyai kekuatan yang besar sehingga mampu untuk meneruskan daya yang besar pula, tidak memerlukan tegangan awal, dan mudah dalam pemasangannya. Di sisi lain, rantai juga memiliki beberapa kekurangan, antara lain tidak mampu untuk digunakan pada variasi kecepatan yang terlalu tinggi, menimbulkan kebisingan akibat gesekan yang terjadi. Rantai yang dipakai adalah rantai dengan model roller chains. Rantai dengan model tersebut merupakan transmisi tanpa slip dengan kecepatan maksimum 600 m/menit atau 10000 mm/s. kecepatan angkat maksimum adalah 600 mm/s dengan kecepatan rantai setengah dari kecepatan angkat maksimum, yaitu 300 mm/s, sehingga penggunan dan pemilihan rantai rol telah tepat serta memenuhi persyaratan. Beban Tarik yang dialami oleh rantai ditentukan oleh persamaan 4.7

44

Ft rantai = Q + Wf – fg + Wroller ………………………………………………… (4.7) Dengan : Q

= Kapasitas angkat maklsimum (kg)

Wf -fg = Berat fork-fingerboard backrest (kg) Wroller = Berat roler (kg) Sehingga : Ft rantai = 3000 + 300 + 20 = 3320 kg Jumlah rantai yang diperlukan n = 2 Maka beban untuk setiap rantai adalah : Ft rantai =

3320 2

= 1660 kg.

Rantai mengalami beban tambahan berupa gaya yang disebabkan oleh pengaruh gaya sentrifugal pada rantai. Besarnya beban ini ditentukan oleh persamaan 4.8 Fᴄ = m x v² …………………………………………………………………… (4.8) Dengan : m = berat rantai = 4,54 kg v = kecepatan gerak rantai = 300 mm/s = 0,3 m/s Sehingga : Fᴄ = 4,54 x 0,3² = 0,41 N Fᴄ = 0,04 kg Oleh karena gaya sentifugal yang dihasilkan memiliki harga yang relative kecil, maka dapat diabaikan. Adapun spesifikasi rantai yang akan dirancang sebagai berikut :

45

Gambar 4.5 Gambar Rantai Rol (13)

Nomor Rantai

Jarak bagi (P)

60

19,05 cm

Tabel 4.3 Ukuran umum rantai rol (13) Plat mata rantai Diameter Lebar rol Tebal Lebar Lebar Rol ( R ) (W) (T) (H) (h) 11,91 cm

2,4 cm

12,70 cm

18,1 cm

15,6 cm

Diameter pena ( D ) 5,96 cm

4.2.4 Perancangan Roda gigi Roda gigi

n = 1800 rpm

Modul roda gigi

m =4

Sudut tekanan pahat

α = 200

Perbandingan gigi

i =1

Jumlah gigi

Z1 = Z2 = 20

Diameter luar atau kepala roda gigi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 4.9 d k = ( Z + 2 ) x m …………………………………………………….. (4.9) d k = (20+2)x4 = 88 mm Diameter kaki roda gigi dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan di bawah ini : d f = ( Z-2 ) x m

46

d f = (20-2)x4 = 72 mm Volume per satuan putaran ( displacement volume of pump ) dapat ditentukan menggunakan persamaan 4.2 𝜋 VD = x (d k 2 -d 2 ) x b …………… 4

……………………………… (4.10)

Dengan b = lebar gigi (mm) 𝜋 V D = x (88 2 - 72 2 ) x b = 2010,62 x b mm (0,2 x b) dm3 4 Debit pompa (theoretical pump flow rate) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 4.3 Q = V D x n ………………………………………………………………………. (4.11) Dengan : Q = debit pompa (lpm) = 2,07 x 10-3 m3/s ( 124,20 lpm*) *lpm = liter per menit 89,40 = 0,20 x b x 1800 Sehingga lebar gigi = b =

89,40 0,20 𝑥 1800

= 0,248 dm (24,8 mm)

Lebar dari gigi direncanakan b = 30 mm 4.2.5 Perancangan Hidrolik a) Perhitungan Tekanan fluida dalam silinder Direncanakan : Diameter Hidrolik (d)

= 10 cm

Tinggi angkat maksimal (t)

= 200 cm

Bahan yang digunakan

= ST 37

Tegangan maksimal

= 37 kg/mm2 = 370 N/mm2

Gaya angkat (F)

= 2000 kg

Untuk mencari tekanan fluida harus mencari Luas penampang silinder terlebih dahulu, dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Dimana A = Luas penampang

47

A = = =

1 4 1 4 1 4

𝜋𝑑 2 ……………………………………………………………….. (4.12) x 3,14 x 102 x 3,14 x 100

= 78,5 cm2 Maka untuk mencari tekanan fluida diperoleh persamaan sebagai berikut : P = =

𝑓 𝐴

…………………………………………………………..……….. (4.13)

2000 78,5

= 25,5 Kg/cm2 Jadi tekanan fluida dalam silinder adalah 25,5 Kg/cm2

b) Tebal Dinding Silinder Untuk mencari tebal dinding silinder menggunakan persamaan sebagai berikut :

t= t= t=

𝑃. 𝑑 2. 𝜎

………………………………………………………………… (4.14)

25,5 . 10 2 . 370 255 740

t = 0,34 cm Jadi tebal dinding silinder adalah 0,34 cm

c) Volume dalam tabung Direncanakan kecepatan naik ( v ) adalah = 10 detik

48

Untuk mencari volume dalam tabung menggunakan persamaan sebagai berikut : V = t x A …………………………………………………………..… (4.15) = 200 x 78,5 = 15.700 cm3 = 0,0157 m3 Jadi Volume dalam tabung silinder adalah 0,0157 m3

d) Laju aliran Untuk mencari laju aliran diperoleh persamaan sebagai berikut : Q

= =

𝑉

…………………………………………………………… (4.16)

𝑣

0,0157 10

= 0,00157 m3/detik Jadi laju alirannya adalah 0,00157 m3/detik

e) Daya hidrolik Untuk mencari daya hidrolik harus mencari Head (H) terlebih dahulu dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : H= = =

P 𝜌. 𝑔

………………………………………………………….. (4.17)

191000 940 . 10 191000 940

= 20,3 m

49

Setelah didapatkan nilai Head baru mencari Daya hidrolik menggunakan persamaan sebagai berikut : P = 𝜌 . g . Q . H …………………………………………………… (4.18) Dimana :

P = Daya Hidrolik 𝜌 = Masa Jenis Oli g = Grafitasi Q = Laju Aliran H = Head

Maka :

P=𝜌.g.Q.H = 940 . 10 . 0,00157 . 20,3 = 299,58 Watt

Jadi daya hidrolik adalah 299,58 Watt 𝜇𝑃 = Efisiensi pompa = 80 % = 0,8 Daya pompa N = =

P 𝜇𝑃 299,58 0,8

= 347,48 Watt Jadi daya pompa adalah 347,48 Watt

50

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan Analisis

dan perhitungan

dalam

Tugas

Rancang PERANCANGAN

FORKLIFT ELEKTRIK menghasilkan spesifikasi data-data. Berikut ini merupakan hasil yang diperoleh berdasarkan analisis dan perhitungan. a. Fork (Garpu) Bahan yang digunakan

= S 35 C σʙ

Kekuatan Tarik bahan

= 52 kg/mm²

Tegangan Lentur bahan

σa

= 26 kg/mm²

Kapasitas angkat maksimum

Q

= 2000 Kg

Jumlah Fork

=2

Tegangan ijin bahan

σi

= 17,3 kg/mm2

σb

= 0,8 kg /mm²

Dengan demikian maka fork aman dari beban yaitu σb < σi = 0,8 kg /mm² < 17,3 kg/mm2

b. Mast (Tiang) Bahan rel

= S 35 C σ ᴀ = 26 kg/mm²

Tegangan lentur bahan

Kekuatan rel ini akan paling teruji ketika mengalami pembebanan dengan harga momen maksimum yaitu pada saat tinggi angkat maksimum. Tinggi angkat rel maksimum h

= 4655 mm

Tegangan ijin beban adalah σi

= 8,6 kg/mm2

σe

= 5,7 kg/mm2

Sehingga bahan aman dari beban yaitu σe < σi = 5,7 kg /mm² < 8,6 kg/mm2

51

c. Rantai Rantai yang dipakai adalah model roller chains, Dengan kecepatan maksimum 600 m/menit atau 10.000 mm/detik. Ft rantai = 1660 kg Fᴄ rantai = 0,04 kg

d. Roda gigi Roda gigi

n = 1800 rpm

Modul roda gigi

m =4

Sudut tekanan pahat

α = 200

Perbandingan gigi

i =1

Jumlah gigi

Z1 = Z2 = 20

e. Hidrolik Diameter Hidrolik (d)

= 10 cm

Tinggi angkat maksimal (t)

= 200 cm

Bahan yang digunakan

= ST 37

Tegangan maksimal

= 37 kg/mm2 = 370 N/mm2

Gaya angkat (F)

= 1500 kg

Luas Penampang (A)

= 78,5 cm2

Tekanan fluida (P)

= 19,10 kg/cm2

Tebal dinding silinder (t)

= 0,25 cm

Volume dalam tabung (V)

= 0,0157 m3

Laju aliran (Q)

= 0,00157 m3/detik

Daya hidrolik (P)

= 299,58 Watt

Daya pompa (N)

= 347,48 Watt

52

5.2 Gambar kerja

h3 h4 Gambar 5.1 Gambar kerja forklift (10)

53

Keterangan gambar : 1) h1 = 200 cm 2) h2 = 1500 cm 3) h3 = cm 4) h4 = 230 cm 5) I = 100 cm 6) I 1 = 450 cm 7) I 3 = 350 cm 8) I 4 = 40 cm 9) Y = 270 cm

5.3 Penutup Demikianlah hasil analisis dan perhitungan dalam Tugas Rancang PERANCANGAN FORKLIFT ELEKTRIK KAPASITAS ANGKAT 2.000 Kg. Penulis telah berusaha dalam menyelesaikan penyusunan Tugas Rancang ini sesuai dengan segenap kemampuan yang dimiliki. Penulis menyadari bahwa masih cukup banyak kekurangan dalam penyusunan Tugas Rancang ini. Oleh karena itu, penulis sangat berterima kasih atas saran maupun kritik, demi peningkatan mutu dan di masa yang akan datang.

5.4 Saran

Keterbatasan dalam tugas perancangan ini adalah waktu pengumpulan data yang singkat, maka diharapkan pada perancangan – perancangan selanjutnya tentang perancangan forklift elektrik agar lebih spesifik. Karena dalam hal ini sangatlah penting dan berguna di dunia industry.

54

DAFTAR PUSTAKA

1) Djokosetyohardjo, M.J., 1990, Mesin Pengangkat I, PT.Pradnya Paramita, Jakarta. 2) Esposito, A., 1994, Fluid Power with Applications, Prentice-Hall International Inc. 3) Krist, T., 1989, Hidraulika, Penerbit Erlangga, Jakarta.D 4) Niemann, G., 1992,Elemen Mesin Jilid I, Penerbit Erlangga, Jakarta. 5) Rudenko, N., 1996, Mesin Pengangkat, Penerbit Erlangga, Jakarta. 6) Sularso dan Suga, K., 1997, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramita, Jakarta. 7) Brosur-brosur Forklift, PT.United Traktors Pandu Enginering, 2018. 8) Dongkrak Hidrolik. http://www.hyjacks.com/n_71100a.jpg . 15 November 2012. 9) Forklift. http://sparepartforklift.com/hhu. 15 Oktober 2012. 10) Sistem Hidrolik. http://medukasi.net/online/2008/sistemhidrolik/materi01a.html. 15 November 2012. 11) Pesawat Angkut. Sugihartono. 1988.

55