pesawat angkat kelompok d
DESCRIPTION
Penghantaran Motor Listrik, Lift Listrik dan Kran ListrikTRANSCRIPT
ALAT PENGANGKAT BERATPENGHANTAR MOTOR LISTRIK, LIFT LISTRIK DAN
KRAN LISTRIK
Hasil DiskusiUntuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah
Pesawat AngkatYang Dibina Oleh Bapak Purnomo
Oleh Kelompok D
Muhammad Charis 120513404280
Muhammad Lukman Hakim 120513428400
Muhammad Faqih Ardiansyah 120513428460
Nur Amin 120513438299
Putu Fery Apriadi 120513428474
Ramadhani Dwi Putra 120513428474
Risa Asmarani 120513428485
UNIVERSITAS NEGERI MALANGJURUSAN TEKNIK MESIN
APRIL 2014
0
1. Penghantar Motor Listrik
Motor listrik adalah alat yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik
atau gerak. Untuk memindahkan beban yang sangat berat digunakan sebuah
pesawat angkat atau pesawat bantu yang berfungsi untuk meringankan atau
mengganti tenaga otot dengan tenaga mekanik. Salah satunya yaitu motor listrik
tadi.
Sebuah alat pengangkat yang di gerakan oleh sebuah motor A. Pada poros
motor di pasang sebuah roda gigi B dengan t1 buah gigi. Karena roda gigi B itu
seporos dengan motor maka jumlah putaran roda gigi B sebanyak jumlah putaran
poros motor. Roda gigi B itu menggerakkan roda gigi C dengan t2 buah gigi. Roda
gigi C itu mempunyai poros lain yang letaknya sejajar dengan poros motor, poros
roda gigi C kita namakan D dan seporos dengan D dipasang sebuah roda gigi
kecil E dengan t3 buah gigi. Pada ujung lain poros D dipasang sebuah roda gigi F
yang ukurannya sama dengan roda gigi E dan juga mempunyai t3 buah gigi.
Kemudian dipasang poros lain yang kita namakan G. Pada poros G dengan
dipasang tabal H dimana kita gulung tali untuk mengangkat beban. Pada kedua
ujung tabal dipasang dua buah roda gigi K dan M masing-masing dilengkapi
dengan empat buah gigi. Pada gambar di atas tabal G digerakkan oleh dua buah
roda gigi E dan F yang jumlah giginya sama banyak agar penggerakan itu lebih
1
seimbang kalau penggerakan dilakukan pada satu ujung saja niscaya akan hilang
keseimbangannya.
Untuk menentukan berat beban L bisa diketahui dengan gaya P yang menjadi
sumber gerakan sebuah alat pengangkat yang digerakkan oleh sebuah motor, gaya
P itu timbul dari motor A.
Maka :
A = P X S
Di mana :
A = Kerja (Kgm)
P = Gaya (Kg)
S = Alihan atau Jarak (m)
Apabila kerja A dilakukan dalam waktu t detik, maka didapatkan setiap detiknya :
At
atauP x S
t
Kerja yang dilakukan setiap detik disebut daya yang disingkat dengan huruf N.
N= At= P x S
t
N = Daya (Kgm / s)
Pada umumnya daya sebuah motor diukur menggunakan satuan gaya kuda (Horse
Power / HP) atau kilowatt. Dengan ketentuan konversi :
75 kgm/s = 1 gaya kuda (HP)
102 kgm/s = 1 kilowatt
Dengan menggunakan rumus daya namun dengan menggunakan satuan gaya kuda
dan kilowatt maka bisa di dapatkan :
N= At X 75
gayakuda Dan N= At X 102
kilowatt
2
Apabila poros motor membuat sebuah putaran selama satu menit
Dan roda gigi B membuat n putaran dalam satu menit, maka :
Roda gigi C : t 1t 2
x n putaran permenit
Roda gigi D : t 1t 2
x n putaran permenit
Roda gigi E dan F : t 1t 2
x n putaran permenit
Roda gigi K dan M : t 1t 2
xt 3t 4
xn putaran permenit
Tabal H : t 1t 2
xt 3t 4
xn putaran permenit
Alihan Beban : t 1t 2
xt 3t 4
xn x π x d (meter /menit )
Di mana d = diameter tabal dalam meter (m)
Kerja beban : L xt 3t 4
xt 1t 2
x n x π x dkgm
s
Daya beban : N= L x t 3 x t 1 x n x π xdt 4 x t 2 x 60
kgms
Daya motor : N= L x t 3 x t 1 x n x π xdt 4 x t 2 x 60 x75
HP
Atau
N= L x t 3 x t 1 x n x π xdt 4 x t 2 x 60 x102
Kilowatt
Contoh soal :
Untuk mengangkat sebuah beban digunakan sebuah alat pengangkat yang
dijalankan oleh sebuah motor listrik dengan daya 10 HP. Poros motor berputar
sebanyak 300 putaran setiap menitnya. Jumlah roda gigi pada masing-masing roda
gigi adalah sebagai berikut :
t1 = 10, t2 = 40, t3 = 12, t4 = 60 buah gigi.
3
Diameter tabal 38 cm dan tebal tali 2 cm. Hasil guna motor 80% dan hasil guna
alat pengangkat 70%. Hitung daya angkat alat itu. Berapa daya angkat alat itu ??
Jawaban
Hasil guna motor = 80% = 0,8
Hasil guna alat pengangkat = 70% = 0,7
Jumlah hasil guna (μ) = 0,8 x 0,7 = 0,56
Hanya 56% saja dari seluruh kekuatan pada motor dan alat pengangkat yang bisa
digunakan untuk mengangkat beban.
Gaya motor :
N x 75 x μ= 10 kgm
s x 75 x 0,56 = 420
kgms
Poros motor berputar sebanyak 300 putaran per menit
Maka : 30060
= 5 putaran
s
Roda gigi B berputar sebanyak 5 putaran
s
Roda gigi C berputar sebanyak 1040
x 5 = 54
putaran
s
Roda gigi E juga berputar sebanyak 54
putaran
s
Roda gigi M berputar sebanyak 1260
x 54
= 14
putaran
s
Tabal H juga berputar 14
putaran
s
Pada setiap putaran, alihan beban : 3,14 x 40 cm atau 3,14 x 40
100 meter = 1,256
meter
4
Namun, berdasarkan hasil perhitungan di atas tabal hanya berputar 14
putaran
s
maka :
1,2564
= 0,314 ms
0,314 ms
merupakan kecepatan angkat dari beban
Sedangkan rumus daya beban adalah : L x 0,314 ms
Jadi, daya beban = daya motor
L x 0,314 ms
= 420 kgm
s
L = 420
kgms
0,314ms
= 1337,5 kg
2. Lift Listrik
Lift listrik atau elevator merupakan pesawat angkat yang memiliki sebuah
sangkar atau kota seperti halnya ruangan kecil yang berguna sebagai pengangkat
penumpang atau barang secara vertikal dengan berjalan tetap pada rel penuntun
yang disediakan dengan menggunakan beban. Disebut lift listrik karena
menggunakan motor listrik sebagai sumbernya.
5
Lift listrik ini banyak digunakan di Industri, konstruksi ataupun di gedung-
gedung yang memiliki lebih dari satu lantai. Lift dari fungsi angkutannya dibagi
menjadi tiga yaitu lift penumpang, lift barang dan lift pelayanan ringan.
6
Lift penumpang memiliki kecepatan bergerak berkisar 0,5 sampai 3,5 ms
dengan kapasitas antara 0,25 sampai 1,5 ton, pada lift barang kecepatannya
berkisar antara 0,1 sampai 1,5 ms
namun berkapasitas berat 0,25 sapai 15 ton dan
pada lift pelayanan ringan kecepatannya sama dengan lift barang yaitu 0,1 sampai
1,5 ms
dengan kapasitas berat 50 sampai 100 kg.
Standar suatu kotak lift dengan jumlah penumpang adalah sebagai berikut
Kapasitas (Jumlah Penumpang) 2 3 4 5 6
Bobot kotak lift (Kg) 250 275 300 350 400
Bobot kotak lift elevator barang dapat ditentukan dengan persamaan sebagi
berikut
G sangkar =300 +100F untuk Q = 500 Kg
G sangkar =300 +125F untuk Q = 1000 Kg
G sangkar =300 +150F untuk Q = 1500 Kg
7
Dengan :
F = luas lantai (m)
Q = kapasitas (Kg)
Sumber tenaga pada lift listrik adalah motor listrik. Sebuah poros
penghubung A menghubungkan poros motor listrik dengan poros ulir B. Dari
poros ulir B digerakkan roda gigi C. Pada poros roda gigi C dipasang sebuah
kerek besar E. Dengan menggunakan tali baja satu ujung tali di beri kotak lift
(sangkar) F dan satu ujung lainnya di beri beban gantung G. Di dalam kotak lift
penumpang bisa naik dan turun. Agar antara F dan G tidak bertumbukan maka
dibuatlah sebuah jalan atau hantaran pada keduanya. Melalui hantaran tadi terjadi
gesekan antara F dengan dinding hantaran begitu pula dengan G. Gesekan yang
terjadi tadi menimbulkan gaya yang menimbulkan gaya yang menahan gerak dari
sangkar atau beban. Maka dari itu perlu untuk menghitung tahanan dari gesekan
yang yang timbul.
Misalkan gaya motor N
Daya motor : N x 75 kgm
s
Poros motor berputar sebanyak n putaran /menit atau N60
Putaran tiap detik
Poros ulir juga berputar N60
putaran per detik
misalkan bahwa setiap putaran ulir mengalihkan sebuah gigi
dengan N60
putaran tiap detik, di jumlah aliran gigi
N60
buah gigi
kalau roda gigi C mempunyai t gigi maka jumlah putaran yang di buat oleh roda
gigi C : n
60 x t putaran
s
Pada kerek besar E:
π x D x n
60 x tm/det
8
D= garis tengah kerek besar E (m)
n = jumlah putaran motor listrik tiap menit
t = jumlah gigi pada roda gigi C
Sangkar dengan berat beban = M kg. jika sangkar bergerak ke atas maka
beban akan bergerak turun ke bawah. berat kedua benda itu harus seimbang. pada
setiap gerakan sangkar maupun beban, terjadi gesekan yang menahan gerak itu.
Misalkan tahanan pada sangkar = W1 dan tahanan pada beban W2. Jika
sangkar bergerak ke atas, arah W1 akan berlawanan gerak sangkar. karena beban
bergerak ke bawah maka tahanan pada beban mempunyai arah ke atas
Karena itulah motor listrik itu harus melawan kedua tahanan W1 dan W2 .
dalam kata lain motor listrik itu hanya dapat menggerakkan jangkar dengan
mengeluarkan gaya sebesar jumlah kedua tahanan. Di sini berat sangkar maupun
beban tidak berperan karena keduanya akan terus seimbang.
daya motor yang di butuhkan : W1 + W2
(W1 + W2 ) x π x D x n
60 x tkgm
s
Atau N = (w1+w2 ) x
π x D x n60 x t
75 HP atau N =
(w1+w2 ) x π x D xn
t x60 x75 HP
Dalam kilowatt N = (w1+w2 ) x π x D xn
t x60 x 102
Contoh Soal :
Untuk bangunan bertingkat perlu di pasang sebuah lift. Berat sangkar dan
penumpang 400 kg. Berat beban yang digantungkan juga 400 kg. Tahanan gesek
pada sangkar 20 kg tahanan pada beban 10 kg.
Garis tengah tebal 2 meter. Roda gigi dengan 80 buah gigi di poros ulir
mengalihkan dua buah gigi setiap putaran. Poros motor berputar 120 putaran /
menit. Tentukan daya motor untuk menggerakkan lift. (Dalam HP dan kilowatt)
9
Jawaban
Roda ulir mengalihkan :
2 x n = 2 x 120 = 240 buah gigi
menit
Jumlah putaran yang di buat oleh roda gigi
240t
= 24080
= 3 putaranmenit
Tabal pun membuat 3 putaran per menit
Alihan tabal :
3,14 x D x 3 = 3,14 x D x 3 = 3,14 x 2 x 3 m
menit
Atau 3,14 x2 x3
60 ms
Gaya yang di perlukan: W1 +W2 = 20 + 10 = 30
Gaya yang di perlukan : 30 x 3,14 x2 x 3
60 kgmm
30 x 3,14 x2 x 375 x60
= 0,125 HP
Jika hasil guna motor itu 85% dan hasil guna alat pengangkut 70% maka di
jumlah hasil gunanya : 0,85 x 0,7 =0,595
Daya motor yang diperlukan :
0,1250,595
= 0,21 HP atau 30 x 3,14 x2 x 3
102 x60 = 0,092 kW
Daya motor yang diperlukan dalam Kw :
0,0920,595
= 0,15 kW
10
3. Kran Listrik
Seperti dengan lift listrik, kran listrik dilengkapi dengan sebuah motor listrik.
Poros motor menggerakkan poros ulir. Poros ulir itu menggerakkan sebuah roda
gigi. Pada poros roda gigi dipasang sebuah tabal.
Kran itu terdiri atas sebuah tiang A pada tiang itu dipasang dua buah kerek B,
C dan sebuah tuas bebas E. Tali yang digulung pada tabal melalui kerek B
kemudian kerek F. Kerek F itu digantungkan pada ujung atas tuas E. Pada ujung
tali itulah beban L diangkat. Tuas beban I ditahan oleh tali H yang setelah melalui
kerek C diikat ke tanah.
Menghitung tenaga mekanik yang dihasilkan oleh motor :
W = F . d
Keterangan:
W = tenaga mekanik (Joule)
F = Gaya (Newton)
d = Jarak pemindahan benda (m)
Menghitung daya mekanik yang dihasilkan oleh motor :
P = W . t
Keterangan
P = daya mekanik (Watt)
W = tenaga mekanik (J)
t = waktu kerja (s)
Contoh soal
Motor untuk lift dengan berat benda 500 kg dan diangkat dengan
ketinggian 30 meter dalam 20 detik. Hitung daya motor listrik dalam kW dan HP
(Hourse Power, 1 HP = 746 Watt).
11
Jawab
F = 9,8. m
= 9,8 x 500 = 4.900 N
W = F . d
= 4.900 x 30
= 147.000 J
Daya motor
P = Wt
P = 147.000
12
= 12.250 Watt
= 12,25 kW
P = 12.250
746
= 16,4 HP
12
Daya Motor Listrik
P = nT
9,55 Watt
Keterangan
P = daya mekanik motor (W)
T = Torsi motor (Nm)
n = Kecepatan motor (rpm)
9,55= konstanta
Contoh soal
Pengembangan pemilihan motor listrik untuk mengangkat benda dengan dengan
gaya P1 25 N dan pemberat 5 N. Hitung daya output jika putaran motor 1.700
rpm. Jari-jari pully 0,1 m.
Penyelesaian:
T= FR
= (25-5) x 0,1
= 2 N-m
13
P = n. (T
9,55)
= 1.700 x (T
9,55)
= 356 W
Jadi daya motor yang dipergunakan untuk mengangkat beban adalah 0,5
HP
Untuk lebih memperdalam pengetahuan mengenai kran listrik, ada contoh soal
lagi
Untuk mengangkat sebuah beban digunakan kran listrik dengan spesifikasi
sebagai berikut :
Daya motor : 5 PH
Putaran poros motor : 180 rpm
Roda ulir mengalihkan dua buah gigi pada tiap-tiap putaran
Roda gigi itu lengkap dengan 84 buah gigi
Garis tengah tabal : 58 cm
Tebal tali : 2 cm
Hasil guna : 60%
Hitunglah berapa kg beban yang mampu diangkat oleh kran listrik tersebut !
Jawab
Daya motor = N x 75 = 5 x 75 = 375 kgs
(konversi satuan dari HP ke kgs
= dikali 75)
Roda Ulir = 180 rpm = 18060
= 3 rps
(konversi satuan dari rpm ke rps = dibagi 60)
Alihan roda ulir = 2 x 3 = 6 gigi per detik
14
(alihan ulir roda tiap putaran dikalikan dengan roda ulir)
Jumlah putaran roda gigi = 6
84= 1
14 rps
(pembagian antara aliran roda ulir dan jumlah gigi roda)
Alihan tabal = π x D 1
14 =
3,14 x0,614
= 0,134 ms
(D= 60 cm = 0,6 cm = 58cm(garis tengah tabal) + 2cm(tebal tali)
Daya beban = L x 0,134 ms
Setelah dikurangi rugi karena gesekan, daya motor yang dipergunakan :
L x 0,134 ms
(daya beban) = 375 kgm
s (daya motor) x 0,6 (koefisien gesek)
L = 1679 kg
15