Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian

5/7/2018 Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-gaya-mekanis-saat-penggalian 1/8

TUGAS AKHIR SEMESTER

(TERSTRUKTUR)

PERHITUNGAN GAYA MEKANIS SAAT PENGGALIAN

DAN TEKANAN PADA SETIAP PISTON PADA DESAIN EXCAVATOR.

Disusun untuk Memenuhi Tugas Akhir Semester

Mata Kuliah Alat Berat

Disusun oleh :

Nama : Saifurrijal

NIM : 10504247018

Prodi : Pend.Teknik Otomotif ± PKS

JURUSAN TEKNIK OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2011



PERHITUNGAN GAYA MEKANIS SAAT PENGGALIAN

DAN TEKANAN PADA SETIAP PISTON PADA DESAIN EXCAVATOR.

A. Tinjauan Pustaka

1. Track rolller frame

Merupakan rangka utama yang digunakan untuk memasang komponen undercarriage.

2. Main frame

Merupakan rangka utama untuk memasang track rolller frame dan dudukan bagi semua

komponen utama excavator .

3. Operator com partment (cabin)

Merupakan ruang operator dan tempat peralatan kontrol serta monitor.

4. C ounterweight

Merupakan pemberat yang dipasang dibagian belakang excavator untuk menjaga

keseimbangan excavator saat mengangkat baban.

5. Boom

Merupakan lengan yang terhubung ke main frame untuk menyangga stick dan bucket

6. Stick

Merupakan lengan tempat pemasangan bucket dan peralatan kerja lainnya yang

digerakan oleh silinder hidrolik.7. Bucket

Berfungsi untuk menggali dan memuat material.

8. U ndercarriage

Merupakan rangkaian komponen yang memungkinkan excavator bergerak.

9. P owerlink

Merupakan perlengkapan yang digunakan untuk menghubungkan antara stick dan

bucket atau perlengkapan lainnya



B. Spesifikasi desain komponen-komponen excavator

Spesifikasi Boom:

FB : 34 kN

H1 : 1.1 m

W : 16.1 kN

H2 : 1.3 m

F8 : yg akan dicari

L8 : 0.8 m

FE : 45 kN

L7 : 2.7 m

Spesifikasi stick /arm:

FA : 33 kN

F4 : 11 kN

L4 : 3 m

W : 8 kN

L5 :0.9 m

LD : 0.8 m

L6 : 0.9 m

LA : 0.2 m

FD : 23 kN

F6 : yg akan dicari

Spesifikasi Bucket :

L2 : 0.5 m

L1 : 1.4 m

L3 : 0.4 m

W : 8 kN

Fsh max : 8.39 kN

F2 : yang akan dicari

Gb. Boom excavator

Gb. Stick /arm excavator

Gb. Bucket excavator

FE

Gb. P iston ( piston bucket, stick dan boom)

R adius piston (r) pada

piston bucket , stick

maupun boom

mempunyai ukuran

yang sama yaitu: 13cm



C. Perhitungan gaya statis

Dalam menentukan besarnya gaya-gaya mekanisme ini dicari terlebih dahulu dicari

gaya-gaya statis pada masing-masing silinder / piston, gaya-gaya mekanisme ini diperlukan

untuk menentukan besarnya beban pada silinder hidrolik.

Pada penjelasan dibawah ini akan dijelaskan perhitungan gaya statis pada excavator pada

saat penggalian:

Gerakan-gerakan yang dilakukan adalah bucket close (silinder bucket bergerak o pen /

memanjang), arm out (silinder arm bergerak close / memendek) dan boom lower (silinder

boom bergerak close / memendek)

1. Menentukan Gaya Yang Terjadi pada Piston Bucket:

� MA = 0

� MA = ( F sh maks X L1) ± (W bucket X L3) ± ( F2 x L2) = 0

Keterangan:

F sh maks : Gaya geser maksimum bucket terhadap tanah

L1 : Jarak F1 terhadap sumbu engsel bucket

W bucket : Berat Bucket

L2 : Jarak F2 terhadap sumbu engsel bucket

F2 : gaya piston bucket

L3 : Jarak titik berat terhadap sumbu engsel-

Bucket

Gb. Bucket Excavator

Gb. P osisi excavator pada saat menggali



F Piston bucket :

� MA = ( F sh maks X L1) ± (W bucket X L3) ± ( F2 x L2) = 0

� MA = (8.39 X 1.4) ± (8 X 0.4) ± (F2 x 0.5) = 0

� MA = (11.746) ± (3.2) ± (F2 x 0.5) = 0F2 = 8.546 / 0.5 = 17.09 kN

Jadi F2 (F piston bucket) = 17.09 kN

2. Menentukan Gaya Yang Terjadi pada Piston Stick ( Arm)

� MB = 0

� MB = - ( F A X LA) + ( F4 X L4) ± (W stick X L5) + ( F D X LD) ± ( F6 X L6 ) = 0

Gb. Sketch Stick (arm)

Keterangan :

F A : Gaya Titik A

F4 : Gaya balik terhadap penekanan permukaan tanah

L5 : Jarak titik berat terhadap titik B

F6 : Gaya piston Stick / arm L4 : Jarak titik F4 terhadap titik B (sumbu engsel arm)

W stick : Berat stik / arm

F D : Gaya balik dari piston Bucket

LD : Jarak FD terhadap titik B

L6 : Jarak F6 terhadap titik B



F Piston Stick/arm :

� MA = - ( F A X LA) + ( F4 X L4) ± (W stick X L5) + ( F D X LD) ± ( F6 X L6 ) = 0

� MA = - (33 kN X 0.2) + (11 X 3) ± (8 X 0.9) + (23 X 0.8) ± ( F6 X 0.9) = 0

� MA = - (6.6) + (33) ± (7.2) + (18.4) ± ( F6

X 0.9) = 0� MA = - (50.8) ± ( F6 X 0.9) = 0

F6 = - 50.8 / 0.9 = -56.44 kN

Jadi F2 (F piston Stick /arm) = 56.44 kN

3. Menentukan Gaya Yang Terjadi pada Piston Boom

� MG = 0

� MG = -( F B X H 1) ± (W boom x L7 ) + ( F E x H 2 ) + ( F8 x L8) = 0

Gb. Boom excavator

Keterangan :

F B : Gaya piston boom

H 1 : tinggi titik B terhadap titik C

W boom : berat boom

L7 : Jarak titik berat terhadap titik C

F E : Gaya balik dari piston arm H 2 : Jarak titik F4 terhadap titik B (sumbu engsel arm)

W stick : Berat stik / arm

F8 : Gaya piston boom

L8 : jaak F8 terhadap titik C



F Piston Boom :

� MG = -( F B X H 1) ± (W boom x L7 ) + ( F E x H 2 ) + ( F8 x L8) = 0

� MG = -(34 X 1.1) ± (16.1 x 2.7) + (45 x 1.3 ) + (F8 x 0.8) = 0

� MG = -(37.4) ± (43.47) + (58.5 ) + (F8 x 0.8) = 0

� MG = -(52.43 ) + (F8 x 0.8) = 0

F8 = 52.43 / 0.8 = 65.53 kN

Jadi F8 ( F piston boom) = 65.53 kN

D. Perhitungan Gaya dinamis

Dari perhitungan pada saat posisi penggalian diatas didapatkan gaya statis dari setiap piston.Dalam sistem hidrolik excavator beban dinamis harus dipertimbangkan, maka dari itu

dimasukan faktor beban dinamis sebesar 1,4 .besarnya gaya-gaya ditabelkan sebagai berikut:

Tabel . Gaya statis dan gaya dinamis excavator pada saat penggalian

Aktuator (piston) Gaya statis (kN) Gaya dinamis (kN)

Piston Bucket 17.09 23.926

Piston stick / arm 56.44 79.016

Piston boom 65.53 91.742

E. Menghitung Tekanan pada Setiap Aktuatot (Piston) pada saat menggali.

y Tekanan pada piston Bucket pada saat menggali

�

�

P = 322,34 kPa



y Tekanan pada piston stick / arm pada saat menggali

�

�

P = 1064.90 kPa

y Tekanan pada piston stick / arm pada saat menggali

�

�

P = 1236.42 kPa

Documents

Perhitungan Gaya Mekanis Saat Penggalian