TUGAS AKHIR

ANALISA GAYA PADA TELESCOPIC BOOM

TRUCK CRANE XCMG QY50K

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh :

RADHITYA AULIA HAKIM

D200130150

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

II

III

IV

V

VI

Analisa Gaya pada Telescopic Boom

Truck Crane XCMG QY50K

ABSTRAK

Telescopic boom / lengan telescopic merupakan salah satu komponen

utama sistem load lifting pada truck crane yang digerakkan dengan sistem

hydraulic. Lengan tersebut terdiri dari 1 baseboom dan 4 section yang dapat

memanjang hingga mencapai 40,1 m. Media pengangkatan menggunakan hook

dan wire rope yang terpasang pada winch drum.Pada saat pengangkatan beban,

elevating cylinder akan mengangkat telescopic boom sehingga membentuk sudut

pengangkatan dan radius kerja serta akan terjadi gaya-gaya reaksi pada telescopic

boom akibat pembebanan.

Analisa ini bertujuan untuk mengetahui besar gaya reaksi yang bekerja

pada telescopic boom dengan variasi penambahan panjang lengan dari lengan

1(baseboom) hingga lengan 5 ( full extended), beban pengangkatan 50 ton, sudut

pengangkatan 70° dan daya pompa yang dibutuhkan elevating cylinder untuk

mengangkat telescopic boom akibat gaya reaksi dari pembebanan.

Dari hasil analisa gaya reaksi terbesar akibat pembebanan pada telescopic

boom dengan sudut pengangkatan 70° dan beban pengangkatan 50 ton terjadi

pada kondisi lengan terbuka sepenuhnya 5 section (40,1m) yaitu gaya Ay =

4677647,65 N, Ax = 1707923,94 N di tumpuan A dan gaya By = 5348016,15 N,

Bx = 1707923,94 N di tumpuan B.

Sedangkan untuk daya pompa yang dibutuhkan elevating cylinder pada

kondisi tersebut adalah Np = 217,79 HP dengan tekanan hidrolik P = 425,58

kg/cm2 , kecepatan angkat silinder V = 187cm/menit, dan Oil flow rate Q = 235

liter/menit

Kata Kunci : telescopic boom, truck crane, elevating cylinder, gaya reaksi, daya

pompa.

VII

ABSTRACT

Telescopic boom / telescopic arm is one of the main components of load

lifting system in hydraulic truck cranes. The arm consists of 1 baseboom and 4

section that can extend up to 40.1 m. Lifting media using hook and wire rope

mounted on the drum winch. At the time of lifting the load, the elevating cylinder

will lift the telescopic boom to form the angle of lift and radius of work and there

will be reaction forces in the telescopic boom due to loading.

This analysis aims to determine the magnitude of the reaction force

acting on a telescopic boom with variations of the addition of arm length from

arm 1 (baseboom) to arm 5 (full extended), lifting load 50 tons, elevation angle of

70 ° and pump power required elevating cylinder to lift Telescopic boom due to

the reaction force of the loading.

From the analysis result of the biggest reaction force due to the loading

of telescopic boom with the elevation angle of 70 ° and the lifting load of 50 tons

occurred at fully open arm condition 5 section (40,1m) is force Ay = 4677647,65

N, Ax = 1707923,94 N at A pedestal and force By = 5348016,15 N, Bx =

1707923.94 N at pedestal B.

As for the power of the required pump elevating cylinder on the

condition is Np = 217,79 HP with hydraulic pressure P = 425,58 kg / cm2,

cylinder lift speed V = 187cm / min, and Oil flow rate Q = 235 liter / minute.

Keyword : telescopic boom, truck crane, elevating cylinder, reaction force,

power of pump.

VIII

MOTTO

“ Maka sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan.”

(Q.S. Al-Insyirah: 5-6)

“ Maka nikmat Tuhan kamu manakah yang kamu dustakan? “

( Q.S. Arrahman 13-77)

“ Bila kamu tidak tahan lelahnya belajar maka kamu harus tahan

menanggung perihnya kebodohan “

( Imam Syafi’i)

“Jangan jadikan malasmu memimpinmu , kesuksesan yang besar awalnya

pun harus dilakukan dengan langkah-langkah kecil”

(Penulis)

“Pengalaman adalah guru yang paling berharga ,maka nikmati sebuah

kegagalan dan belajarlah darinya maka kesuksasan akan menghampiri”

(Penulis)

IX

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum, Wr. Wb

Syukur Alhamdulillah diucapkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan

rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian dapat terselesaikan.

Tugas akhir yang berjudul “ Analisa Gaya yang Bekerja pada

Pengangkatan Telescopic Boom Truck Crane QY50K”. Dapat terselesaikan atas

dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu penulis pada kesempatan ini dengan

segala ketulusan dan keikhlasan hati menyampaikan rasa terimakasih dan

penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Allah S.W.T yang senantiasa melimpahkan rahmat, nikmat, karunia dan kasih

sayangNya.

2. Kedua orang tua yang telah mendukung dan mendoakan dalam proses

pengerjaan laporan Tugas Akhir

3. Bapak Ir.Sartono Putro, MT selaku dosen pembimbing utama yang telah

memberikan dukungan serta arahan dalam penulisan laporan tugas akhir ini

4. Bapak Ir. Subroto, MT. selaku Dosen penguji Tugas Akhir.

5. Bapak Ir Tri Tjahjono, MT. selaku Dosen penguji Tugas Akhir.

6. Rekan-rekan Teknik Mesin dan Vokasi Alat Berat yang telah membantu dalam

penyelesaian laporan Tugas Akhir.

7. Vania Dwi Shendani yang telah mendukung dalam penyelesaian laporan Tugas

Akhir.

8. Seluruh pihak yang telah mendukung baik dalam memberikan semangat

maupun ilmu pengetahuan sehingga dapat membantu penyelesaian laporan

Tugas Akhir.

Semoga bantuan yang diberikan kepada penulis mendapatkan balasan dari

Allah swt. Amin. Akhirnya, tiada lain harapan dari penulis, mudah-mudahan

laporan ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan kepada pembaca pada

umumnya.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Juni 2017

Penulis

X

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..............................................................................................I

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR......................................................................II

HALAMAN PERSETUJUAN ...........................................................................III

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................IV

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR..................................................V

HALAMAN ABSTRAKSI..................................................................................VI

LEMBAR MOTTO............................................................................................VII

KATA PENGANTAR ........................................................................................IX

DAFTAR ISI .........................................................................................................X

DAFTAR GAMBAR........................................................................................XIII

DAFTAR TABEL ..............................................................................................XV

DAFTAR GRAFIK...........................................................................................XVI

BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1

1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................,. ............1

1.2 Rumusan Masalah........................................................................................3

1.3 Tujuan Kegiatan...........................................................................................3

1.4 Batasan Masalah...........................................................................................4

1.5 Sistematika Penulisan...................................................................................4

BAB II DASAR TEORI.........................................................................................6

2.1 Mesin Pengangkat........................................................................................6

2.2 Truck Crane..................................................................................................7

2.3 Bagian pada Truck Crane XCMG QY50K..................................................8

2.3.1 Telescopic Boom..............................................................................8

2.3.2 Guide Wheel / Pulley.....................................................................11

2.3.3 Winch Drum dan Reducer............................................................11

2.3.4 Hook / Kait....................................................................................12

2.3.5 Wire Rope.......................................................................................13

2.3.6 Elevating Cylinder / Cylinder Boom..............................................14

XI

2.3.7 Turn table / Swing device...............................................................14

2.3.8 Jack Cylinder / Outriggers..............................................................16

2.3.9 Hydraulic Pump..............................................................................16

2.3.10 External Gear Pump.......................................................................17

2.4 Spesifikasi Pada Truck Crane XCMG QY50K...........................................19

2.4.1 Data teknis pada truck......................................................................19

2.4.2 Data teknis pada pengangkatan crane..............................................20

2.5 Dimensi pada Section Telescopic boom......................................................21

2.6 Lifting Height Chart Telescopic Boom QY50K..........................................23

2.7 Bagian – bagian dari Telescopic Boom yang Menerima Gaya....................24

2.8 Gaya-gaya yang Terjadi pada Telescopic Boom.........................................25

2.9 Perhitungan Daya Pompa pada Elevating Cylinder....................................27

BAB III ANALISA PERHITUNGAN ...............................................................29

3.1 Analisa Berat Telescopic Boom........................................................................29

3.2 Analisa Gaya pada Telescopic Boom dan Daya Gear Pump pada Elevating

Cylinder.......................................................................................................33

3.2.1 Truck Crane pada Kondisi 1 Section / ( Base Boom ).....................33

3.2.2 Truck Crane pada Kondisi Terbuka 2 Section.................................38

3.2.3 Truck Crane pada Kondisi Terbuka 3 Section.................................43

3.2.4 Truck Crane pada Kondisi Terbuka 4 Section.................................48

3.2.5 Truck Crane pada Kondisi Terbuka Sepenuhnya ( 5 Section )........53

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................58

4.1 Hasil Perhitungan dalam Tabel....................................................................58

4.1.1 Hasil Perhitungan Gaya Reaksi dalam Tabel....................................58

4.1.2 Hasil Perhitungan Daya Pompa dalam Tabel...................................59

4.2 Hasil Perhitungan dalam Grafik..................................................................61

4.2.1 Hubungan Gaya Reaksi Ay terhadap Panjang Lengan.....................61

4.2.2 Hubungan Gaya Reaksi By terhadap Panjang Lengan.....................62

4.2.3 Hubungan Gaya Reaksi Ax=Bx terhadap Panjang Lengan..............63

XII

4.2.4 Hubungan Daya Pompa Terhadap Gaya Reaksi (By) dari

Penambahan Panjang Lengan...........................................................64

BAB V PENUTUP ...............................................................................................65

5.1 KESIMPULAN ..........................................................................................65

5.2 SARAN ......................................................................................................66

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

XIII

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hoisting machine..................................................................................6

Gambar 2.2 Crane....................................................................................................6

Gambar 2.3 Elevator / lift.........................................................................................7

Gambar 2.4. Truck crane XCMG QY50K...............................................................7

Gambar 2.5 Model telescopic boom pada unit QY50K...........................................9

Gambar 2.6 Telecopic boom saat ekspansi ...........................................................10

Gambar 2.7 Guide wheel / pulley...........................................................................11

Gambar 2.8 Wire rope yang dililitkan pada winch...............................................12

Gambar 2.9 Main hook dan auxiliary hook............................................................13

Gambar 2.10 Wire rope pada truck crane QY50K...............................................13

Gambar 2.11 Elevating cylinder / cylinder boom.................................................14

Gambar 2.12 Slewing bearing pada truck crane QY50K......................................15

Gambar 2.13 Swing reduction gear.......................................................................15

Gambar 2.14 Outrigger span pada truck crane.....................................................16

Gambar 2.15 Bent hydraulic piston motor.............................................................17

Gambar 2.16 Model external gear pump pada unit QY50K..................................18

Gambar 2.17 Profil telescopic boom......................................................................21

Gambar 2.18 Ekspansi penuh telescopic boom dengan lifting height chart..........23

Gambar 2.19 Ilustrasi lengan teleskopik................................................................24

Gambar 2.20 Gaya-gaya yang terjadi pada lengan ...............................................25

Gambar 2.21 Gaya dorong pada elevating cylinder........................................,..... 27

Gambar 3.1 Profil telescopic boom........................................................................29

Gambar 3.2 Truck crane saat ekpansi section 1 / base boom................................33

XIV

Gambar 3.3 Arah gaya yang terjadi di titik A dan B pada kondisi panjang lengan

1, beban kerja 50 ton dan sudut kerja 70°..............................................................35

Gambar 3.4 Besar gaya di titik A dan B pada kondisi panjang lengan 1, beban

kerja 50 ton dan sudut kerja 70°.............................................................................36

Gambar 3.5 Truck crane saat ekpansi section 1 – section 2.................................38

Gambar 3.6 Arah gaya yang terjadi di titik A dan B pada kondisi panjang 2

lengan, beban kerja 50 ton dan sudut kerja 70°.....................................................40

Gambar 3.7 Besar gaya yang terjadi di titik A dan B pada kondisi panjang 2

lengan, beban kerja 50 ton dan sudut kerja 70°.....................................................41

Gambar 3.8 Truck crane saat ekpansi section 1 – section 3..................................43

Gambar 3.9 Arah gaya di titik A dan B pada kondisi panjang 3 lengan, beban

kerja 50 ton dan sudut kerja 70°.............................................................................45

Gambar 3.10 Besar gaya di titik A dan B pada kondisi panjang 3 lengan, beban

kerja 50 ton dan sudut kerja 70°.............................................................................46

Gambar 3.11 Truck crane saat ekpansi section 1 – section 4................................48

Gambar 3.12 Arah gaya terjadi di titik A dan B pada kondisi panjang 4 lengan,

beban kerja 50 ton dan sudut kerja 70°..................................................................50

Gambar 3.13 Besar gaya di titik A dan B pada kondisi panjang 4 lengan, beban

kerja 50 ton dan sudut kerja 70°.............................................................................51

Gambar 3.14 Truck crane saat ekpansi section 1 – section 5................................53

Gambar 3.15 Arah gaya yang terjadi di titik A dan B pada kondisi panjang 5

lengan ( full extended ), beban kerja 50 ton dan sudut kerja 70°...........................55

Gambar 3.16 Besar gaya yang terjadi di titik A dan B pada kondisi panjang 5

lengan ( full extended ), beban kerja 50 ton dan sudut kerja 70°...........................56

XV

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Data teknis pada truck............................................................................19

Tabel 2.2 Data teknis pada pengangkatan crane....................................................20

Tabel 2.3 Dimensi pada telescopic boom....................................................................21

Tabel 4.1 Gaya-gaya reaksi pada setiap penambahan panjang lengan..................58

Tabel 4.2 Daya pompa yang dibutuhkan pada elevating cylinder akibat reaksi

gaya pada setiap penambahan panjang lengan.......................................................59

XVI

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hubungan Gaya reaksi Ay (N) pada penambahan panjang lengan

(m)....................................................................................................................61

Grafik 4.2 Hubungan Gaya reaksi By (N) pada penambahan panjang lengan

(m)....................................................................................................................62

.Grafik 4.3 Hubungan Gaya reaksi Ax=Bx pada penambahan

panjang lengan (m).........................................................................................63

Grafik 4.4 Hubungan Daya pompa terhadap gaya reaksi (By) dari

penambahan panjang lengan (m).....................................................................64