Menghitung Sliding Beam

4 0

Sliding beam adalah sebuah sistem mekanis yang dirancang khusus untuk memindahkan atau menggeser barang berat dengan bantuan balok (beam) yang berfungsi sebagai rel atau lintasan. Dalam konteks ini, beam dilengkapi dengan fitur tambahan seperti hidrolik jack, yang berperan sebagai sumber tenaga untuk mendorong barang berat di atas beam.

Alat ini memungkinkan pergerakan barang secara terkendali dan presisi, sehingga barang dapat dipindahkan ke posisi yang direncanakan dengan aman dan efisien. Sliding beam biasanya terbuat dari bahan yang kuat seperti baja atau besi untuk menahan beban berat dan gesekan selama proses pergeseran. Selain itu, beam sering dilengkapi dengan bantalan, (kayu atau teflon) dengan pelumas (grease atau sabun) untuk meminimalkan gesekan dan memastikan pergerakan yang halus.

Sistem sliding beam dengan hidrolik jack sangat berguna dalam berbagai aplikasi industri, seperti memindahkan mesin besar di pabrik, menggeser komponen konstruksi di lokasi proyek, atau memindahkan peralatan berat di dalam gudang / pabrik. Keunggulan utama sistem ini adalah kemampuannya untuk mengurangi tenaga manual, karena beam sebagai rel akan memandu dan menopang slider dan beban diatasnya.

Saat melakukan operasi jacking dan sliding, beban tidak akan pernah tergantung bebas; dan ini merupakan salah satu keuntungan keselamatan yang cukup signifikan jika dibanding dengan beban tersebut digantung seperti menggunakan crane. Biasanya, beban akan didongkrak beberapa centimeter (agar cukup untuk meletakkan sistem sliding di bawahnya), lalu diturunkan ke slider. Slider akan ditopang dengan baik oleh rel, dan rel ditopang dengan baik oleh dunnage kayu, kayu ditopang oleh tanah, lantai, atau semacam penghalang seperti beam lagi, dan seterusnya.

Dari sana, gaya yang bekerja pada sistem menjadi sederhana: gaya gravitasi yang diarahkan ke bawah, gaya dorong (atau tarikan) silinder hidrolik untuk memindahkan beban, dan gaya gesekan yang menahan pergerakan beban. Gaya-gaya tersebut sepenuhnya tertahan di dalam sistem, jadi tidak diperlukan penahan eksternal.

Bagaimana Perhitungannya?

Sistem hidrolik selalu melawan hambatan, jadi begitu daya hidrolik dimatikan, beban akan berhenti. Jika terjadi kesalahan pada sistem hidrolik atau sistem selip, beban akan berhenti. Dengan kata lain, selama sistem diatur dan digunakan dengan benar, kegagalan yang fatal sangat kecil kemungkinannya. Namun demikian perhitungan tetap harus dilakukan untuk memastikan beban maksimum yang terjadi, kapasitas alat yang digunakan, dan material pendukung (support lain) telah memenuhi syarat untuk menjadi mendukung pekerjaan tersebut.

Menghitung Beban Maksimum yang Terjadi

Perhitungan beban maksimum diperlukan untuk menentukan berat total yang akan diangkat atau digeser, termasuk beban statis (berat barang itu sendiri) dan beban dinamis (gaya tambahan akibat pergerakan atau gesekan). Analisis ini membantu memastikan bahwa sistem sliding beam dan hidrolik jack mampu menahan beban tanpa risiko kegagalan struktural.

Kapasitas Alat yang Digunakan

Setiap alat, seperti hidrolik jack, beam, atau sistem pendukung lainnya, memiliki kapasitas maksimum yang ditentukan oleh pabrikannya. Perhitungan engineering memastikan bahwa kapasitas alat yang digunakan sesuai dengan beban yang akan diangkat atau digeser. Misalnya, hidrolik jack harus memiliki daya angkat yang lebih besar dari beban maksimum untuk menghindari kelebihan beban (overload).

Material Pendukung (Support)

Material yang digunakan untuk beam, rel, atau struktur pendukung lainnya harus dihitung kekuatannya. Ini termasuk menghitung tegangan (stress), regangan (strain), dan faktor keamanan (safety factor) untuk memastikan material tidak mengalami deformasi atau kegagalan. Material pendukung harus dipilih berdasarkan sifat mekanisnya, seperti kekuatan tarik, kekuatan tekan, dan ketahanan terhadap gesekan.

Analisis Struktur dan Stabilitas

Perhitungan engineering juga mencakup analisis struktur untuk memastikan stabilitas sistem selama proses jacking dan sliding. Ini termasuk menganalisis titik tumpu, distribusi beban, dan kemungkinan terjadinya momen lentur atau puntir pada beam. Jika sistem tidak stabil, dapat terjadi kegagalan struktural yang berbahaya.

Faktor Keamanan (Safety Factor)

Faktor keamanan adalah aspek kritis dalam perhitungan engineering. Ini adalah nilai tambah yang diterapkan pada perhitungan untuk mengantisipasi ketidakpastian, seperti variasi beban, kesalahan pengukuran, atau kondisi kerja yang tidak ideal. Faktor keamanan biasanya berkisar antara 0.8 atau 80%, 1, 5 hingga 3, tergantung pada tingkat risiko dan standar yang berlaku.

Standar dan Regulasi

Pekerjaan jacking dan sliding harus mematuhi standar dan regulasi yang berlaku, seperti standar OSHA (Occupational Safety and Health Administration) atau ISO (International Organization for Standardization). Di Indonesia, alat angkat dengan system jacking atau dongkrak telah masuk dalam Permenaker 8 Tahun 2020, dimana dongkrak, terdiri atas dongkrak hidraulik, dongkrak pneumatik, dongkrak post lift, dongkrak truck/car lift, lier, dan peralatan lain yang sejenis.

Contoh Perhitungan:

Berikut adalah contoh perhitungan dan formulasi berdasarkan data data dibawah ini:

• Massa cargo (m) = 200 ton = 200.000 kg
• Berat cargo (w) = $m\times g$ = 200.000 kg × 9,81 m/s² = 1.962.000 N
• Dimensi cargo: Panjang (L) = 10 m, Lebar (W) = 4 m, Tinggi (H) = 4,75 m
• CoG (Center of Gravity) = Di tengah cargo (asumsi simetris)
• VCG (Vertical Center of Gravity) = 2,00 m dari tanah (sebelum diangkat)
• Tinggi VCG setelah diangkat = 3,00 m dari tanah
• Tilting = 15 cm = 0,15 m (stroke maksimum hydraulic jack)

Kapasitas Hidrolik Jack untuk Mengangkat Cargo (4 Jack Point)

Untuk mengangkat cargo, total gaya yang harus diberikan oleh hidrolik jack harus sama dengan berat cargo. Jika menggunakan 4 jack point, beban akan didistribusikan merata ke setiap jack.

Rumus:

• Kapasitas per Jack = Total berat Cargo / Jumlah Jack

Perhitungan:

• Kapasitas per jack ⇒ 1.962.000 N / 4 =490.500 N

Konversi ke ton-force (1 ton-force = 9.810 N):

• Kapasitas per jack ⇒ 490.500 N/9.810 N/ton-force = 50 ton-force

Jawab:
Setiap hidrolik jack harus memiliki kapasitas minimal 50 ton-force.

Gaya (F) yang Diperlukan untuk Menggeser Cargo (2 Jack)

Untuk menggeser cargo, kita perlu mengatasi gaya gesek antara cargo dan permukaan. Gaya gesek (F_gesek​) dihitung dengan rumus:

Rumus:

• F_gesek = μ × N

di mana:

• μ = koefisien gesek (asumsi μ=0,2 untuk baja pada baja dengan pelumas)
• N = gaya normal = berat cargo = 1.962.000 N

Perhitungan:

• F_gesek⇒0,2 × 1.962.000 N =392.400 N

Jika menggunakan 2 jack, gaya yang harus diberikan oleh setiap jack adalah:

• F_{per jack} = F_gesek / 2 → 392.400 N / 2=196.200 N

Konversi ke ton-force:

• F_{per jack} = 196.200 N9.810 N/ton-force = 20 ton-force

Jawaban:
Setiap hidrolik jack harus memiliki kapasitas minimal 20 ton-force untuk menggeser cargo tesrebut

Stabilitas Cargo Saat Tilting 15 cm dan VCG 3 Meter

Stabilitas cargo dapat dihitung dengan membandingkan momen pengembali (restoring moment) dan momen pengguling (overturning moment). Jika momen pengembali lebih besar dari momen pengguling, cargo stabil.

Rumus:

• Momen pengembali = w × (L/2)
• $$\text{Momen pengembali }=w\times$$$$\Delta h$$

di mana:

• w = berat cargo = 1.962.000 N
• L = panjang cargo = 10 m
• Δh = perubahan ketinggian CoG akibat tilting = 0,15 m

Perhitungan:

Momen pengembali:

• $$\mathrm{9.810.000}\text{Nm}$$

Momen guling:

• Momen Guling=1.962.000 N × 0,15 m = 294.300 Nm

Perbandingan stabilitas:

• Faktor stabilitas = Momen pengembali / Momen guling
• 9.810.000 Nm / 294.300 Nm = 33,33

Interpretasi:

• Karena faktor stabilitas > 1, cargo stabil.
• Namun, jika tinggi VCG meningkat menjadi 3 meter, kita perlu memeriksa ulang stabilitas.

Stabilitas dengan VCG dengan tinggi 3 meter:

• Tinggi CoG baru = 3 meter.
• Momen pengguling baru:- Karena Momen guling = 1.962.000 N × 0,15 m = 294.300 Nm maka Momen pengembali tetap sama = 9.810.000 Nm
• Faktor stabilitas: ⇒ 9.810.000 Nm / 294.300 Nm =33,33

Jawaban:
Cargo tetap stabil meskipun terjadi tilting 15 cm dan VCG meningkat menjadi 3 meter, karena faktor stabilitas jauh lebih besar dari 1.

Menghitung Sliding Beam

Material:

• Besi Baja (H_beam) = 150mm x 150mm (degan mutu baja 207 MPa)
• Kekuatan tekan kayu sengon adalah sekitar 26.85 MPa  (kalau kayu kerisi sekitar 25 – 33.1 MPa)

Pembebanan pada Slider:

• Masing masing slidier dibebani dengan beban 50 Ton

Hasil:

3^rd Principal Stress merujuk pada tegangan normal minimum yang bekerja pada suatu titik dalam material ketika material tersebut mengalami pembebanan. Dalam konteks analisis tegangan, 3^rd Principle Stress penting karena dapat digunakan untuk mengevaluasi kegagalan material, terutama dalam kasus di mana material rentan terhadap kegagalan akibat tegangan tekan (compressive stress).

Dalam konteks mekanika material dan analisis struktural, displacement (perpindahan) dan deflection (lendutan) adalah dua konsep yang berkaitan dengan pergerakan atau deformasi suatu benda atau struktur akibat pembebanan. Displacement mengacu pada perubahan posisi suatu titik pada benda atau struktur dari posisi awalnya ke posisi akhir setelah mengalami pembebanan. Deflection adalah jenis perpindahan khusus yang mengacu pada pergerakan suatu struktur atau benda dalam arah tegak lurus terhadap sumbu atau bidang awalnya, biasanya akibat pembebanan transversal (beban yang bekerja tegak lurus terhadap sumbu struktur).

Lendutan sering digunakan untuk menggambarkan deformasi pada elemen struktur seperti balok (beam), pelat (plate), atau cangkang (shell).

Dalam teori Maximum Principal Stress Theory, dinyatakan bahwa kegagalan material akan terjadi jika tegangan utama maksimum (σ₁) melebihi kekuatan tarik material atau tegangan utama minimum (σ₃) melebihi kekuatan tekan material. Dalam kasus ini, 1st Principal Stress digunakan untuk mengevaluasi risiko kegagalan material. Misalnya, jika σ₁ melebihi kekuatan tarik material, material tersebut mungkin akan mengalami retak atau patah.

Semoga bermanfaar!

About Post Author

Alvin Burhani

Simple, relax, easy going, maybe patient, quiet, sympathetic, maybe kind, always keep emotion hidden, and does not get upset easily. Easy to get along with, I'm a good lister, compassionate and concern, peaceful and agreeable, and normally I avoid conflicts.

http://alvinburhani.net

Happy

0 0 %

Sad

0 0 %

Excited

3 100 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %