Terminologi Desain Derek: Panduan Pemula untuk Istilah-Istilah Penting

Terminologi desain derek menjadi dasar untuk membaca gambar teknik, melakukan perhitungan desain, dan mengkomunikasikan proposal teknis. Panduan ini memperkenalkan istilah-istilah umum yang mencakup parameter derek, kelas tugas, struktur logam, beban, dan indikator kinerja.

Terminologi Utama Desain Derek: Parameter dan Kelas Beban

Parameter mekanisme derek menggambarkan kinerja operasional mesin pengangkat dan memberikan dasar untuk desain dan pemilihan peralatan. Kelas tugas derek mempertimbangkan pemanfaatan kapasitas dan waktu pengangkatan, serta jumlah siklus kerja.

1. Kapasitas Angkat Terukur Gn

Kapasitas angkat terukur adalah total berat beban atau material yang dapat diangkat oleh derek, bersama dengan perlengkapan pengangkat yang dapat dilepas (tidak termasuk penyebar kontainer) atau aksesori seperti penjepit, perangkat pengangkat elektromagnetik, dan balok pengangkat. Untuk derek dengan radius variabel, seperti derek menara, derek truk, dan derek portal, kapasitas angkat terukur berubah sesuai dengan radius kerja. Kapasitas angkat terukur nominal adalah kapasitas terukur maksimum yang diizinkan dalam kondisi kerja aman pada radius minimum.

Dalam penggunaan umum, "kapasitas angkat" biasanya berarti kapasitas angkat nominal.

Untuk mendukung produksi massal dan standardisasi, standar seri kapasitas terukur telah ditetapkan (Tabel 1-1). Sumber tersebut mengutip GB783-87 dan memberikan satuan sebagai t. Untuk mesin pengangkat yang baru dirancang, kapasitas angkat terukur derek dan mekanisme pengangkat bantu harus sesuai dengan nilai seri standar. Peralatan dengan kinerja khusus juga harus sesuai dengan, atau sedekat mungkin dengan, nilai seri standar.

2. Span S

Untuk derek jembatan, bentang adalah jarak horizontal antara garis tengah rel jembatan derek. Bentang dilambangkan dengan S, meskipun L lebih umum digunakan di masa lalu, dan diukur dalam meter (m). Bentang derek jembatan listrik memiliki seri standar nasional (sumber Tabel 1-2). Gambar 1-1 mengilustrasikan bentang derek. Bentang derek jembatan bergantung pada bentang bangunan Sc; dalam seri bentang, penambahannya umumnya 3 m.

Gambar 1-1 mencakup (a) bentang derek dan (b) bentang derek dengan dua rel.

3. Pengukur K

Lebar jalur roda, juga disebut sebagai ukuran lebar rel, didefinisikan sebagai berikut:

• Untuk sebuah troli, itu adalah jarak antara garis tengah rel troli.
• Untuk derek tipe jib, jarak tersebut adalah jarak antara garis tengah rel atau antara garis tengah tapak roda penggerak.

4. Jarak sumbu roda B

Jarak sumbu roda, juga disebut jarak antar poros, adalah jarak antara garis tengah penyangga derek atau troli sepanjang arah perjalanan memanjang. Pengukuran jarak sumbu roda B bergantung pada susunan roda penyangga.

5. Tinggi Angkat H, Kedalaman Turun h, dan Rentang Angkat D

Sumber tersebut mendefinisikan jarak vertikal yang relevan menggunakan posisi kerja tertinggi dan terendah dari alat pengangkat dan memberikan:

D = H + h

Jika tidak ada kedalaman penurunan, rentang pengangkatan D sama dengan tinggi pengangkatan H. Tinggi pengangkatan dan kedalaman penurunan diukur menggunakan pusat mangkuk kait sebagai titik acuan. Untuk alat pengangkat lainnya, seperti penjepit, titik terendah dalam posisi tertutup digunakan sebagai acuan.

6. Kecepatan Operasi Mekanisme

Kecepatan pengoperasian mekanisme bervariasi tergantung pada mekanisme derek:

• Kecepatan pengangkatan dan penurunan Vn: Kecepatan perpindahan vertikal beban nominal dalam kondisi operasi stabil, diukur dalam m/menit.
• Kecepatan pergerakan derek atau jembatan VR': Kecepatan gerak derek saat membawa beban nominalnya di permukaan horizontal atau rel dalam kondisi operasi stabil, diukur dalam m/menit.
• Kecepatan perjalanan troli Vt': Kecepatan troli yang membawa beban nominalnya di sepanjang rel horizontal dalam kondisi operasi stabil, diukur dalam m/menit.

7. Beban Roda

Beban roda adalah tekanan vertikal maksimum yang diberikan pada roda derek oleh berat sendiri jembatan, bersama dengan berat sendiri troli dan kapasitas angkat nominal ketika troli berada pada posisi batasnya. Ini merupakan dasar penting untuk desain mekanisme pergerakan dan rel.

8. Kelas Tugas

Kelas tugas derek dibagi berdasarkan kelas pemanfaatan—jumlah total siklus kerja selama masa pakai desain—dan kondisi beban. Ini menunjukkan seberapa berat pekerjaan derek, termasuk seberapa sibuknya derek tersebut dari waktu ke waktu dan seberapa sering derek tersebut menangani beban penuh.

Sumber tersebut membagi kelas tugas menjadi A1–A8. Perbandingan perkiraannya adalah A1–A4 untuk tugas ringan, A5–A6 untuk tugas sedang, A7 untuk tugas berat, dan A8 untuk tugas ekstra berat. Tabel 1-4 dalam sumber tersebut mencantumkan contoh kelas tugas derek.

Istilah Umum untuk Struktur dan Komponen Logam Derek

1. Struktur Logam Derek

Struktur logam derek, juga disebut struktur baja derek, adalah struktur yang mampu menahan berbagai beban derek. Struktur ini terdiri dari pelat baja dan bagian-bagian yang dibentuk dari bahan logam dan dirakit dalam susunan struktural tertentu menggunakan pengelasan, paku keling, baut, dan metode penyambungan lainnya.

Struktur logam derek terdiri dari elemen penahan beban, elemen non-penahan beban, dan bagian penghubung. Balok utama, balok ujung, dan kaki merupakan elemen penahan beban dan memerlukan perhitungan kekuatan, kekakuan, dan stabilitas. Jalan setapak, pagar, dan tangga merupakan elemen non-penahan beban; sumber tersebut menyatakan bahwa elemen-elemen ini tidak memerlukan perhitungan kekuatan, kekakuan, dan stabilitas, tetapi keselamatan, kemudahan penggunaan, dan ergonomi harus dipertimbangkan. Sambungan terutama menggunakan pengelasan dan pengbaut, sedangkan paku keling sekarang jarang digunakan.

2. Jenis-Jenis Struktur Logam yang Umum

Jenis-jenis yang umum meliputi struktur jembatan, gantry, menara, dan lengan derek. Struktur logam derek terbuat dari elemen, pelat, dan bagian yang membentuk elemen dasar seperti balok utama, balok ujung, dan kaki. Berbagai elemen membentuk struktur derek dasar seperti jembatan, gantry, menara, dan lengan derek.

3. Istilah Struktur dan Komponen Umum

• Balok utama: Komponen penahan beban utama pada derek gantung atau derek gantry, yang membawa beban pengangkatan.
• Kaki: Komponen pendukung pada derek gantry atau derek truk yang membantu menjaga stabilitas operasional secara keseluruhan.
• Jib: Lengan tetap atau teleskopik pada derek tipe jib yang digunakan untuk mengangkat beban dan menyesuaikan radius kerja.
• Mekanisme pengangkatan: Mekanisme yang menaikkan dan menurunkan beban secara vertikal, terdiri dari motor, gearbox, drum, rem, pengait, dan komponen lainnya.
• Mekanisme perjalanan: Mekanisme yang menggerakkan seluruh derek atau troli; dapat dipasang pada rel atau tidak.
• Mekanisme putar: Mekanisme yang memutar lengan derek di sekitar sumbu vertikal, yang umumnya digunakan pada derek truk, derek perayap, dan derek menara.
• Rem: Perangkat pengereman yang digunakan untuk menghentikan kendaraan, membatasi kecepatan, dan menahan kendaraan agar tetap aman.
• Sakelar batas: Perangkat pengaman yang membatasi ketinggian pengangkatan, jarak tempuh, atau sudut putar untuk mencegah pergerakan berlebihan.
• Pembatas beban berlebih: Perangkat pengaman yang secara otomatis mengurangi daya angkat ketika beban yang diangkat melebihi nilai nominal.

Istilah Beban dan Gaya

1. Muatan Reguler

Beban reguler sering terjadi selama pengoperasian derek normal. Beban tersebut meliputi beban gravitasi, beban inersia yang dihasilkan saat penggerakan atau pengereman mempercepat atau memperlambat derek, dan beban yang disebabkan oleh perpindahan atau deformasi struktur baja derek. Beban-beban ini harus dipertimbangkan saat menghitung dan memeriksa kegagalan kekuatan, ketidakstabilan elastis, dan kegagalan kelelahan.

Muatan reguler meliputi:

• Beban berat sendiri PG: Gaya gravitasi dari struktur baja derek, mekanisme, peralatan listrik, dan massa lainnya.
• Kapasitas angkat terukur PQ: Gaya gravitasi dari total massa yang diangkat saat mengangkat kapasitas nominal. Jika kapasitas angkat besar, berat alat pengangkat dan tali kawat harus disertakan.
• Beban inersia perjalanan horizontal PH: Gaya inersia horizontal yang dihasilkan oleh massa derek atau troli itu sendiri dan massa yang diangkat ketika bergerak memanjang atau melintang dan berakselerasi atau mengerem dalam bidang horizontal.

2. Beban Tak Sengaja

Beban insidental adalah beban yang tidak sering terjadi selama operasi normal tetapi mungkin muncul sesekali. Beban ini terutama meliputi jenis-jenis berikut:

• Beban lateral horizontal akibat kemiringan Ps: Beban yang disebabkan oleh reaksi pemandu pada perangkat pemandu, seperti flensa roda atau roda pemandu horizontal, ketika derek atau troli miring selama pergerakan memanjang atau melintang.
• Beban nilai Pp: Hambatan yang dialami ketika derek atau troli bergerak menanjak di sepanjang relnya. Kata-kata dalam sumber "di sepanjang relnya" tampaknya mengandung kesalahan teks dan memerlukan tinjauan teknis.
• Beban angin saat beroperasi Pw: Kekuatan angin maksimum yang harus mampu ditahan oleh derek luar ruangan saat beroperasi. Sumber tersebut juga menyebutkan beban es, salju, dan suhu.

3. Muatan Khusus

Beban khusus adalah beban yang terjadi dalam kondisi luar biasa ketika derek tidak beroperasi normal atau sedang tidak beroperasi. Beban khusus umumnya meliputi jenis-jenis berikut:

• Beban tabrakan PC: Beban yang dihasilkan ketika dua derek yang bersebelahan di rel yang sama bertabrakan, atau ketika sebuah derek bertabrakan dengan penahan benturan di ujung rel.
• Beban guling horizontal Psl: Sebagai contoh, pada derek penumpuk, suatu objek atau alat pengangkut beban yang bergerak di dalam rangka pemandu pengangkat yang kaku, atau ujung bawah rangka pemandu yang kaku, dapat bertabrakan dengan suatu penghalang dan menghasilkan gaya horizontal yang cenderung menyebabkan derek atau troli terguling.
• Beban seismik PE: Beban yang disebabkan oleh gempa bumi dan bekerja pada derek tipe pengangkat.
• Beban angin saat tidak beroperasi: Gaya angin maksimum yang dapat ditahan oleh derek saat tidak beroperasi, diukur dalam N.

Beban lain dapat terjadi dalam situasi tertentu, seperti beban proses. Beban kelelahan Beban bolak-balik siklik yang dialami struktur selama pengoperasian derek berulang kali memengaruhi masa pakai peralatan.

Istilah Indikator Kinerja

• Kekuatan, termasuk verifikasi kekuatan lelah: Kemampuan suatu elemen untuk menghindari kegagalan akibat gaya eksternal. Kekuatan meliputi kekuatan tarik dan tekan, kekuatan lentur, kekuatan geser, dan kekuatan dukung atau tekan.
• Kekakuan: Kemampuan untuk membatasi deformasi elemen akibat gaya eksternal. Ini mencakup kekakuan statis dalam arah vertikal dan horizontal, serta kekakuan dinamis yang berkaitan dengan penggunaan.
• Stabilitas: Kemampuan untuk menahan hilangnya stabilitas akibat tekanan eksternal. Ini mencakup kapasitas anti-penggulingan secara keseluruhan, stabilitas anggota global, dan stabilitas lokal.
• Faktor keamanan: Margin keamanan yang dicadangkan dalam desain, yang didefinisikan di sini sebagai rasio kapasitas daya dukung struktur terhadap beban aktual. Margin ini harus memenuhi persyaratan kode yang berlaku.
• Tegangan yang diperbolehkan: Nilai tegangan maksimum yang diizinkan oleh kode yang berlaku agar dapat ditahan oleh material struktural.

Ringkasan

Istilah-istilah ini mendasar dan sering digunakan dalam desain derek. Istilah-istilah ini mendukung persiapan gambar, perhitungan parameter, diskusi proposal teknis, dan studi lebih lanjut tentang desain struktural dan penerapan kode.

Cindy

Ada apa: +86 191 3738 6654

Surel: cindywang@hndfcrane.com

Saya Cindy, dengan 10 tahun pengalaman kerja di industri derek dan telah mengumpulkan banyak pengetahuan profesional. Saya telah memilih derek yang memuaskan bagi 500+ pelanggan. Jika Anda memiliki kebutuhan atau pertanyaan tentang derek, jangan ragu untuk menghubungi saya, saya akan menggunakan keahlian dan pengalaman praktis saya untuk membantu Anda memecahkan masalah!