## ANALISIS PERHITUNGAN DAN SIMULASI TEGANGAN TWIST LOCK RUBBER TIRED GANTRY CRANE (RTGC) KAPASITAS ANGKAT 35 TON DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE AUTODESK INVENTOR 2014
Suryadi 1 , Ma’ruf 2 , Rudi Siswanto 3 1,2,3) Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km. 36 Banjarbaru, Kalimantan selatan, 70714 Telp. 0511- 4772646, Fax 0511-4772646 email : suryadi.engineer@yahoo.com

## ABSTRACT
Rubber  Tyred  Gantry  Crane  (RTGC)  is  a  transport  lifting  equipment  which  serves  to  move  the containers from head truck to the container terminal or vice versa and as a regulator of the composition of the container stacks. Twist lock is the most important components that are on Rubber Tired Gantry Crane (RTGC). This component is located on the four corners of the spreader. Twist lock function to lock the container at the time of appointment. And load the container will be distributed evenly. This study and simulation to calculate the voltage that occurs at the twist lock with variations in loading and adjusts  the  nature  of  the  material  used.  The  magnitude  of  the  voltage  is  done  with  theoretical calculations and simulated using Autodesk Inventor 2014 software. Based on the research results, the loading of 20 tons, 30 tons and 40 tons with theoretical calculations obtained voltage value is 94705,33 kPa, 142057,98 kPa dan 189410,66 kPa. The simulation results obtained von mises stress value 91900 kPa, 137800 kPa dan 183800 kPa.
Keywords: Twist lock Rubber Tyred gantry cranes, loading variations, voltage von mises

## 1. PENDAHULUAN
Rubber  Tyred  Gantry Crane ( RTGC )  adalah  suatu  alat  angkat  angkut  yang  berfungsi  untuk memindahkan  kontainer  dari head  truck ke  terminal  kontainer  atau  sebaliknya  dan  sebagai  pengatur tumpukan  susunan  kontainer.  Ada  beberapa manufacturing pembuat Rubber  Tired  Gantry  Crane ( RTGC ), salah satunya adalah dari Jepang yaitu Mitsubishi Heavy Industries seperti yang terpasang di PT. Pelabuhan Indonesia III cabang Banjarmasin.
Twist  lock adalah  komponen  terpenting  yang  berada  pada Rubber  Tired  Gantry  Crane ( RTGC ). Komponen ini terletak pada ke empat sudut spreader. Twist lock berfungsi untuk mengunci peti kemas pada saat pengangkatan. Dan beban peti kemas akan didistribusikan secara merata.
Pada tugas akhir ini yang akan dibahas yaitu perhitungan dan simulasi distribusi tegangan dengan variasi  pembebanan  yang  terjadi  pada twist  lock  Rubber  Tired  Gantry  Crane ( RTGC )  milik  PT.
Pelabuhan Indonesia III cabang Banjarmasin, sebagai bagian dari analisa struktuk.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Rubber Tyred Gantry Crane ( RTGC) adalah suatu alat berat yang digunakan untuk memindahkan box kontainer  dari trailer ke  penampung  kontainer  sementara  atau  sebaliknya.  RTG  bekerja  dengan control  oleh  sebuah  PLC  ( Programmable  Logic  Controller )  untuk  mengatur  keseluruhan  system pengoperasian dari RTG.
RTGC dapat dikelompokkan kedalam beberapa komponen, antara lain:
1. Engine dan Control Source
Engine  room dan control  source berada  pada  bagian  samping  dari  RTGC.  Dalam pengoperasian  alat  RTGC,  terlebih  dahulu  mesin  dinyalakan  pada engine  panel dan  mesin akan berjalan idle speed.
2. Hoist
Hoist digunakan untuk menaik turunkan kontainer yang akan dipindahkan.
3. Trolley
Trolley berfungsi  untuk  menggerakkan hoist dan  memindahkan  kontainer  kedepan  dan belakang.
4. Gantry
Gantry berfungsi  untuk  memindah  posisi  RTGC  ke  tiap-tiap  blok  penampungan  dari kontainer.
5. Spreader
Spreader digunakan  untuk  menempelkan  dan  mengunci  kontainer  yang  akan  dipindahkan ketempat lain.
Spreader dilengkapi dengan bagian-bagian :
• Flipper
Flipper berfungsi  untuk  penempatan  posisi spreader agar  tepat  pada  posisi  kontainer  yang akan dipindahkan. Empat flipper berada pada tiap-tiap ujung spreader yang digerakkan dengan naik turun dengan flipper switch pada control desk di operator kabin.
• Skewing Switch
Skewing switch digunakan jika posisi spreader terhadap kontainer agak miring. Maka skewing switch berfungsi memiringkan  posisi spreader agar tepat pada posisi kontainer.
• Twist lock
Twist  lock berfungsi  untuk  mengunci spreader pada  kontainer  agar  dapat  diangkat  dan dipindahkan. Twist lock berada pada ujung-ujung spreader.
• Selection of telescopic beam
Dikarenakan ukuran dari kontainer ada yang 20 ft, 40 ft, 45 ft maka spreader dilengkapi dengan telescopic beam yang berfungsi memanjangkan ukuran dari spreader sehingga twist lock dan flipper dapat tepat pada posisi dari kontainer.
Ukuran spreader dapat diset dengan Switch pada control desk posisi 20 ft dan 40 ft. sedangkan untuk ukuran kontainer sepanjang 45 ft menggunakan ukuran spreader 40 ft karena posisi twist lock pada kontainer 45 ft sama dengan kontainer 40 ft. (Prasetyo Dwi, 2010).
Twist  lock merupakan  suatu  komponen  yang  berfungsi  untuk  mengunci  kontainer  dan berjumlah  empat  buah  yang  berada  di  setiap  sudut  spreader. Twist  lock menggunakan  sensor proximity ( proximity  switch) .  sensor proximity ( proximity  switch) adalah  alat  pendeteksi  yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor. Karakteristik dari sensor ini adalah menditeksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat, berkisar antara 1 mm sampai beberapa centi meter saja sesuai type sensor yang digunakan. Proximity tidak memberikan informasi tentang kuantitas logam seperti jenis logam, ketebalan, jarak, suhu. Jadi hanya "ada atau tidak ada" logam. Juga sama untuk non logam. Proximity untuk logam biasanya dengan " inductive proximity " sedang untuk non logam dengan " capacitive proximity "
Berikut ini adalah spesifikasi teknik dari twist lock pada Rubber Tyred Gantry Crane Kapasitas angkat 35 Ton yang berada di PT. Pelabuhan Indonesia III Banjarmasin :
Young modulus : 200000 MPa Tensile strength
: 420 MPa
Yield strength : 350 MPa

## Tegangan Normal (Normal Stress)
Gaya  internal  yang  bekerja  pada  sebuah  potongan  dengan  luasan  yang  sangat  kecil  akan bervariasi baik besarnya maupun arahnya. Pada umumnya gaya-gaya tersebut berubah-ubah dari suatu titik ke titik yang lain, umumnya berarah miring pada bidang perpotongan. Dalam praktek keteknikan intensitas gaya diuraikan menjadi tegak lurus dan sejajar dengan irisan,

## Tegangan Geser
Tegangan geser ditunjukkan jika suatu gaya yang sama dan berlawanan arah P bekerja pada pada dua buah plat datar yang direkatkan satu sama lain dengan suatu chemical adhesive, maka dikatakan bahwa plat mengalami gaya geser. Gaya geser dianggap terdistribusi merata melntang bidang kontak. Besar gaya geser dihitung dari persamaan :
𝑇𝑔 = 𝑃 𝐴

## Momen Lentur
Momen lentur adalah jumlah aljabar dari semua komponen momen gaya luar yang bekerja pada segmen  yang  terisolasi,  dinotasikan  dengan  M.  Besar  M  dapat  ditentukan  dengan  persamaan keseimbangan statis (Mulyati, ST., MT, 2009).
ΣM =0

## Momen Inersia
Pendekatan  untuk  menentukan  momen  inersia  dari  suatu  luasan  dapat  diperoleh  dengan membagi luas total menjadi luasan komponen tertentu dengan menggunakan 𝛴 𝑎𝑥² dan 𝛴 𝑎𝑦² . Momen inersia dari luasan total adalah sama dengan jumlah momen inersia dari komponen luas. Ini  akan  menghasilkan  nilai  pendekatan  momen  inersia  dengan  tingkat  akurasi  sebagai  fungsi dari ukuran yang dipilih pada luasan komponen. Semakin kecil ukuran luasan komponen yang digunakan maka akan semakin tinggi tingkat akuransinya(Ach. Muhib Zainuri, ST, 2008).

## Momen Bending
Untuk keperluan analisis dan desain balok , perlu bekerja dengan hubungan di antara teegangan bending,  momen  bending,  dan  sifat-sifat  geometris  penampang.  Pada  pekerjaan  analisis, tegangan  telah  ditentukan,  sedangkan  pada  pekerjaan  desain  tegangan  ijin  digunakan  untuk menentukan material. Keduanya menggunakan dasar hubungan yang sama, yang disebut rumus lentur  (Ach. Muhib Zainuri, ST, 2008).
Persamaan yang digunakan untuk mendapatkan tegangan adalah :
𝜎𝑡 = 𝑀𝑙 .𝑐 𝑙𝑥

## Lingkaran Mohr
Lingkaran Mohr diperkenalkan  oleh  seorang  insinyur  Jerman,  Otto  Mohr  (1835-1913). Lingkaran  ini  digunakan  untuk  melukis  transformasi  tegangan  maupun  regangan,  baik  untuk persoalan-persoalan  tiga  dimensi  maupun  dua  dimensi.  Yang  perlu  dicatat  adalah  bahwa perputaran  sumbu  elemen  sebesar  q  ditunjukkan  oleh  perputaran  sumbu  pada  lingkaran Mohr sebesar  2q,  .dan  sumbu  tegangan  geser  positif  adalah  menunjuk  ke  arah  bawah.  Pengukuran dimulai dari titik A, positif bila berlawanan arah jarum jam, dan negatif bila sebaliknya. Pada bagian ini kita hanya akan membahas lingkaran Mohr untuk tegangan dan regangan dua dimensi. Telah  diketahui bahwa keadaan  tegangan  yang  dialami  oleh  material,  baik  di dalam  struktur maupun  di  dalam  proses  pembentukan  logam,  sebagai  akibat  dari  gaya-gaya  eksternal  yang diterimanya pada umumnya bersifat kompleks atau lebih dari satu sumbu ( multiaksial ). Berbagai cara  dilakukan untuk mempermudah  penggambaran  keadaan  tegangan  spesifik  tersebut.  Salah satu  metode  yang  paling  banyak  digunakan  adalah  metode  penggambaran  keadaan  tegangan dengan menggunakan Diagram Lingkaran Mohr.
Diagram lingkaran Mohr menggambarkan keadaan tegangan pada suatu elemen fisik dengan menggunakan  dua  buah  sumbu.  Sumbu  absis  digunakan  untuk  menggambarkan  tegangan- tegangan normal ( normal stress ), dan sumbu ordinat digunakan untuk menggambarkan tegangan- tegangan geser ( shear stress ) ( Syamarianto , 2010).
Berikut ini adalah persamaan untuk menghitung lingkaran Mohr :
𝜎 max = 𝜎𝑥+ 𝜎𝑦 2 + √( 𝜎𝑥+ 𝜎𝑦 2 ) ² + (τxy)²
𝜎 min = 𝜎𝑥+ 𝜎𝑦 2 - √( 𝜎𝑥+ 𝜎𝑦 2 ) ² + (τxy)²

## 3. METODE PENELITIAN

## Alat dan bahan
Guna  menunjang  proses  pengumpulan  data  sebagaimana  yang  dijelaskan  di  atas,  maka dipergunakan alat bantu pengumpulan dan analisa dara sebagai berikut :

## Alat
Alat yang digunakan terdiri dari :
a. Komputer dengan Spesifikasi :
• Prosesor I core 5
• Memori 4 GB
• OS : Windows seven 64-bit
b. Perangkat lunak software Autodesk Inventor 2014

## Bahan
Bahan yang menjadi objek penelitian ini adalah Twist Lock pada Rubber Tired Gantry Crane ( RTGC ) kapasitas angkat 35 Ton yang berada di PT. Pelabuhan Indonesia III cabang Banjarmasin.

## Metode Penelitian
Dalam Tugas Akhir ini, teknik pengumpulan data ditempuh dengan prosedur perencanaan yang mencakup :

## Studi Literatur
Studi  literatur  merupakan  metode  yang digunakan  dengan  cara    mengumpulkan  data  tertulis yang berkaitan dengan masalah penulisan dan materi yang akan dibahas.

## Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan dengan dua cara yaitu pengamatan langsung di lapangan dan data- data dari perusahaan atau instansi yang terkait.

## Pengolahan Data
Data yang sudah dikumpulkan kemudian diolah, penyusunan laporan disertai data-data berupa gambar dan tabel yang dapat membantu dalam penyampaian informasi hasil Penelitian. Pengerjaan penelitian  dilakukan  dengan  perhitungan  manual  menggunakan  rumus  dan  dengan  bantuan software Autodesk Inventor 2014.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel .1 Hasil perhitungan tegangan von mises
Tabel 2 Hasil simulasi menggunakan software Autodesk Inventor 2014
Tabel .3 perbandingan hasil perhitungan tegangan von mises menggunakan perhitungan teoritis dengan hasil simulasi

## PEMBAHASAN

## Grafik Perbandingan Beban Terhadap Tegangan Twist Lock
Berdasarkan table 4.1 dan 4.2 terdapat besar nilai tegangan von mises pada beban 10 ton, 20 ton, dan 30 ton dengan menggunakan perhitungan teoritis dan simulasi menggunakan software Autodesk Inventor 2014. Hubungan antara beban dengan tegangan diperlihatkan pada gambar 1
No Beban Von Mises Maksimum  (perhitungan teoritis) 1 20 Ton 91900 𝑘𝑃𝑎 2 30 Ton 137800 𝑘𝑃𝑎 3 40 Ton 183800 𝑘𝑃𝑎 No Beban Von Mises Maksimum (simulasi) 1 20 Ton 94705,33 kPa 2 30 Ton 142057,98 kPa 3 40 Ton 189410,66 kPa No  Beban Von Mises Maksimum (Perhitungan teoritis) Von Mises Maksimum (Simulasi) Persen galat (%) 1 20 Ton 0,947 x 10 ⁵ kPa 0,919 x 10 ⁵ kPa 3,04 % 2 30 Ton 1,420 x 10 ⁵ kPa 1,378 x 10 ⁵ kPa 3.04 % 3 40 Ton 1,894 x 10 5 kPa 1,838 x 10 5 kPa 3,04 %
0 0.5 1 1.5 2 20 30 40 Te ga n ga n v on m ises (M P a) Beban (Ton) Perhitungan teoritis . Gambar 1. grafik perbandingan pembebanan twist lock
Dari gambar 1 grafik perbandingan pembebanan twist lock dapat dilihat pada perhitungan teoritis besar nilai tegangan von mises maksimum pada beban 20 ton sebesar 94705,33 kPa, pada beban 30 ton sebesar 142057,98 kPa dan pada beban 40 ton sebesar 189410,66 kPa. Sedangkan hasil tegangan von mises yang didapatkan pada simulasi dengan beban 20 ton sebesar 91900 kPa, pada  beban  137800  kPa  dan  pada  beban  40  ton  183800  kPa.  Besar  nilai  tegangan von  mises tertinggi pada twist lock dengan menggunakan perhitungan teoritis didapatkan pada beban 40 ton yaitu sebesar 1,894 x 10 ⁵ kPa dan tegangan von mises terendah pada beban 20 ton yaitu sebesar 0,947 x 10 ⁵ kPa. Untuk nilai tegangan von mises dengan menggunakan simulasi, nilai tegangan von mises tertinggi didapatkan pada beban 40 ton yaitu sebesar 1,838 x 10 ⁵ kPa dan tegangan von mises terendah pada beban 20 ton yaitu sebesar 0,919 x 10 ⁵ kPa.
Besar kecil tegangan von mises yang dihasilkan bergantung pada besar kecilnya gaya yang diberikan, besar kecilnya gaya yang diberikan pada twist lock berbanding lurus dengan besarnya tegangan yang terjadi. Dengan kata lain semakin besar beban yang dialami batang maka tegangan yang terjadipun semakin besar.

## Grafik perbandingan persen galat
Berdasarkan  tabel  3  besar  nilai  persen  galat  pada  beban  10  ton,  20  ton  dan  30  ton  dengan membandingkan perhitungan teoritis dan simulasi menggunakan software autodesk inventor 2014, diperlihatkan pada gambar 2.

## Gambar 2 grafik perbandingan persen galat
Dari gambar 4.2 grafik perbandingan persen galat dari hasil perhitungan dan simulasi dengan pembebanan  variasi  ini  tidak  memiliki  persentase  selisih  antara  nilai  tegangan von  mises perhitungan  teoritis  dengan  hasil  simulasi.  Hasil  untuk  pembebanan  20  ton,  30  ton  dan  40  ton didapatkan nilai persen galat 3,04%.
Tegangan  yang  diizinkan  pada  komponen twist  lock dapat  dilihat  dari material  properties SCM440  besar  nilai yield  strength adalah  350  MPa.  Dengan  nilai  tegangan von  mises hasil perhitungan  teoritis  dan  simulasi  yang  lebih  kecil  daripada  nilai  tegangan  yang  diizinkan,  ini mengindikasikan bahwa twist lock rubber tyred gantry crane milik PT. Pelabuhan Indonesia III cabang Banjarmasin masih aman untuk melakukan proses pengangkatan baik pada beban dengan berat 20 ton, 30 ton dan 40 ton, dan kerusakan komponen twist lock dapat dihindari.

## 5. PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perhitungan  teoritis  dan  simulasi  dengan  menggunakan software  Autodesk Inventor 2014 yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan akibat pembebanan yang diberikan adalah sebagai berikut :
• Nilai distribusi tegangan von mises maksimal dengan beban 20 ton = 94705,33 kPa, 30 ton = 142057,98 kPa dan 40 ton = 189410,66 kPa.
Besar  kecilnya  gaya  yang  diberikan  pada twist  lock berbanding  lurus  dengan  besarnya tegangan  yang  terjadi.  Semakin  besar  beban  yang  dialami  batang  maka  tegangan  yang terjadi semakin besar.
• Hasil simulasi dengan software Autodesk Inventor 2014 nilai distribusi tegangan von mises dengan beban 20 ton = 91900 kPa, 30 ton = 137800 kPa dan 40 ton = 183800 kPa.
• Perbandingan antara hasil perhitungan teoritis dengan hasil simulasi menggunakan persen galat :
0 1 2 3 4 20 30 40 Per sen g al at ( % ) Beban (Ton) Persen…

## Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, disarankan beberapa hal, antara lain :
1. Walaupun pada perhitungan teoritis dan hasil simulasi pada pembebanan 40 ton didapatkan hasil tegangan < tegangan yang diijinkan, Untuk penerapan dilapangan dalam hal pengujian beban tetap harus menerapkan pembebanan di bawah kapasitas angkat 35 ton saja seperti yang  biasa  diterapkan,  untuk  menghindari  terjadinya  kecelakaan  kerja  atau  hal-hal  yang tidak diinginkan.
2. Untuk  pengembangan  penelitian  selanjutnya,  judul  dari  tugas  akhir  ini  dapat  diajukan dengan menggunakan software yang berbeda untuk melakukan simulasinya.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
C.  Alkin,  C.  E.  Imrak,  H.  Kocabas.  2005. Solid  Modeling  and  Finite  Element  Analysis  of  an Overhead Crane Bridge. Journal Czech Technical University in Prague.
Dokumen-dokumen Perusahaan, PT Pelabuhan Indonesia III (Pelindo) Cabang Banjarmasin
Fadly Ahmad Kurniawa Nasution. 2009. Analisa perhitungan dan simulasi tegangan yang terjadi pada  twist  lock  rubber  tired  gantry  crane  kapasitas  angkat  40  ton dengan  menggunakan software MSC Visualnastran Dekstop 2004 . Universitas Sumatera Utara
Ferdinand  P.Beer,  E.  Russell  Johnston,  Jr.  2011. Mekanika  Untuk  Insinyur  –  Statika. Lehigh University, University of Connecticut
Frick Heinz. 2011. Mekanika Teknik 1 – Statika dan Kegunaannya.
Jefriansyah. 2014. Analisa struktur pada girder overhead crane t-32-01 swl 30 ton. Universitas Lambung Mangkurat
Krisman Pebrian. 2010. Artikel gaya geser momen lentur dan tegangan
Maslufi, Andita Yoggi. 2012. Studi pemanfaatan rugi daya pada rubber tyred gantry crane saat proses bongkar muat di pt terminal peti kemas Surabaya . ITS
Mhd. Pinem, Daud. 2010. Mekanika Kekuatan Material Lanjut. Rekayasa Sains
Mulyati, ST., MT. 2009. Bahan Ajar – Mekanika Bahan
Beban Teoritis (kPa) Simulasi (kPa) Persen Galat (%) 20 ton 94705,33 kPa 91900 kPa 3,04 % 30 ton 142057,98 kPa 137800 kPa 3,04 % 40 ton 189410,66 kPa 183800 kPa 3,04 %
R. C. Hibbeler. 1997. Mekanika Teknik Statika. Prenhallindo, Jakarta
Zinuri, Ach Muhib. 2011. Kekuatan Bahan (Strength of Materials) . Andi Yogyakarta
http://id.wikipedia.org/wiki/Rubber_tyred_gantry_crane diakses pada tanggal 4 Mei 2015.
http://id.wikipedia.org/wiki/Twistlock diakses pada tanggal 4 Mei 2015.
http://www.lebihdarisekedar.com/p/pesawat-angkat.html diakses pada tanggal 26 Mei 2015