Simulasi Dinamis Mekanisme Pengangkatan Beban pada Forklift Menggunakan Metode Bond Graph untuk Analisis Kondisi Ketidaknormalan

RIZKI SUSETYO N, Irfan Bahiuddin, S.T., M.Phil., Ph.D.

2022 | Tugas Akhir | D4 TEKNIK PENGELOLAAN DAN PERAWATAN ALAT BERAT

Forklift apabila diberikan beban berat secara terus-menerus menyebabkan unit mengalami fatique. Hal tersebut secara terus menerus menyebabkan ketidaknormalan yang berpengaruh pada lifetime unit. Unit yang rusak akibatnya akan berpengaruh terhadap produktivitas. Sebuah model guna merancang sebuah sistem kendali dengan simulasi dinamis diperlukan untuk mendeteksi ketidaknormalan. Bond graph efektif untuk memodelkan sistem yang kompleks dan berguna sebagai fault detection and isolation. Penelitian dilakukan untuk pemodelan sistem pengangkat beban pada forklift menggunakan metode bond graph dan simulasi dinamis menggunakan Simulink MATLAB dan evaluasi platform untuk memprediksi jika ada ketidaknormalan pada sistem pengangkat pada forklift. Mekanisme pengangkatan beban dirancang berdasarkan prinsip kerja alat pengangkat untuk forklift FD30C-17. Model matematis diturunkan berdasarkan metode bond graph untuk sistem pengangkatan beban pada forklift dengan mempertimbangkan kondisi eksekusi lengan garpu forklift pada saat normal dan saat terjadi ketidaknormalan. Simulasi dinamis dilakukan untuk mulai, naik, pengereman, dan saat berhenti pada posisi stroke maksimal. Model matematika yang sesuai diturunkan. Selanjutnya ditentukan kurva kecepatan gerak fork. Karakteristik kedua jenis mekanisme pengangkatan beban diringkas untuk dua jenis efek kerja sistem pengangkatan beban pada kondisi yang berbeda. Perbedaan antara kurva lintasan normal dan kurva lintasan ketidaknormalan dibandingkan. Pemodelan sistem pengangkat pada forklift telah dibuat menggunakan metode bond graph dan simulasi dinamis pengangkatan beban pada forklift menggunakan Simulink MATLAB. Parameter leakage flow dengan variasi clearance ditambahkan pada silinder hidraulik pengangkat pada forklift. Hasil penerapan metode bond graph dengan penambahan komponen resistor dengan nilai 4.1x107 Bar s/m3 adalah kondisi ketidaknormalan dengan nilai pressure drop sebesar -14 Bar, velocity drop sebesar -0.9 m/s dan power drop sebesar -12 kWh.

Forklifts when given heavy loads continuously cause the unit to experience fatigue. This continuously causes abnormality that affects the lifetime of the unit. Damaged units will consequently affect productivity. A model to design a control system with dynamic simulation is needed to detect abnormality. Bond graphs are effective for modeling complex systems and are useful as fault detection and isolation. The research is conducted to model the load lifting system on a forklift using the bond graph method and dynamic simulation using Simulink MATLAB and evaluation of the platform to predict if there is an abnormality in the lifting system on the forklift. The lifting mechanism is designed based on the working principle of the lifting device for the FD30C-17 forklift. The mathematical model is derived based on the bond graph method for the forklift load lifting system by considering the execution conditions of the forklift fork arm during normal and abnormal conditions. Dynamic simulations are performed for starting, rising, braking, and stopping at the maximum stroke position. The appropriate mathematical model is derived. Next, the fork velocity curve is determined. The characteristics of the two types of lifting mechanisms are summarized for the two types of effect of the load lifting system working under different conditions. The difference between the normal path curve and the abnormal path curve is compared. The modeling of the lifting system on the forklift has been made using the bond graph method and dynamic simulation of the lifting of the load on the forklift using Simulink MATLAB. The leakage flow parameter with varying clearance is added to the forklift lift hydraulic cylinder. The result of applying the bond graph method with the addition of a resistor component with a value of 4.1x107 Bar s/m3 is an abnormal condition with a pressure drop value of -14 Bar, a velocity drop of -0.9 m/s and a power drop of -12 kWh.

Kata Kunci : bond graph, diagram blok, forklift, kebocoran silinder, simulasi dinamis.