Struktur Forklift dan Prinsip Kerja
Topik kali ini akan membahas tentang prinsip kerja forklift. Berdasarkan "Forklift Safety Manual" yang diterbitkan oleh Taylor,-produsen forklift tugas berat di Amerika Serikat:
Kebanyakan forklift adalah forklift yang seimbang, seperti jungkat-jungkit, sehingga pusat gravitasi beban harus dicari terlebih dahulu. Pusat gravitasi ini disebut pusat beban, dan panjangnya setengah dari panjang palet. Misalnya, jika dimensi palet adalah panjang (d) 1000mm dan lebar (w) 1200mm, maka pusat muatannya adalah 500mm.
Pusat beban forklift seringkali berukuran 500mm atau 600mm, jadi untuk mengetahui pusat beban standar sebuah forklift, Anda harus menemukannya di lembar spesifikasi forklift atau gambar forklift. Tonase forklift mengacu pada nilai beban maksimum forklift untuk memuat, membongkar, dan menangani barang, dirancang berdasarkan kekuatan struktural setiap bagian, tekanan sistem hidrolik, dan stabilitas. Stabilitas forklift counterbalance hanya didasarkan pada prinsip tuas (jungkat-jungkit). Dalam kondisi kritis, ketika gaya kecil diterapkan pada sisi beban, forklift akan berputar ke depan. Dalam desain kendaraan, faktor keamanan 1,4 biasanya ditetapkan untuk memastikan pengoperasian forklift yang aman. Kurva beban menunjukkan hubungan antara beban yang diijinkan dan pusat beban; beroperasi dalam rentang nilai pada kurva beban dapat mencegah kecelakaan. Pusat beban secara langsung mempengaruhi berat beban. Pusat beban yang lebih pendek dari pusat beban standar tidak mempengaruhi berat beban, namun pusat beban yang lebih panjang dari pusat beban standar akan mengurangi berat beban.
Misalnya, jika pusat beban suatu beban adalah 400mm, tetapi pusat beban standarnya adalah 500mm, maka berat beban tidak akan terpengaruh. Namun jika pusat beban 600mm dan pusat beban standar 500mm, maka berat beban akan berkurang. Forklift bertenaga mesin-, juga dikenal sebagai forklift pembakaran internal, menggunakan solar, bensin, atau gas minyak cair sebagai bahan bakar dan digerakkan oleh mesin. Kapasitas angkatnya berkisar antara 0,5 ton hingga 45 ton. Umumnya diklasifikasikan sebagai forklift pembakaran internal berimbang, forklift kontainer (pemuatan{11}}depan), dan forklift pemuatan samping. Forklift secara umum diklasifikasikan menjadi tiga jenis: forklift penyeimbang, forklift kontainer (pemuatan depan), dan forklift pemuatan samping. Ini menggunakan mesin diesel sebagai sumber tenaga dan memiliki kapasitas angkat 3,0 hingga 6,0 ton. Garpu dipasang di sisi forklift, sehingga memungkinkan pemuatan barang secara langsung, sehingga terutama digunakan untuk mengangkat barang yang panjang dan tipis seperti tongkat kayu dan batang baja.
Meskipun ada banyak jenis forklift, pada dasarnya semuanya terdiri dari empat bagian utama: unit daya, sasis, bagian kerja, dan sistem kelistrikan. Perbedaan struktur dan lokasi pemasangan keempat bagian ini mengakibatkan perbedaan jenis forklift.
Forklift penyeimbang adalah jenis forklift yang paling umum. Sekarang kita akan membahas komposisi masing-masing bagian dengan menggunakan contoh forklift jenis ini.
01 Satuan Daya
Unit tenaga forklift menyuplai tenaga ke bagian kerja forklift untuk bongkar muat barang dan untuk pengoperasian sasis beroda. Umumnya dipasang di bagian belakang forklift dan juga berfungsi sebagai penyeimbang.
Forklift listrik menggunakan baterai dan motor seri DC. Karakteristik penggeraknya paling mendekati persyaratan karakteristik lunak daya konstan, dan kinerja traksinya lebih unggul daripada mesin pembakaran internal. Selain itu, ia beroperasi dengan lancar dan senyap, tidak mengeluarkan asap knalpot, mudah dirawat, dan mudah dioperasikan; biaya pengoperasian rendah, dan masa pakai kendaraan secara keseluruhan panjang. Kerugiannya meliputi: kebutuhan peralatan pengisian daya, investasi awal yang tinggi, waktu pengisian daya yang lama (umumnya 7-8 jam, pengisian daya cepat 2-3 jam), waktu kerja terus-menerus yang singkat setelah sekali pengisian daya, dan kerentanan baterai terhadap guncangan dan getaran, sehingga memerlukan permukaan jalan tertentu. Karena keterbatasan kapasitas baterai, daya motor listrik menjadi rendah sehingga mengakibatkan kecepatan kendaraan dan kemampuan pendakian menjadi lebih rendah. Oleh karena itu, forklift bertenaga baterai terutama digunakan di gudang dan bengkel dengan lorong sempit, jarak pengangkutan pendek, permukaan jalan bagus, kapasitas angkat kecil, dan tidak memerlukan kecepatan tinggi. Hanya forklift bertenaga baterai yang dapat digunakan di gudang barang mudah terbakar atau tempat yang membutuhkan udara bersih. Forklift bertenaga baterai juga digunakan di gudang penyimpanan dingin di mana mesin pembakaran internal sulit dihidupkan.
Karakteristik mekanis mesin pembakaran internal tidak memenuhi persyaratan karakteristik lunak daya konstan penggerak mula forklift; daya keluarannya meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan. Oleh karena itu, mesin pembakaran dalam harus dilengkapi dengan transmisi mekanis, konverter torsi, atau perangkat transmisi hidrolik untuk meningkatkan torsi keluaran sebelum dapat digunakan. Forklift pembakaran internal, tidak seperti forklift bertenaga baterai, memiliki keunggulan utama sebagai berikut: tidak perlu mengisi daya peralatan, waktu pengoperasian lebih lama, daya lebih tinggi, kemampuan pendakian lebih kuat, kebutuhan permukaan jalan lebih rendah, dan investasi awal lebih rendah. Dengan metode transmisi yang sesuai, performa traksi yang ideal dapat dicapai. Kerugiannya meliputi: kebisingan dan getaran selama pengoperasian, asap knalpot, perawatan yang lebih sering, biaya pengoperasian yang lebih tinggi, dan umur keseluruhan yang lebih pendek. Oleh karena itu, forklift pembakaran internal umumnya lebih unggul. Untuk forklift dengan kapasitas angkat sedang hingga tinggi, forklift pembakaran internal lebih disukai.
Di antara forklift pembakaran internal, mesin diesel adalah yang paling umum, dan hampir semua forklift dengan kapasitas angkat 3 ton atau lebih menggunakan mesin diesel. Hal ini karena mesin diesel mengkonsumsi bahan bakar lebih sedikit. Namun mesin diesel relatif berat, berisik, dan lebih bergetar. Forklift dengan kapasitas angkat lebih kecil dapat menggunakan mesin bensin yang lebih kecil dan ringan, namun mengkonsumsi lebih banyak bahan bakar; bensin mahal, dan knalpotnya mengandung lebih banyak komponen berbahaya dan mudah terbakar. Di beberapa negara, terdapat juga forklift yang menggunakan mesin liquefied petroleum gas (LPG), yang memiliki harga bahan bakar lebih rendah dan menghasilkan asap knalpot lebih sedikit.
Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan mesin bahan bakar gas cair (LPG) sebagai unit tenaga pada forklift pembakaran internal telah meningkat baik di dalam negeri maupun internasional. Kebanyakan merupakan forklift-bahan bakar ganda, yang mampu menggunakan bensin, solar, atau LPG sebagai bahan bakar. Jerman mengalami tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 160% dalam penggunaan forklift LPG, dan jumlah tersebut juga meningkat di AS dan Jepang. Saat ini, terdapat protes yang semakin meningkat terhadap polusi gas buang kendaraan. Oleh karena itu, penggunaan mesin LPG semakin meluas pada kendaraan industri yang digerakkan oleh mesin pembakaran dalam, termasuk forklift. Hal ini karena penggunaan mesin LPG tidak hanya menghindari polusi udara dan mengurangi bahaya lingkungan tetapi juga mengurangi keausan mesin dan memperpanjang umur mesin. Ini juga menurunkan biaya bahan bakar.
02 Sasis
Sasis adalah mekanisme kerja langsung yang menanggung seluruh berat barang dan melakukan tugas seperti mengambil, mengangkat, dan menumpuk. Terdiri dari perangkat kerja yang secara langsung melakukan operasi bongkar muat dan sistem transmisi hidrolik yang mengoperasikan perangkat kerja. Berdasarkan desain, manufaktur, dan berbagai kondisi kerja, ia hadir dalam berbagai bentuk struktural. Garpu adalah komponen berbentuk garpu-yang langsung membawa barang. Mereka dipasang pada kereta garpu melalui kait, dan jarak antara kedua garpu dapat disesuaikan sesuai kebutuhan operasional dan dikunci oleh perangkat penentuan posisi.
Kereta garpu adalah komponen struktural yang dilas dari pelat baja, dilengkapi rakitan roller. Tiang bagian dalam memiliki jalur beralur yang berorientasi vertikal di sisi dalamnya. Kereta garpu dihubungkan ke tiang bagian dalam dengan cara yang sama, dan hanya dapat bergerak secara vertikal di sepanjang jalur tiang luar.
Tiang bagian dalam adalah struktur rangka yang dilas menjadi satu dari dua bagian beralur yang berfungsi sebagai kolom dan balok. Bagian bawahnya terhubung dengan poros penggerak forklift (poros depan). Dengan bantuan silinder hidrolik yang dapat dimiringkan, tiang dapat dimiringkan dengan sudut tertentu ke arah depan dan belakang. Kemiringan ke depan memudahkan bongkar muat, sedangkan kemiringan ke belakang mencegah barang di garpu tergelincir saat forklift bergerak.
Ujung bawah silinder hidrolik pengangkat berada pada palang tiang luar, dan ujung atas terhubung ke palang tiang dalam dan sproket. Salah satu ujung rantai pengangkat dihubungkan ke bagian bawah tiang luar, dan ujung lainnya melewati sproket dan dihubungkan ke kereta garpu. Ketika oli bertekanan disuplai ke silinder hidrolik, batang piston bergerak ke atas dengan kecepatan v, mendorong sproket dan tiang bagian dalam naik dengan kecepatan yang sama v. Karena prinsip katrol yang dapat digerakkan, rantai menarik kereta garpu untuk naik dengan kecepatan 2v. Ketika silinder hidrolik mencapai akhir langkah penuhnya, tiang bagian dalam berada pada posisi ekstrim di atas tiang luar, dan kereta garpu berada pada posisi ekstrim di atas tiang dalam. Ketika tekanan oli dilepaskan, barang atau garpu dan komponen lainnya turun karena beratnya sendiri.
Sistem kemudi digunakan untuk membuat forklift bergerak sesuai arah yang ditentukan oleh pengemudi. Sistem kemudi forklift dapat dibagi menjadi dua jenis menurut energi yang dibutuhkan untuk kemudi: sistem kemudi mekanis dan sistem power steering. Yang pertama menggunakan energi fisik pengemudi sebagai energi kemudi dan terdiri dari tiga bagian: perangkat kemudi, mekanisme transmisi kemudi, dan mekanisme pengoperasian. Yang terakhir adalah perangkat kemudi yang menggunakan energi fisik pengemudi dan tenaga mesin sebagai energi kemudi. Dalam keadaan normal, hanya sebagian kecil energi yang dibutuhkan untuk kemudi forklift disediakan oleh pengemudi; sebagian besar disediakan oleh mesin melalui perangkat bantuan kemudi. Namun, meskipun perangkat bantuan kemudi gagal, pengemudi secara umum masih dapat menangani tugas kemudi secara mandiri. Selama pengoperasian forklift, kemudi dan perjalanan sering kali dilakukan secara bergantian; untuk mengurangi beban kerja pengemudi, forklift pembakaran internal sering kali menggunakan sistem power steering. Sistem power steering yang umum digunakan mencakup power steering integral, power steering semi-integral, dan perangkat bantuan kemudi. Sistem pengereman adalah sistem yang memperlambat atau menghentikan forklift. Terdiri dari rem dan mekanisme transmisi rem.
Sistem pengereman dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis menurut sumber energi pengeremannya: sistem pengereman manual, sistem pengereman tenaga, dan sistem pengereman servo. Yang pertama menggunakan energi fisik pengemudi sebagai energi pengereman; sistem pengereman tenaga mengandalkan sepenuhnya energi potensial berupa tekanan udara atau tekanan hidrolik yang dikonversi dari tenaga mesin; yang terakhir adalah kombinasi dari dua yang sebelumnya.
Komposisi, fungsi, dan prinsip kerja sasis forklift dan bagian lainnya sangat mirip dengan mobil. Oleh karena itu, karena keterbatasan ruang, konten yang identik dengan mobil tidak akan diuraikan, sedangkan konten yang berbeda dari mobil akan diperkenalkan.
Pada forklift counterbalance, counterweight terletak di bagian belakang untuk menyeimbangkan berat barang di bagian depan. Unit tenaga forklift (mesin pembakaran internal) atau baterai umumnya terletak di bagian belakang untuk memberikan keseimbangan parsial.
03 Bagian Kerja
Bagian kerja forklift secara langsung menanggung seluruh berat barang dan melakukan tugas-tugas seperti pengambilan, pengangkatan, dan penumpukan. Terdiri dari perangkat kerja yang secara langsung melakukan operasi bongkar muat dan sistem transmisi hidrolik yang mengoperasikan perangkat kerja. Karena desain, manufaktur, dan kondisi kerja yang berbeda, ia memiliki bentuk struktural yang berbeda-beda.
Garpu adalah komponen-berbentuk garpu yang langsung membawa barang. Mereka dipasang pada kereta garpu melalui kait. Jarak antara kedua garpu dapat diatur sesuai kebutuhan operasional dan dikunci oleh alat positioning.
Kereta garpu adalah komponen struktural yang dilas dari pelat baja, dilengkapi rakitan roller. Tiang bagian dalam memiliki jalur beralur yang berorientasi vertikal di sisi dalamnya. Kereta garpu dihubungkan ke tiang bagian dalam dengan cara yang sama dan hanya dapat bergerak secara vertikal di sepanjang jalur tiang luar.
Tiang bagian dalam adalah struktur rangka yang dilas menjadi satu dari dua bagian beralur yang berfungsi sebagai kolom dan balok. Bagian bawahnya terhubung dengan poros penggerak forklift (poros depan). Dengan bantuan silinder hidrolik yang dapat dimiringkan, tiang dapat dimiringkan dengan sudut tertentu baik ke arah depan maupun ke belakang. Memiringkan tiang ke depan memudahkan bongkar muat, sedangkan memiringkannya ke belakang mencegah barang di garpu tergelincir saat forklift bergerak.
Ujung bawah silinder hidrolik pengangkat berada pada balok melintang tiang luar, dan ujung atas dihubungkan ke balok melintang tiang dalam dan sproket. Salah satu ujung rantai pengangkat dihubungkan ke bagian bawah tiang luar, dan ujung lainnya melewati sproket dan dihubungkan ke kereta garpu. Ketika oli bertekanan disuplai ke silinder hidrolik, batang piston bergerak ke atas dengan kecepatan v, mendorong sproket dan tiang bagian dalam naik dengan kecepatan yang sama v. Karena prinsip katrol yang dapat digerakkan, rantai menarik kereta garpu untuk naik dengan kecepatan 2v. Ketika silinder hidrolik mencapai langkah penuhnya, tiang bagian dalam berada pada posisi ekstrim atas di atas tiang luar, dan kereta garpu berada pada posisi ekstrim atas di atas tiang dalam. Ketika tekanan oli dilepaskan, barang atau garpu dan komponen lainnya turun karena beratnya sendiri.
