Dunia Kereta - Rail Grinding: salah satu metode perawatan rel

Banyak cara yang dilakukan untuk merawat rel di lintas. Pada kesempatan ini akan kita bahas besama tentang rail grinding, yaitu salah satu metode untuk memperbaiki kerusakan di permukaan atau profil rel. Seperti namanya, rail grinding, dilakukan dengan cara menggerinda permukaan rel sehingga diperoleh profi sesuai yang diinginkan. Rel yang sudah lama dipakai akan mengalami keausan. Bahkan untuk rel yang dilalui kereta barang dengan beban berat memungkinkan rel menjadi lecet dan bergelombang. Kondisi rel yang aus atau bergelombang ini berbahaya, selain menyebabkan lebar sepur yang semakin besar juga berisiko menyebabkan roda kereta keluar dari lintas, derailment.

Gambar 1. Contoh kerusakan pada kepala rel

Beberapa manfaat rail grinding adalah

1) Meningkatkan umur pakai rel dan roda dengan kontak rel-roda yang baik

2) Mencegah kerusakan parah pada rel

3) Mengurangi resistansi sehingga dapat menurunkan daya traksi yang berdampak pada  

    konsumsi energi

4) Meningkatkan ride index dan mengurangi kebisingan

5) Mencegah risiko derailment

Gambar 2. Peningkatan kerusakan rel (crack) dengan dan tanpa grinding

Ada tiga tipe rail grinding yaitu:

1) Corrective. Yaitu perbaikan kerusakan rel untuk memperbaiki profile rel setelah terjadi 

    kerusakan.

2) Preventive gradual. Yaitu menghilangkan kerusakan rel dengan menggerinda secara 

    bertahap.

3) Preventive. Yaitu tindakan pencegahan dengan menggerinda kerusakan rel yang baru 

    timbul. Dilakukan secara periodik.

Gambar 3. Tahapan preventive gradual grinding

Gambar 4. Kereta khusus rail grinder

Berikut beberapa perusahaan yang menyediakan jasa rail grinding: Modern Track Machinery, Harsco Rail, Loram Maintenance of Way Inc., Racine Railroad Product Inc., Plasser American Corp., Vossloh Rail Services North America, Railtech Matweld Inc.. Namun karena mahalnya biaya jasa maintenance ini, maka beberapa operator kereta api memilih untuk membeli rail grinding kecil yang bisa dioperasikan sendiri dengan cara didorong dengan tangan. Contoh alat ini seperti produk keluaran ERICO.

Gambar 5. Rail grinder portable

Reff:

1) Prem Prakash Kumar, Indian Railway Service of Engineer.

    https://www.slideshare.net/PremPrakashKumar/rail-grinding-machinea-basic-approach

2) https://en.wikipedia.org/wiki/Railgrinder

3) http://www.american-rails.com/grinders.html

4) https://news.thomasnet.com/fullstory/rail-grinder-prepares-rail-for-welding-12776

Read More

Dunia Kereta - Analisa Lintasan Lengkung: Vogel Diagram

Setelah sebelumnya kita bahas tentang analisa lintasan lengkung dan kita tahu apa fungsi dari analisa ini, dan serta kita pelajai pula salah satu metodenya yakni ROY diagram. Baca: Analisa Lintasan Lengkung: Roy Diagram. Pada kesempatan ini akan kita pelajari bersama metode analisa lintasan lengkung yang lain yaitu VOGEL diagram. Vogel diagram telah diakui lebih akurat dibandingkan dengan roy diagram, terutama pada lintasan lengkung dengan jari – jari yang kecil.

Jika pada roy diagram, lintasan lengkung digambarkan sebagai suatu lingkaran yang jari-jarinya sama antara sisi horizontal dan vertikal, maka pada vogel diagram, lintasan lengkung digambarkan dalam bentuk elips sehingga jari-jari horizontal dan vertikalnya memiliki nilai yang berbeda.

Langsung saja untuk lebih jelasnya, berikut contoh dari vogel diagram:

Gambar 1. Vogel diagram

Pada gambar 1 adalah analisa vogel diagram untuk kereta yang memiliki kabin, bisa lokomotif atau kereta berpenggerak. Kemudian dibawah kereta ada vogel diagram yang berbentuk elips dengan jari-jari horizontal berskala 1:1 terhadap jari-jari lintasan lengkung, sedangkan sisi vertical berskala 1:0.1. Sehingga jika jari-jari lintas 200m, maka sisi horizontal vogel diagram ini memiliki jari-jari 200 sedangkan sisi vertikalnya memiliki jari-jari 20. Catatan: jari-jari horizontal disini adalah jari-jari panjang dari elips sedangkan jari – jari vertikal adalah jari-jari pendek dari elips. Dua garis kurva sebelah atas menunjukkan sisi luar rel, sedang dua garis kurva bagian bawah menunjukkan sisi dalam rel dari rel sisi luar lintasan lengkung.

Analisa dilakukan terhadap titik A,B,C, dan D apakah aman terhadap loading gauge pada lintasa lengkung. Kemudian kita tarik garis proyeksi dari titik – titik tadi ke arah vogel diagram. Titik potong pusat bogie depan dan pusat bogie belakang(pada kurva paling dalam) kita hubungkan menjadi sebuah garis lurus. Kedua bogie menempel pada sisi dalam rel, ini adalah kondisi normal. Ketika kereta membelok, kita misalkan roda pada bogie depan sampai menyentuh rel sisi luar. Pada kondisi ini kita analisa apakah body/ badan kereta masih aman terhadap loading gaude.

Seperti pada roy diagram, analisa juga dilakukan ketika kereta pada kondisi tilt/ miring dengan kemiringan 1 derajad, tetapi sekarang kita gunakan rumus untuk analisanya sebagai berikut:

Y’ = 0.017 Z + 10 [1]

Dimana Y’ adalah pergeseran ke atas akibat tilt, sedangkan Z adalah ketinggian yang diukur dari kepala rel. Berdasarkan rumus tersebut maka diperoleh data sebagai berikut:

Tabel 1. Pergeseran arah vertikal

Berdasarkan data Y’ kita buat titik A, B, C, dan D pada vogel diagram. Setelah itu, ukur jarak antara titik tadi dengan titik potongnya di vogel diagram. Jarak inilah deviasi maksimum kereta.

Untuk kesesuaian dengan loading gauge, lebar kereta dari titik tengah juga perlu kita ukur seperti gambar 2. Terilihat bahwa loading gauge 4500mm, lebar badan kereta 3500mm dan lebar dari titik tengan 1750. Hasil pengukuran ini terangkum pada tabel 2.

Gambar 2. Analisa lebar badan kereta

Tabel 2. Hasil pengukuran vogel diagram

Berdasarkan tabel diatas, deviasi maksimum diperoleh berdasarkan pengukuran di vogel diagram. Lebar body dari analisa lebar badan kereta, space yang dibutuhkan adalah penjumplahan dari deviasi maksimum dan lebar body dari titik tengah. Kinematic gauge ini diukur dari titik tengah. Kita bandingkan antara space yang dibutuhkan dan kinematic gauge. Ternyata masih ada space clear area sehingga titik - titik yang kita analisa tadi lolos dari loading gauge, dan berarti pula aman. Demikian pembahasan vogel diagram, semoga bermanfaat.

Referensi:

[1] Dinamika Kendaraan Rel. Subyano. Bandung 1977.

Read More

Dunia Kereta - Analisa Lintasan Lengkung: Roy Diagram

Pada kesempatan kali ini, kembali akan kita pelajari bersama mengenai lintasan. Kali ini, tema yang akan kita angkat adalah analisa lintasan lengkung. Pada analisa kali ini, kita akan memakai  metode yang cukup terkenal dalam dunia pekeretaapian yaitu ROY DIAGRAM. Sebelum melangkah lebih jauh, akan kita cari tahu terlebih dahulu kenapa analisa lintasan lengkung sangat penting. Lihat gambar 1 dibawah ini. Pada ilustrasi ini terlihat sebuah kereta yang berada pada lintasan lengkung. Pada posisi tersebut, maka roda dan tentunya bogie akan mengarah sesuai arah lengkung lintasan, sedangkan body kereta sendiri tidak bisa melengkung. Hal ini menyebabkan ada bagian kereta yang menonjol jauh dari lintasan terutama bada bagian ujung – ujungnya. Jika pada lintasan lengkung ini kanan – kirinya bebas tidak begitu masalah, tetapi masalah akan timbul jika melewati peron atau terowongan yang memang gauge (ruang bebas) nya sudah ditentukan. Untuk itu, analisa lintasan lengkung sangat diperlukan dalam mendesain kereta sehingga kereta aman dan tidak melewati ruang bebas yang sudah ditentukan.

Gambar 1. Posisi bogie dan badan kereta ketika berada pada lintasa lengkung
(http://the-contact-patch.com/book/rail/r1114-railway-suspension )

Pada kesempatan kali ini, kita akan belajar analisa lintasan lengkung dengan metode roy diagram. Gambar 2 menunjukkan posisi kereta ketika melewati lintasan lengkung berjari – jari 80000 mm. Gambar lintasan ada diatas dan gambar kereta tampak samping ada dibawah. Pada Gambar 2, akan diselidiki beberapa titik fital yang rawan menjorok keluar lintasan ketika melewati lintasan lengkung yaitu pada titik A dan F pada ujung kiri kereta, titik B dan C pada bagian tengah, dan titik C dan D pada ujung kanan kereta.

Tarik garis proyeksi lurus dari titik pivot bogie hingga berpotongan pada gambar lintasan. Lakukan pada bogie depan dan belakang. Setelah mendapat kedua titik potong proyeksi di gambar lintasan, kemudian buat garis lurus dengan menghubungkan kedua titik tadi. Setelah proyeksi selesai kita lakukan, sekarang ukur jarak masing – masing antara lintasan dan garis lurus yang kita buat tadi tepat diatas bagian kereta/ titik yang akan kita amati. Pada titik A dan F, jika ditarik proyeksi menuju gambar lintasan, maka akan diperoleh jarak antara lintasan dan garis lurus yang kita buat tadi pada jarak 300 mm, berarti penyimpangan yang terjadi pada titik A dan F pada arah lateral ( tidak melihat posisi vertical dari titik A dan F) adalah 300 mm. Begitupun untuk titik B dan E serta titik C dan D dilakukan dengan cara yang sama.

Gambar 2. Roy Diagram arah lateral

Selanjutnya kita tinjau arah vertical, lihat gambar 3. Ketika kereta melewati lintasan lengkung, diperkirakan akan terjadi tilt ( kemiringan) pada badan kereta. Karena kemiringan ini cukup kecil, maka biasanya untuk pembuatan ROY DIAGRAM kemiringan diambil angka 1 derajad. Pada gambar 3 terlihat ilustrasi kereta ketika posisi tegak dan setelah dimiringkan sebesar 1 derajad. Kita ukur jarak penyipangan antara sebelum dan setelah dimiringkan. Terlihat pada gambar 3, pada posisi pengamatan titik A, B, dan C terjadi penyimpangan sejauh 55 mm, sedangkan pada titik D, E, dan F terjadi penyimpangan sejauh 25 mm.

Gambar 3. Roy Diagram arah vertical

Setelah melakukan pengamatan roy diagram pada arah lateral dan vertical, kita rangkum hasilnya pada tebel 1 untuk dianalisa apakah posisi titik yang diamati bebas dari loading gate. Pada titik A ( dimana ketinggian dari kepala rel 3000 mm dan simpangan setelah dimiringkan 1 derajad adalah 50 mm) maksimum deviasi arah laterah adalah 300 mm, jarak dari titik tengah setelah dimiringkan adalah 1100 mm, sehingga total space yang diperlukan 1450 mm ( M + maximum deviation + wide from central line). Karena kinematic gauge/ loading gauge yang tersedia adalah 1500 mm, maka masih ada space free sebesar 1500-1450 = 50 mm, artinya pada titik A posisi aman terhadap loading gauge ketika berada pada lintasan lengkung dengan jari – jari 80000 mm. Selanjutnya cara yang sama dilakukan untuk mengamati titik B hingga F.

Tabel 1. Rangkuman pembacaan Roy Diagram

Baca juga: Analisa Lintasan Lengkung Metode Vogel Diagram.

Read More

Dunia Kereta - Loading Gauge

Apa itu loading gauge? Loading gauge didefinisikan sebagai batasan maksimum tinggi dan lebar kerena beserta barang yang diangkut (penumpang manusia maupun barang) untuk memastikan aman melalui jembatan, terowongan, dan struktur lain seperti peron di stasiun. Loading gauge bervariasi di setiap negara dan lintas, bahkan di lintas yang lebar rel (track gauge) nya sama. Kalau loading gauge adalah ukuran maksimum sarana kereta, struktur gauge adalah ukuran minimum dari jembatan atau terowongan di lintas. Perbedaan antara loading gauge dan struktur gauge disebut clearance atau area bebas.

Karena adanya macam – macam loading gauge, maka dibuatlah standart loading gauge, salah satunya oleh UIC (International Union of Railway). UIC mengklasifikasikan loading gauge menjadi empat yakni: A, B, B+, dan C.

• PPI – standart gauge di eropa sebelum ada UIC, memiliki dimensi 3.15m x 4.28m(lebar x tinggi, selanjutnya akan ditulis dengan format ini) dengan bagian atas hampir datar
• UIC A: gauge standart UIC paling kecil (lebih besar sedikit dibanding PPI). Dimensi maksimumnya 3.15m x 4.32m.
• UIC B: sebagian besar jalur kereta cepat TGV di Prancis dibangaun dengan standart UIC B ini. Dimensinya 3.15m x 4.32m.
• UIC B+: Merupakan struktur baru di Prancis, dengan dimensi 2.50m x 4.28m untuk mengakomodasi ISO container.
• UIC C: Banyak dipakai di eropa bagian tengah seperti Jerman. Dimensi maksimumnya 3.15m x 4.65m.

Gambar 1. Perbandingan antar klasifikasi loading gauge

Eropa

Di eropa, standart UIC digantikan oleh ERA Technical Specification for Interoperability (TSI). Standart gauge TSI masih merefer dari UIC dengan menambahkan kinematic gauge. Kinematic gauge adalah gauge yang mempertimbangkan bentuk dari loading gauge(envelope) untuk mengakomodasi gerakan ketika ditikungan. Berdasarkan TSI ada 4 jenis loading gauge yakni: GA, GB, GB+, dan GC. Gauge GA dan GB memiliki tinggi yang sama yakni 4.35m, hanya keduanya memiliki bentuk yang berbeda, lihat gambar 1. Berikut rangkuman dari loading gauge standart UIC dan TSI.

Meskipun sudah dibuat standart, masih ada saja negara yang memiliki standart loading gauge sendiri. Salah satu alasannya adalah infranstrukture yang sudah dibangun lebih dahulu sebelum standart ada, seperti di Inggris. Standart loading gauge di Inggris diklasifikasi dengan huruf W, dimana W6A paling kecil dan W12 paling besar.

Amerika

Standart loading gauge di Amerika, khususnya amerika utara benyak mengikuti standart AAR. Standar lama yang ada untuk loading gauge kereta penumpang adalah 3.20m x 4.42m. Seiring dengan perkembangan zaman, standart loading gauge pun ikut berubah. Tinggi gauge yang semula 4.42m berubah menjadi 5.05m untuk mengakomodasi kereta double decker.

Gambar 2. Loading gauge kereta penumpang AAR

Sedangkan untuk kereta barang, AAR mendefinikan loading gauge menjadi plate B,C,E, F, H, J,K. Perbedaan dimensi antar plate terangkum pada tabel berikut: 

Plate	Lebar (m)	Tinggi (m)
B	3.25	4.62
C	3.25	4.72
E	3.25	4.80
F	3.25	5.18

Asia

Di Asia masih belum ada standart pasti tentang loading gauge, walaupun kebanyakan merefer UIC dan TSI. Seperti di China memiliki standart gauge 3.40m x 4.80m. Saat ini China banyak melakukan pembangunan perkeretaapian di negara-negara Asia dan Afrika, dan menggunakan standart China tadi untuk loading gaugenya. Sedangkan Jepang memiliki ukuran loading gauge 3.380m x 4.485m, dimensi ini memungkinkan high-speed double decker kereta Jepang untuk melintas. Sedangkan di Korea selatan loading gaugenya adalah 3.4m x 4.5m.

Di Indonesia sendiri ukuran loading gauge yang dipakai adalah berdasarkan Peraturan Menteri Perhibungan RI No PM.60 tahun 2012 tentang Persyaratan Teknis Jalur Kereta Api. Dimana dalam PM tersebut ditetapkan ruang bebas dan ruang bangun, lihat gambar. Ruang bebas adalah ruang di atas jalan rel yang senantiasa harus bebas dari segala rintangan dan benda penghalang; ruang ini disediakan untuk lalu lintas rangkaian kereta api. Ruang bangun adalah ruang di sisi jalan rel yang senantiasa harus bebas dari segala bangunan tetap.

Gambar 3. Loading gauge Indonesia

Reff:

1) https://en.wikipedia.org/wiki/Loading_gauge

2) Peraturan Menteri Perhibungan RI No PM.60 tahun 2012

Read More