Oleh : Donald Sayenga
Jauh sebelum saat ini ( antara tahun 1600-1700an)
hampir sebagian besar terobosan teknis dalam bidang wire rope telah
ditemukan di Eropa. Hal ini diikuti oleh periode 40 tahun yang luar biasa
antara 1849-1889, saat kebanyakan bentuk dasar dari wire rope yang masih
digunakan sampai saat ini di seluruh dunia dirancang di Amerika Serikat.
Permulaan Tali Kawat (wire rope) di
Jerman dan Inggris
Wire
rope yang pertama digunakan dalam era modern, digunakan dalam poros
vertical sebagai kabel pengangkat di sebuah tambang perak di gunung Harz Jerman
pada tahun 1834 sampai 1854, masih berupa penemuan berteknologi sederhana. Tiga
potong kawat besi tempa, semua dalam ukuran yang sama, dipilin satu sama lain
menggunakan tangan, membentuk sebuah jalinan. Berikutnya, tiga atau empat
jalinan yang sama dipilin kembali dengan cara yang sama untuk membuat tali.
Proses ini serupa dengan tehnik pembuatan tali rami di masa prasejarah.
Wire
rope buatan tangan ini, yang kemudian dikenal sebagai Tali Albert (dinamai
sesuai nama William Albert, pekerja Tambang Harz yang menemukannya pertama
kali), tidak terlalu fleksibel karena kawat-kawatnya berukuran relatif besar
dan kaku. Tapi wire rope tersebut telah mampu memberikan manfaat yang lebih
baik dibanding rantai ataupun tali rami, pada penggunaan kerekan, drum, ataupun
roda yang besar. Rantai cenderung patah tanpa tanda-tanda sebelumnya, dan tali
rami mudah membusuk pada keadaan lembab. Sayangnya, proses pembuatan tali
Albert yang tidak praktis dan memakan waktu menjadi penyebab kurangnya
uji coba pada pemakaian atau aplikasi lain dari tali ini. Beberapa versi dari
tali ini telah diuji, tapi tidak satupun yang memiliki inti dalam yang bisa
mendukung jalinan diluarnya. Percobaan pertama dilakukan pada tahun 1834, lalu
terabaikan sampai setelah tahun 1850an.
Disaat Jerman berhasil mengembangkan pemakaian wire rope di tambang Harz, seorang
penemu yang berasal dari kota London, Andrew Smith, bereksperimen dengan
berbagai cara untuk mengaplikasikan wire rope pada pemakaian di
kapal. Dia memproduksi beberapa macam wire rope untuk tujuan tersebut,
menggunakan teknik alur tali seperti yang ada di industri pemintalan tali rami.
Pada tahun 1840, sebuah sistem transit cepat baru, yang dikenal sebagai
Blackwall Railroad, dibuka untuk bisnis di London. Smith lantas mengganti
wire ropenya dengan rami untuk digunakan di sistem baru tersebut.
Sementara itu, orang Inggris lain bernama Robert
Newall, mempelajari tentang Tali Albert. Dia mulai merancang sebuah cara untuk
membuat wire rope ini di pabrik dengan menggunakan mesin, dan bukan dengan
tangan lagi. Wire ropenya diuji coba dengan sukses di Blackwall Railroad,
tetapi Smith menentang Newall dalam perang hak paten di pertengahan 1840an,
dimana akhirnya Newall yang menang. Perusahaan yang didirikan oleh Smith dan
Newall akhirnya bergabung, dan masih tetap beroperasi sampai saat ini.
Tidak lama kemudian Smith meninggalkan Inggris untuk
pergi ke California, Amerika, dalam perburuan Emas. Wire rope
gaya Newall, yang terdiri dari enam jalin yang masing-masing mengandung inti
fiber/serat, dan melilit inti pusat fiber/seratnya, segera saja mendominasi
pasar Inggris. Pada dasarnya, kontribusi terbesar Inggris pada industri wire
rope ini adalah ide pembuatan jalinan dengan memakai mesin yang disebut
“Strander.”
Tali Kawat (wire rope) dan
Jalur Kereta di Amerika
Kabar tentang percobaan Jerman dan Inggris
menyebar dengan cepat ke Amerika Serikat. Sebelum munculnya lokomotif uap
bertekanan tinggi, jalur kereta api pertama mengatasi masalah elevasi yang
lebih tinggi dengan menggunakan kombinasi kerekan tali rami dan memanfaatkan
gravitasi, dioperasikan seperti system pengangkatan ski modern.
Di Pennsylvania, sistem transportasi antar negara
bagian yang dikenal sebagai Allegheny Portage RR sepakat untuk menguji wire rope buatan tangan di
tahun 1842 sebagai pengganti tali rami yang mudah membusuk setelah penggunaan
lebih dari satu tahun. Uji coba tersebut berhasil, sehingga Portage kemudian
beralih pada wire rope.Wire rope baru tersebut menarik perhatian Morris
Transportation System di New Jersey, dan sejumlah perusahaan transportasi
tambang batubara lain termasuk Delaware & Hudson Co. di New York dan Lehigh
Co. di Pennsylvania. Wire rope ini dibuat oleh seorang surveyor bernama
John Roebling. Meski dia membuat wire rope tersebut dengan menggunakan tangan,
seperti Tali Albert, tetapi dia juga mengadopsi sistem enam jalinan
dengan inti di tengahnya yang di temukan oleh Smith dan Newall. Hanya saja
untuk inti wire rope yang dibuatnya dia juga menggunakan kawat dan
bukannya tali, yang ukurannya persis sama. Masing-masing berjumlah 19 kawat.
Roebling segera menyadari kalau proses menjalin
19 kawat bersamaan ternyata menciptakan bentuk heksagonal dan bukannya
lingkaran. Diapun melakukan beberapa eksperimen dengan menggunakan mesin untuk
membuat jalinan yang lebih bundar. Sementara itu salah satu pelanggannya ,
Lehigh Co. bergerak lebih cepat dengan membuat pabrik wire ropenya
sendiri di tahun 1848. Pabrik ini masih beroperasi bersamaan dengan
Wilkes-Barre, Pa. dan Roebling yang akhirnya berhenti sebagai surveyor,
berkonsentrasi pada pembuatan wire rope dengan membuat pabrik yang besar di
Trenton, N,J pada tahun 1849.
Konstruksi Tiga Ukuran Roebling
Pada saat pabriknya mulai beroperasi di Trenton,
Roebling mencapai kemajuan pertama dalam teori pembuatan wire rope di Amerika.
Menyadari kalau penyimpangan bentuk enam jalinan wire rope bisa disiasati
dengan mengkombinasikan kawat dengan diameter berbeda di setiap jalinannya, dia
merancang konstruksi tiga ukuran (sekarang disebut sebagai Warrington
Construction). Dimulai dengan membuat 7 jalinan kawat yang terdiri dari 1
ukuran yang sama, Roebling menambahkan lapisan luar yang berisi 12 kawat dengan
2 alternatif ukuran berbeda.
Setelah berbagai tes, wire rope tiga-ukuran
Roebling bisa memberikan pelayanan yang lebih baik pada beberapa penggunaan.
Meski ide awalnya hanyalah mendapatkan bentuk yang lebih bundar, jalinan yang
baru ternyata memberikan efek yang lebih signifikan. Karena berkurangnya celah
antara jalinan itu sendiri, memungkinkan jalinan dibuat dengan prinsip yang
dikenal sebagai “putaran yang sama/equal lay” yang menciptakan dukungan yang
lebih baik pada kawat tanpa menimbulkan gesekan internal. Pentingnya putaran yang
sama/equal lay ini semula tidak terlalu jelas sampai diperkenalkannya
Strander /penjalin modern berkecepatan tinggi di tahun 1850an.
Sayangnya, dalam sebuah kecelakaan dengan mesin
yang diciptakannya, lengan dan bahu Roebling hancur di tahun 1849. Dan perlu
beberapa tahun sampai ia kembali pulih. Selama perode ini, dia mengalihkan
perhatiannya pada kontruksi kabel jembatan bersuspensi, yang membuat namanya
terkenal sampai sekarang. Perubahan fokus ini membuatnya berhenti
mengeksplorasi lebih lanjut tentang kawat tiga –ukurannya. Dan sewaktu
kontruksi tersebut akhirnya diperkenalkan dengan nama Warrington, banyak orang
mengira kalau kalau kontruksi tersebut adalah penemuan orang Inggris. Roebling
tidak pernah mematenkan pencapaiannya tersebut, jadi sejarah penemuannya itu
tetap kabur.
Sementara itu, selama pemulihan Roebling, tehnik
pembuatan wire rope versi Inggris diperkenalkan di California. Penemunya,
Andrew Smith, telah kembali ke Inggris pada tahun 1853, tapi anaknya, Andrew H
Smith tetap tinggal di California untuk mencari peruntungannya di tambang emas.
Setelah masa yang sulit selama beberapa tahun, dia pindah ke San
Francisco, mengganti namanya menjadi A.S Hallidie, dan meluncurkan bisnis wire
rope di tahun 1857. Hallidie mengabdikan dirinya untuk perbaikan konsep
kawat trem untuk tambang emas dan perak di California dan Nevada.
Jalur trem untuk pertambangan karya Hallidie
sukses di tahun 1860an. Dia juga membuat jembatan-jembatan berkabel suspensi
dalam jumlah besar, dan merancang jalinan berputaran sama/equal lay
versinya sendiri. Dalam beberapa hal, metode Hallidie lebih baik
ketimbang metode tiga ukuran Roebling, kecuali pada bagian biaya dan
pembuatannya yang lebih sulit. Mengesampingkan semua hal ini, Hallidie lebih
dikenal baik dalam mengadaptasi kabel jalur trem pertambangannya ke sistem
jalan raya di San Francisco di tahun 1872, dan terciptanya sistem mobil
berkabel yang terkenal.
Hak Paten Thomas Seale
Sistem mobil berkabel Hallidie di jalan Clay
segera berhasil sebagai sebuah sistem transportasi. Tak lama, para pesaing
segera ikut bergabung di bisnis yang sama di jalan lain di sekitar situ. Mobil
kabel berbeda dengan trem, karena tali yang digunakan lebih terbebani
oleh kondisi pemakaian yang lebih berat. “Starting dan stopping” yang konstan
pada mobil kabel dengan “sliding grip”(cengkraman geser) , dipadukan dengan
roda belok mengharuskan kabel bawah tanah menyesuaikan diri dengan permukaan
jalan, menyebabkan wire rope cepat rusak. San Francisco, segera saja
menjadi pasar wire rope terbesar dunia.
Salah satu pesaing terbesar Hallidie adalah
Leland Stanford yang kaya raya. Dia telah ikut terlibat dalam berbagai proyek
jalan kereta api antar benua yang sangat sukses. Stanford berniat membuat jalur
mobil berkabelnya, California Street, menjadi yang terbaik di kota itu. Untuk
mewujudkannya, dia menyewa seorang kontraktor bernama Thomas Seale untuk
menjadi kepala pengawasnya. Terlahir di Irlandia, Thomas Seale telah datang
bersama saudaranya ke California untuk perburuan emas, dimana mereka meraih
kekayaan dengan memperbagus jalan dekat perairan San Francisco. Kakak beradik
Seale memiliki pertanian yang cukup besar yang berdekatan dengan pertanian
milik Stanford di Palo Alto.
Kontruksi tali tiga ukuran Roebling tidak cocok
untuk pemakaian di mobil berkabel, karena kabel kecil di lapisan luar akan
cepat menjadi aus, rusak, dan kusut di dalam tabung bawah tanah. Penemu Inggris
bereksperimen dengan bentuk elips dan segitiga untuk mengatasi masalah
ini. Wire rope yang kemudian disebut kawat ceper atau Flattened strands,
menunjukkan kemajuan sewaktu diuji, tetapi terlalu mahal untuk diproduksi. Pada
akhirnya, besarnya permintaan untuk wire rope ini di San Francisco menstimulasi
intensnya persaingan antara Roebling dengan Hallidie, dan membuat harga turun.
Permintaan mobil kabel semakin tersebar ke
seluruh Amerika, karena kota-kota lain sudah mulai menerapkan sistem mobil
kabel di tahun 1870 dan 1880an. Ketiga penghasil wire rope yang ada sudah tidak
lagi mampu menampung semua permintaan, yang membuat banyak perusahaan lain ikut
terjun ke bisnis pembuatan wire rope. Di San Francisco, masalah waktu pemakaian
wire rope yang pendek , di tanggulangi oleh Thomas Seale, dimana solusi
yang ditawarkannya menjadi jawaban atas masalah keausan bagian luar kawat,
dikombinasikan dengan roda/sheave berdiameter kecil yang memilliki
lengkungan balik ganda.
Hak paten Seale ( April 1885) didasarkan pada
susunan ulang ketiga ukuran kawat yang seluruh polanya berbeda, sehingga kawat
terbesar berada bersisian dibagian luar jalinan. Tujuannya adalah untuk
mendapatkan ketahanan yang lebih terhadap gesekan tanpa kehilangan
fleksibiltasnya. Yang lebih penting, hak paten dijabarkan, untuk pertama
kalinya, atas dasar konsep jalinan dengan putaran yang sama/equal lay, yang
merupakan pendekatan dengan konsep tiga ukurannya Roebling, tapi belum
dijelaskan sebagai solusi atas masalah goresan-goresan pada kawat internal.
Catatan Seale telah menghilang dan rincian
rancangan kontruksinya yang terkenal tidak pernah diketahui.
Hak Paten Kawat Filler James Stone
Kebanyakan perusahaan produsen wire rope,
termasuk Roebling, mengadopsi prinsip-prinsip Seale, meskipun sangat jelas tipe
jalinan Seale yang jauh lebih tahan gesekan memiliki kecenderungan kurang
fleksibel dan juga tidak terlalu tahan tekukan. Analisa lebih lanjut diberikan
oleh James B. Stone , yang merupakan pengawas pada perusahaan Washburn &
Moen di Worchester, Mass. Di sekitar tahun 1880an. (Washburn &Moen kemudian
lebih dikenal sebagai American Steel & Wire, dan setelah tahun 1900an telah
menjadi salah satu konglomerat penting yang kemudian dikenal sebagai United
State Steel.)
Stone telah menemukan alat Stranding (penjalinan)
yang berkecepatan tinggi untuk pabrik wire rope. Dia juga telah mempelajari
beberapa sistem mobil berkabel dengan lebih rinci, dan berkesimpulan kalau
empat ukuran berbeda dari kawat, bukan tiga, dibutuhkan untuk menciptakan
faktor pengisi yang sempurna untuk kepadatan jalinan (strand). Kawat
terkecil, dikenal sebagai filler wire (kawat pengisi), dimasukkan ke dalam wire
rope sebagai bantalan/pencegah gesekan.
Setelah bermain dengan konsep tersebut, Stone
menyadari bahwa enam filler (pengisi) menjadi kunci untuk membuat bentuk bundar
(lingkaran), putaran jalinan yang sama pada kecepatan tinggi dari 19 kawat yang
hampir sama ukurannya. Hak paten James Stone (3 Desember 1889) mendeskripsikan
apa yang kemudian dikenal sebagai konstruksi 6x25 FI.
Perkembangan yang berarti dari kontruksi wire
rope Amerika tidak dapat diremehkan. Saat ini, kontruksi 6x25 FI milik
James Stone adalah kontruksi yang paling banyak digunakan dalam pemakaian yang
luas/umum. Konstruksi Thomas Seale yang juga sudah dipatenkan , juga banyak
digunakan, terutama dalam penggunaan yang banyak timbul gesekan atau pengikisan
yang berat. Dan konstruksi tiga ukuran “Warrington” nya John Roebling populer
untuk wire rope berdiameter kecil dimana kawat pengisi (filler wire) tidak
dapat diaplikasikan.
Saat mobil berkabel Hallidie digantikan oleh
mobil dengan rel bertenaga listrik, diapun tersingkir dari bisnis yang
kini dikuasai oleh General Motors dan Ford, kecuali di kota asalnya, San
Francisco. Saat ini, terkadang para pengendara yang terjebak macet di jalan
mempertanyakan kebijakan penghilangan mobil berkabel, tapi inovasi dalam
prinsip konstruksi wire rope yang diambil dari eksperimen transportasi di
Amerika Serikat telah memberikan banyak manfaat bagi penggunanya dimana-mana.
Diambil dari www.saminfo.com/wirerope4.htm
Link :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar