Download - BAB I PENDAHULUAN 1.1 PENGENALAN
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 PENGENALAN
Pada kebiasaannya, kenderaan ringan banyak menggunakan penyerap hentakan jenis
topang Mac Pherson (Mac Pherson Struts). Penyerap hentak jenis Mac Pherson Struts terdiri
daripada satu pegas gegelung (coil spring) dan satu penyerap hentakan (shock absorber).
Terdapat pelbagai jenis alat pemampat spring gegelung penyerap hentak (Shock Absorber Coil
Spring Compressor) yang digunakan di bengkel bagi memudahkan proses penukaran penyerap
hentak atau spring gegelung.
Alat pemampat gegelung spring penyerap hentak jenis hidraulik memampatkan pegas penyerap
hentak dengan bantuan jek hidraulik yang akan menolak penyerap hentak lantas memampatkan
pegas. Dengan bantuan sistem hidraulik, kerja dapat dilakukan tanpa perlu mengeluarkan tenaga
yang banyak dan mudah. Alat ini turut dimasukkan ciri-ciri keselamatan bagi meminimumkan
risiko berlakunya kemalangan semasa pengendalian alat. Di samping itu, antara matlamat projek
ini ialah menghasilkan sebuah alat pemampat spring penyerap hentak yang mempunyai kos
pembinaan yang rendah.
2
1.2 LATAR BELAKANG KAJIAN
Alat pemampat gegelung spring penyerap hentak jenis hidraulik memampatkan pegas
penyerap hentak dengan bantuan jek hidraulik yang akan menolak penyerap hentak lantas
memampatkan pegas. Dengan bantuan sistem hidraulik, kerja dapat dilakukan tanpa perlu
mengeluarkan tenaga yang banyak dan mudah. Alat ini turut dimasukkan ciri-ciri keselamatan
bagi meminimumkan risiko berlakunya kemalangan semasa pengendalian alat. Di samping itu,
antara matlamat projek ini ialah menghasilkan sebuah alat pemampat spring penyerap hentak
yang mempunyai kos pembinaan yang rendah.
1.3 PENYATA MASALAH
Melalui tinjauan dan pengalaman, terdapat beberapa masalah yang dikenalpasti pada alat
penyerap hentak biasa yang terdapat di bengkel-bengkel pada masa kini. Antaranya ialah Spring
compressor yang sedia ada dan digunakan di bengkel kurang tahap keselamatannya. Semasa
proses menekan pegas dilakukan, tekanan mampatan pegas adalah tinggi. Hal ini boleh
menyumbang kepada risiko berlakunya kemalangan kerana tekanan yang tinggi boleh
menyebabkan pegas untuk melantun dan terkena kepada orang yang berhampiran. Seterusnya,
prosedur penukaran penyerap hentak adalah banyak dan rumit semasa hendak memampatkan
spring bagi memisahkan penyerap hentak dengan spring. Pengguna perlu menghasilkan daya
yang agak tinggi bagi membolehkan alat bantuan memampatkan spring.
3
1.4 OBJEKTIF KAJIAN
Objektif yang dikenalpasti untuk melaksanakan projek ini ialah :-
Merekabentuk sebuah alat pemampat spring penyerap hentak untuk kenderaan ringan
Untuk menghasilkan sebuah alat untuk memampat spring penyerap hentak
Untuk menguji alat pemampat spring penyerap hentak yang dibina dari segi tahap
keselamatan, penjimatan tenaga dan masa.
1.5 SKOP KAJIAN
Memilih bahan yang sesuai untuk digunakan sebagai rangka.
Hanya terhad pada 1 spring penyerap hentak
Alat ini hanya menampung spring penyerap hentak 2 tan
1.6 KEPENTINGAN KAJIAN
Kajian ini sangat penting bagi meluaskan lagi tentang reka cipta yang dihasilkan di
negara kita. Justeru itu dengan terhasilnya sebuah alat pemampat spring gegelung penyerap
hentak jenis hidraulik (Hydraulic Coil Spring Compressor), projek ini dapat menaiktaraf lagi
produk buatan Malaysia yang boleh berdaya saing dengan produk dari negara lain. Penghasilan
projek ini dapat meningkatkan lagi keuntungan sesebuah bengkel kerana mesin ini dapat
menjimatkan penggunaan masa pekerja lain yang mana pekerja tersebut dapat melakukan kerja
lain pada satu masa. Dengan itu keuntungan bengkel akan meningkat kerana banyak kerja boleh
dilakukan pada satu masa. Projek ini direka bagi memudahkan mekanik untuk melakukan kerja
menukar spring penyerap hentak sekaligus menarik minat bengkel lain untuk menggunakan alat
ini.
4
1.7 RUMUSAN
Akhir bab ini, kita akan mengetahui dengan lebih selanjutnya dan mendapat gambaran
bagaimana spring penyerap hentak berfungsi dan menjadi pilihan mengapa projek ini ingin kami
ketengahkan. Selain itu dalam bab ini juga menerangkan fungsi serta komponen yang kami
gunakan untuk menyiapkan projek ini. Dengan harapan yang tinggi projek ini dapat dihasilkan
dengan sempurna.
5
BAB 2
KAJIAN LITERATURE
2.1 PENGENALAN
Kajian literatur ialah satu proses pemerhatian dan kajian terhadap sesuatu projek yang
dijalankan. Kajian literatur perlu bagi menambahkan kefahaman tentang sesuatu subjek dan
membolehkan perbandingan dilakukan untuk mendapat hasil yang terbaik.
2.2 SISTEM GANTUNGAN (Suspension system)
Sistem gantungan ialah istilah yang diberikan kepada sistem spring penyerap hentak dan
sambungan mekanikal yang menghubungkan kenderaan dengan roda. Sistem gantungan
bertujuan membantu pengendalian kenderaan dan pemberhentian kernderaan semasa membrek,
disamping memberikan keselesaan pemanduan kepada pemandu, muatan dan penumpang.
Sistem gantungan turut melindungi kenderaan dan muatan daripada sebarang kerosakan dan
kehausan.
6
2.2.1 JENIS SISTEM GANTUNGAN
Sistem gantungan boleh dikelaskan kepada dua kumpulan iaitu bergantung atau bebas.
Istilah ini merujuk kepada keupayaan tayar yang bertentangan untuk bergerak bebas antara satu
sama lain.
Sistem gantungan bergantung boleh dibezakan berpandukan sistem penyambung yang
digunakan bagi memasangkannya sama ada secara melintang atau selari. Pada kenderaan enjin
hadapan pacuan belakang, gantungan belakang biasa yang digunakan adalah jenis gandar hidup
atau “axle deDion”, bergantung pada kewujudan karbeda pada gandar. Contoh sistem gantungan
ini ialah jenis spring daun, “satchell link”, “panhard rod”, dan sebagainya.
Sistem gantungan bebas mempunyai banyak jenis, antaranya ialah jenis gandar berayun,
“MacPherson struts”, “wishbone”, dan sebagainya. Sistem gantungan bebas jenis “MacPherson
struts” banyak diterapkan pada sistem gantungan hadapan kenderaan pada masa kini terutama
pada kenderaan-kenderaan kecil seperti kereta.
Rajah 2.1 Sistem gantungan „Mac Pherson struts’
7
2.2.2 SISTEM GANTUNGAN JENIS „Mac Pherson struts’
Penyerap hentak „Mac Pherson struts’ adalah sejenis sistem gantungan yang digunakan
dengan meluas dalam kenderaan moden pada masa kini. Kereta pertama yang mengunakan
sistem gantungan ini ialah Ford Vedette 1949, dan turut digunakan pada Ford Konsul 1951 dan
kemudiannya pada Zephyr. Ianya boleh digunakan untuk kedua-dua bahagian sama ada hadapan
ataupun sistem gantungan belakang. Rajah 2.2 menunjukkan diagram sebuah sistem gantungan
jenis „Mac Pherson struts’.
Rajah 2.2 Penyerap hentak Mac Pherson Struts
1. Strut
2. Lower pad
3. Spring
4. Damper
5. Cover
6. Upper pad
7. Upper seat
8. Bearing
9. Insulator
10. Nut
11. Top nut
8
2.3 SPRING
Pegas atau spring ialah sebuah alat elastik yang mampu menyimpan tenaga mekanikal
apabila dimampatkan. Spring biasanya diperbuat daripada besi aloi rendah, keluli karbon
sederhana, atau keluli karbon tinggi yang mempunyai kekuatan alah yang tinggi bagi
memastikan spring kembali ke bentuk asalnya setelah terlentur.
Rajah 2.3 Spring
Rajah 2.3 menunjukkan diagram sebuah spring. Diameter wayar spring mempengaruhi
kadar spring. Kadar spring merujuk kepada jumlah beban yang diperlukan untuk memampatkan
setiap satu inci spring. Di dapati bahawa spring yang memiliki diameter wayar yang besar adalah
lebih kuat berbanding dengan spring yang mempunyai diameter yang kecil. Apabila diameter
wayar spring meningkat, maka kadar spring turut meningkat. „Mean diameter‟ ialah diameter
luaran keseluruhan dan apabila ianya meningkat, maka kadar spring menurun. Bilangan
gegelung juga mempengaruhi kadar spring. Semakin banyak bilangan gegelung spring, semakin
berkurangan kadar spring itu.
9
2.4 PEMAMPAT SPRING PENYERAP HENTAK YANG ADA DI PASARAN
Di pasaran telah terdapat pelbagai jenis alat pemampat spring gegelung penyerap hentak,
antaranya ialah :
2.4.1“Jaw drop forged coil spring compressor”
Rajah 2.4 4- Jaw coil spring compressor
Rajah 2.4 menunjukkan gambar contoh alat pemampat spring mekanikal jenis “Jaw
drop forged coil spring compressor”. Alat pemampat spring ini dihasilkan daripada besi karbon
(carbon steel) melalui proses rawatan haba dan proses “drop forged”. Alat sepanjang 370 mm ini
boleh didapati dalam bentuk 2 penyangkuk atau 4 penyangkuk, dan mempunyai harga pasaran
dalam negara sekitar RM 150. Kebanyakan bengkel-bengkel kecil menggunakan alat ini kerana
mudah didapati dan murah. Alat ini biasanya memerlukan tenaga kerja dua orang, seorang akan
memegang alat ini, dan seorang lagi akan memutarkan skru pada alat untuk memampatkan
spring.
10
Cara penggunaan :-
1. Penyerap hentak dikeluarkan daripada kenderaan.
2. Alat pemampat spring dipasang pada spring penyerap hentak dengan cangkuk
diletakkan pada atas dan bawah spring.
3. Spring dimampatkan secara bergilir-gilir dengan memutarkan skru mengikut arah jam
supaya mampatan spring adalah sekata.
4. Nat pada bahagian atas penyerap hentak ditanggalkan setelah spring termampat bagi
memisahkan spring dengan penyerap hentak.
5. Komponen yang ingin ditukar iaitu gegelung spring atau penyerap hentak digantikan
dengan yang baru.
6. Nat pada penyerap hentak dipasang dan di ikat kemas.
7. Alat pemampat spring dilepaskan secara bergilir-gilir dan sekata dengan memutarkan
skru alat pemampat mengikut arah lawan jam bagi melepaskan mampatan spring.
11
2.4.2 “Vertical coil spring compressor”
Rajah 2.5 Vertical coil spring compressor
Rajah 2.5 menunjukkan gambar alat pemampat spring gegelung mekanikal yang
menegak. Alat ini mempunyai berat 34 kg. Alat pemampat ini boleh memanjang daripada 200
mm hingga 500 mm. Alat ini mempunyai tiga tuil pemulas bagi memudahkan pengguna
memutarkan tuil untuk memutarkan proses mampatan spring. Harga pasaran alat ini ialah dalam
lingkungan RM700 mengikut pasaran dalam negara. Alat ini juga mudah di dapati dan banyak
digunakan di bengkel-bengkel. Kebiasannya alat ini dikendalikan oleh satu orang sahaja. Melalui
pemerhatian, alat ini kurang stabil kerana bentuk tapaknya dan pengguna perlu memijak tapak
untuk memudahkan operasi.
12
Cara penggunaan :-
1. Penyerap hentak dikeluarkan daripada kenderaan.
2. Penyerap hentak diletakkan pada alat dan batang penyerap hentak dikemaskan
pegangannya dengan pemegang pada alat.
3. Cangkuk pemegang spring diletakkan pada gegelung spring untuk memegang spring
dan dikemaskan dengan memutarkan tuil supaya spring dalam keadaan yang pegun.
4. Tuil pemampat diputarkan mengikut arah jam bagi memampatkan spring.
5. Nat penyerap hentak ditanggalkan setelah spring termampat. Kerja-kerja memisahkan
penyerap hentak dan spring dilakukan.
6. Penyerap hentak perlu dikeluarkan daripada alat untuk melakukan proses penukaran
dan diletakkan kembali dengan kemas seperti pada langkah 2 setelah selesai kerja
penukaran.
7. Gegelung spring dipasang kembali pada penyerap hentak dan dimampatkan bagi
memudahkan kerja memasang nat.
8. Setelah nat dipasang, mampatan pada spring dilepaskan dengan tuil pemampat
diputarkan mengikut arah lawan jam.
9. Penyerap hentak yang sudah siap dipasang dialihkan daripada alat pemampat dan
sedia untuk dipasang pada kenderaan.
13
2.4.3“Telescopic Coil Spring Compressor”
Rajah 2.6 Coil Spring Compressor VT/DC VTO1199
Rajah 2.7 Cara penggunaan
Alat yang ditunjukkan pada Rajah 2.6 menggunakan prinsip mekanikal. Alat yang dikenali
sebagai “Coil Spring Compressor VT/DC VTO1199” ini kebanyakannya digunakan pada
kenderaan model Mercedes. Alat ini juga sesuai digunakan untuk spring gegelung belakang
kenderaan. Alat ini juga boleh digunakan secara terus ketika spring berada pada kenderaan. Jarak
14
X
P 1.1.1.1.a.1 P
Luas A
proses tekanannya ialah 120 mm hingga 325 mm. Harga pasaran bagi alat ini ialah dalam
lingkungan RM1500. Rajah 2.7 menunjukkan cara penggunaan alat ini.
2.5 TEORI PENGIRAAN
Teori pengiraan merupakan gabungan ilmu-ilmu yang telah dipelajari dan rumus-rumus
tentang pengiraan yang perlu diketahui yang mempunyai kaitan dengan projek. Setiap teori dan
langkah pengiraan perlu diketahui bagi memastikan keberkesanan projek ini. Antara teori
pengiraan yang dikaji ialah :-
2.5.1 TEGASAN (Stress)
Rajah 2.10 Bar yang dikenakan daya F
Rajah 2.10 menunjukkan sebatang bar yang dikenakan pada daya P. Daya P yang
dikenakan akan menyebabkan bar tersebut mengalami pemanjangan. Jika diperhatikan keratan
rentas bar tersebut, terdapat daya yang bertindak ke atas satu satah keratan rentas XX tersebut
seperti pada rajah 2.11. Bagi memastikan ia berada dalam keadaan keseimbangan, satu daya
yang bertentangan bernilai P perlu dihasilkan.
15
Rajah 2.11 Daya dalaman pada keratan XX
Daya dalaman ini disebut sebagai tegasan dan ia merupakan tindakbalas beban kepada
daya luar P. Tegasan ini disebut sebagai tegasan terus dan jika ia cuba memanjangkan bar ia
dipanggil tegasan tegangan dan jika ia cuba memampatkan bar pula ia dipanggil tegasan
mampatan.
Terdapat 3 jenis tegasan iaitu :-
Tegasan Tegangan (Tensile Stress)
Tegasan Mampatan (Compressive Stress)
Tegasan Ricih (Shear Stress)
Tegasan bergantung kepada magnitud dan arah daya yang dikenakan serta luas keratan rentas
bahan tersebut. Tegasan () ialah nisbah daya (P) per luas keratan rentas(A)
A
P ,
rentaskeratan luas
dikenakan yang bebantegasan
Unit bagi tegasan ialah N / m
P P P P
16
2.5.2 TERIKAN (Strain)
Keterikan () ditakrifkan sebagai pemanjangan atau pemendekan yang berlaku bagi ukuran
seunit panjang bar.
Keterikan di beri :-
= –
=
=
Unit bagi terikan ialah N/m2
2.5.3 KEANJALAN (Elasticity)
Keanjalan ialah sifat kemampuan bahan untuk kembali ke ukuran dan bentuk asalnya,
setelah daya luar dilepaskan. Sifat ini penting pada semua struktur yang mengalami beban yang
berubah-ubah. Spring merupakan contoh objek elastik, apabila spring dikenakan daya pemulihan
yang cenderung untuk kembali ke bentuk asal. Daya pemulih adalah secara umum berkadar
dengan regangan yang diterangkan oleh hukum Hooke.
2.5.4 KEKERASAN (Hardness)
Kekerasan adalah kemampuan sesuatu bahan untuk menahan kakisan. Kekerasan
umumnya diukur dengan ujian Brinell.
17
2.5.5 KETEGARAN (Stiffness)
Ketegaran adalah sifat yang didasarkan pada sejauh mana bahan mampu menahan
perubahan bentuk. Ukuran ketegaran sesuatu bahan adalah mengikut modulus elastiknya.
2.5.6 KELIKATAN (Ductility)
Keliatan adalah sifat suatu bahan yang memungkinkannya boleh dibentuk secara kekal
melalui perubahan bentuk yang besar tanpa kerosakan. Keliatan diperlukan pada batang atau
bahagian yang mungkin mengalami beban yang besar secara tiba-tiba, kerana perubahan bentuk
yang berlebihan akan memberikan tanda-tanda kerosakan.
2.5.7 KEBOLEHTEMPAAN (Malleability)
Kebolehtempaan adalah sifat suatu bahan yang bentuknya boleh diubah dengan
memberikan tegangan, misalnya tembaga, aluminium, atau besi tempa yang di tempa menjadi
berbagai bentuk atau yang digelek menjadi bentuk struktur atau lapisan.
2.5.8 KERAPUHAN (Toughness)
Kerapuhan adalah sifat suatu bahan yang memungkinkannya menyerap daya pada
tegangan tinggi tanpa patah, biasanya apabila melebihi had kekenyalan kerana di atas had
kekenyalan, tegangan akan menyebabkan perubahan bentuk kekal. Ukurun kerapuhan adalah
jumlah daya yang dapat diserap untuk setiap satu isipadu bahan, setelah bahan mengalami
tegangan hingga titik patah.
2.5.9 KEBOLEHMESINAN (Machinability)
Kebolehmesinan adalah kebolehan sesuatu bahan dibentuk menggunakan alat-alat
mesin seperti alat pemotong.
18
2.5.10 KEMULURAN (Creep)
Kemuluran ialah satu sifat fizik iaitu kebolehan untuk mengekalkan perubahan plastik
tanpa retakan atau patah. Sejenis bahan mulur adalah sebarang bahan yang alah dalam keadaan
tegasan ricih iaitu bertentangan dengan patah rapuh atau alah dalam keadaan tegasan normal.
2.5.11 KEKUATAN (Strength)
Kekuatan adalah kemampuan bahan untuk menahan tegangan tanpa kerosakan. Ukuran
kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau daya yang terbesar per satu luas yang dapat
ditahan bahan tanpa patah.
2.5.12 KEKUATAN ALAH (Yield strength)
Kekuatan alah, atau titik alah, ditakrifkan dalam kejuruteraan sebagai jumlah tekanan
yang mampu ditampung bahan sebelum berubah dari bentuk anjal ke bentuk plastik.
2.5.13 MODULUS KEANJALAN (Young‟s modulus)
Pemalar dalam persamaan Hukum Hooke disebut sebagai Modulus Keanjalan atau
Modulus Young, E.
Oleh itu :-
E = terikan
tegasan
E =
19
Unit E ialah unit tegasan iaitu N/m2.
Jadual 2.1 Nilai Modulus Young
Jadual 2.1 menunjukkan nilai E bagi beberapa bahan kejuruteraan. Modulus Young
memberikan maklumat mengenai kekuatan bahan kerana nilai yang tinggi menunjukkan
kecerunan graf tegasan melawan terikan yang besar. Oleh itu, beban yang tinggi diperlukan
untuk menghasilkan pemanjangan yang sama pada Rajah 2.12.
Bahan Modulus Young (GN/ m2)
Keluli 200 – 220
Aluminium 60 – 80
Kuprum 90 – 110
Kayu 10
20
Rajah 2.12 Graf Tegasan Melawan Keterikan
Semakin besar nilai E sesuatu bahan, semakin bertambah kekuatan bahan tersebut.
2.5.14 NISBAH POISSON (Poisson ratio)
Nisbah Poisson ialah nisbah antara terikan sisi dengan terikan membujur yang dihasilkan
oleh tegasan tunggal.
y
y
x
b.
B
Tegasan ()
Keterikan () 0
21
y
x
P P
Rajah 2.13 Bar Yang Dikenakan Daya Tegangan
Keterikan membujur , x =
asal panjang
panjangperubahan
= L
L
Keterikan sisi, y =
d
d
asaldiameter
diameterperubahan
Tanda negatif menunjukkan pengecilan. Pada kebiasaannya, pengecilan hanya ditemui pada
keterikan sisi.
Nisbah Poisson, =
membujurketerikan
sisiketerikan
22
Bagi kebanyakan bahan kejuruteraan, nilai ialah antara 0.25 - 0.33.
Di ketahui bahawa, x = E
Oleh itu,
xy νεε
E
νσ
2.5.15 HUKUM HOOKE (Hooke‟s law)
Rajah 2.14 Hukum Hooke
Hukum Hooke menyatakan bahawa regangan spring berkadar langsung kepada daya yang
dikenakan ke atasnya jika daya tersebut tidak melebihi had kenyal spring. Hukum Hooke benar
untuk mampatan dan regangan bahan kenyal.
23
Rumus hukum Hooke ialah: F = kx
Dimana, F = Daya(N)
k = Pemalar spring (Nm-1)
x = Regangan atau mampatan (m)
Bahan yang mempunyai nilai k yang lebih besar ialah bahan yang lebih tegar. Daya yang lebih
besar diperlukan untuk meregangkannya.
2.5.16 RASUK (Beam)
Anggota struktur yang di rekabentuk bagi merintangi daya yang bertindak secara sisi
terhadap paksinya dipanggil rasuk. Rasuk adalah satu bar atau batang yang membawa beban
seperti yang digunakan di dalam bangunan, jambatan, mesin dan lain-lain. Apabila beban
dikenakan, rasuk akan menghasilkan momen lentur yang mengakibatkan rasuk melentur serta
daya ricih yang cuba mericihkan keratan rentas rasuk. Dalam merekabentuk sesuatu rasuk,
menentukan bentuk yang sesuai dari segi keselamatan dan juga ekonomi adalah penting.
Terdapat dua jenis rasuk mudah iaitu :-
a. Rasuk di sangga mudah (Simple Supported Beam)
Rasuk jenis ini, seperti yang ditunjukkan pada rajah 2.15, disokong oleh pin pada satu
hujung dan di hujung yang satu lagi oleh pengguling. Ciri terpenting sokongan pin ialah
menghalang rasuk tersebut dari beralih secara mendatar dan menegak tetapi tidak menghalang ia
dari berputar. Dengan itu sokongan pin boleh membina daya tindakbalas dengan komponen
mendatar dan menegak tetapi tiada tindakbalas momen. Di sokongan guling pula, ia boleh
merintangi daya tegak tetapi tiada daya mendatar.
24
Rajah 2.15 Rasuk Disangga Mudah
b. Rasuk julur (Cantilevers)
Rasuk jenis ini pula pada rajah 2.16 terbina atau terikat pada satu hujung sementara di
hujung yang satu lagi dibiarkan bebas. Pada hujung yang terikat itu, rasuk tidak boleh beralih
atau berputar manakala di hujung yang bebas kedua-dua pergerakan itu dibenarkan.
Rajah 2.16 Rasuk Julur
Beban yang sering ditemui dalam bidang kejuruteraan terdiri daripada :-
1. Beban tumpu (Concentrated Load)
Beban jenis ini bertindak ke atas satu keluasan yang terlalu kecil dan boleh dianggap berlaku
pada satu titik. Berat rasuk boleh dianggap sebagai beban tumpu yang bertindak di pusat graviti
iaitu di pertengahan rentang rasuk. Rajah 2.17 adalah rasuk disangga mudah menanggung beban
tumpu F1 dan F2. Terdapat tindak balas daya pada kedua-dua hujung penyokong untuk
keseimbangan daya.
25
RA RB
Rajah 2.17 Rasuk disangga mudah yang menanggung beban tumpu
Rajah 2.18 adalah rasuk julur menanggung beban tumpu, F dan terdapat momen pada rasuk yang
terikat pada dinding.
F
M
Rajah 2.18 Rasuk Julur Yang Menanggung Beban Tumpu
2. Beban teragih seragam (Uniformly Distributed Load)
Beban jenis ini boleh dianggap bertindak di keseluruhan panjang rasuk atau sebahagian
darinya dan diagihkan secara seragam (Rajah 2.19 & Rajah 2.20). Nilai beban ini diberi dalam
bentuk kN/m. Contohnya jika w = 50 kN/m, bermakna bagi setiap meter panjang rasuk itu ia
F1 F2
26
membawa beban sebanyak 50 kN dan jika panjang rasuk tersebut 2 m maka jumlah keseluruhan
beban ialah 2 x 50 kN = 100 kN. Berat rasuk juga boleh dianggap sebagai beban teragih
seragam. Contoh jenis beban ini ialah seperti beban yang ditanggung oleh bumbung atau atap,
lantai bangunan atau beban yang disokong oleh tangki air.
w kN/m
Rajah 2.19 Rasuk disangga mudah yang menanggung beban teragih seragam
w kN/m
Rajah 2.20 Rasuk julur menanggung beban teragih seragam.
L
RA RB
27
2.6 BAHAN (Material)
Bahan memainkan peranan penting dalam memastikan kesempurnaan produk. Oleh
kerana itu, kajian tentang bahan dan sifat-sifat bahan perlu dilakukan. Antara bahan-bahan yang
sesuai digunakan untuk projek ini ialah :-
2.6.1 KELULI KARBON BIASA (Carbon Steel)
Keluli karbon biasa boleh ditakrifkan sebagai aloi besi dan karbon yang mengandungi
kurang daripada 1.7% karbon. Keadaan yang sebenar menunjukkan kandungan yang melebihi
1.4% karbon jarang sekali terdapat pada keluli dan terdapat unsur-unsur lain seperti mangan
(Mn), sulfur (S) dan fosforus (P).
Keluli karbon biasa di bahagikan kepada 3 kumpulan, iaitu :-
1. Keluli Karbon Rendah (Low Carbon Steel)
Keluli ini mengandungi kurang daripada 0.3 % C.
a. Keluli Lembut Mati (Dead Mild Steel)
Kategori keluli yang mengandungi 0.05 – 0.10 karbon ini biasanya didapati dalam bentuk
kepingan, jalur, rod, wayar dan tiub yang dihasilkan daripada kerja sejuk dan kerja panas. Ianya
juga didapati dalam keadaan yang telah di sepuh lindap. Keluli ini mempunyai kemuluran yang
tinggi, sesuai untuk tarikan dalam (deep drawing) tetapi kekuatannya adalah rendah.
Kegunaannya adalah untuk membuat badan kenderaan, peti sejuk, mesin basuh, perabot, rivet
dan paku.
b. Keluli Karbonan (Carburising Steel)
28
Kategori keluli yang mengandungi 0.1 - 0.2% karbon merupakan keluli yang mempunyai
kekuatan dan ketegaran yang rendah, tetapi permukaan yang keras. Permukaannya juga boleh
merintang air dengan sifat terasnya yang liat. Kemulurannya menjadikannya sukar untuk di
mesin dengan cepat melainkan kandungan MnS di tingkatkan dengan menambah sulfur 0.2 –
0.3% dan Mn 1%.
c. Keluli Lembut Pembinaan
Keluli ini mengandungi 0.2 – 0.3% karbon. Apabila kandungan karbon di tingkatkan sehingga
0.3%, kekuatannya meningkat dan sesuai untuk tujuan pembinaan, tetapi kemulurannya
menurun. Ianya mempunyai kualiti fabrikasi yang sangat baik dengan itu mudah untuk di kimpal
dan di kerja sejuk atau panas. Keluli ini juga di gelek panas untuk dijadikan kepingan bagi
membuat dandang, kapal dan kenderaan. Dalam bentuk galang, gelegar, alur dan sebagainya
ianya digunakan untuk membuat jambatan dan bangunan. Biasanya digunakan setelah di gelek
panas.
2. Keluli Karbon Sederhana (Medium Carbon Steel)
Keluli ini biasa di keras-kuenc dan di bajakan sepenuhnya supaya kekuatannya adalah lebih baik
dengan mempunyai keliatan yang maksima. Digunakan untuk membuat aci, gear dan aci engkol.
Keluli yang mengandungi 0.4 – 0.5% karbon boleh dikeraskan dengan proses pemanasan
setempat dan dikuenckan.
3. Keluli Karbon Tinggi (High Carbon Steel)
Keluli karbon tinggi biasanya dikeras-kuenckan dan dibajakan dengan ringan untuk
mendapatkan kekerasan yang tinggi dengan keliatan yang terhad. Digunakan untuk membuat alat
pemotong yang kurang mahal dan dikenali sebagai “Carbon Tool Steel”. Keluli yang
mengandungi 0.6 – 0.8% karbon biasanya digunakan untuk membuat acuan, spring, kabel
pengikat dan roda keretapi.
29
Had-had keluli karbon biasa :-
1. Kekuatan tegangan maksima ialah 700 N/mm².
2. Komponen-komponen yang besar sukar untuk dikeraskan dengan berkesan dengan itu
terhad untuk bahagian-bahagian yang kecil.
3. Melindap-kejut (kuenc) dengan air menghasilkan kekerasan yang sepenuhnya tetapi
terdedah kepada herotan dan retakan.
4. Jika dilembutkan dengan cepat pada suhu 300°C, kegunaanya terhad untuk memotong
logam dengan kelajuan yang tinggi.
5. Mempunyai daya rintangan yang rendah kepada kakisan dan pengoksidaan pada suhu
yang tinggi.
2.6.2 KELULI ALOI (Alloy Steel)
Keluli yang mengandungi lebih daripada 1.0% elemen-eleman lain selain daripada
karbon dan besi. Tujuan utama ialah untuk mempertingkatkan mutu dan sifat-sifat keluli supaya
ianya mudah diubahsuai dengan di beri rawatan haba dengan lebih sempurna.
Penambahan elemen-elemen pancalogam (aloi) boleh menghasilkan sifat-sifat berikut :-
1. Menambahkan kekuatan tegangan.
2. Menambahkan kekerasan dan keliatan bahan.
30
3. Pengubahsuaian suhu kritikal bagi keluli tersebut. Suhu kritikal adalah suhu maksima dan
minima bagi keluli untuk dilindap kejutkan di dalam proses pengerasan.
4. Menambahkan rintangan terhadap kehausan.
5. Mengekalkan kekerasan keluli sewaktu ianya merah (red hardness).
6. Meninggalkan rintangan terhadap kakisan.
7. Membolehkan pembajaan dilakukan pada suhu yang lebih tinggi di samping
mengekalkan sifat kekuatan dan kemuluran.
Keluli aloi boleh dikelaskan kepada beberapa jenis iaitu :-
1. Keluli Aloi Rendah (Low Aloy Steels)
Mempunyai struktur yang menyerupai keluli karbon setelah ianya menjalani rawatan haba.
Mengandungi 3 – 4% aloi dan satu atau lebih elemen aloi yang ditambahkan untuk memperbaiki
kekuatan, keliatan, dan kebolehan di keraskan. Penggunaannya sama seperti keluli karbon yang
mempunyai kandungan karbon yang sama.
2. Keluli Aloi Tinggi (High Aloy Steels)
Keluli aloi tinggi terbahagi kepada 5, iaitu :-
a. Keluli Perintang Haba (Thermal Resistor Steels)
Keluli ini mempunyai kekerasan yang sangat tinggi dan digunakan untuk kerja-kerja memotong
pada suhu yang tinggi. Bahan alat pemotong sukar menghaus di suhu tinggi dan liat untuk
menahan beban hentakan.
b. Keluli Alat dan Acuan (Tool and Die Steels)
Keluli ini digunakan untuk memotong, mericih, membentuk, menggelek dan menempa di mana
setiap satunya memerlukan kekerasan, kekuatan, rintangan haus dan haba. Keluli ini
31
mengandungi 0.6 – 1.5% C. Unsur-unsur pancalogam dicampurkan untuk menambahkan
kekuatan dan rintangan kehausan terbentuknya karbaid, dan mengekalkan kekerasan keluli di
suhu-suhu tinggi.
c. Keluli Pembinaan (Construction Steels)
Keluli ini bersifat liat dan kuat serta digunakan pada peralatan mesin yang bertegasan tinggi.
d. Keluli Tahan Karat (Stainless Steels)
Elemen pancalogam utama ialah kromium (Cr) bagi membolehkan keluli mempunyai sifat tahan
kakisan. Bagi rintangan kakisan lengkap, kandungan Cr mesti lebih daripada 11%.
e. Keluli Magnet (Magnetic Steels)
Keluli ini dibentuk dalam dua keadaan samada bermagnet keras yang digunakan untuk
menghasilkan magnet kekal atau bemagnet lembut yang digunakan untuk menghasilkan magnet
sementara.
2.6.3 BESI TUANG (Cast Irons)
Besi tuang merupakan gred besi jongkong terpilih, yang dileburkan semula dan dituang
dalam acuan pasir. Kandungan karbon besi tuang secara umumnya adalah di antara 2 – 4%.
Walaubagaimanapun gred normal besi tuang tidak begitu kuat dan agak rapuh, namun besi tuang
32
digunakan dengan meluas sebagai bahan kejuruteraan kerana mudah dilebur dan di tuang,
keboleh mesinan yang sangat baik dan dengan muatan rendaman yang tinggi.
Besi tuang mempunyai takat lebur di antara 1150°C - 1250°C menghasilkan tuangan yang baik.
Besi tuang mempunyai rintangan kehausan dan keupayaan kelembapan yang baik. Terdapat 5
elemen asas yang penting dalam besi tuang yang mempengaruhi sesuatu sifat besi tuang di
antaranya silikon, manganese, sulfur, fosforus dan karbon. Kandungan karbonnya lebih banyak
berbanding keluli.
Terdapat beberapa jenis besi tuang, iaitu :-
a. Besi Tuang Putih (White Cast Iron)
Besi Tuang ini seluruh karbonnya berupa sementit sehingga mempunyai sifat sangat
keras. Mikrostrukturnya terdiri daripada karbida yang menyebabkan berwarna putih. Besi tuang
putih mempunyai sifat-sifat seperti keliatan rendah, kekerasan yang tinggi, ketahanan arus yang
baik, mampu menampung tegasan tinggi. Rajah 2.21 menunjukkan struktur mikro besi tuang
putih.
Rajah 2.21 Struktur mikro besi tuang putih
b. Besi Tuang Kelabu (Grey Cast Iron)
33
Jenis besi tuang ini sering dijumpai kerana sekitar 70% besi tuang berwarna abu-abu.
Mempunyai grafit yang berbentuk menyerpih (flake). Sifat dari besi tuang ini kekuatan
terikannya tidak begitu tinggi dan ketulenannya rendah sekali (Nil Ductility). Rajah 2.22
menunjukkan struktur mikro besi tuang kelabu.
Rajah 2.22 Struktur mikro besi tuang kelabu
c. Besi Tuang Boleh Tempa (Malleable Cast Iron)
Besi tuang jenis ini di buat daripada besi tuang putih dengan melakukan proses rawatan
haba kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan graphit (Fe3C) menjadi matriks
„Ferrite‟, „Pearlite‟ dan „Martensite‟. Mempunyai sifat yang mirip dengan baja. Rajah 2.23
menunjukkan struktur mikro besi tuang boleh tempa
Rajah 2.23 Struktur mikro besi tuang boleh tempa
34
d. Besi Tuang Bernod (Node Cast Iron)
Rajah 2.24 Struktur mikro besi tuang bernod
Besi ini adalah paduan besi tuang kelabu. Ciri besi tuang ini berbentuk graphit “flake”
dimana hujung–hujungnya berbentuk takikan yang mempunyai pengaruh terhadap keteguhan,
ketulenan & kekuatan. Oleh kerana untuk menjadi lebih baik, maka graphit tersebut berbentuk
bola (Spheroid) dengan menambahkan sedikit unsur lain. Olej kerana besi tuang ini mempunyai
ketulenan yang tinggi, maka besi tuang ini dikategorikan “Ductile Cast Iron”. Rajah 2.24
menunjukkan struktur mikro besi tuang bernod.
2.7 PRINSIP
2.7.1 PRINSIP ASAS HIDRAULIK
Terdapat empat prinsip asas 34ystem hidraulik, iaitu :-
35
1.Cecair tidak mempunyai bentuk
Cecair akan mengikut bentuk bekas atau saluran paip yang diletakkan. Oleh itu ia sesuai
digunakan untuk penghantaran daya dalam 35ystem hidraulik yang mempunyai reka bentuk yang
rumit.
2. Cecair tidak boleh dimampatkan
Tekanan yang dikenakan pada bendalir akan dipindahkan dari satu tempat ke tempat yang lain
berdasarkan jumlah daya yang di kenakan pada bendalir tersebut.
3. Cecair boleh memindahkan tekanan ke semua arah
Konsep prinsip Pascal di aplikasikan pada 35ystem hidraulik yang bercabang yang memerlukan
tekanan yang sama bagi semua arah pada satu masa yang sama ketika 35ystem sedang
beroperasi.
4. Cecair mampu melakukan kerja-kerja berat
Sistem hidraulik boleh melakukan kerja-kerja berat walaupun mempunyai rekabentuk yang kecil
dan ringkas. Ini dapat menjimatkan penggunaan cecair hidraulik dalam 35ystem.
2.7.2 CONTOH SISTEM HIDRAULIK
36
Contoh yang paling mudah untuk memahami prinsip asas sistem hidraulik adalah pada
sistem brek hidraulik kenderaan, di mana cecair hidraulik dapat memenuhi dan mengikut bentuk
saluran sistem brek tersebut. Ia juga dapat memindahkan tekanan yang wujud dalam bendalir
tersebut apabila daya dikenakan. Tekanan tersebut akan diagihkan sama rata dalam sistem brek
hidraulik kenderaan sesuai dengan konsep prinsip Pascal.
Jika dilihat pada sistem brek tersebut, rekabentuknya adalah kecil, ringkas serta memerlukan
jumlah isipadu bendalir yang sedikit tetapi mampu memberhentikan sesebuah kenderaan.
2.7.3 SISTEM KAWALAN HIDRAULIK
Sistem kawalan hidraulik ialah satu sistem yang menggunakan bendalir untuk
menghasilkan daya atau tenaga, untuk menjalankan sesuatu kerja yang berat. Sistem ini banyak
digunakan di dalam industri automotif seperti sistem kuasa, sistem brek, kren, jek kenderaan, dan
sebagainya. Bendalir yang biasa digunakan dalam sisitem hidraulik ini adalah minyak.
2.7.4 PRINSIP PASCAL
Prinsip Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan ke atas suatu cecair boleh
dipindahkan ke seluruh cecair itu secara seragam.
Rajah 2.25 menunjukkan contoh pengiraan prinsip Pascal. Daya F1 bernilai 4.41 N yang
dikenakan pada silinder 1 yang mempunyai luas permukaan 25.4 mm2 boleh menaikkan beban
seberat 44.15 N dengan keluasan permukaan 254 mm2.
F2
37
Rajah 2.25 Prinsip Pascal
2.7.5 JEK HIDRAULIK
Jek hidraulik menggunakan bendalir tidak mampat yang ditekan ke dalam silinder oleh
pam pelocok. Apabila silinder itu menarik, ia mengeluarkan minyak dari takungannya melalui
satu injap semakan sedutan ke dalam kebuk pam. Apabila pelocok itu menuju ke depan, ia
menolak minyak itu melalui injap semakan keluar ke dalam silinder. Bola injap sedutan yang
berada di dalam kebuk akan terbuka setiap kali pergerakan pelocok. Bola injap keluar yang
berada di luar kebuk akan terbuka bila minyak di tolak ke dalam silinder. Pada masa ini, bola
sedutan di dalam kebuk di paksa menutup dan tekanan minyak akan terbina di dalam silinder.
a. Jek botol (Bottle Jack)
Rajah 2.27 Jek botol
F1
A1 = 25.4 mm2 A1 = 254 mm
2
38
Jek jenis ini banyak digunakan oleh kenderaan–kenderaan berat kerana jek jenis ini
merupakan jek yang sesuai dan mampu mengangkat beban sehingga 20 Tan terutama semasa
proses menukar spring daun sesebuah lori. Kelemahan jek jenis ini adalah keluasan tapak “lifter”
yang kecil menyebabkan kestabilan pada jek ini adalah rendah. Selain itu, jek jenis ini sering
menghadapi masalah kebocoran pada saluran pelepas tekanan (release pressure). Ini kerana
kekunci pada saluran ini kerap digerakkan menyebabkan kehausan pada “seals”. Secara tidak
langsung ciri keselamatan jek ini adalah rendah. Namun, kendalian jek ini tidak menggunakan
ruang kerja yang besar.
Rajah 2.28 Komponen utama jek botol
1. Injap pelepas
2. Takung bendalir
3. Silinder utama
4. Omboh utama
5. Saluran aliran
6. Omboh pam
7. Silinder pam
8. Injap sehala
9. Bendalir
10. Tuil
39
BAB 3
METODOLOGI KAJIAN
3.1 PENGENALAN
Dalam bab ini, dinyatakan tentang perancangan projek pengubahsuaian, kaedah kajian,
dan beberapa konsep cadangan pemilihan barangan projek. Untuk melaksanakan projek ini,
pelbagai proses dilakukan sebelum projek ini dibina. Ia bertujuan untuk memastikan projek yang
dijalankan dapat memberikan hasil yang terbaik dan memuaskan. Pelbagai pemerhatian dan
perancangan dilakukan dalam membuat pilihan bagi menentukan projek “Hydraulic Coil Spring
Compressor” dibina dengan berpandukan sumber yang diperolehi.
3.2 MENCARI DAN MEMILIH TAJUK
Proses ini merupakan langkah awal yang mesti dilakukan sebelum memulakan langkah
kerja yang seterusnya. Tujuan utama projek akhir ini dilaksanakan ialah untuk memanfaatkan
segala ilmu yang telah dipelajari daripada segi teori dan praktikal. Projek dan tajuk yang dipilih
perlu bersesuaian dan berkait dengan kursus Diploma Kejuruteraan Mekanikal (Automotif).
Sebelum pemilihan projek dijalankan, pelbagai idea telah disumbangkan oleh ahli
kumpulan dan penyelia. Hasil daripada gabungan kreativiti idea itu, pemilihan tajuk bagi
perlaksanaan projek yang mudah, terbaik dan menepati Modul J5012 dapat
40
41
dilakukan. Tajuk projek yang dipilih perlulah berinovasi dan dapat mengatasi kelemahan
yang terdapat pada produk sedia ada pada masa kini. Setelah pelbagai jenis tajuk dikemukakan
semasa perbincangan bersama penyelia, pemilihan tajuk “Hydraulic Coil Spring Compressor”
telah dipersetujui kerana bersesuaian dan mampu dilakukan.
Setelah tajuk projek ditetapkan, kajian dan analisis ringkas dilakukan bagi mengetahui
kebaikan dan kelemahan projek setelah memilih tajuk projek tersebut. Kajian yang dilakukan
adalah berdasarkan faktor penting seperti kos, penggunaan bahan, peralatan yang ingin
digunakan dan sebagainya. Hal ini penting kerana untuk mengelakkan berlakunya masalah-
masalah yang tidak diingini berlaku semasa perlaksanaan projek dilakukan.
3.3 DRAF PELAKSANAAN PROJEK
Draf projek merupakan perancangan perlaksanaan atau prosedur yang telah dilakukan
secara berperingkat dari awal sehingga siapnya projek tersebut. Prosedur atau perancangan ini
dapat diterangkan pada carta alir. Dalam melaksanakan projek ini, beberapa proses atau kaedah
yang digunakan ialah :
Perancangan dan pengubahsuaian
Mengkaji tentang produk sedia ada bagi mencari kelemahan dan mewujudkan inovasi
bagi produk tersebut.
Membuat kajian dan membuat analisis tentang bahan yang sesuai digunakan untuk
membuat kerangka dan mencari rekabentuk yang sesuai.
Mencari rekabentuk mekanisme pergerakan yang sesuai.
Menyenaraikan peralatan bahan dan kos
Menyenaraikan peralatan, bahan, dan kos bagi membina sebuah „Hydraulic Coil
Spring Compressor‟.
42
Proses pembuatan
Melibatkan proses-proses pertukangan seperti menggegas, memotong, mengimpal,
mencanai, menggerudi, mengecat, kemasan dan sebagainya.
Proses pemasangan
Proses yang melibatkan pemasangan semua komponen yang telah siap di kimpal dan
di ubahsuai seperti pemegang spring, pemegang penyerap hentak, dan sebagainya.
43
3.4 Carta Alir
Rajah 3.1 Carta alir perlaksanaan projek
Pemilihan Tajuk
Menentukan Masalah
Pemerhatian
A
Pembelian Bahan
B
Pengujian
Produk
Kekemasan
Tamat
Lulus Gagal
Keputusan
Mula
44
Rajah 3.2 Carta alir A
Rajah 3.3 Carta alir B
Lakaran Awal
Pengiraan Produk
Rekabentuk Akhir
Pemilihan Bahan
Pembelian Bahan
Pembinaan Rangka
Pemasangan Jek
Pemasangan Penolak
Pemasangan Penahan
Pemasangan Pemegang
Pemasangan
Komponen
A
B
45
3.5 Lakaran awal
Lakaran 1
Rajah 3.4 Lakaran produk 1
46
Lakaran 2
Rajah 3.5 Lakaran produk 2
47
Lakaran 3
Rajah 3.6 Lakaran produk 3
48
3.6 Idea konsep
Dalam ruangan idea konsep, perbandingan antara idea dan bahan dilakukan bagi
membina projek.
3.6.1 Rekabentuk projek
Beberapa perbandingan antara idea rekabentuk projek dilakukan bagi menentukan
rekabentuk yang sesuai untuk projek ini.
1. Kerangka
Kerangka merupakan tunjang sesebuah produk. Berpandukan kerangka, bahagian-
bahagian lain dapat dibuat dengan mudah.
Jadual 3.1 Pemilihan kerangka
Idea 1
Idea 2 Idea 1 Idea 3
49
CIRI-CIRI
IDEA BIL.TIANG
KOS
PEMBINAAN
SAIZ
TAPAK KESTABILAN
IDEA 1 2 Mahal Besar Stabil
IDEA 2 1 Murah Sederhana Stabil
IDEA 3 1 Murah Kecil Lebih Stabil
Idea 1 mempunyai 2 tiang, saiz tapak yang besar, dan kos pembinaan yang agak mahal.
Idea 2 pula mempunyai 1 tiang, saiz tapak yang sederhana, dan kos pembinaan yang murah. Idea
3 juga mempunyai 1 tiang, saiz tapak yang kecil, kos pembinaan yang murah dan lebih stabil
kerana pada bahagian tapak akan dimatikan pada lantai.
Melalui perbincangan, kerangka dibina mengikut rekabentuk pada Idea 2. Hal ini kerana kos
pembinaannya yang rendah dan oleh kerana tapaknya yang tidak dimatikan, maka pengguna
boleh mengalihkannya mengikut keselesaan.
2. Penahan spring gegelung
Penahan spring gegelung merupakan komponen yang diletakkan pada bahagian atas
kerangka. Fungsi penahan spring ialah untuk menahan dan memegang spring untuk proses
mampatan.
Jadual 3.2 Pemilihan penahan spring gegelung
Idea 1 Idea 2 Idea 3
50
CIRI-CIRI
IDEA KESELAMATAN REKABENTUK
KOS
PEMBINAAN
IDEA 1 Tinggi Mudah Sederhana
IDEA 2 Sederhana Rumit Mahal
IDEA 3 Tiada Mudah Murah
Rekabentuk Idea 3 telah menjadi pilihan untuk digunakan dalam projek ini kerana
rekabentuknya yang mudah untuk dibina berbanding dengan rekabentuk Idea 2. Selain itu, jika
dibandingkan dengan Idea 2, Idea 3 adalah lebih selamat digunakan dan sesuai kerana
mempunyai penghadang dan cangkuk.
3. Pemegang penyerap hentak
Pemegang penyerap hentak merupakan komponen yang akan diletak pada bahagian
tengah tiang. Fungsi komponen ini ialah untuk memegang batang penyerap hentak disamping
menjadi pemampat.
Jadual 3.3 Pemilihan pemegang penyerap hentak
Idea 1 Idea 2 Idea 3
51
CIRI-CIRI
IDEA KESELAMATAN REKABENTUK
KOS
PEMBINAAN
IDEA 1 Kurang Mudah Murah
IDEA 2 Tinggi Sederhana Murah
IDEA 3 Sederhana Sukar Mahal
Pemilihan rekabentuk yang sesuai adalah pada Idea 1. Idea 1 mempunyai skru yang akan
mengepit batang penyerap hentak seperti pada Idea 2, namun memandangkan Idea 1 mempunyai
penghadang, jadi pemilihan Idea 1 adalah tepat kerana lebih selamat. Idea 3 pula mempunyai
ciri-ciri keselamatan namun kedudukan batang penyerap hentak tidak akan menjadi kemas dan
boleh bergerak.
52
3.6.2 Lakaran akhir
0.229 m
53
3.6.3 Peralatan dan bahan
Peralatan dan bahan dibandingkan bagi memastikan kesesuaiannya untuk kegunaan
projek.
Bahan kerangka dan komponen
a. Tiang
Jadual 3.4 Pemilihan bahan kerangka
Ciri-ciri
Bahan
Kos pembinaan
Ketegaran
Kemuluran
Ketegasan
Iron cast Mahal Tinggi Tinggi Tinggi
Mild steel Murah Tinggi Tinggi Tinggi
Stainless steel Mahal Rendah Rendah Tinggi
Hal ini kerana keluli ini mempunyai kemuluran, ketegaran yang tinggi dan
kemampuannya untuk menahan tegasan maksima 700 N/mm2. Penggunaan keluli lembut untuk
membuat badan kenderaan, membuktikan bahawa bahan ini sesuai digunakan untuk tiang produk
kerana mampu menampung beban yang tinggi. Selain itu, kos untuk mendapatkan keluli lembut
adalah lebih murah. Besi tuang merupakan besi yang dileburkan semula dan dibentuk
menggunakan acuan. Besi tuang mempunyai rintangan kehausan dan keupayaan kelembapan
yang baik, kebolehmesinan yang sangat baik dan muatan rendaman yang tinggi. Namun, besi ini
memerlukan kos yang tinggi dan sukar didapati menyebabkan besi jenis ini kurang sesuai untuk
Iron Cast Stainless Steel Mild Steel
54
dipilih. Keluli tahan karat pula mempunyai sifat tahan kakisan yang tinggi namun kosnya yang
tinggi menyebabkan bahan ini tidak menjadi pilihan.
b. Tapak
Jadual 3.5 Pemilihan bahan tapak
CIRI-CIRI
BAHAN KOS KETEGASAN KEMULURAN KETEGARAN
Iron cast Mahal Tinggi Tinggi Tinggi
Mild steel Murah Tinggi Tinggi Tinggi
Stainless steel mahal Tinggi Rendah Rendah
Pemilihan bahan untuk tapak tidak terlalu dititikberatkan kerana tapak hanya digunakan
untuk menambahkan kestabilan produk namun bahan perlulah mampu menahan tegasan daripada
proses mampatan pegas. Oleh kerana itu, bahan yang digunakan untuk membina tapak ialah plat
keluli lembut sama jenis bahan dengan tiang. Bahan ini mampu menahan tegasan yang tinggi dan
mempunyai kemuluran yang baik. Besi tuang tidak digunakan dalam pemilihan tapak kerana
kosnya yang tinggi. Seperti besi tuang, keluli tahan karat juga mempunyai kos yang tinggi
walaupun mempunyai kemasan yang baik.
Iron Cast Mild Steel Stainless Steel
55
c. Komponen
Jadual 3.6 Pemilihan bahan komponen
CIRI-CIRI
BAHAN
KOS
PEMBINAAN KEMULURAN KETEGASAN KETEGARAN
Iron cast Mahal Tinggi Tinggi Tinggi
Mild steel Murah Tinggi Tinggi Tinggi
Stainless steel Mahal Rendah Tinggi Rendah
Berdasarkan lakaran rekabentuk yang telah dibuat, plat keluli lembut dipilih. Pada
asalnya, besi tuang dipilih kerana mudah untuk dibentuk yang memberi kelebihan pada
rekabentuk yang sukar, namun oleh kerana kosnya yang tinggi dan sukar didapati maka bahan
tersebut perlu diketepikan. Keluli tahan karat pula mempunyai kemasan yang baik namun adalah
tidak sesuai untuk dipilih.
Stainless Steel Iron Cast Mild Steel
56
2. Jek hidraulik
Jadual 3.7 Pemilihan jek hidraulik
CIRI-CIRI
BAHAN
RUANG YANG
DIPERLUKAN KOS
Jek lantai Besar Murah
Jek botol Kecil Murah
Jek lantai besar Besar Mahal
Dalam pemilihan jek hidraulik yang sesuai digunakan dalam pembinaan produk, jek botol
telah di pilih. Hal ini kerana jek botol tidak memerlukan ruangan yang besar. Seperti jek-jek
hidraulik yang lain, jek botol mempunyai pelbagai jenis mengikut berat yang mampu
ditampungnya.
3.7 Pengiraan
3.7.1 Pemilihan jek
1. Pemalar spring, k
Maklumat yang di perolehi,
Jek lantai kecil Jek botol Jek lantai besar
57
Diameter wayar, d = 0.014m
Modulus kericihan besi, G = 80 GPa = 80×109
Pa
Bilangan gegelung, N = 7
Diameter spring, D = 0.144 m
Menggunakan formula pemalar spring, k =
=
[ ]
=
= 18.378 × 103
2. Daya spring, F
Diketahui bahawa,
x = 0.33m - 0.25 m = 0.08m
k = 18.378 x 103
Menggunakan formula Hukum Hooke, F = kx
= (18.378 x 103) x (0.08)
= 1470.24 N
= 1.47 kN
58
3.7.2 Faktor keselamatan
1. Daya maksimum spring, Fmax
Modulus Young, E = 210 GPa
Diameter luar spring, D = 0.144 m
Diameter wayar spring, d = 0.014m
Panjang spring bebas, L = 0. 33m
Bilangan wayar, N = 7
Nisbah Poisson, γ= 0.3
Daya maksimum, Fmax =
= ( ) [ ]
= 5.851 kN
2. Faktor keselamatan
Daya maksimum, Fmax = 5.851 kN
Daya dikenakan, F = 1.47 kN
Faktor Keselamatan =
=
= 3.98 atau 4.0
59
3.8 Kos Anggaran
BAHAN BIL HARGA SEUNIT(RM) JUMLAH (RM)
Mild Steel Plate
Tebal 3 mm
Lebar 15 inci
Panjang 15 inci
1 34.30 34.30
Angle Steel
Lebar 2 x 2 inci
Panjang 0.381 m
4 8.25 (1 m) 12.57
Angle Steel
Lebar 1.5 x 1.5 inci
Panjang 0.203 m
2 4.5 (1 m) 1.83
Channel C Mild Steel
Tebal 6 mm
Lebar 2 x 3 inci
Panjang 0.813 m
1 15.5 (1 m) 12.20
Mild Steel Plate Bar
Tebal 6 mm
Lebar 3 inci
Panjang 0.813 m
1 11.03 (1 m) 8.97
Mild Steel Plate
Tebal 12 mm
Lebar 160 mm
Panjang 0.254 m
3 367.04 (1 m) 279.68
Jek botol hidraulik
6 Ton 1 80.00 80.00
Bolt & Nat 10 - 6.00
60
Spring 2 3.00 6.00
Penyembur cat 4 6.00 24.00
JUMLAH 465.55
3.9 Prosedur dan langkah perlaksanaan projek
Menerangkan tentang proses-proses untuk membina produk. Proses ini dilakukan oleh
orang yang mahir dan diiktiraf bagi memastikan kesempurnaannya.
3.9.1 Proses pembinaan kerangka
Proses membina kerangka utama ini menggunakan sambungan kimpalan arka dengan
menggunakan elektrod jenis E6013 bagi menyambungkan tiang dengan tapak. Kimpalan arka
digunakan kerana kimpalannya kukuh dan kuat untuk menampung beban. Pada tiang kerangka,
di buat beberapa lubang menggunakan gerudi yang bertujuan sebagai lubang penyendal
bertujuan untuk memasukkan bolt bagi mematikan pergerakan penghadang spring dan pemegang
spring. Tiang kerangka adalah daripada jenis keluli lembut BS EN 10084 : 1998 setebal 6 mm
yang digabungkan dengan plat bar BS EN 10025:1993:S275JR setebal 6 mm, manakala plat besi
setebal 3 mm sebagai tapak alat pemampat spring penyerap hentak. Pada bahagian bawah tapak,
diletakkan 4 batang keluli lembut bersudut (angle steel) jenis BS EN 10025:S275JR:1993 yang
dipotong mengikut saiz tapak. Besi bersudut tersebut kemudian dikimpalkan bersama dengan
tapak.
61
Rajah 3.8 Proses pemotongan Rajah 3.9 Proses pembuatan tapak
Rajah 3.10 Proses cantuman
tiang dan tapak
Rajah 3.11 Kerangka yang siap
Rajah 3.10 Proses cantuman kerangka Rajah 3.11 Kerangka
62
3.9.2 Proses pembinaan komponen
Setelah selesai pembinaan kerangka, kerja-kerja pembinaan komponen seperti penahan
spring, dan pemegang penyerap hentak dimulakan. Penahan spring dan pemegang penyerap
hentak dibina dengan menggunakan plat keluli lembut BS EN 10219-1: 1997: S275J0H yang
mempunyai ketebalan 12 mm. Ketebalan ini adalah sesuai setelah pengujian pada plat yang lebih
nipis gagal. Plat dipotong mengikut rekabentuk dan ukuran yang telah ditetapkan dengan
menggunakan api kimpalan gas. Setelah selesai dipotong, plat tersebut dikimpalkan dengan
penggerak (slider) menggunakan kimpalan arka dengan elektrod jenis E6024. Penggerak ialah
komponen yang akan diletakkan dan mengelilingi tiang dengan tujuan untuk menggerakkan
penahan spring dan pemegang penyerap hentak. Pada penggerak dibuat satu lubang
menggunakan mesin gerudi yang selari dengan lubang pada tiang. Pada bahagian atas pemegang
penyerap hentak, di tambah satu plat besi menegak bagi menyokong dan melancarkan
pergerakan naik turun penggerak. Jek botol hidraulik diubahsuai pada bahagian tapaknya.
Pengubahsuaian tapak jek dilakukan untuk membolehkan jek hidraulik boleh ditanggalkan dan
dibaiki sekiranya berlaku kerosakan seperti bocor dan sebagainya.
63
Rajah 3.12 Proses pemotongan besi Rajah 3.14 Jek yang digunakan
Rajah 3.15 Proses menambah sokongan
64
3.9.3 Proses pemasangan
Proses pemasangan dilakukan setelah proses membina kerangka dan komponen selesai.
Pemasangan komponen pada kerangka utama dilakukan bermula dari komponen bawah hingga
ke atas berpandukan lakaran rekabentuk yang telah dibuat. Pada bahagian bawah, di pasang jek
botol terlebih dahulu. Jek botol yang telah di ubahsuai pada bahagian tapak diletakkan dengan
menggelongsorkannya tapaknya memasuki ruang yang ada pada atas tapak. Kemudian, bahagian
pemegang penyerap hentak dimasukkan ke dalam tiang dan berada di atas jek. Di bahagian
teratas produk, di pasang pemegang spring. Pemegang spring boleh dilaraskan mengikut
kesesuaian tinggi penyerap hentak.
Setelah selesai komponen-komponen di pasang pada kerangka, pengujian projek
dilakukan untuk memastikan keberkesanan projek.
Rajah 3.17 Pemasangan jek Rajah 3.18 Pemasangan pemegang
penyerap hentak
65
Rajah 3.19 Pemasangan penahan spring Rajah 3.20 Pengujian produk
66
3.9.4 Proses kekemasan
Proses kekemasan adalah proses terakhir dilakukan setelah projek siap di bina dan diuji
keberkesanannya. Proses kekemasan dilakukan untuk memastikan tiada kecacatan pada projek,
dan menjadikan projek lebih menarik. Proses kekemasan yang dilakukan adalah membuang
lebihan-lebihan besi yang yang terdapat pada projek akibat daripada proses pemotongan dan
kimpalan. Permukaan projek kemudian diratakan dan dilicinkan sebelum kerja mengecat
dilakukan. Kerja mengecat dilakukan supaya projek yang telah siap akan kelihatan kemas dan
menarik di samping mengelakkan produk daripada berkarat.
Rajah
3.22
Proses
mengecat komponen
Rajah 3.23 Proses mengecat kerangka
67
3.10. Gambar produk yang telah siap
Rajah 3.22 Gambar produk
68
3.11. Carta Gantt
BULAN DISEMBER JANUARI FEBUARI MAC
MINGGU
AKTIVITI
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Pemilihan tajuk
Lakaran awal
Membuat proposal
Pembentangan
proposal
Mengenalpasti
barangan
Membeli barangan
Projek
Membuat kerangka
Menambah jek botol
Membuat penahan
spring
Membuat pemegang
Pengujian projek
Kekemasan projek
Projek siap
Petunjuk
Anggaran
Tepat