electric two wheeled vehicle kajian kekuatan …/electric... · perpustakaan.uns.ac.id...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN MATERIAL DAN PEMBUATAN PROTOTIPE
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Ahli Madya
Disusun oleh :
SINGGIH YOHAN SAMBADA
NIM. I 8109044
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
1. Janganlah kamu pikirkan kata-kata penusuk hati yang mengalir karena
sedikit kesalahan didalam langkahmu, tetapi pikirkanlah apa yang harus
kamu perbuat untuk memberbaiki langkahmu itu.
2. Terciptanya manusia dengan satu mulut, dua telinga, dua mata, dua tangan
dan dua kaki itu, sesungguhnya agar manusia lebih untuk mendengar,
melihat, dan melakukan segala kebijakan, tanpa harus bernyanyi dengan
kata-kata yang tak berarti dari mulutnya.
3. Sejenakkanlah dirimu dari kesibukan waktumu untuk sekedar menunduk
dan bertutur syukur kepada Sang Penciptamu dan Pencipta atas segala
nikmatmu.
PERSEMBAHAN
Laporan ini dipersembahkan kepada:
1. Ayah dan bunda tersayang, yang selalu menuntunku dalam menapaki
kehidupan. Hati yang penuh lapang dan kasih sayang semua telah kau
berikan dengan ketulusan. Terimakasih ku hanturkan dari anandamu ini.
2. Semua rekan di Teknik Mesin Produksi 09. Kalian adalah sahabatku yang
berharga, dan aku merasa terhormat memiliki teman seperti kalian.
Tolong maafkan aku, bila aku pernah meninggalkan lubang di pagar hati
kalian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat
dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir
dengan judul Electric Two Wheeled Vehicle – Kajian Kekuatan Material dan
Pembuatan Prototipe. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah menambah
ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dibidang teknik mesin.
Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma di
Jurusan Teknik Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret
Surakarta, makaselaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek
akhir untuk menerapkan dan menguji ilmu yang diperoleh dibangku perkuliahan.
Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari bulan Februari sampai
dengan Juni 2012.
Atas terselesaikannya laporan proyek akhir ini, maka penulis
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Heru Sukanto, S.T.,M.T. selaku Ketua program D III Teknik Mesin
UNS.
2. Bapak Ubaidillah, S.T.,M.Sc selaku pembimbing I proyek akhir.
3. Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T.,M.T.,Ph.D selaku pembimbing II
proyek akhir.
4. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T,M.T. selaku koordinator proyek akhir.
5. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Produksi
serta seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Dalam penulisan laporan dengan judul Electric Two Wheeled Vehicle –
Kajian Kekuatan Material dan Pembuatan Prototipe, penulis menyadari masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat
diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini.
Surakarta, Juli 2012
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN MATERIAL DAN PEMBUATAN PROTOTIPE
Singgih Yohan Sambada
ABSTRAK
Proyek Akhir berisi tentang electric two wheeled vehicle, yang melatari pembuatan proyek ini adalah keinginan untuk membuat sebuah alat transportasi baru yang tidak menggunakan bahan bakar minyak. Salah satu cara mengatasi ketergantungan terhadap BBM adalah penggunaan kendaraan dengan energi listrik. Electric two wheeled vehicle adalah kendaraan dengan menggunakan tenaga listrik dan memiliki desain yang unik. Laporan proyek akhir akan membahas tentang perancangan dan proses pembuatan electric two wheeled vehicle. Bagian-bagian dari kendaraan ini adalah roda, rangka dalam, rangka tengah, lengan ayun, roller, dan suspensi. Sistem kelistrikan merupakan salah satu bagian yang mempunyai peran yang sangat penting untuk kenyamanan berkendara. Komponen kelistrikan terdiri dari kit(dinamo brushless), baterai, kontroler, charger, dan grip gas.
Dari perhitungan kekuatan rancangan pada perancangan rangka tengah dan dalam tegangan geser maksimun sebesar 2,245 kg/mm2, pada model rancangan lengan ayun, tegangan geser maksimun sebesar 2,3578 kg/mm2, pada model rancangan pemegang motor tegangan geser maksimun sebesar 1,9804 kg/mm2, hasil tersebut jauh lebih kecil dari tegangan geser maksimun yang dapat diterima oleh material sebesar 78 kg/mm2 dan itu membuktikan material ini aman untuk digunakan sebagai rangka, lengan ayun, dan pemegang motor
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ......................................................................... iii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv
ABSTRAK ............................................................................................................... v
DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 3
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 3
1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................................... 3
1.5. Luaran Proyek Akhir ............................................................................... 4
1.6. Manfaat Proyek Akhir ............................................................................. 4
BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 5
2.1. Tinjauan Pustaka. ..................................................................................... 5
2.2. Analisa Kekuatan Material ...................................................................... 9
2.3. Proses Manufaktur ........................................................................................ 13
2.3.1. Proses Permesinan Mesin Bubut ................................................. 13
2.3.2. Proses Permesinan Mesin Las ..................................................... 17
2.3.3. Proses Permesinan Mesin Bor ..................................................... 18
BAB III PERENCANAAN PROSES KERJA ................................................... 21
3.1. Flow Chart ............................................................................................. 21
3.2. Peralatan Manufaktur ............................................................................ 22
BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN ................................................ 31
4.1. Sistem Mekanis. ..................................................................................... 31
4.2. Proses Pembuatan .................................................................................. 32
4.3. Analisa Kekuatan Material .................................................................... 43
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4.3.1. Analisa Kekuatan Rangka Tengah .............................................. 43
4.3.2. Analisa Kekuatan Lengan Ayun .................................................. 50
4.3.3. Analisa Kekuatan Pemegang Motor ............................................ 53
4.4. Perhitungan Waktu Proses Produksi ...................................................... 56
4.5. Biaya ...................................................................................................... 63
BAB V PENUTUP ................................................................................................ 65
5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 65
5.2. Saran ...................................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Desain dan konstruksi dari Ernest Fraquelli, 1935 .............................. 2
Gambar 2.1 Monowheel ........................................................................................... 5
Gambar 2.2 Diwheel................................................................................................. 6
Gambar 2.3 Sepeda motor listrik ............................................................................. 7
Gambar 2.4 Mobil listrik .......................................................................................... 8
Gambar 2.5 Balok ujung jepit dengan beban vertikal ............................................ 10
Gambar 2.6 Balok statis tak tentu dengan beban terpusat ditengah ....................... 10
Gambar 2.7 Momen yang terjadi pada balok ......................................................... 11
Gambar 2.8 Diagram gaya geser dan momen lentur balok berujung jepit ............. 12
Gambar 2.9 Gerakan pemakanan pada perkakas bubut ......................................... 13
Gambar 2.10 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut ............................................... 14
Gambar 2.11 Parameter pahat bubut ...................................................................... 15
Gambar 2.12 Prinsip kerja las listrik ...................................................................... 17
Gambar 2.13 Jenis sambungan las ......................................................................... 17
Gambar 3.1 Flow chart ........................................................................................... 21
Gambar 3.2 Mesin las ............................................................................................ 22
Gambar 3.3 Mesin bubut ........................................................................................ 23
Gambar 3.4 Mesin bor ........................................................................................... 23
Gambar 3.5 Mesin gerinda potong ......................................................................... 24
Gambar 3.6 Gerinda tangan ................................................................................... 24
Gambar 3.7 Pemotong plat ..................................................................................... 25
Gambar 3.8 Penekuk plat ....................................................................................... 25
Gambar 3.9 Ragum ................................................................................................ 26
Gambar 3.10 Jangka sorong ................................................................................... 26
Gambar 3.11 Mistar ............................................................................................... 26
Gambar 3.12 Penyiku ............................................................................................. 27
Gambar 3.13 Penitik .............................................................................................. 27
Gambar 3.14 Penggores ......................................................................................... 28
Gambar 3.15 Palu ................................................................................................... 28
Gambar 3.16 Kikir ................................................................................................. 29
Gambar 3.17 Gunting plat ...................................................................................... 29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Gambar 3.18 Kunci-kunci ...................................................................................... 29
Gambar 3.19 Perlengkapan keselamatan kerja ...................................................... 30
Gambar 4.1 Nama komponen Electric Two Wheeled Vehicle ............................... 31
Gambar 4.2 Mengelas sambungan roda ................................................................. 33
Gambar 4.3 Melapisi dan mengeling roda dengan karet ban sepeda ..................... 34
Gambar 4.4 Desain rangka dalam .......................................................................... 34
Gambar 4.5 Menyatukan dua bagian rangka.......................................................... 35
Gambar 4.6 Proses penekukan rangka ................................................................... 35
Gambar 4.7 Proses pengelasan pada setiap tekukan .............................................. 35
Gambar 4.8 Menggerinda bekas dari pengelasan .................................................. 36
Gambar 4.9 Proses pengeboran .............................................................................. 36
Gambar 4.10 Rangka tengah .................................................................................. 36
Gambar 4.11 Pemasangan landasan(flangedesk) ................................................... 37
Gambar 4.12 Sambungan las flangedesk dan rangka tengah ................................. 37
Gambar 4.13 Roller ................................................................................................ 38
Gambar 4.14 Proses pemotongan nylon ................................................................ 38
Gambar 4.15 Proses facing roller ........................................................................... 38
Gambar 4.16 Membuat profil ’’U” ........................................................................ 39
Gambar 4.17 Membubut profil’’V” ....................................................................... 39
Gambar 4.18 Sketsa lengan ayun .......................................................................... 39
Gambar 4.19 Mengelas rumah bush ...................................................................... 40
Gambar 4.20 Pengelasan box baterai ..................................................................... 40
Gambar 4.21 Proses pemberian epoxy ................................................................... 41
Gambar 4.22 Pengecatan rangka ............................................................................ 42
Gambar 4.23 Sistem koordinat x, y, z pada rangka ................................................ 43
Gambar 4.24 Reaksi gaya ...................................................................................... 44
Gambar 4.25 Gaya yang dilihat dari koordinat x,z................................................. 45
Gambar 4.26 Diagram gaya geser dan diagram momen lengkung ........................ 46
Gambar 4.27 Gaya geser dan momen pada landasan ............................................. 48
Gambar 4.28 Lengan ayun ..................................................................................... 50
Gambar 4.29 Gaya yang bekerja pada lengan ayun ............................................... 50
Gambar 4.30 Penampang lengan ayun ................................................................... 51
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Gambar 4.31 Kemungkinan sobek pada plat ......................................................... 52
Gambar 4.32 Kemungkinan geseran pada baut ...................................................... 52
Gambar 4.33 Lengan pemegang motor .................................................................. 53
Gambar 4.34 Gaya yang diterima lengan pemegang motor ................................... 54
Gambar 4.35 Kemungkinan sobek pada plat ......................................................... 55
Gambar 4.36 Kemungkinan geseran pada baut ...................................................... 56
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Besar arus dan diameter ........................................................................ 18
Tabel 2.3 Kecepatan potong dan kecepatan pemakanan ....................................... 19
Tabel 4.1 Biaya ..................................................................................................... 63
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pada pembuatan suatu kendaraan telah memperhatikan segala aspek mulai
dari fungsi, kenyamanan, kestabilan, kecepatan, dan sebagainya. Dari beberapa
aspek tersebut, maka timbul pemikiran bentuk kendaraan jenis baru yang memiliki
ciri khas. Hemat energi adalah suatu fokus riset dan pengembangan perusahaan
alat transportasi. Suatu sistem energi dikatakan efisien apabila yang mempunyai
kerugian minimal dalam kaitan dengan produksi panas dan suara gaduh. Efisiensi
mungkin ditingkatkan dengan menggunakan suatu sistem pengarah elektrik. (Hart,
2011)
Electric Two Wheeled Vehicle adalah kendaraan yang terdiri dari dua roda
luar yang besar yang benar-benar mencakup semua bagian rangka. Rangka berada
di dalam roda, dan biasanya dihubungkan dengan rangka tengah yang diberi
tempat duduk. Roda luar dapat bergerak maju karena reaksi torsi yang dihasilkan
dari motor penggerak dan eksentrisitas pusat gravitasi dari rangka. Pada dasarnya
Electric Two Wheeled Vehicle memiliki konsep yang mirip dengan diwheel. Salah
satu desain yang tercatat adalah yang dibuat oleh Mr. Otto pada tahun 1870.
Namun, konsep diwheel belum mendapat pengakuan secara luas kecuali karena
hobi.
Perancangan diwheel modern telah digunakan hanya pada suatu lembaga
nonkomersial berskala kecil sebagai proyek dan atraksi. Penggunaan yang
terdekat dengan prinsip diwheel pada aplikasi komersil adalah prototipe Andre
Costa, Pemenang ke-3 Kompetisi Desain Peugeot. Rincian desain belum dibuat di
depan umum. Tetapi ada kabar desain konsep yang diuraikan di suatu keterangan
Peugeot diwheel bukanlah suatu diwheel yang benar, karena adanya penyeimbang
dengan dua lapisan bertindak sebagai roda/kemudi medan.
Produksi diwheel yang pertama menggunakan desain dan konstruksi dari
Ernest Fraquelli pada tahun 1935 dan dipatenkan tahun 1947, telah ada sejumlah
upaya untuk memanfaatkan keunikan dinamika yang ditawarkan oleh diwheel
Sayangnya, karena sebagian sifat itu, diwheel kurang populer. Agar memiliki
perbedaan dari diwheel yang sebelumnya, maka pada perancangan ini meninjau
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ulang dari sistem dinamika yang tetap sama dan sesuai dengan teknik kontrol pada
desain sebelumnya.
Gambar 1.1 Desain dan konstruksi dari Ernest Fraquelli, 1935 (http://www.ask.com/encyclopedia/strange_vehicles, diakses 23-07-2012, 2:45PM)
Bagian paling penting dari electric two wheeled vehicle adalah sistem
mekanik karena sistem ini adalah modus kegagalan yang utama apabila terjadi
suatu kecelakaan yang fatal. Selain memberikan keamanan bagi pengemudi,
sistem mekanik juga terdiri dari semua komponen dasar yang membuat electric
two wheeled vehicle dapat bergerak.
Dengan memperhatikan segala aspek mulai dari fungsi, kenyamanan,
kestabilan, kecepatan, hemat energi, dan bebas polusi, memberi sebuah aspek
dalam kendaraan berupa suatu bentuk kendaraan jenis baru yang memiliki ciri
khas. Kendaraan tersebut dinamakan Electric Two Wheeled Vehicle. Kendaraan
ini memiliki konsep kinematika dan dinamika gerak yang khas yang berbeda
dengan kendaraan pada umumnya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Atas dasar diatas, maka pada proyek akhir ini mengangkat judul Electric
Two Wheeled Vehicle. Dalam proyek akhir ini, penulis menjalani beberapa tahap
meliputi :
1. Perancangan
Sebelum melakukan eksekusi proyek dilaksanakan, terlebih dahulu merancang
prototipe dengan membuat sketsa prototipe dan mendesain dengan autocad.
2. Pembelian part
Setelah melakukan perancangan maka dapat diketahui part apa saja yang akan
digunakan, dan beberapa part dibeli saat dalam proses pembuatan.
3. Pembuatan
Setelah part terkumpul maka prototipe dapat mulai dikerjakan.
4. Pengujian kinerja alat yang telah dibuat.
Setelah prototipe selesai dibuat dapat dilakukan pengujian kinerja alat.
5. Penyempurnaan
Setelah melakukan pengujian apabila terdapat beberapa error maka harus
dilakukan perbaikan.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Bagaimana merancang dan membangun purwa rupa Electric Two
Wheeled Vehicle.
b. Bagaimana menganalisa kekuatan material pada purwa rupa Electric
Two Wheeled Vehicle.
1.3 Tujuan Proyek Akhir
Adapun tujuan proyek akhir dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Untuk merancang dan membangun purwa rupa Electric Two Wheeled
Vehicle.
b. Untuk menganalisa kekuatan material pada purwa rupa Electric Two
Wheeled Vehicle.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Perhitungan mekanika teknik pada keadaan diam (statis)
b. Perhitungan statika struktur, kinematika dan dinamika tidak dihitung.
c. Tidak dilakukan perhitungan pada sistem rem.
d. Tidak dilakukan perhitungan defleksi pada rangka.
e. Getaran ada rangka diabaikan.
1.5 Luaran Proyek Akhir
Adapun luaran proyek akhir dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut
a. Purwa rupa berupa Electric Two Wheeled Vehicle.
b. Laporan proyek akhir.
1.6 Manfaat Proyek Akhir
Adapun manfaat proyek akhir dalam proyek akhir ini adalah memperoleh
pengetahuan dan pemahaman mengenai perancangan kendaraan serta
menciptakan suatu unit rekayasa yang efektif dan efisien dibandingkan
kendaraan sejenis yang telah ada. Menerapkan ilmu yang sudah diperoleh
selama kuliah dengan mengaplikasikannya dalam suatu bentuk karya nyata
dalam sebuah Electric Two Wheeled Vehicle dan melatih ketrampilan dalam
proses produksi yang meliputi bidang perancangan, pengelasan dan
permesinan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Pada pembuatan suatu kendaraan telah memperhatikan segala aspek mulai
dari fungsi, kenyamanan, kestabilan, kecepatan, dan sebagainya. Dari beberapa
aspek tersebut, maka timbul pemikiran bentuk kendaraan jenis baru yang memiliki
ciri khas. Hemat energi adalah suatu fokus riset dan pengembangan perusahaan
alat transportasi. Suatu sistem energi dikatakan efisien apabila yang mempunyai
kerugian minimal dalam kaitan dengan produksi panas dan suara gaduh. Efisiensi
mungkin ditingkatkan dengan menggunakan sumber energi listrik. (Hart, 2011)
2.1.1 Jenis Kendaraan Darat Listrik
a. Monowheel
Monowheel adalah satu roda mirip dengan unicycle. Namun, bukannya
duduk di atas roda, pengendara duduk di dalam roda. Roda berupa lingkaran yang
besar, biasanya roda didorong oleh roda yang lebih kecil yang menekan bagian
dalam roda luar. Kebanyakan hanya untuk satu penumpang saja, meskipun untuk
dua penumpang sudah dibangun.
Gambar 2.1 Monowheel (http://www.disenoart.com/encyclopedia/ strange_vehicles, diakses 23-07-20127, 2:45PM)
Pertama kali monowheels dibangun pada akhir abad 19, sebagian besar
dibangun pada abad ke-20 dan telah menggunakan penggerak motor. Beberapa
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
pembangun modern yang mengacu pada kendaraan sebagai monocycles, meskipun
istilah yang juga kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan unicycles
bermotor. Sekarang monowheels umumnya dibangun dan digunakan untuk tujuan
kesenangan dan hiburan.
b. Diwheel
Diwheel adalah kendaraan yang terdiri dari dua roda luar yang besar yang
ditahan oleh rangka dalam yang menahan roda luar dengan energi penggeraknya
adalah listrik. Rangka dalam bebas berputar pada roda luar, yang didukung oleh
roller yang berputar pada bagian dalam permukaan dalam roda. Desain khas
diwheel membuatnya menjadi bentuk dari alat transportasi baru. Salah satu desain
yang tercatat adalah yang dibuat oleh Mr. Otto pada tahun 1870.
Produksi diwheel yang pertama menggunakan desain dan konstruksi dari
Ernest Fraquelli pada tahun 1935 dan dipatenkan tahun 1947, telah ada sejumlah
upaya untuk memanfaatkan keunikan dinamika yang ditawarkan oleh diwheel.
Pada tahun 2011 sebuah diwheel modern selesai dibangun dengan menggunakan
sistem elektronik dan robotik.
Gambar 2.2 Diwheel (http://sites.mecheng.adelaide. edu.au/robotics/robotics, diakses 23-07-2012, 2:59 PM)
Bagian paling penting dari diwheel adalah sistem mekanik karena sistem
ini adalah modus kegagalan yang utama apabila terjadi suatu kecelakaan yang
ekstrim. Selain memberikan keamanan bagi pengemudi, sistem mekanik juga
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
terdiri dari semua komponen dasar yang membuat diwheel dapat bergerak.
Namun, konsep diwheel belum mendapat pengakuan secara luas kecuali karena
hobi.
c. Sepeda Motor Listrik
Sepeda motor listrik adalah kendaraan tanpa bahan bakar minyak yang
digerakkan oleh dinamo dan akumulator. Seiring dengan mencuatnya
masalah pemanasan global dan kelangkaan BBM maka kini produsen kendaraan
berlomba-lomba menciptakan kendaraan hibrid, dan sepeda motor listrik termasuk
salah satu didalamnya. Sampai sekarang di Indonesia telah tersedia sepeda listrik
dengan kecepatan 60 km/jam, dilengkapi rem cakram, lampu penerangan dekat
dan jauh, lampu sein, lampu rem serta klakson.
Gambar 2.3 Sepeda motor listrik (http://victor pramusanto272.wordpress.com/green-technology/, diakses 23-07-2012, 3:19 PM)
Jarak tempuh terjauh yang dapat dicapai oleh sepeda motor listrik di
Indonesia pun telah meningkat secara signifikan menjadi 80 km dan untuk jarak
tempuh sedemikian hanya perlu mengeluarkan biaya Rp. 900. Sedang untuk jalan
menanjak kendaraan mampu hingga sudut kemiringan sampai 30 derajat. Waktu
yang diperlukan untuk mengisi penuh akumulator adalah 8 jam dan akumulator
dapat diisi kapan saja tanpa menunggu habis.
d. Mobil Listrik
Mobil listrik adalah mobil yang digerakkan dengan motor listrik,
menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau tempat penyimpan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
energi lainnya. Mobil listrik sangat populer pada akhir abad ke-19 dan awal abad
ke-20, tetapi kemudian popularitasnya meredup karena teknologi mesin
pembakaran dalam yang semakin maju dan harga kendaraan berbahan bakar
bensin yang semakin murah. Krisis energi pada tahun 1970-an dan 1980-an
pernah membangkitkan sedikit minat pada mobil listrik, tetapi baru pada tahun
2000-an para produsen kendaraan baru menaruh perhatian yang serius pada
kendaraan listrik. Hal ini disebabkan karena harga minyak yang melambung tinggi
pada tahun 2000-an serta banyak masyarakat dunia yang sudah sadar akan
buruknya dampak emisi gas rumah kaca. Sampai bulan Novemver 2011, model-
model kendaraan listrik yang tersedia dan dijual dipasaran beberapa negara adalah
Tesla Roadster, REVAi, Renault Fluence Z.E., Buddy, Mitsubishi i MiEV,
Tazzari Zero, Nissan Leaf, Smart ED, Wheego Whip LiFe, Mia listrik, dan BYD
e6. Nissan Leaf, dengan penjualan lebih dari 20.000 unit di seluruh dunia (sampai
November 2011), dan Mitsubishi i-MiEV, dengan penjualan global lebih dari
17.000 unit (sampai Oktober 2011).
Gambar 2.4 Mobil listrik (http://www.solopos.com/2012/ berita-pilihan/mobil-listrik-2014-mobil-listrik-diproduksi-masal-189430, diakses 23-07-2012, 3:22 PM)
Mobil listrik memiliki beberapa kelebihan potensial jika dibandingkan
dengan mobil berbahan bakar minyak. Yang paling utama adalah mobil listrik
tidak menghasilkan emisi seperti kendaraan bermotor. Selain itu, mobil jenis ini
juga mengurangi emisi gas rumah kaca karena tidak membutuhkan bahan bakar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
fosil sebagai penggerak utamanya. Pada akhirnya, ketergantungan minyak dari
luar negeri pun berkurang, karena bagi beberapa negara maju seperti Amerika
Serikat dan banyak negara Eropa, kenaikan harga minyak dapat memukul
ekonomi mereka. Bagi negara berkembang, harga minyak yang tinggi semakin
memberatkan neraca pembayaran mereka, sehingga menghambat pertumbuhan
ekonomi.
Meskipun mobil listrik memiliki beberapa keuntungan potensial seperti
yang telah disebutkan diatas, tetapi penggunaan mobil listrik secara meluas
memiliki banyak hambatan dan kekurangan. Sampai pada tahun 2011, harga
mobil listrik masih jauh lebih mahal bila dibandingkan dengan mobil bermotor
biasa. Hal itu dikarenakan kendaraan listrik hibrid menggunakan baterai litium ion
yang harganya mahal. Meskipun begitu, saat ini harga baterai mulai turun karena
mulai diproduksi dalam jumlah besar. Faktor lainnya yang menghambat
tumbuhnya penggunaan mobil listrik adalah masih sedikitnya stasiun pengisian
untuk mobil listrik, ditambah lagi ketakutan pengendara akan habisnya isi baterai
mobil sebelum mereka sampai ditujuan.
Beberapa pemerintah di beberapa negara didunia telah menerbitkan
beberapa insentif dan aturan untuk menanggulangi masalah ini, yang tujuannya
untuk meningkatkan penjualan mobil listrik, untuk membiayai pengembangan
teknologi mobil listrik sehingga harga baterai dan komponen mobil bisa semakin
efisien. Pemerintah Amerika Serikat telah memberikan dana hibah sebesar US$2,4
miliar untuk pengembangan mobil listrik dan baterai. Pemerintah China
mengumumkan bahwa mereka akan menyediakan dana sebesar US$15 milyar
untuk memulai industri mobil listrik di negaranya. Beberapa pemerintah lokal dan
nasional di banyak negara telah menerbitkan kredit pajak, subsidi, dan banyak
insentif lainnya untuk mengurangi harga mobil listrik dan mobil plug-in
2.2 Analisa Kekuatan Material
Balok dengan kedua ujung bertumpuan jepit maka balok seperti itu disebut
balok statis tak tentu. Analisa balok statis tak tentu berbeda dengan balok statis
tertentu. Apabila beban pada balok ini bekerja hanya dalam arah vertikal, maka
diketahui tidak ada reaksi gaya searah horizontal ditumpuan. Dengan demikian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
balok ini memiliki keempat reaksi yang tidak diketahui, yaitu dua dimasing-
masing tumpuan. Karena hanya ada dua persamaan kesetimbangan, maka balok
ini adalah statis tak tentu derajat dua. (Gere dan Timoshenko, 1997)
Gambar 2.5. Balok ujung jepit dengan beban
vertikal (Gere dan Timoshenko, 1997)
Karena beban dibalok ini bekerja hanya dalam arah vertikal, maka
diketahui tidak ada reaksi gaya searah horizontal pada tumpuan. Dengan demikian
balok ini memiliki keempat reaksi yang tidak diketahui, yaitu dua dimasing-
masing tumpuan. Karena hanya ada dua persamaan kesetimbangan, maka balok
ini adalah statis tak tentu derajat dua. (Gere dan Timoshenko, 1997)
Analisa gaya dapat disederhanakan dengan mengamati simetri balok dan
pembebanannya, bahwa gaya dan momen pada tumpuan A dan B adalah sama,
sehingga dapat dihitung dengan rumus berikut (Gere dan Timoshenko, 1997):
RA = RB dan MA = MB .......................................(1)
karena reaksi gaya arah vertikal ditumpuan sama, maka kesetimbangan gaya arah
vertikal setiap gaya sama dengan (Gere dan Timoshenko, 1997):
RA = RB= P/2 .......................................(2)
kemudian momen dapat dihitung dengan rumus (Gere dan Timoshenko, 1997) :
M = . .......................................(3)
dengan ketentuan: Momen searah putaran jarum jam bernilai positif(+)
Momen berlawanan arah putaran jarum jam bernilai negatif(-)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
untuk lebih jelasnya perhatikan gambar balok statis tak tentu dibawah ini:
Gambar 2.6 Balok statis tak tentu dengan beban terpusat
ditengah (Gere dan Timoshenko, 1997)
Gaya geser dan Momen lentur dapat dihitung dengan rumus (Gere dan
Timoshenko, 1997) :
v = P/2 .......................................(4)
M = . - . ......................................(5)
dimana v adalah gaya geser dalam kg, M adalah momen lentur dalam kg.mm, P adalah beban dalam kg, x adalah jarak beban ke tumpuan, dan L adalah panjang batang dalam mm.
Gambar 2.7 Momen yang terjadi pada balok (Gere dan
Timoshenko, 1997)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Sehingga gambar diagram gaya geser dan momen lenturnya seperti dibawah ini:
Gambar 2.8 Diagram gaya geser dan momen lentur untuk
balok berujung jepit (Gere dan Timoshenko, 1997)
Analisa tegangan geser maksimum digunakan pada desain kekuatan material.
Tegangan geser maksimum adalah nilai tegangan geser pada saat yang gagal
dalam uji tarik. Perhatikan gambar 2.9 dibawah ini (Deutschman.dkk., 1987) :
Gambar 2.9 Lingkaran Mohr pada pengujian tegangan
di titik luluh (Deutschman.dkk., 1987)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Perhitungan tegangan maksimum pada bidang permukaan yang dikenai gaya
(bidang x,y) dapat dihitung menggunakan rumus (Deutschman.dkk., 1987) :
≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2 .......................................(6)
dimana adalah gaya tarik searah sumbu x dalam kg/mm2, adalah gaya geser
searah sumbu y dalam kg/mm2, N adalah Safety Factor, Syp adalah tension yield
point dalam kg/mm2.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain ini aman apabila tegangan
maksimum desain lebih kecil daripada tegangan ijin material.
2.3 Proses Manufaktur
a. Proses Permesinan Mesin Bubut
Proses bubut merupakan suatu proses pembentukan benda kerja dengan
mesin bubut. Mesin bubut adalah mesin perkakas dengan gerak utama berputarnya
benda kerja pada kedudukan spindel. Gerak berputar inilah yang menyebabkan
terjadi penyayatan oleh alat potong (tool) terhadap benda kerja. Dengan demikian,
prinsip kerja dari mesin bubut adalah gerak potong yang dilakukan oleh benda
kerja yang berputar pada kedudukan spindel dengan penyayatan oleh pahat yang
bergerak translasi dan dihantarkan pada benda kerja. Pada mesin perkakas bubut
ini terdapat beberapa macam gerakan, antara lain :
1. Gerakan berputar yaitu bentuk gerakan dari benda kerja pada kedudukan
spindel.
2. Gerakan memanjang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan sejajar
dengan sumbu kerja. Gerakan ini disebut juga dengan gerakan pemakanan.
3. Gerakan melintang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan tegak lurus
terhadap sumbu kerja. Gerakan ini disebut dengan gerakan melintang atau
pemotongan permukaan.
Gambar 2.10 Gerakan pemakanan pada perkakas bubut (Fretz, 1978)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
b Jenis-Jenis Pengerjaan Yang Dapat Dilakukan Dengan Mesin Bubut
Bentuk-bentuk pekerjaan yang dapat dilakukan dalam proses membubut
dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.11 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut (Fretz, 1978)
Keterangan gambar :
a. Pembubutan Muka (Facing) yaitu proses pembubutan yang dilakukan pada
muka penampangnya atau gerak tranversal terhadap sumbu benda kerja,
sehingga diperoleh permukaan yang halus dan rata.
b. Pembubutan tirus (Taper) yaitu proses pembuatan benda kerja berbentuk
konus. Dalam pelaksanaan pembubutan tirus dapat dilakukan dengan tiga cara,
yaitu memutar eretan atas (perletakan majemuk), pergeseran kepala lepas (tail
stock), dan menggunakan perlengkapan tirus (tapper atachment).
c. Pembubutan chamfer yaitu pembubutan yang dilakukan pada sisi sisa sayatan
pahat agar tidak tajam. Pembubutan ini dapat dilakukan dengan menggeser
tool post arah melintang dan memenjang.
d. Pembubutan cut off yaitu pembubutan yang dilakukan untuk memotong benda
kerja. Pembubutan ini dapat dilakukan dengan menggeser toolpost ke arah
melintang dengan memakai pahat potong.
e. Pembubutan ulir (Threading) yaitu pembubutan ini dilakukan dengan
menggunakan pahat ulir.
f. Pembubutan borring yaitu proses pembubutan ini bertujuan untuk
memperbesar lubang dengan menggunakan pahat bubut dalam.
g. Pembubutan drilling yaitu pembubutan denggan menggunakan mata bor yang
dicekam oleh drillchuck pada tailstock. Sehingga akan dihasilkan lubang pada
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
benda kerja. Pembubutan drilliing ini merupakan Proses untuk membuat
lubang.
h. Pembubutan knurling yaitu pembubutan yang dilakukan pada benda kerja
untuk membuat profil pada permukaan benda kerja. Pembubutan ini
menggunakan pahat khusus yaitu kartel.
c. Parameter-Parameter Pada Permesinan Bubut
Gambar 2.12 Parameter pahat bubut (Fretz, 1978)
Sudut tatal pada pahat bubut +12-15°
Sudut bebas pahat bubut + 10-13°
1. Kecepatan potong biasanya dinyatakan dalam istilah m/menit, yaitu kecepatan
dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik
pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong dipengaruhi oleh dua faktor,
yaitu: 1) kekerasan dari bahan yang akan dipotong, dan 2) jenis alat potong
yang digunakan. Kecepatan potong harus disesuaikan dengan kecepatan
putaran spindel mesin bubut. Untuk keperluan ini digunakan persamaan
sebagai berikut (Fretz, 1978) :
1000n.. oDv π
= ………………………….(7)
dimana V adalah kecepatan potong dalam mm/min, Do adalah diameter awal
benda kerja dalam mm, N adalah kecepatan putaran dalam rpm
2. Asutan (feed)
Asutan (feed) adalah pergerakan titik sayat alat potong per satuan putaran
benda kerja. Dalam pembubutan feed dinyatakan dalam mm/putaran. Asutan
biasanya diberi simbol (Sr).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3. Jumlah langkah pemakanan
Pembubutan memanjang (Fretz, 1978) :
2tfo dD
i−
=
.......................................(8)
Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) :
tlLi −
=
.......................................(9)
dimana i adalah jumlah langkah pemakanan, Do adalah diameter awal dalam
mm, df adalah diameter akhir dalam, L adalah panjang awal dalam, I adalah
panjang akhir dalam mm, dan t adalah kedalaman pemakanan dalam mm.
4. Waktu Pembubutan
Pembubutan memanjang (Fretz, 1978) :
niL
T m .S.
r
= .....................................(10)
Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) :
nir
T m .S.
r
= .......................................(11)
dimana Tm adalah waktu permesinan dalam menit, L adalah panjang
pembubutan dalam mm, R adalah jari-jari benda kerja dalam mm, I adalah
jumlah langkah pemakanan, Sr adalah feed motion dalam mm/rev, n adalah
kecepatan putaran dalam rpm.
2.3.2 Proses Permesinan Mesin Las
a. Pengertian Pengelasan
Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang
didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian
bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat
menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis.
Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro
bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari
bahan yang dilas.
Cara yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas
adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam
batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik
dialirkan, elektroda disentuhkan kebenda kerja dan kemudian ditarik kebelakang
sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda
dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat
mencairkan logam.
Gambar 2.13 Prinsip Kerja Las Listrik (Smith, 1992)
Tipe-tipe sambungan las yang sering dipakai antara lain:
Gambar 2.14 jenis sambungan las (Smith, 1992)
b. Memilih besar arus listrik
Agar hasil pengelasan baik, kuat, dan hemat ada baiknya menentukan
besar arus dan ukuran electroda yang akan digunakan. Besarnya arus listrik pada
pengelasan tergantung pada diameter dan macam-macam elektroda las. Berikut ini
adalah daftar besar arus dalam ampere(A) dan diameter dalam milimeter (mm).
Pengaruh kuat arus pada hasil las adalah penembusan lasnya. Arus yang telalu
kecil bisa berakibat sulit terjadi busur listrik dan sambungan yang dangkal.
Apabila arus terlalu besar juga dapat berakibat rusaknya logam lasan karena
meleleh oleh arus yang besar tadi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
a
p
P
k
f
c
a
a
m
k
Tabel 2.
Keterang
a. E me
b. Dua
defos
c. Angk
- A
- A
d. Angk
coco
2.3.3 Pros
Mesi
alat potong
pada sumb
Pengeboran
kerja dengan
fungsi untuk
chamfer.
a. Bagian–B
Mesi
adalah mesin
meja. Mesin
kecil (terbat
1 Besar arus
gan :
enyatakan el
angka setel
sit las dalam
ka ketiga set
Angka (1) m
Angka (2) m
ka keempat
ok dipakai un
ses Permesin
in bor merup
pada kedud
u spindel
adalah oper
n mengguna
k membuat l
Bagian Mes
in bor yang
n bor meja.
n ini digunak
tas sampai d
s dalam amp
lektroda
lah E (misa
m ribuan deng
telah E meny
menyatakan p
menyatakan p
setelah E m
ntuk pengela
nan Mesin B
pakan suatu
dukan spinde
mesin ters
rasi mengha
akan pemoto
lubang, mem
sin Bor
digunakan
Mesin bor m
kan untuk m
dengan diam
pere dan diam
alnya 60 ata
gan lb/inchi2
yatakan posi
pengelasan d
pengelasan p
menyatakan
asan.
Bor
u jenis mesin
el dengan ar
sebut (peng
silkan luban
ong berputa
mbuat lubang
pada pembu
meja adalah
membuat lub
meter 16 mm
meter (schark
au 70) meny2.
isi pengelasa
engan segala
osisi datar d
jenis selapu
n dengan ger
rah pemakan
gerjaan pelu
ng berbentuk
ar yang dise
g bertingkat,
uatan electri
h mesin bor
bang benda
m). Prinsip
kus dan jutz
yatakan keku
an, yaitu :
a posisi.
dan bawah ta
ut dan jenis
rak utama b
nan alat pot
ubangan).
k lingkaran p
ebut bor dan
, membesark
ic two-whee
yang diletak
kerja denga
kerja mesin
, 1996)
uatan tarik
angan.
arus yang
berputarnya
tong hanya
Sedangkan
pada benda
n memiliki
kan lubang,
led vehicle
kkan diatas
an diameter
n bor meja
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
adalah putaran motor listrik diteruskan ke poros mesin sehingga spindel berputar.
Selanjutnya spindel yang sekaligus sebagai tempat kedudukan drillchuck dapat
digerakkan naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat
mengatur tekanan pemakanan saat pengeboran. Bagian-bagian utama mesin bor
meja antara lain:
1. Motor penggerak
2. Transmisi penggerak
3. Pencekam benda kerja
4. Eretan
5. Pencekan mata bor
b. Kecepatan Potong Pengeboran
Kecepatan potong ditentukan dalam m/menit, secara defenitif dapat
dikatakan bahwa kecepatan potong adalah panjangnya bram yang terpotong per
satuan waktu. Berikut ini adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan
pemakanan untuk bahan mata bor yang digunakan HSS dan material yang
dikerjakan adalah baja lunak.
Tabel 2.3 Kecepatan Potong Dan Kecepatan Pemakanan (scharkus dan jutz, 1996)
Diameter Mata Bor (mm) Ø5 Ø10 Ø15 Ø20 Ø25
Kec. Pemakanan (mm/rev) 0.1 0.18 0.25 0.28 0.31
Kec. Potong (mm/min) 15 18 22 26 29
Dari tabel di atas maka dapat untuk menghitung waktu yang diperlukan dalam
proses pengeboran dengan rumus berikut (Scharkus dan Jutz, 1996) :
T ,
.......................................(12)
Total waktu perngerjaan = ( Tm . i ) + TS + TU .......................................(13)
dimana Itotal adalah panjang pengeboran atau tebal bahan dalam mm, Sr adalah
kecepatan pemakanan dalam mm/rev, d adalah diameter mata bor dalam mm, n
adalah kecepatan putaran dalam rpm, Tm adalah waktu permesinan dalam menit,
TS adalah waktu setting dalam menit, TU adalah waktu pengukuran dalam menit, i
adalah jumlah proses pengerjaan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB III
PERENCANAAN PROSES KERJA
3.1 Flow Chart
Gambar 3.1 Perencanaan alur kerja
Sketsa prototype
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Memulai mengerjakan proyek akhir dengan melakukan studi literatur
tentang two wheeled vehicle, setelah melakukan studi literatur melakukan
perencanaan mekanikal, dengan demikian dapat dilakukan sketsa prototipe dan
pemilihan komponen-komponennya. Setelah melakukan sketsa kemudian
menggambar global secara 3D, jika disetujui maka kemudian menggambar detail
bagian-bagian prototipe secara 2D. Setelah desain disetujui dan komponen
terkumpul maka sudah dapat melakukan proses pembuatan, setelah rangka selesai
dibuat maka komponen elektrikal dapat dipasangkan. Setelah semua terpasang
maka dapat dilakukan uji prototipe, jika sudah sesuai yang diinginkan maka
memulai mengerjakan laporan, jika masih terjadi error maka harus menganalisa
ulang pada perancangan mekanikal. Setelah semua selesai maka mendapatkan
hasil prototipe dan laporan.
3.2 Peralatan Manufaktur a. Peralatan Yang Digunakan
Alat-alat yang digunakan dalam mengerjakan proyek akhir adalah mesin las,
mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda potong, mesin gerinda, pemotong plat,
penekuk plat, ragum, alat ukur (jangka sorong, mistar), penyiku, penitik,
penggores, palu, kikir, gunting plat, kunci-kunci (ring, pas), perlengkapan
keselamatan kerja
b. Penjelasan Alat
1. Mesin las
Las busur atau umumnya disebut dengan las listrik adalah suatu proses
penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber
panas. Jenis sambungan dengan las listrik ini adalah sambungan tetap
Gambar 3.2 Mesin las
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2. Mesin bubut
Pembubutan sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang
penyayatan permukaannya dilakukan oleh pahat pada benda kerja yang
berputar. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan
gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan. Pada saat menggunakan
mesin bubut diharuskan menggunakan kacamata pelindung.
Gambar 3.3 Mesin bubut
3. Mesin bor
Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong
yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan
pelubangan). Sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang
berbentuk lingkaran pada benda kerja dengan menggunakan alat potong yang
disebut mata bor. Untuk pembuatan electric two wheleed vehicle menggunakan
bor tangan dan bor duduk. Pada saat menggunakan mesin bor diharuskan
menggunakan kacamata pelindung.
Gambar 3.4 Mesin bor
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4. Mesin gerinda potong
Fungsi utama mesin gerinda potong adalah untuk memotong benda kerja
dengan jumlah banyak dan lebih cepat. Dalam pembuatan electric two wheleed
vehicle ini mesin gerinda potong banyak bigunakan untuk memotong besi pipa
untuk rangka tengah. Pada saat menggunakan gerinda potong diharuskan
menggunakan kacamata pelindung dan penutup telinga.
Gambar 3.5 Mesin gerinda potong
5. Mesin gerinda tangan
Mesin gerinda tangan digunakan untuk proses menghaluskan permukaan.
Dalam pembuatan electric two wheleed vehicle ini mesin gerinda tangan sering
digunakan untuk menghaluskan bekas luka lasan dan membuat beberapa profil.
Pada saat menggunakan gerinda tangan diharuskan menggunakan kacamata
pelindung dan penutup telinga.
Gambar 3.6 Gerinda tangan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6. Pemotong plat
Pemotong plat adalah suatu alat yang dimana berfungsi untuk memotong
lembaran-lembaran plat. Untuk proses ini dikerjakan untuk pembuatan box
baterai dan pijakan kaki. Pada saat memotong plat harus menggunakan sarung
tangan agar tangan tidak terluka oleh sisi tajam plat.
Gambar 3.7 Pemotong plat
7. Penekuk plat
Alat yang digunakan untuk membuat bentuk bersudut pada benda kerja plat
yang tipis. Pada proses penekukan plat harus dilakukan dengan teliti agar
menghasilkan tekukan plat yang sesuai dengan desain.
Gambar 3.8 Penekuk plat
8. Ragum
Ragum adalah suatu alat penjepit untuk menjepit benda kerja yang akan
dikikir, dipahat, digergaji, ditap, disney,dan lain-lain. Dengan memutar tangkai
(handle) ragum, maka mulut ragum akan menjepit atau membuka/melepas
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
benda kerja yang sedang dikerjakan. Bibir mulut ragum harus dijaga jangan
sampai rusak akibat terpahat, terkikir dan lain sebagainya
Gambar 3.9 Ragum
9. Alat ukur (Jangka sorong dan mistar)
a. Jangka sorong adalah alat untuk mengukur panjang, tebal, kedalaman
lubang dan diameter suatu benda dengan batas ketelitian 0,1 mm. Jangka
sorong mempunyai dua rahang, yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Pada
rahang tetap terdapat skala utama dan pada rahang sorong terdapat skala
nonius atau skala vernier. Skala nonius ini panjangnya 9 mm yang terbagi
menjadi 10 skala dengan tingkat ketelitian 0,1 mm.
Gambar 3.10 Jangka sorong
b. Mistar adalah Pada umumnya, mistar memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1
cm. Mistar mempunyai ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang
dimiliki oleh mistar
Gambar 3.11 Mistar (http://www.google.com/2012/ alat-teknik/mesin-mistar- 189430, diakses pada 23-07-2012, 2:22 PM)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10. Penyiku
Penyiku adalah alat untuk mengukur tingkat kesikuan suatu sudut benda kerja.
Penyiku juga dapat untuk mengetahui kerataan suatu bidang benda kerja.
Gambar 3.12 Penyiku
11. Penitik
Penitik adalah alat yang digunakan untuk membuat titik pada benda kerja.
Penitik terbuat dari besi yang ujungnya runcing membentuksudut 30-90
derajat. Dan cara pemakaiannya adalah:Pegang penitik dengah tangan kiri,
tempatkan pada benda.Penitik harus tegak lurus dengan bahan.Penitik dipukul
satu kali dengan pemukul yang ringan, serta periksa posisinya jika sudah tepat
baru dipukul dengan kuat agar didapatkan titik yang jelas, dengan syarat
jangan terlalu keras
Gambar 3.13 Penitik (http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-
penitik-189430, diakses 23-07-2012, 3:22 PM)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12. Penggores
Penggores adalah alat yang digunakan untuk menandai ukuran pada benda
kerja atau bahan yang akan diolah.
Gambar 3.14 Penggores (http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-
scriber-189430, diakses 23-07-2012 3:22 PM) 13. Palu
Palu adalah alat yang digunakan untuk membuka atau memasang suku cadang
dengan cara pemukulan/dipukul. Kepala palu dipasang dengan pegangannya
pada dua arah untuk mempermudah pemegangan. Bahan standar palu biasanya
baja keras tetapi banyak juga palu yang dibuat dari bahan lain misalnya
plastik, karet, dan lain lain.
Gambar 3.15 Palu
14. Kikir
Kikir adalah alat yang digunakan untuk mempertajam suatu benda seperti
gergaji atau untuk memperhalus suatu benda kerja. Kikir terdapat beberapa
bentuk antara lain : kikir persegi, kikir persegi panjang, kikir segitiga, kikir
bulat, kikir setengah bulat, dan kikir lonjong.
Gambar 3.16 kikir
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15. Gunting plat
Gunting plat digunakan untuk menggunting plat tipis yang tidak mungkin
dilakukan dengan mesin potong plat.
Gambar 3.17 Gunting plat
16. Kunci
Kunci-kunci digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut yang
akan dipasang atau dilepas pada suatu benda.
Gambar 3.18 kunci – kunci
17. Peralatan keselamatan kerja
Peralatan keselamatan kerja mutlak digunakan agar user atau orang
disekelilingnya aman dan mengurangi resiko kecelakaan kerja.
Gambar 3.19 Peralatan keselamatan kerja
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
r
(
u
d
a
s
r
a
4.1 Siste
Elect
roda sejajar
(brushless)
ulang sehing
dari Electric
G
a. Roda (W
Roda
sebagai pen
roda bagian
antara rangk
Vehicle dan
PEM
em Mekanis
tric Two Wh
r dan terleta
dan sumber
gga tidak m
c Two Wheel
Gambar 4.1 N
Wheel)
a adalah bag
gggerak jug
dalam dan y
ka yang bag
sebagai pon
MBUATAN
s
heeled Vehic
ak pada satu
r tenaganya
menggunakan
led Vehicle d
Nama komp
gian penting
ga sebagai te
yang luar ad
gian dalam
ndasi penduk
BAB IV
N DAN PE
cle adalah k
u sumbu ro
dari sebuah
n bahan baka
dan nama ko
onen Electri
dalam ken
empat diman
dalah untuk m
dan sistem
kungan beba
EMBAHAS
kendaraan ro
oda, yang d
h batery lith
ar minyak. B
omponen-kom
ic Two Whee
ndaraan ini,
na rangka d
menyediakan
pengarah E
an.
SAN
oda dua den
digerakkan o
hium yang
Berikut adal
mponennya:
eled Vehicle
selain memi
dalam bertum
n kontak ger
Electric Tw
ngan posisi
oleh motor
dapat diisi
lah gambar
iliki fungsi
mpu. Peran
rakan putar
o Wheeled
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
b. Rangka dalam
Rangka dalam berbentuk segienam berfungsi sebagai ruji-ruji roda luar
yang ditahan oleh lengan ayun dan suspensi serta roller. Rangka dalam bagian kiri
dan kanan dihubungkan oleh rangka tengah.
c. Rangka tengah
Rangka tengah terbuat dari pipa baja yang ditekuk (bending) dan dilas
dengan landasan (flangedesk) yang telah diberi lubang untuk sambungan baut
dengan rangka segienam. Rangka ini menopang beberapa komponen seperti : jok,
sabuk pengaman, box baterai, dan kemudi.
d. Lengan ayun
Lengan ayun menahan rangka segienam dengan roda yang ditahan oleh
roller sehingga roda masih dapat berputar secar bebas. Lengan ayun tersebut
diletakkan sesuai dengan sudut tertentu sehingga gaya yang ditahan seimbang.
Pada ujung lengan ayun terdapat roller yang menahan yang memiliki alur tertentu
sehingga menahan roda agar roda luar tidak tergelincir keluar.
e. Motor penggerak
Pada electric two wheeled vehicle penggeraknya terdiri dari dua motor
brushless bertenaga listrik dari baterai dengan kontrol kemudi sesuai dengan
sepeda listrik. Masing-masing motor listrik ditahan oleh lengan ayun yang
sistemnya sama seperti pada kendaraan bermotor, dengan sistem suspensi untuk
menjaga kontak motor dengan roda luar.
f. Sistem pengereman
Pada electric two wheeled vehicle menggunakan rem cakram dengan
sistem pengereman mekanik yang terdiri dari tuas rem yang dihubungkan dengan
kabel ke piringan cakram. Rem ini berfungsi untuk menghentikan putaran motor
sehingga kendaraan berhenti melaju.
4.2 Proses Pembuatan
Hal utama yang perlu diperhatikan sebelum melakukan proses produksi
adalah persiapan. Persiapan merupakan bagian terpenting didalam mewujudkan
sebuah rancangan menjadi sebuah produk yang bisa digunakan. Dengan
melakukan persiapan diharapkan apa yang akan dikerjakan dalam proses produksi
dapat berjalan dengan lancar dan efisien waktu.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Agar dalam proses produksi dapat berjalan dengan lancar dan efisien
waktu pada pembuatan electric two wheeled vehicle memiliki urutan langkah
pengerjaan sebagai berikut:
1. Membuat roda
2. Membuat rangka dalam
3. Membuat rangka tengah
4. Membuat roller
5. Membuat lengan ayun
6. Membuat tempat baterai
7. Mengecat
a. Pembuatan roda
Roda berfungsi sebagai alat untuk menggerakan electric two wheeled
vehicle ini agar bisa melaju dan berbelok seperti alat transportasi pada umumnya.
Langkah pembuatan roda ini meliputi :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat roda.
2. Memotong pipa almunium sesuai ukuran.
3. Membentuk profil lingkaran menggunakan mesin roll sesuai dengan desain.
Pada proses rol ini diserahkan kepada bengkel spesialis rol.
4. Memotong sisa pengerolan kemudian mengelas sambungan pipa dengan las
asitelin.
Gambar 4.2 Mengelas sambungan roda
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5. Melapisi roda dengan karet ban sepeda dengan cara mengelem dan mengeling
ban tersebut ke roda.
Gambar 4.3 Melapisi dan mengeling roda dengan karet ban sepeda.
b. Pembuatan rangka dalam
Dalam pembuatan Electric Two Wheeled Vehicle pengerjaan pertama
adalah pembuatan rangka, karena rangka merupakan bagian utama.
Gambar 4.4 Desain rangka dalam
Langkah pengerjaan rangka adalah sebagai berikut :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat rangka
dalam.
Dikeling
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2. Memotong material besi kotak dengan ukuran dan profil pemotongan sesuai
gambar desain. Proses pemotongan dilakukan secara manual dengan
menggunkan gergaji tangan.
3. Menyatukan dua bagian rangka dalam dengan cara mengelas titik pada
beberapa sisi supaya pada saat menekuk hasil penekukan dua rangka ini
ukurannya dapat identik.
Gambar 4.5 Menyatukan dua bagian rangka
4. Menekuk satu persatu bagian takikan sehingga membentuk rangka dalam.
Gambar 4.6 Proses penekukan rangka
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5. Mengelas setiap tekukan pada proses pembuatan rangka.
Gambar 4.7 Proses pengelasan pada setiap tekukan
6. Menggerinda beka sisa–sisa dari pengelasan supaya bagian yang dilas tampak
rapi
Gambar 4.8 Menggerinda bekas dari pengelasan
7. Mengelas dudukan lengan ayun pada rangka Dalam pengelasan ini di butuhkan
ketelitian, karena harus mempresisikan dengan rangka pada sisi yang lain.
8. Mengebor rangka dengan diameter 8 mm untuk pasangan dengan flangedesk.
Gambar 4.9 Proses pengeboran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
c. Pembuatan rangka tengah
Rangka tengah terbuat dari pipa baja karbon yang ditekuk(bending) dan
diberi landasan (flangedesk) yang telah diberi lubang untuk sambungan baut
dengan rangka segienam.
Gambar 4.10 Rangka Tengah
Rangka ini menopang beberapa komponen seperti : jok, sabuk pengaman, box
baterai, dan kemudi. Pembuatan rangka dalam ini meliputi :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan untuk membuat rangka dalam.
2. Memotong besi pipa Ø3/4inch dengan panjang 170 cm.
3. Mengerol pipa sesuai desain. Pada proses rol ini diserahkan kepada bengkel
spesialis rol.
4. Memasang landasan(flanedesk) pada rangka dengan sambungan baut
Gambar 4.11 Pemasangan landasan(flangedesk)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5. Mengelas pipa yang sudah diroll ke landasan(flangedesk)
Gambar 4.12 Sambungan las flangedesk dan rangka tengah
d. Pembuatan roller
Roller merupakan penjopang roda luar agar tidak tergelincir dan tetap
terjadi gesekan dengan motor penggerak. Material roller ini adalah nilon.
Gambar 4.13 Roller
Langkah pembuatan roller
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat roller
2. Memotong nilon dengan ukuran yang tersedia 80 mm. sebanyak 6 potongan.
Gambar 4.14 Proses pemotongan nylon
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3. Membubut facing sehingga panjang roller 70mm kemudian membuat
lubang bengan bor hingga diameter 15mm sampai tembus.
Gambar 4.15 Proses facing roller
4. Membuat alur “U” terlebih dahulu untuk awalan sebelum membuat alur “V”
pada roller.
Gambar 4.16 Membubut profil “U”
5. Membuat alur “V” sesuai gambar desain
Gambar 4.17 Membubut profil “V”
6. Membubut dalam untuk rumah bearing hingga diameter 23mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
e. Pembuatan lengan ayun
Lengan ayun merupakan bagian yang digunakan sebagai tempat
kedudukan roller dan peredam kejut yang berhubungan dengan rangka dalam.
Gambar 4.18 Sketsa lengan ayun
Langkah-langkah pembuatan lengan ayun, meliputi :
1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat lengan
ayun.
2. Memotong besi kotak 20x40 mm, dengan ukuran panjang 380 mm
kemudian mengebor untuk rumah bush dan lubang poros roller.
3. Mengelas rumah bush kedalam lengan ayun.
Gambar 4.19 Mengelas rumah bush
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
f. Pembuatan kotak baterai
Kotak baterai adalah tempat untuk menyimpan baterai dan kontrol pada saat
digunakan untuk berkendara agar tidak terguncang dan terhindar dari air
sehingga tidak mudah rusak.
Gambar 4.20 Pengelasan box baterai
Langkah – langkah pembuatan kotak baterai adalah sebagai berikut :
1. Menyiapkan alat dan bahan untuk membuat box baterai.
2. Memotong plat lembaran 1 mm sesuai pola dan ukuran desain kotak
baterai untuk bagian kotak dan tutupnya.
3. Memberi tanda menggunakan mistar dan penggores pada bagian plat yang
akan ditekuk.
4. Menekuk plat sesuai dengan tanda dengan mesin penekuk plat.
5. Mengelas bagian sambungan dengan las titik dan las listrik.
6. Mengelas bagian wadah dan tutupnya dengan diberi engsel.
7. Menggerinda sudut-sudut yang tajam supaya rapi.
g. Proses Pengecatan
Proses pengecatan bertujuan agar hasil akhir dari electric two wheeled vehicle
tampak lebih bagus dan lebih terlindung dari korosi. Langkah-langkah proses
pegecatan antara lain :
1. Menyiapkan alat dan bahan
2. Mengamplas semua bagian yang akan dicat. Pengemplasan bertujuan untuk:
a. Menghilangkan korosi dan kotoran yang menempel pada rangka
b. Membuat permukaan yang akan dicat menjadi rata
3. Mencuci sampai bersih komponen yang akan dicat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4. Mengeringkan (menjemur) komponen yang akan dicat.
5. Memberi lapisan cat dasar dengan epoxy.
Gambar 4.21 Proses pemberian epoxy
6. Setelah kering mendempul kemudian bagian yang kurang rata.
7. Mengamplas kembali dempul yang sudah sudah kering sampai rata.
8. Mengecat semua komponen sesuai dengan warna desain.
Gambar 4.22 Pengecatan rangka
9. Menjemur semua komponenhingga cat sampai kering.
h. Proses perakitan
Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan
pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk
menempatkan dan memasang bagian–bagian dari suatu alat yang akan digabung
menjadi satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi alat yang
siap digunakan sesuai dengan fungsinya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum memulai perakitan
komponen, antara lain :
1. Menyiapkan semua alat–alat bantu untuk proses perakitan.
2. Komponen siap dipakai atau dipasangkan.
3. Mengetahui jumlah komponen yang akan dirakit.
4. Mengetahui cara pemasangan dan urutan perakitan komponen dengan
benar.
Komponen-komponen yang dirakit, antara lain :
1. Rangka dalam
2. Rangka tengah
3. Lengan ayun
4. Shock breaker / suspensi
5. Roller
6. Roda (kanan dan kiri)
7. Sistem rem (handle, kabel rem, kaliper dan cakram)
8. Komponen kelistrikan (baterai, kontrol, handel gas, dan kit/motor)
9. Jok set
10. Lantai (boards)
Langkah perakitan electric two wheeled vehicle yaitu :
1. Menyiapkan rangka (rangka dalam dan rangka tengah) yang akan dirakit.
2. Merakit roller kedalam lengan ayun.
3. Merakit lengan ayun kedudukan rangka yang sudah disiapkan.
4. Memasang shock breaker pada lengan ayun dan rangka.
5. Memasangkan roda pada rangka yang sudah dirakit sebelumnya.
6. Memasang kotak baterai pada dudukan bawah jok.
7. Memasang jok set.
8. Memasang komponen kelistrikan (handle gas, kontrol, baterai dan kabel-
kabel).
9. Memasang komponen pengereman (handle rem, kabel rem, cakram dan
kaliper).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4.3 Analisa Kekuatan Material
a. Analisa kekuatan rangka tubular yang dihubungkan kerangka dalam
Gambar 4.23 Sistem koordinat x, y, z pada rangka
Dalam gambar di atas telah diketahui sistem koordinat sebagai acuan dalam
analisa kekuatan material. Rangka tengah dan rangka dalam disambung
menggunakan baut. Terdapat lima titik tumpuan pada setiap rangka dalam. Pada
tiap-tiap titik tumpuan terdapat empat baut sebagai pengunci sambungannya.
Pada desain rangka direncanakan beban maksimal pengemudi adalah 160 kg
dengan asumsi rangka tengah menjadi rangka yang rigid. Karena menggunakan
sambungan baut maka sambungan ini merupakan tumpuan jepit.
Material yang digunakan untuk rangka dalam, rangka tengah, dan lengan
ayun adalah sama yaitu baja karbon untuk konstruksi mesin dengan lambang
S30c-d. Tegangan tarik ijin material ini 53kg/mm2. Tegangan geser ijin material
39kg/mm2. Besarnya safety faktor(N) adalah 2, karena material yang digunakan
untuk rangka merupakan material yang biasa digunakan dilingkungan biasa,
beban dan tekanan yang dapat ditentukan. Material baut yang digunakan adalah
S30C dengan tegangan tarik ijin material ini 48 kg/mm2 dan tegangan Geser ijin
material 36 kg/mm2. (Deutschman.dkk., 1987)
Perencanaan pembuatan rangka ini memiliki bentuk yang simetris, beban dari
pengemudi yang diterima oleh rangka tengah berada tepat di pusat gravitasi
kendaraan ini sehingga dapat diasumsikan menjadi beban terpusat. Analisa gaya
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
di sini dengan menyederhanakan beban langsung yang diterima oleh rangka
dengan mengamati simetri pada koordinat x,z.
Gambar 4.24 Reaksi gaya
Karena batang bertumpu pada dua buah tumpuan jepit dan beban dibalok
ini bekerja hanya dalam arah vertikal, maka diketahui tidak ada reaksi gaya searah
horizontal pada tumpuan. Dengan demikian balok ini memiliki keempat reaksi
yang tidak diketahui, yaitu dua pada masing-masing tumpuan. Karena hanya ada
dua persamaan kesetimbangan, maka balok ini adalah statis tak tentu derajat dua.
Analisa gaya yang dilihat dari koordinat x,z dengan mengamati simetri
balok dan pembebanannya, sehingga dapat berlaku rumus (Gere dan Timoshenko,
1997) :
RA = RB dan MA = MB
karena reaksi gaya arah vertikal ditumpuan sama, maka kesetimbangan gaya arah
vertikal setiap gaya ditentukan menggunakan perhitungan seperti dibawah ini:
RA = RB= P/2
RA = RB =
RA = RB = 80 kg
Jadi besaran anu yang belum diketahui yaitu reaksi momen MA dan MB
Momen searah putaran jarum jam bernilai positif(+)
Momen berlawanan arah putaran jarum jam bernilai negatif(-)
z
x
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Kemudian momen dapat dihitung dengan rumus:
Gambar 2.25 Gaya yang dilihat dari koordinat x,z
M = .
MA = - .
MA = -26000 kgmm
MB = .
MB= 26000 kg.mm
Gaya geser dan Momen lentur dapat dihitung dengan rumus:
Gaya geser: v = P/2
=
= 80kg
Momen lentur: M = . - .
= . - .
= 26000kg.mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Sehingga gambar diagram gayanya:
Gambar 2.26 Diagram gaya geser dan diagram momen lengkung
Jadi, karena pada setiap sisi kanan dan kiri rangka terdapat lima posisi tumpuan,
maka gaya geser dan momen lentur yang terjadi di bagi lima. Sehingga gaya
geser dan momen lentur tiap bagian adalah:
Gaya geser tiap bagian tumpuan:
v1 = v2 = v3 = v4 = v5 = = 16 kg
Momen lentur tiap bagian tumpuan:
M1 = M2 = M 3 = M4 = M5 = . = 5200 kg.mm
Perhitungan gaya geser maksimum material rangka pada bidang x,z (pada bidang
flangedesk rangka) dikatakan aman apabila :
≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2
Dimana: Syp berdasarkan dari spesifikasi material yang digunakan
( 2 + 4 . 2 )1/2 berdasarkan perhitungan pada desain
Maka, dicari terlebih dahulu nilai tegangan tarik pada sumbu x dan tegangan geser
pada z :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
= . = . .
= . . . . .
= / . . . . . . . .
= . . . . . .
= ..
= 2,02 kg/mm2
= .
= .
= 0,32 kg/mm2
Dengan demikian dibuktikan dengan rumus ≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2
≥ ( (2,02kg/mm2)2 + 4 . ((0,32kg/mm2)2 )1/2
≥ (4,49 kg/mm2)1/2
23,936 kg/mm2 ≥ 2,98 kg/mm2
Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan maksimum
yang terjadi pada desain = 2,98 kg/mm2 lebih kecil daripada tegangan ijin bahan
23,936 kg/mm2
Kemudian menganalisa kekuatan material baut pada landasan rangka
tengah/flangedesk. Telah diketahui dari perhitungan diatas bahwa momen yang
diterima tiap tumpuan adalah 5200 kgmm, dan gaya geser yang diterima sebesar
16kg.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Menghitung tegangan tarik yang terjadi pada desain landasan yang
ditumpu oleh empat buah baut:
Gambar 2.27 Gaya geser dan momen pada landasan
= .
= . .
= . . . . .
= / . . . . . . . .
= ..
= 2,07 kg/mm2
= .
= .
= 0,32 kg/mm2
Kemudian dihitung menggunakan analisa Syp :
≥ ( + 4 . )1/2
≥ ((2,07 kg/mm2)2 + 4 . (0.32 kg/mm2)2)1/2
23,232 kg/mm2 ≥ 2,17 kg/mm2
Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain sambungan baut ini aman karena
tegangan maksimum yang terjadi pada desain = 2,17 kg/mm2 lebih kecil daripada
tegangan ijin bahan 23,232 kg/mm2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4.3.2 Analisa kekuatan pada lengan ayun
Gambar 4.28 Lengan ayun
Pada desain electric two wheeled vehicle enam lengan ayun yang identik
sehingga dapat diambil satu lengan ayun dengan beban terbesar untuk dijadikan
reverensi perhitungan kekuatan rancangan lengan ayun. Material lengan ayun
berpenampang hollow square dengan material yang sama dengan material rangka.
Adapun gaya-gaya yang bekerja pada lengan ayun telah diketahui dan
dapat digambarkan sebagai berikut: ( Sumber: Hidayat, M. Nur, 2012)
Rax = 752,08 N Fbx = 248,94 N Rcx = 8,5 N Rcv = 992,52 N
Ray = 526,61 N Fby = 648,5 N Rcy = 121,59 N
Momen lengkung maksimun adalah : MB = 31613,4 N
Gaya geser maksimum (Fy) = 526,61 N
Setelah diketahui gaya-gaya yang bekerja pada lengan ayun maka
menentukan Tegangan lengkung( ) dengan rumus (Deutschman.dkk., 1987):
= .
Gambar 4.30 Penampang lengan ayun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Dimana:
I = =
= 207872 mm4
= .
= , .
= ,
= 1,216 N/mm2
Menghitung gaya geser searah sumbu Y,
= , . . .
= ,
= 2,35 N/mm2
Kemudian agar material dikatakan aman dapat dianalisa dengan menggunakan
rumus:
≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2
≥ ((1,216N/mm2)2 + 4 . (2,35N/mm2)2) 1/2
≥ (1,478 N/mm2 + 22,1 N/mm2)1/2
≥ 23,578 N/mm2
23,936 kg/mm2 ≥ 2,3578 kg/mm2
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan
maksimum yang terjadi pada desain adalah 2,3578 kg/mm2 lebih kecil daripada
tegangan ijin bahan 23,936 kg/mm2
Setelah diketahui material lengan ayun aman, maka menganalisa
kemungkinan kerusakan yang terjadi pada bagian yang dibaut. Beban terbesar
berada dititil A sehingga kemungkinan kerusakan yang terjadi adalah sobek pada
permukaan material lengan ayun dan geseran pada baut. Baut yang digunakan
memiliki ukuran M10 dan materialnya sama dengan baut pada rangka S30C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dengan tegangan tarik ijin material ini 48 kg/mm2 dan tegangan Geser ijin
material 36 kg/mm2
Sobek pada permukaan material lengan ayun dapat diatasi dengan
membuat jarak tepi / margin sebesar 1,5.d. Diameter disini menggunakan
diameter baut yang digunakan. Jarak tepi sebenarnya pada desain adalah 30mm.
Gambar 4.31Kemungkinan sobek pada plat (Deutschman.dkk., 1987)
Sehingga margin dapat dihitung: m = 1,5 . d
m = 1,5 . 10mm
m = 15mm
dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena margin pada
desain sebenarnya 30mm.
Geseran pada baut dapat dianalisa dengan menggunakan rumus
perbandingan gaya geser maksimal dengan gaya yang terjadi pada desain. Ilustrasi
pergesera pada baut sebagai berikut:
Gambar 4.32 Kemungkinan geseran pada baut (Deutschman.dkk., 1987)
Gaya geser maksimal ≥ gaya pada A
. d2 . ≥ 918,12 N
. 102. 36 kg/mm2 ≥ 91,812 kg
2827,43kg ≥ 91,812 kg
dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan
maksimal yang dapat diterima oleh baut lebih besar daripada gaya yang terjadi
pada desain.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4.3.3 Analisa kekuatan pada lengan pemegang motor
Gambar 4.33 Lengan pemegang motor
Pada desain electric two wheeled vehicle motor penggerak berada di
lengan pemegang motor. Material lengan berpenampang hollow square dengan
material yang sama dengan material rangka. Adapun gaya yang diterima lengan
telah diketahui dan dapat digambarkan sebagai berikut: (Sumber: Hidayat, M.
Nur, 2012)
Ra = 627,28 N F = 731,916 N
Rax = 568,5 N Fx = 470,67 N Rbx = 470,67 N
Ray = 265,1N Fy = 560,68 N Rby = 295,58N
Momen lengkung maksimun adalah : MB = 170544 Nmm
Gaya geser maksimum (Fy) = 830,37 N
Setelah diketahui gaya-gaya yang bekerja pada lengan ayun maka menentukan
Tegangan lengkung( ) dengan rumus:
= .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
I = =
= 207872 mm4
= .
= .
= 6,563 N/mm2
Menghitung gaya geser searah sumbu Y,
= , . . .
= ,
3,708 N/mm2
Kemudian Syp dapat dihitung
≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2
≥ ((6,563 N/mm2)2 + 4 . (3,708 N/mm2)2) ½
≥ (43,072 N/mm2 + 54,99 N/mm2)1/2
≥ 9,902 N/mm2
78 kg/mm2 ≥ 0,9902kg/mm2
dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan yang
terjadi pada desain = 0,9902 kg/mm2 lebih kecil daripada tegangan ijin material 78
kg/mm2
Setelah diketahui material lengan ayun aman, maka menganalisa
kemungkinan kerusakan yang terjadi pada bagian yang dibaut. Beban terbesar
adalah F, sehingga kemungkinan kerusakan yang terjadi adalah sobek pada
permukaan material lengan ayun dan geseran pada baut. Baut yang digunakan
memiliki ukuran M10 dan materialnya sama dengan baut pada rangka S30C
dengan tegangan tarik ijin material ini 48 kg/mm2 dan tegangan Geser ijin
material 36 kg/mm2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Sobek pada permukaan material lengan ayun dapat diatasi dengan
membuat jarak tepi / margin sebesar 1,5.d. Diameter disini menggunakan
diameter baut yang digunakan. Jarak tepi sebenarnya pada desain adalah 30mm.
Gambar 4.35 Kemungkinan sobek pada plat (Deutschman.dkk., 1987)
Sehingga margin dapat dihitung: m = 1,5 . d
m = 1,5 . 10mm
m = 15 mm
dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena margin pada
desain sebenarnya 20 mm.
Geseran pada baut dapat dianalisa dengan menggunakan rumus
perbandingan gaya geser maksimal dengan gaya yang terjadi pada desain. Ilustrasi
pergesera pada baut sebagai berikut:
Gambar 4.36 Kemungkinan geseran pada baut (Deutschman.dkk., 1987)
Gaya geser maksimal ≥ gaya pada A
. d2 . ≥ 731,916 N
. 102. 36 kg/mm2 ≥ 73,1916 kg
2827,43kg ≥ 73,1916 kg
dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan yang
dapat diterima oleh baut lebih besar daripada tegangan yang terjadi pada desain.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4.4 Perhitungan waktu proses produksi
a. Perhitungan waktu pembuatan flangedesk
Pengeboran lubang kecil diameter 8mm
1. Centre drill :
Tm = , . .
= , ., .
= ,
= 0,22 menit x 40
= 8,8 menit
2. Lubang pre-drill diameter 8mm :
Tm = , . .
= , ., .
= ,,
= 0,3 menit x 40
= 12 menit
Pengeboran lubang flangedesk diameter 25mm :
1. Centre drill
= 0,22 menit x 10 = 2,2 menit
2. Bor Ø8
= 0,3 menit x 10 = 3 menit
3. Bor Ø15
= , ., .
= , = 0,2125 menit x 10 = 2,1 menit
4. Bor Ø20
= , ., .
= = 0,36 menit x 10 = 3,6 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5. Bor Ø22
= , ., .
= , = 0,36 menit x 10 = 3,6 menit
6. Bor Ø25
= , ., .
= , = 0,4 menit x 10 = 4 menit
Waktu proses = (2,2 + 3 + 2,1 + 3,6 + 3,6 + 4 + 30 + 10) = 58,5 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran flank desk = 60,8 + 58,5 =
119, menit
b. Pengeboran untuk lubang keling
Diketahui : Jumlah lubang = 100
Diameter lubang = 4 mm
Diameter bor = 4 mm
Kecepatan bor tangan = 300 rpm
Tm = , . .
= , ,,
= , = 0,1 menit x 100 = 10 menit
Waktu proses = 10 + 10 + 1 = 21 menit
c. Pengeboran lengan ayun
1. Pengeboran awalan dengan Centre drill :
Tm = , . .
= , . ,
= , = 0,24 menit x 8 = 1,6 menit
2. Pengeboran diameter 8mm
Tm = , . .
= , .,
= ,,
= 0,97 menit x 8 = 7,76 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3. Pengeboran diameter 15mm
Tm = , . .
= , .,
= , = 0,6 menit x 8 = 4,8 menit
4. Pengeboran diameter 20mm
Tm = , . .
= , ., .
= = 0,92 menit x 8 = 7,44 menit
5. Pengeboran diameter 22mm
Tm = , . .
= , ., .
= , = 0,92 menit x 8 = 7,2 menit
6. Pengeboran diameter 25mm
Tm = , . .
= , ., .
= , = 0,9 menit x 8 = 7,2 menit
Waktu proses = (1,6 + 7,76 + 4,8 + 7,44 + 7,2 + 7,2 + 30 + 10) = 76 menit
Pengeboran lubang as roller pada lengan ayun
1. Centre drill :
Tm = , . .
= , ., .
= 0,2 menit x 6 = 1,2 menit 2. Pengeboran diameter 10mm
Tm = , . .
= , ., .
=,
= 0,79 menit x 6 = 4,74 menit
Waktu proses = (1,2 + 4,74 ) + 30 +10 = 45,94 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Pengeboran lubang dudukan shock absorber pada lengan ayun
1. Awalan dengan Centre drill
Tm = , . .
= , ., .
= 0,9 menit x 8 = 7,2 menit
2. Pengeboran diameter 10mm
Tm = , . .
= , ., .
= 0,79 menit x 8 = 6,32 menit
Waktu proses = (1,6 + 6,32) + 30 + 10 = 47,92 menit
Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran pada lengan ayun = 76 + 45,94 +
47,92 = 169,86 menit
d. Pengeboran dudukan lengan ayun
1. Awalan dengan Centre drill
Tm = , . .
= , ., .
= , = 0,34 menit x 16 = 5,5 menit
2. Pengeboran diameter 10mm
Tm = , . .
= , ., .
= ,
= 0,29 menit x 16 = 3,84 menit Waktu proses = (5,5 + 3,84) + 30 + 10 = 49,34 menit
e. Pengeboran dudukan shock absorber
1. Awalan dengan entrel drill
Tm = , . .
= , ., .
= ,
= 0,34 menit x 16 = 5,5 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2. Pengeboran diameter 12mm
Tm = , . .
= , ., .
= ,,
= 0,22 menit x 16 = 3,6 menit
Waktu proses = (5,5 + 3,6 ) + 30 + 10 = 49,1 menit
f. Perhitungan waktu proses pembuatan Roller
1. Waktu proses facing pembuatan roller:
Jumlah langkah pemakanan
i =
= ,
= 20 x 2 = 40 kali
Waktu facing
Tm = . .
= , ., .
= 0,93 menit
2. Waktu pengeboran pembuatan roller
Centre drill
Tm = , .
.
= , ., .
= ,,
= 0,09 menit
Pengeboran Ø 5mm
Tm = , .
.
= , ., .
= ,,
= 1,01 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Pengeboran Ø 10mm
Tm = , .
.
= , ., .
= ,,
= 0,6 menit
Drill Ø 15mm
Tm = , .
.
= , ., .
= ,,
= 0,42 menit
Waktu proses = Tm+Ts+Tv
= (0,09 + 1,01 + 0,6 + 0,4) + 20 + 8 = 30,1 menit
3. Perhitungan waktu bubut dalam
Jumlah pemakanan :
i =
= ,
= 20 x 2 = 40 kali
Waktu
Tm = . .
= ., .
= = 2,1 menit
4. Perhitungan waktu pembubutan alur
Jumlah pemakanan
i = = ,
= 44 x 2 = 88 kali
Waktu
Tm = . .
= , ., .
= , = 14,1 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5. Perhitungan waktu tirus
Jumlah langkah pemakanan
i =
= ,,
= 25,24 x 2 = 52 kali
Waktu
Tm = . .
= , ., .
= , = 9,25 menit x 2 = 18,5 menit/roller
Jadi, total waktu yang dibutuhkan untuk membuat sebuah roller adalah
= 0,93 + 30,1 + 2,12 + 14,1 + 18,5 = 65,75 menit/roller
4.5 Biaya
Dana yang digunakan dalam pembuatan prototipe electric two wheeled
vehicle berasal dari dua sumber, yaitu:
1. Program studi, yang merupakan iuran mahasiswa sebesar Rp. 4.058.900,00
2. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc., sebesar Rp. 3.600.000,00
Rincian biaya yang digunakan dalam proses pembuatan prototipe electric two
wheeled vehicle sebagai berikut:
No Nama Barang Banyak Harga Jumlah 1. Almunium 2'' 2 153.000 306.0002. Amplas duco 10 2000 20.0003. As 10x150 23 8500 195.5004. Ban dalam bekas 7 1000 7.0005. Ban Sepeda 5 24000 120.0006. Bearing NTN 6000 12 9500 114.0007. Bor Diameter 4mm 1 12.000 12.0008. Bordes almunium 3,5kg 40000 140.0009. Bush arm 8 set 6000 48.00010. Cat Altec kuning 2 23000 46.00011. Cat Altec merah 1 23000 23.00012. Dempul 4 14000 56.00013. Elektroda las 2mm 1 92000 92.00014. Epoxy 1,5kg 42000 63.00015. Gerinda Profil 1 20000 20.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16. Handle rem 2 12500 25.00017. Inverter 12v-42v 1 71500 71.50018. Isolasi 1 4500 4.50019. Jasa Rol pipa 2'' 2 150000 300.00020. Jasa Rol pipa 3/4'' 5 30000 150.00021. Jok 1 300000 300.00022. Kabel 4m 4600 18.40023. Kabel rem 2 7500 15.00024. Kit Motor + kontrol 2 1250000 2.500.00025. Las almunium 2 50000 100.00026. Lem Aibon 2kg 45000 90.00027. Lem Alteco 3 5000 15.00028. Mur baut 3/8'' 2 500 1.00029. Mur baut 3/8''x6 baja 2 3500 7.00030. Mur baut 3/8''x7,5 2 3500 7.00031. Mur baut M10x30mm 4 900 3.60032. Mur baut M12x40mm 4 2200 8.80033. Mur baut M12x50mm 16 2800 44.80034. Mur baut M8x70mm 40 500 20.00035. Nylon 5kg 81300 406.50036. Paku keling 100 100 10.00037. Pilox 1 20000 20.00038. Pipa almunium 5/8'' 1 28000 28.00039. Rem cakram 2set 42500 85.00040. Reparasi Jok 1 450000 450.00041. Resibon Gerinda 1 9000 9.00042. Ring plat 10mm 80 250 20.00043. Ring Plat 12mm 24 200 4.80044. Ring Plat 8mm 100 60 6.00045. Sabuk Pengaman 1 320000 320.00046. Shock Wildwood 4set 150000 600.00047. Skun ce 2 1500 3.00048. Skun co 8 1500 12.00049. Soket kosongan H1- 2 2000 4.00050. Soket kosongan H1+- 4 4000 16.00051. Soket kosongan H2- 2 2500 5.00052. Soket kosongan H2+ 2 2000 4.00053. Soket kosongan H3- 4 3500 14.00054. Soket kosongan H3+ 4 3000 12.00055. Stang bengkong 1 22500 22.50056. Steel pipe 3/4 '' 2mm 3 67000 201.00057. Steel Square 20x40 2mm 1 120000 120.00058. Steel Square 50x50 1,8mm 1 163000 163.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59. Stem GEKO 1 50000 50.00060. Strip plat 7kg 12000 84.00061. Tiner ND 3L 15000 45.000Total Rp. 7.658.900
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan pembuatan electric two wheeled vehicle
yang telah dilaksanakan dari bulan Februari hingga Juni 2012 dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
a. Pada proyek akhir ini kegiatan yang dilakukan adalah merancang dan
membuat sebuah alat transportasi baru yang disebut electric two wheeled
vehicle. Kini kendaraan itu telah selesai dikerjakan dan dapat dikendarai
dengan aman, nyaman dan tentunya nol emisi gas buang.
b. Pada perancangan konstruksi rangka, kenyamanan dan keamanan adalah hal
yang paling wajib dipenuhi. Maka dari itu material yang digunakan adalah
baja karbon S30c-d yang digunakan untuk konsruksi mesin. Dari hasil
perhitungan kekuatan material rangka didapatkan hasil:
1. Pada model rancangan rangka tengah dan dalam, tegangan yang terjadi
sebesar 2,98 kg/mm2.
2. Pada model rancangan lengan ayun, tegangan yang terjadi sebesar 2,3578
kg/mm2.
3. Pada model rancangan pemegang motor, tegangan terjadi sebesar 1,9804
kg/mm2.
Dari ketiga hasil perhitungan kekuatan rancangan diatas jauh lebih kecil
dari tegangan ijin material sebesar 23,936 kg/mm2 dan itu membuktikan
material ini aman untuk digunakan sebagai rangka, lengan ayun, dan
pemegang motor.
Dari hasil perhitungan kemungkinan kerusakan yang mungkin terjadi pada
sambungan baut didapatkan hasil:
1. Desain sambungan baut pada rangka dalam dan tengah aman karena
tegangan geser maksimum yang terjadi pada baut 2,17 kg/mm2 lebih
kecil daripada tegangan geser ijin material baut 23,232 kg/mm2
2. Desain ini aman dari sobeknya plat karena margin pada perhitungan
15mm sedangkan pada desain sebenarnya sebesar 30mm.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5.2 Saran.
Untuk memperlancar dalam proses pengerjaan proyek akhir ada
beberapa hal yang perlu diperbaiki yaitu:
1. Disiplin, kerjasama dan rasa tanggungjawab setiap mahasiswa perlu
ditingkatkan, sehingga dalam proses pengerjaan proyek akhir dapat
diselesaikan dengan tepat waktu dan memperoleh hasil yang maksimal.
2. Jadwal praktikum perlu ditambah karena ketrampilan para mahasiswa
sangat kurang sehingga pada saat proses pembuatan dapat dikerjakan
dengan lebih cepat dan presisi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
DAFTAR PUSTAKA
Deutschman, Aaron D, Walter J Michels, Charles E. Wilson, 1987, Machine Design, New York, United States Of America.
Fretz, Burgler, 1978, Teknik Bengkel Volume 5, Institut Teknologi Bandung, Indonesia
Gere, James M., Timoshenko, Stephen P, 1997, Mekanika Bahan Jilid 2, Erlangga, Jakarta, Indonesia
Hart, Samuel, 2011, Final Prelim Report EDWARD, University of Adelaide, Australia
Hidayat, M. Nur, 2012, Laporan proyek akhir analisa kinematika gerak dasar dan statika struktur,Universitas Sebelas Maret, Surakarta, Indonesia
Scharkus, Eduard., Jutz, Herman., 1996, Westernmann Tables, New Delhi, India
Smith, William M., Tjitrosoepomo, 1992, Mesin dan Peralatan Usaha Tani, UGM PRESS, Yogyakarta, Indonesia
http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-mistar-189430 http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-penitik-189430 http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-scriber-189430 http://www.ask.com/encyclopedia/strange_vehicles http://sites.mencheng.adelaide.edu.au/robotics/robotics http://victorpramusanto272.wordpress.com/green-technology/ http://www.solopos.com/2012/berita-pilihan/mobil-listrik-2014-mobil-listrik-diproduksi-
masal-189430
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user