perancanganmekanisme ujikarakteristiksistem kemudi · penentuan fungsi-fungsi dan prinsip kerja...
TRANSCRIPT
Perancangan Mekanisme
Powerpoint TemplatesPage 1
Powerpoint Templates
Perancangan MekanismeUji Karakteristik Sistem
Kemudi
oleh M Reza Pahlevi
Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Unggul Wasiwitono, ST. M Eng. Sc.
Latar Belakang
Powerpoint TemplatesPage 2
Perumusan Masalah
1. Bagaimana merancang mekanismeuji karakteristik sistem kemudi yaitualat yang bisa mempresentasikansudut belok yang terjadi padakendaraan roda empat dengan skala
Powerpoint TemplatesPage 3
kendaraan roda empat dengan skalayang sebenarnya.
2. Bagaimana menganalisa gaya yang terjadi pada sistem kemudi.
3. Bagaimana memilih jenis material yang digunakan
Powerpoint TemplatesPage 4
digunakan4. Bagaimana membuat alat peraga
mekanisme sistem kemudi
Batasan Masalah
• Sistem kemudi yang digunakan dalah tiperack dan pinion
• Jarak Width track yang digunakan antara1300mm-1600mm
Powerpoint TemplatesPage 5
1300mm-1600mm• Material bahan untuk sistem kemudi
berdasarkan rekomendasi pabrikankendaraan.
• Menghasilkan rancangan alat mekanismeuji karakteristik sistem kemudi yang bisamepresentasikan sudut belok padakendaraan dengan skala sebenarnya.
• Menghasilkan alternatif desain tambahan
Tujuan
Powerpoint TemplatesPage 6
• Menghasilkan alternatif desain tambahansebagai pembanding dengan jenis alat ujiserupa yang lebih dulu ada.
• Menghasilkan alat peraga sistem kemudi yang dapat digunakan sebagai alat bantu pembelajaran mengenai kinematika gerak belok dari sistem kemudi.
• Hasil yang diperoleh dalam penelitianini diharapkan dapat digunakan sebagaidasar pembuatan alat mekanisme ujikarakteristik sistem kemudi.
• Menambah referensi desain terhadap
Manfaat
Powerpoint TemplatesPage 7
• Menambah referensi desain terhadapalat uji serupa yang telah ada.
• Menyediakan rancangan mekanisme ujisistem kemudi secara khusus untukmengembangkan sistem kemudikendaraan.
Dasar Teori
Powerpoint TemplatesPage 8
Parameter pengaruh steering error (sumber: Mattew R. Bagley’s thesis)
steering sistem test machineDasar Teori
Friction test
Steering feel
Compliance test
Nibble
Powerpoint TemplatesPage 9
Steering catch up
Steering feel
On centre
Standart vehicle test manoeuvres Parking effort
Permodelan Sistem Kemudi
Dasar Teori
Fp= Fw + Ff + mk. a
Powerpoint TemplatesPage 10
Fp= Fw + Ff + mk. a
Tp = Fp x rp = (Fw + Ff + mk. a) x rp
Sehingga untuk menggerakkan steering adalah
Metodologi Penelitian
Kajian Pustaka
Start
Proses Perancangan Awal
Proses Perhitungan
Tahap Analisa Data dan
Powerpoint TemplatesPage 11
Proses Perancangan Akhir
Tahap Analisa Data dan
Hasil
Fungsi = sesuai
Tuntutan
No
yes
Finish
Tahap Proses Perancangan Awal
Metodologi Penelitian
Powerpoint TemplatesPage 12
Ide Rancangan
Metodologi PenelitianPenentuan Fungsi-Fungsi dan Prinsip Kerja dalam Mekanisme
serta Menyusun Requirement List (Daftar Tuntutan)
Mekanisme
FrameRoda & batangkemudi
Powerpoint TemplatesPage 13
Mekanismeuji sistemkemudiRoda &
Suspensi
PengaturBeban
Mekanismeslot
sensor
Tahap Perhitungan
Metodologi Penelitian
Massa maks = 3000 kg
Powerpoint TemplatesPage 14
gaya yang di tumpu tiap roda depanadalah 0.5 Wf = 7357.5N
Angka Keamanan
Metodologi Penelitian
characterisitc B
Vg G f p
A=vg
vg
g
C= f
P
1.1
1.2
1.3
1.4
1.3
1.45
1.6
1.75
1.5
1.7
1.9
2.1
1.7
1.95
2.2
2.45
A=g
vg
g
1.3
1.45
1.55
1.75
1.8
2.05
2.05
2.35
safety factor characteristic A,B dan C
Powerpoint TemplatesPage 15
A=g g
C= f
P
1.45
1.6
1.75
1.75
1.95
2.15
2.05
2.3
2.55
2.35
2.65
2.95
A=f
vg
g
C= f
P
1.5
1.7
1.9
2.1
1.8
2.05
2.3
2.55
2.1
2.4
2.7
3.0
2.4
2.75
3.1
3.45
A=p
vg
g
C= f
P
1.7
1.95
2.2
2.45
2.15
2.35
2.65
2.95
2.4
2.75
3.1
3.45
2.75
3.15
3.55
3.95
A = Kualitas material, pemeliharaandan isnpeksiB = Pengontrol beban berlebih padakomponenC = Menganalisa ke akuratantegangan
Vg = very goodg = goodf = finep = poor
Metodologi Penelitian
characterisitc D=
Ns S Vs
ns
E= s
vs
1.0
1.0
1.2
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
Vs = very serious, s= serious ns = not serious
safety factor characteristic D dan E
Powerpoint TemplatesPage 16
Vs = very serious, s= serious ns = not serious
Nilai A : dipilih vg karena komponen dikerjakan di dalam pabrik yang memilikistandar pemeliharaan dan inspeksi yang bagus.
Nilai B : dipilih g karena beban berlebih dapat di prediksiNilai C :dipilih g, karena analisa tegangan dilakukan oleh mahasiswa yang dianggap
belum cukup ahli dalam menganalisa komponen serupa.Nilai D : dipilih ns, karena mekanisme ini tidak membahayakan manusiaNilai E : diilih s, karena dana yang terbatas.
Sehingga di dapatkansafety factor = (1,45)(1) = 1.45
Analisa dan Pembahasan
• Desain Mekanisme uji karakteristik
Powerpoint TemplatesPage 17
Analisa dan Pembahasan• Analisa Komponen
Powerpoint TemplatesPage 18
Solidworks Simulation
Gaya Analisa Von mises
Analisa dan Pembahasan• Penempatan Tumpuan dan arah gaya
10668,375 N
Powerpoint TemplatesPage 19
Powerpoint TemplatesPage 20
1746.488 N
Komponen Yield strength Von mises stress
Frame 250 x 106 N/m2 224,844 x 106 N/m2
Pengatur Width Track 250 x 106 N/m2 176,178 x 106 N/m2
Mekanisme Slot 250 x 106 N/m2 138,058 x106 N/m2
Clamp 250 x 106 N/m2 220,125 x106 N/m2
Pengatur beban 235 x106 N/m2 130,894 x106 N/m2
Powerpoint TemplatesPage 21
Powerpoint TemplatesPage 22
Analisa dan Pembahasan• Spesifikasi Mekanisme uji karakteristik
Sistem kemudi
Sensor torsi101 to 300 Nm
Width Track1300mm-1600mm
Sistem pengatur bebanMaksimum 750 kg
Powerpoint TemplatesPage 23
Maksimum 750 kg
Sensor Sudut00 - 350
Powerpoint TemplatesPage 24
Analisa an Pembahasan
• Desain Alat peraga
Powerpoint TemplatesPage 25
Analisa dan Pembahasan
• Pengambilan dataNo Pergeser
an (mm)
Posisi Datum Posisi shaft pada
sumbu Y+1cm
Posisi shaft pada
sumbu Z+1cm
Sudut
luar (δo)
Sudut
Dalam
(δ )
Sudut
luar (δo)
Sudut
Dalam
(δ )
Sudut
luar (δo)
Sudut
Dalam
(δ )
Powerpoint TemplatesPage 26
(δi) (δi) (δi)
1 5 5o 3o
5o 50 50 40
2 10 10o 8o
100 100 110 80
3 15 15o 13o
150 150 150 140
4 20 20o 19o
200 200 190 190
5 25 25o 23o
250 300 260 280
6 30 30o 27o
300 390 310 340
7 35 35o 32o
360 440 370 410
8 40 40o 38o
No Posisi Datum Posisi shaft
pada sumbu
Y+1cm
Posisi shaft
pada sumbu
Z+1cm
Sudut luar
(δo)
Sudut luar
(δo)
Sudut luar
(δo)
1
Powerpoint TemplatesPage 27
15,646442 4,751796 4,751796
29,874976 8,230144 9,059941
313,74757 12,99833 13,74757
418,01422 17,32812 18,01422
521,95474 21,95474 22,58561
626,24609 26,24609 27,42612
732,00538 32,00538 33,12534
839,78537
Kesimpulan• Alat mekanisme uji karakterisitik ini dibatasi hanya untuk
menguji sistem kemudi dengan width track antara1300mm-1600mm dengan beban maksimum sebesar750 kg.
• Dengan beban maksimum sebesar 750 kg disertaiangka keamanan sebesar 1.45, desain dan pemilihan
Powerpoint TemplatesPage 28
angka keamanan sebesar 1.45, desain dan pemilihanmaterial sudah memenuhi syarat dalam hal keamanandimana tegangan maksimum yang terjadi masih dibawah yield strength atau tegangan maksimum yang mampu diterima oleh material.
• Alat peraga sistem kemudi digunakan untuk mengukur karakterisitik sudut belok akibat pengaruh perubahan posisi poros.