ANALISA KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA RANGKA MOBIL URBAN DISEL TUGAS AKHIR BIDANG KONTRUKSI Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
AGUS TRIAWAN 201010120311047
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
POSTER
ii
iii
iv
v
vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN Yang bertandatangan dibawah ini : Nama
: AGUS TRIAWAN
Nim
: 201010120311047
Tempat/Tanggal Lahir
: Srimulyo, 08 Agustus 1992
Jurusan
: Teknik Mesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “ANALISA KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA RANGKA MOBIL URBAN DISEL” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/ atau pernah dipakai
untuk
mendapatkan
gelar
kesarjanaan
di
lingkungan
Universitas
Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya. Malang, 22 April 2015
vii
Abstrak Dalam perancangan dan pembuatan kendaraan terutama mobil, kerangka / chassis adalah komponen utama yang harus difikirkan secara matang, kerangka mobil urban harus memiliki standart ertentu yang dapat memberikan kenyamanan dan keamanan bagi pengemudi, tujuan dari analisa ini untuk memenuhi standar pada regulasi untuk kelas mobil urban memiliki standar seperti memiliki lebar kendaraan antara 120 cm - 130 cm, panjang seluruh kendaraan antara 220 cm - 350 cm, jarak antara roda (track width) pada satu sumbu tidak boleh kurang dari 100 cm. (regulasi IEMC 2014). Untuk mobil urban ini teknik sambungan rangka yang digunakan adalah teknik sambungan las, karena sambungan las memiliki tingkat kekuatan yang baik dari kekuatan dan tidak rumit dalam penyambunganya seperti teknik sambungan paku keling , untuk Las yang menggunakan bahan dasar aluminium perlu digunakan teknik sambungan yang khusus, Sehingga sambungan benar-benar kuat dan tidak membahayakan pengemudi mobil. Dari analisa yang telah dilakukan didapatkan hasil perhitungan beban dinamis arah gaya kebawah = 9,448 kg /𝑐𝑚2 , arah gaya kedepan = 10,409 kg/𝑐𝑚2 dan tegangan izin = 15 kg, karena nilai tegangan geser lebih kecil dari tegangan yang di izinkan maka sambungan di nyatakan kuat menahan beban yang diberikan. Kata kunci: Welding, TIG, aluminium.
viii
Abstrack In the design and manufacture of vehicles, especially cars, frame / chassis is the main component that should be contemplated carefully, frame urban car should have a certain standard that can provide comfort and safety for the driver, the purpose of this analysis to meet the standards on the regulations for the class of urban car has a standard width of the vehicle as having between 120 cm - 130 cm, the entire length of the vehicle between 220 cm - 350 cm, the distance between the wheels (track width) on one axis should not be less than 100cm. (Regulation IEMC 2014)
For this urban car frame connection technique used is the technique of welded joints, because the weld joint has good strength level of strength and uncomplicated in connection techniques such as rivets, to Las which uses an aluminum base material is necessary to use special connection technique, So really strong connection and does not endanger the driver.
From the analysis that has been carried out showed dynamic load calculation direction downward force = 9.448 kg/𝑐𝑚2 , the direction of the next style = 10.409 kg/𝑐𝑚2 and voltage permit = 15 kg, due to shear stress value is smaller than the voltage
at
allow
the
connection
in
Keywords: Welding, TIG, aluminum.
ix
thestate
withstand
a
given
load.
KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr. Wb. Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat kepada semua makhluknya, karena karuniaNya lah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Sholawat serta salam tetap tercurahkan kepada Nabi akhir zaman Muhammad SAW, keluarga beliau dan para sahabat-sahabatnya yang telah membimbing manusia dengan kesempurnaan akhlaknya. Perlu kerja keras dan waktu yang tidak sebentar dalam penyusunaan skripsi ini, perlu kesabaran dan semangat dalam menyelesaikannya. Halangan dan rintangan sudah menjadi hal wajar disetiap perjuangan mencapai tujuan. Sebuah tujuan dalam hidup tidak akan tercapai tanpa adanya suport baik moral dan material dari orang lain, begitu juga keberhasilan penulis dalam penyusunan skripsi ini. Ungkapan trimakasih atas segala jasa baik berupa nasehat, kritik, saran, dan motivasi penulis sampaikan kepada : 1. Ibunda Sitimariyamdan Ayahanda Luqman yang sudah memberikan kontribusi baik berupa materi dan non materi, trimakasih atas semua jasanya yang tidak terlupakan dan tidak tergantikan sepanjang masa. 2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku ketua jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Bapak Ir. Ali saiffulah, MT Selaku dosen pembimbing I yang telah sabar membimbing selama penyusunan skripsi ini. 4. Bapak Murjito, ST, MT. Selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan ide, saran dan masukan selama penyusunan skripsi ini.
x
5. Bapak/Ibu dosen, Karyawan, Asisten lab. Jurusan Teknik Mesin yang sudah memberikan bantuan dalam penelitian ini. 6. Teman – teman Mesin 2010B, WOR 64, SRT n’ the gank,warung kopi pak D, Ibuk, kampus 4, kontrakan Q15, rumpik n’ the gank, TKD UMM, nawak-nawak AREMA 86, junior dan senior yang ikut membantu dan Untuk sayang ku Retno novita, kakak ku tercinta Lina Wati, barisan para mantan dan semua pihak-pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu yang sudah memberikan suport dalam penyusunan skripsi ini Dalam skripsi ini tentu banyak sekali kekurangan, oleh sebab itu penulis harapkan saran, kritik dan masukan-masukan ide demi pengembangan teknologi yang lebih baik lagi. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Wassalamualaikum Wr. Wb
xi
DAFTAR ISI COVER……………………………………………………………………………i POSTER…………………………………………………………………………..ii LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI………………………………………….iii LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I………….………iv LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II………….………v LEMBAR PERNYATAAN……………………………………………………..vi ABSTRAK………………………………………………………………………vii KATA PENGANTAR…………………………………………………………...ix DAFTAR ISI……………………………………………………………………..xi DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………xv DAFTAR TABEL……………………………………………………………...xvi DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………xviii BAB I………………………………………………………………………...........1 PENDAHULUAN…………………………………………………………..…...1 1.1 Latar belakang………………………………………………………………...1 1.2 Rumusan masalah……………………………………………………………..2
xii
1.3 Tujuan analisa…………………………………………………………….......3 1.4 Batasan masalah………………………………………………………………3 BAB II DASAR TEORI………………………………………………………………….4 2.1 Pengertian Sambungan……………………………………………………….4 2.2 Macam-Macam sambungan……………………………………………..……4 2.3 Sambungan Las…………………………………………………………..…..5 2.3.1
Las Karbit (las otogen)………………………………………….……6
2.3.2
Las Listrik (las lumer)……………………………………….…..……7
2.3.2.1 Prinsip-prinsip Las listrik………………………………………....…..8 2.3.2.2 Las MIG (metal inerts gas)…………………………………….……..9 2.3.2.3 Las TIG (tungsten inert gas)…………………………………………12 2.4 Sambungan Paku Keling (rivet joint)………………………………….…….17 2.4.1
Kegunaan Sambungan Paku Keling…………………………………18
2.4.2
Bahan Paku Keling…………………………………………….…….19
2.4.3
Metode Pengelingan………………………………………….……..19
2.4.4
Kegagalan Sambungan Keling……………………………….……..22
2.5 Bahan……………………………………………………………………….23 2.5.1
Aluminium………………………………………………………….23
2.6 Teori Dasar Analisa Kekuatan Sambungan Las Aluminium………….……24
xiii
BAB III METODELOGI…………………………………………………………..……27 3.1 Diagram Alir analisa………………………….……………………………..27 3.2 Tinjauan Umum….………………………………………………………….28 3.3 Pengumpulan Data…………………………………………………………..28 3.4 Analisa Data…….…………………………………………………………..29 3.4.1
Jenis Las…………………………………………………………….29
3.4.2
Las TIG……………………………………………………………..30
BAB IV PERHITUNGA……………….………………………………………….…….32 4.1 Data dan Spesifikasi Rangka dan Las………….…………………….….…..32 4.3 Distribusi Beban Pada Chassis atau Rangka………………….…………….35 4.3 Analisa kekuatan Sambungan Las………………………………….…….…37 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………………42 5.1 Kesimpulan………………………………………………………………...42 5.2 Saran…………………………………………………………….…………44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIR xiv
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 : Las Karbit………………………………………………………….6 Gambar 2.2 : Las lumer…………………………………………………….….....8 Gambar 2.3 : Proses Pengelasan MIG…………………………………….…….11 Gambar 2.4 : Las MIG………………………………………………………….12 Gambar 2.5 : Proses Las TIG………………………………………….………..13 Gambar 2.6 : Las TIG(tungsten inert gas)……………………………….……..16 Gambar 2.7 : Paku keling…………………………………………….…………19 Gambar 2.8 : Paku Keling Pemakaian ringan………………………….……….20 Gambar 2.9 : Paku Keling Pemakaian sedang……………………….…………21 Gambar 3.1 : Diagram Alir Penelitian………………………………….……....27 Gambar 3.2 : Las TIG…………….…………………………………….…..….30 Gambar 3.3 : Rangka mobil Urban………………………………..………...…31 Gambar 4.1 Chassis Mobil Urban Diesel ………………………….……...….33 Gambar 4.2 Chassi tampak samping ……………………………………..…..34 Gambar 4.3 Chassis tampak depan………………..……………………..…..34 Gambar 4.4 Chassis tampak atas………………………………………….…35
xv
Gambar 4.5 Ilustrasi pendistribusian beban pengemudi pada chassis…..……36. Gambar 4.6 Bentuk dan dimensi Las…………………………………….….37 Gambar 4.7 Tabel kekakuan pegas (sambungan )………………………..….37 Gambar 4.8 Arah Pembebanan ke bawah………………..……………….…40 Gambar 4.9 Arah Pembebanan kedepan…………………………………….41
xvi
DAFTAR TABEL Tabel. 2.1 :Mechanical properties of aluminium alloy 6061 T6………………..25 Tabel 2.2 : Typical Composition of Aluminium Alloy 6061 T6…………… ...26
xvii
DAFTAR PUSTAKA (Regulasi IEMC 2014)
(http://jangkasorongsteamsago.blogspot.com/2014/07/makalah-sambunganmur-dan-baut.htm) (http://oezoenk1412.blogspot.com/2013/02/mengelas.html)
(http://id.wikipedia.org/wiki/Las_listrik)
(http://welder.mywapblog.com/pengertian-las-mig-2.xhtm) (http://chamick.blogspot.com/2012/11/las-tig.htm) (http://teknikmesin2011unila.blogspot.com/2013/03/sambungan-pakukeling.html) ( Ir.ZainunAchmad, M.Sc.2006.Hal 40) (Ach. Muhib Zainuri, 2010)
( Ir.ZainunAchmad, M.Sc.2006.Hal 58) (William t. Tomson Hal.51)
xviii
