PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SEPEDA LISTRIK (RANGKA)

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SEPEDA LISTRIK (RANGKA)

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Disusun Oleh: DIDIK TRI SUKOCO NIM : I 8109014

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2012


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN

Proyek Akhir Progam Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dengan judul :

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SEPEDA LISTRIK (RANGKA)

Disusun oleh : Didik Tri Sukoco NIM : I8109014

Telah dapat disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya. Surakarta, Pembimbing I

Pembimbing II

Prof. Muhammad Nizam, Ph.D NIP : 19700720 199903 1 001

Ubaidillah, ST. M.Sc NIP : 19840825 201012 1 004

Mengetahui, Ketua program studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik universitas Sebelas Maret

Heru Sukanto, S.T., M.T. commit to199702 user 1 001 NIP : 19720731

ii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyrk Akhir dan laporan yang berjudul “Perancangan dan Pembuatan Sepeda Listrik (Rangka)” ini dengan baik. Proyek Akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Ahli Madya dan untuk menyelesaikan program studi D-III Teknik Mesin Produksi Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Banyak upaya dan usaha keras yang penulis kerjakan untuk mengatasi hambatan dan kesulitan yang ada selama pengerjaan Proyek Akhir ini. Dan berkat rahmat Allah SWT dan batuan dari segala pihak akhirnya tugas ini dapat terselesaikan. Untuk itu dalam kesempatan yang berbahagia ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Muhammad Nizam, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I Proyek Akhir. 2. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing II Proyek Akhir. 3. Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T. selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin UNS. 4. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. Selaku Koordinator Proyek Akhir. 5. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Unuversitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Ayah, Ibu, dan Kakak-kakakku yang telah memberikan dorongan dari segi moral maupun material. 7. Rekan-rekan Mahasiswa D-III teknik mesin produksi angkatan 2009 yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Proyek Akhir dan penyusunan Laporan Proyek Akhir ini. 8. Semua orang yang telah member kasih saying, cinta, doa, dan semangat bagi penulis. 9. Semua pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu baik langsung maupun tidak langsung, yang telah banyak membantu dalam commit to user menyelesaikan Proyek Akhir dan penyusunan Laporan Proyek Akhir ini.

iv


digilib.uns.ac.id

Penulis yakin tanpa bantuan dari semua pihak, karya ini akan sulit terselesaikan dam hal perancangan, pengujian, pembuatan laporan dan ujian pendadaran. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kemajuan bersama. Akhir kata penulis berharap mudah-mudahan laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya serta dapat menambah wawasan keilmuan bersama.

Surakarta, Juli 2012

Penulis

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SEPEDA LISTRIK (RANGKA) Didik Tri Sukoco ABSTRAK Laporan proyek akhir membahas perancangan dan pembuatan sepeda listrik khususnya pada rangka atau frame sepeda listrik. Pada proses perancangan yang diperlukan adalah pertimbangan besarnya daya yang diperlukan, dengan menganalisa gaya-gaya yang bekerja pada sepeda listrik salah satunya beban pengendara. Selain itu analisa bahan yang digunakan pada rangka dan kekuatan las sehingga aman untuk digunakan. Proses pembuatan meliputi persiapan alat, pembuatan pola, pengerjaan permesinan dan pengelasan. Proses pengecatan meliputi pembersihan komponen, pemberian cat dasar dan dempul dilanjutkan dengan pengecatan primer. Pada proses perakitan terdiri dari pemasangan uji performa. Desain rangka sepeda listrik berasal dari penggabungan dua jenis rangka sepeda yaitu rangka sepeda jalanan dengan rangka sepeda gunung. Bahan yang digunakan untuk pembuatan rangka adalah besi St. 37 yang disambungkan dengan las mengunakan elektroda jenis E 6013. Dari perencanaan perhitungan kekuatan rangka, didapat tegangan tarik maksimum sebesar 18,01 N/mm2 untuk bahan besi pipa profil elips dan tegangan tarik maksimun untuk besi pipa profil persegi panjang sebesar 53,57 N/mm2 . Dari perencanaan perhitungan kekuatan las, lebar ukuran rigi las yang akan digunakan sebesar 2,12 mm. Hasil perhitungan dari perhitungan kedua perencanaan tersebut dinyatakan aman karena tidak melibihi dari tegangan yang ditentukan. Kata kunci : sepeda listrik, rangka atau frame

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ SALINAN BERITA ACARA PENDADARAN .......................................... KATA PENGANTAR .................................................................................... ABSTRAK ...................................................................................................... DAFTAR ISI ................................................................................................... DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah ......................................................... I.3. Perumusan Masalah ................................................................ I.4. Batasan Masalah ...................................................................... I.2. Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir ......................................... I.5. Sistematika Penulisan ............................................................. BAB II DASAR TEORI II.1. Rangka Sepeda ....................................................................... II.2. Statika ..................................................................................... II.3. Pengelasan .............................................................................. BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR III.1. Desain Rangka ...................................................................... III.2. Perencanaan Perhitungan Rangka ....................................... III.3. Perencanaan Perhitungan Pengelasan ................................. BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN IV.1. Diagram Alir Pembuatan Alat ............................................. IV.2. Gambar Alat.......................................................................... IV.3. Alat dan Bahan ..................................................................... IV.4. Proses Pemtongan bahan ..................................................... IV.5. Proses Pembentukan bahan.................................................. IV.6. Proses Pengelasan ................................................................ IV.7. Proses Pengecatan ................................................................ IV.8. Proses Perakitan ................................................................... BAB V PENUTUP V.1. Kesimpulan ............................................................................ V.2. Saran ....................................................................................... DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... LAMPIRAN ....................................................................................................

commit to user

vii

i ii iii iv vi vii viii 1 1 2 2 2 4 4 11 16 17 25 28 29 30 32 35 43 51 53 56 56 x xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar2.1. Gambar2.2. Gambar2.3. Gambar 2.4. Gambar 2.5. Gambar 2.6. Gambar 2.7. Gambar 2.8. Gambar 2.9. Gambar 2.10. Gambar 2.11. Gambar 2.12. Gambar 2.13. Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 3.3. Gambar 3.4. Gambar 3.5. Gambar 3.6. Gambar 3.7. Gambar 3.8. Gambar 3.9. Gambar 3.10. Gambar 3.11. Gambar 4.1. Gambar 4.2. Gambar 4.3. Gambar 4.4. Gambar 4.5. Gambar 4.6. Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Gambar 4.10. Gambar 4.11. Gambar 4.12. Gambar 4.13. Gambar 4.14. Gambar 4.15. Gambar 4.16. Gambar 4.17. Gambar 4.18. Gambar 4.19. Gambar 4.20.

Tumpuan sendi ....................................................................... Tumpuan rol............................................................................ Tumpuan jepit ......................................................................... Reaksi gaya dalam pada rangka ............................................ Tanda untuk gaya normal....................................................... Tanda untuk gaya lintang ....................................................... Tanda untuk momen lentur .................................................... Balok statik tidak tertentu ...................................................... Sambungan las tipe butt joint ................................................ Sambungan las tipe lap joint.................................................. Sambungan las tipe edge joint ............................................... Sambungan las tipe T-joint .................................................... Sambungan las tipe corner joint ............................................ Rangka sepeda listrik ............................................................. Sketsa sepeda .......................................................................... Diagram benda bebas sepeda................................................. Diagram gaya geser ................................................................ Diagram momen lentur .......................................................... Sketsa rangka belakang .......................................................... Diagram benda bebas rangka belakang ................................. Sketsa rangka depan ............................................................... Diagram benda bebas rangka belakang ................................. Sistem pengelasan pada rangka ............................................. Penampang lasan .................................................................... Diagram alir ............................................................................ Sepeda listrik .......................................................................... Potongan besi pipa ukuran Ø 2 inchi .................................... Potongan besi plat ukuran 2,5 mm ........................................ Potongan besi pejal................................................................. Potongan besi pipa kotak ....................................................... Potongan besi pipa ukuran Ø 1 inchi .................................... Potongan besi plat ukuran 5 mm ........................................... Potongan besi plat ukuran 1 mm ........................................... Proses pengepresan besi pipa ukuran Ø 2 inchi ................... Hasil pengepresan besi pipa ukuran Ø 2 inchi ..................... Hasil pembentukan plat ukuran 2,5 mm ............................... Hasil pembentukan down tube............................................... Hasil pembentukan top tube .................................................. Hasil pembentukan penguat rangka bagian depan ............... Hasil pembentukan kaki swing arm bagian depan ............... Hasil pembentukan kaki swing arm bagian belakang .......... Hasil pembentukan penguat rangka bagian belakang .......... Hasil pembentukan plat ukuran 2,5 mm ............................... commit user Proses pembentukan besi to pejal ..............................................

viii

6 6 7 7 7 8 8 9 13 13 13 13 14 16 17 18 20 20 20 21 22 22 25 27 28 29 31 32 33 33 34 34 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 41 42


Gambar 4.21. Gambar 4.22. Gambar 4.23. Gambar 4.24. Gambar 4.25. Gambar 4.26. Gambar 4.27. Gambar 4.28. Gambar 4.29. Gambar 4.30. Gambar 4.31. Gambar 4.32. Gambar 4.33. Gambar 4.34. Gambar 4.35. Gambar 4.36. Gambar 4.37. Gambar 4.38. Gambar 4.39. Gambar 4.40. Gambar 4.41. Gambar 4.42. Gambar 4.43. Gambar 4.44. Gambar 4.45. Gambar 4.46. Gambar 4.47. Gambar 4.48. Gambar 4.49. Gambar 4.50. Gambar 4.51. Gambar 4.52. Gambar 4.53. Gambar 4.54.

digilib.uns.ac.id

Hasil pembentukan besi pejal ................................................ Hasil proses pembentukan bagian badan box baterai ........... Hasil pembentukan bagian tutup box baterai ........................ Hasil pengelasan down tube dengan top tube ....................... Hasil pengelasan penguat rangka bagian depan ................... Hasil pengelasan head tube.................................................... Hasil pengelasan seat tube ..................................................... Hasil pengelasan bottom bracket dan batang stabilizer ....... Hasil pengelasan dudukan rear shock ................................... Hasil pengelasan engsel ......................................................... Hasil pengelasan kaki swing arm .......................................... Hasil pengelasan penguat rangka bagian belakang .............. Hasil pengelasan dudukan rear shock bagian belakang....... Hasil pengelasan dudukan rear shock bagian belakang dengan kaki swing arm .......................................................... Hasil pengelasan profil siku................................................... Hasil pengelasan profil siku dengan kaki swing arm ........... Hasil pengelasan swing arm .................................................. Hasil pengelasan dudukan rumah cakram............................. Proses pengelasan badan box baterai .................................... Hasil pengelasan badan boxbaterai........................................ Hasil pengelasan tutup box baterai ........................................ Hasil pengelasan box baterai ................................................. Proses pengamplasan rangka ................................................. Hasil pengecatan e-poxy......................................................... Proses pengamplasan finishing .............................................. Proses pengecatan warna ....................................................... Proses pengecatan clear ......................................................... Perakitan rangka depan belakang .......................................... Pemasangan suspensi belakang ............................................. Perakitan bagian belakang ..................................................... Perakitan roda bagian depan .................................................. Pemasangan pengayuh ........................................................... Pemasangan kemudi ............................................................... Pemasangan sadel...................................................................

commit to user

ix

42 43 43 44 44 45 45 45 46 46 47 47 47 48 48 48 49 49 50 50 50 51 51 52 52 53 53 53 54 54 54 55 55 55


digilib.uns.ac.id

DAFTAR PUSTAKA

Frick, H. 1979. Mekanika Teknik-Statika dan Kegunaannya 2. Yogyakarta : Kanisius Kenyon, W dan Ginting, D. 1985. Dasar-dasar Pengelasan. Jakarta : Erlangga. Khurmi, R. S. dan Gupta, J. K. 2002. A Textbook Of Machine Design. New Delhi: Eurasia Publising House (Pvt) LTD. Meriam, J. L. and Kraige. 2003, Engineering Mechanics Statistics. Jakarta : Erlangga. Wang, C. K. 1985. Pengantar Analisa Struktur dengan Cara Matriks. Jakarta : Erlangga. Wiryosumarto, H. dan Okumura, T. 2000. Teknologi Pengelasan Logam. Jakarta : PT. Pradnya Paramita. http://akuinginhijau.org/2008/04/21/sepeda-motor-listrik/ http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-11046-Paper.pdf

commit to user

x


digilib.uns.ac.id

LAMPIRAN

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Masalah Pada saat ini kebutuhan bahan bakar minyak semakin meningkat. Terdapat beberapa kendala terhadap pemakaian bahan minyak antara lain : 1. Menipisnya cadangan minyak. 2. Kenaikan dan ketidak stabilan harga minyak. 3. Polusi. Salah satu cara untuk mengatasi keterbatasan ketergantungan terhadap BBM adalah penggunaan kendaraan dengan energi listrik. Sepeda listrik adalah kendaraan dengan menggunakan tenaga listrik, dapat digunakan sebagai alternatif untuk mengurangi ketergantungan terhadap BBM. (http://akuinginhijau.org/2008/ 04/21/sepeda-motor-listrik/ diakses 31/07/2012 9:16 PM) Dalam laporan ini membahas sepeda listrik khususnya pada rangka atau frame sepeda listrik. Perancangan dan pembuatan sepeda listrik khususnya pada rangka tentunya diperlukan beberapa tahapan untuk pengerjaannya. Berikut ini adalah urutan dari aktifitas dalam perancangan dan pembuatannya, antara lain: 1. Perencanaan desain dari rangka sepeda listrik. 2. Perencanaan perhitungan kekuatan rangka meliputi perhitungan statika dan perhitungan pengelasan. 3. Menganalisa biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan alat. 4. Proses pembuatan meliputi pemotongan bahan, pembentukan bahan, pengelasan, pengecatan dan perakitan. 5. Pengujian dan evaluasi alat I.2. Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam pengerjaan dan penyusuan laporan Proyek Akhir antara lain: 1. Perhitungan dasar rangka sepeda listrik. 2. Proses pembuatan sepeda listrik commit to user 1

2 digilib.uns.ac.id


I.3. Batasan masalah Batasan masalah yang diambil dalam pengerjaan dan penyusuan laporan Proyek Akhir antara lain: 1. Perhitungan pada komponen alat yang meliputi: Perhitungan kekuatan rangka, dan kekuatan las. 2. Perancangan dan pembuatan sepeda listrik khususnya pada rangka. 3. Perhitungan rangka dilakukan dalam kondisi statis (diam) dan tanpa lendutan. I.4. Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir Dalam pengerjaan dan penyusunan laporan Proyek Akhir ini mempunyai tujuan dan manfaat sebagai berikut: I.4.1. Tujuan Proyek Akhir Tujuan proyek akhir ini adalah melakukan perhitungan dasar rangka sepeda listrik dan membuat purwa rupa sepeda listrik. I.4.2. Manfaat Proyek Akhir Proyek Akhir ini memiliki manfaat sebagai berikut: 1. Secara teoritis Memperoleh pengetahuan dan pemahaman mengenai perancangan alat serta menciptakan sepeda listrik yang efektif dan efisien sehingga dapat membantu sistem transportasi di Indonesia. 2. Secara praktis Menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama kuliah dengan mengaplikasikannya dengan suatu bentuk karya nyata dalam sebuah alat yaitu sepeda listrik dan melatih ketrampilan dalam proses produksi yang meliputi bidang perancangan, pengelasan, teknik kerja bangku dan permesinan. I.5. Sistematika Penulisan Dalam penulisan laporan Proyek Akhir ini menggunakan sitematika atau format penulisan sebagai berikut: 1. BAB I. PENDAHULUAN commit to user

3 digilib.uns.ac.id


Dalam bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat Proyek Akhir, dan sistematika penulisan. 2. BAB II. DASAR TEORI Dalam bab ini berisi pembahasan tentang mengenai konsep teori rangka sepeda, statika dan pengelasan 3. BAB III. PERENCANAAN DAN GAMBAR Dalam bab ini berisi pembahasan mengenai konstruksi perencanaan rangka, perencanaan pengelasan dan perencanaan yang lainnya disertai gambar. 4. BAB IV. PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN Dalam bab ini berisi pembahasan mengenai proses pemotongan bahan, proses pembentukan bahan, proses pengelasan, proses pengecatan, dan proses perakitan. 5. BAB V. PENUTUP Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI

II.1. Rangka Sepeda Rangka sepeda berguna sebagai penyangga utama menjadi tempat berpusatnya semua resultan gaya dari semua komponen. Pada kondisi jalan yang rata gaya aksi reaksi didefinisikan sebagai beban minimum, sedangkan pada kondisi jalan yang bergelombang atau sedang terjadi benturan kondisi beban didefinisikan sebagai beban maksimum. Kondisi pembebanan seperti ini berlangsung secara berulang, hingga material rangka sepeda mengalami kelelahan (fatigue) kemudian terjadi kegagalan (failure). Kegagalan yang disebabkan kelelahan material sangat membahayakan, karena kelelahan mengakibatkan patah yang terjadi tanpa diawali deformasi pada material tersebut. Beberapa hal yang menyebabkan kelelahan terjadi labih cepat, yaitu beban maksimum yang cukup tinggi, variasi atau fluktuasi tegangan yang cukup besar. Selain itu variabel lain yang menyebabkan terlalu cepatnya terjadi kelelahan seperti konsentrasi tegangan, korosi, suhu, tegangan sisa dan geometri pada rangka itu sendiri. Namun pada kondisi sebenarnya bentuk geometri dari rangka sepeda sangatlah penting, karena geometri sepeda menentukan kenyamanan dari sepeda itu sendiri. Sehingga untuk melakukan optimasi fatigue dari rangka sepeda tidak bisa dilakukan dengan mengubah geometri. Optimasi hanya dapat dilakukan dengan optimasi pada daerah terjadinya tegangan kritis pada rangka sepeda. (http://digilib. its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-11046-Paper.pdf diakses 01/08/2012 9:21 PM) II.2. Statika Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut atau yang dapat dikatakan sebagai perubahan panjang benda awal karena gaya tekan atau beban. Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem suatu tinjauan objek dan meliputi gaya luar serta gaya dalam. (Meriam dan Kraige, 2003)

commit 4to user


digilib.uns.ac.id 5

Dalam perhitungan kekuatan rangka sepeda listrik akan diperhitungkan oleh beberapa sub bab dibawah ini : II.2.1 Gaya luar Gaya luar adalah beban dan reaksi yang menciptakan kestabilan konstruksi. ·

Persamaan gaya luar : ∑ FX

=0

∑ FY = 0 ∑M ·

=0

Macam-macam gaya luar : 1. Beban a. Beban mati : beban tetap dan tidak dapat dipindahkan . Contoh : Berat konstruksi, Berat bangunan, dll. b. Beban hidup : beban sementara dan dapat dipindahkan. Contoh : Berat orang, Berat kendaraan, dll. c. Beban terpusat : garis kerja beban melalui satu titik. Contoh : Berat orang melalui kaki. d. Beban terbagi -

Terbagi merata : beban terbagi sama pada setiap satuan luas.

-

Terbagi variasi : beban terbagi variasi pada setiap satuan luas.

e. Beban momen : hasil kali gaya atau beban dengan jarak antara gaya atau beban dengan titik yang ditinjau. f. Beban torsi : beban yang diakibatkan oleh torsi atau puntiran. 2. Reaksi Reaksi adalah gaya luar yang timbul pada penumpu suatu konstruksi akibat adanya beban yang dikenakan pada konstruksi tersebut.

commit to user


digilib.uns.ac.id 6

3. Tumpuan Suatu konstruksi direncanakan untuk suatu keperluan tertentu. Untuk dapat melaksanakan tugasnya, maka konstruksi harus berdiri dengan kokoh. Suatu konstruksi akan stabil apabila diletakan diatas pondasi atau tumpuan yang dirancang secara baik. Beberapa jenis tumpuan yaitu: a. Tumpuan sendi Sebuah batang di ujung sendi batang. Tumpuan dapat meneruskan gaya tarik dan desak tetapi arahnya selalu menurut sumbu batang dan dari batang tumpuan hanya memiliki satu gaya.

Gambar 2.1. Tumpuan sendi (Meriam dan Kraige, 2003) b. Tumpuan rol atau geser Tumpuan rol meneruskan gaya desak tegak lurus bidang peletaknya.

Gambar 2.2. Tumpuan rol (Meriam dan Kraige, 2003) c. Tumpuan jepit Tumpuan yang dapat meneruskan segala gaya dan momen. Jadi dapat mendukung gaya vertikal, gaya horisontal, dan momen. Bearti tumpuan ini mempunyai tiga gaya.

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

Gambar 2.3. Tumpuan jepit (Meriam dan Kraige, 2003) II.2.2. Gaya dalam Baban (gaya luar)

Gaya dalam

Gaya luar

Reaksi (gaya luar)

Reaksi (gaya luar)

Gambar 2.4. Reaksi gaya dalam pada rangka (Meriam dan Kraige, 2003) Gaya-gaya dalam adalah gaya yang merambat dari beban yang tertumpu pada konstuksi yang menimbulkan reaksi gaya, hal ini apabila ada muatan maka ada reaksi yang terjadi, yaitu: a. Gaya normal (N), merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja sepanjang sumbu batang.

Tarik

Desak

Gambar 2.5. Tanda untuk gaya normal (Meriam dan Kraige, 2003) b. Gaya lintang (L), merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja tegak lurus terhadap sumbu batang.

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

Patah dan searah jarum jam

Patah dan berlawanan arah jarum jam

Gambar 2.6. Tanda untuk gaya lintang (Meriam dan Kraige, 2003) c. Momen lentur (M), merupakan gaya perlawanan dari muatan sebagai penahan lenturan yang terjadi pada balok. Tanda yang digunakan adalah sebagai berikut:

Gambar 2.7. Tanda untuk momen lentur (Meriam dan Kraige, 2003) II.2.3. Sturktur Balok Statis Tidak Tertentu Suatu struktur disebut statis tidak tertentu jika tidak bisa diselesaikan dengan hanya pertolongan persamaan keseimbangan. Dalam syarat keseimbangan ada 3 (tiga) persamaan, apa bila sebuah struktur yang

mempunyai reaksi

perletakan lebih dari 3 (tiga), maka reaksi-reaksi perletakan tersebut tidak bisa dihitung hanya dengan 3 persamaan keseimbangan. Struktur tersebut dikatakan struktur statis tidak tertentu. Bila gaya-gaya kelebihan yang dipilih dalam cara analisis gaya adalah reaksi-reaksi, penahan-penahan fisik yang berhubungan dengan reaksi-reaksi sisa harus dihilangkan dan balok asli diganti dengan sebuah balok statik tertentu dengan ’’derajat yang lebih rendah’’ yang menahan beban-beban yang diterapkan dan gaya-gaya reaksi kelebihan. Sebagai contoh balok yang ujungnya terjepit atau dapat dianggap sebagai sebuah balok sederhana dengan derajat lebih rendah atau sebagai balok konsol dengan derajat lebih rendah. Karena sebuah balok sederhana secara struktur lebih mudah diamati dari sebuah balok konsul, maka pilihan

commit to user


digilib.uns.ac.id 9

pertama akan menhasilkan persamaan-persamaan simultan dalam keadaan yang lebih baik dalam sebuah penyelesaian dengan angka-angka. Gaya-gaya reaksi kelebihan ditentukan pertama-tama berdasarkan kenyataan bahwa perpindahan-perpindahan putar atau geser dalam arah-arah gaya kelebihan haruslah nol. Jadi, haruslah sedemikian rupa bahwa keduanya bersama dengan beban-beban yang diterapkan, akan menyebabkan kelandaian-kelandaian nol pada kedua ujung dari balok sederhana . Setelah gaya-gaya reaksi kelebihan diperoleh, reaksi-reaksi lainnya ditentukan dari persyaratan-persyaratan statika dan diagram-diagram gaya geser dan momen dari balok yang asli dapat diperoleh. Umumnya, sebuah penyelesaian pertama-tama dapat diperoleh dengan menggunakan sekumpulan gaya-gaya kelebihan yang tepat, dan sebuah pemeriksaan kemudian dilakukan untuk mendapat kepastian bahwa persyaratanpersyaratan kesepadaan memuaskan dalam sebuah balok dengan derajat yang lebih rendah yang berbeda. Dalam kejadian pada balok ujung-ujungnya terjepit, R 1 dan R 2 dapat diperoleh pertama-tama dengan menggunakan balok sederhana dengan derajat yang lebih rendah, dan sebuah pemeriksaan dilakukan dengan memastiklan bahwa R2 dan R1 akan menyebabkan kelandaian dan lendutan nol pada ujung bebas dari balok konsol dengan derajat lebih rendah. (Wang, 1985)

Gambar 2.10. Balok statik tidak tertentu (Wang, 1985) Untuk menyelesaikan permasalahan seperti gambar 2.10 menggunakan rumus: (Wang, 1985) R1 = R2 =

ö

ö

commit to user


digilib.uns.ac.id 10

R3 = R4 =

ö

( 3a + b )

ö

( 3b + a )

Dimana : R1 dan R2 =

Reaksi dari momen lentur (N.mm)

R3 dan R4 =

Reaksi arah gaya verikal (N)

W

=

Beban (N)

L

=

panjang dari balok (mm)

a dan b

=

setenganh panjang dari L (mm)

II.2.4. Rangka (Frame) Rangka adalah struktur yang setidaknya terdapat satu elemen individu (individual member) berupa elemen banyak gaya (multiforce member). Pada struktur ini setidaknya satu elemen dikenai tiga gaya atau lebih. Umumnya arah gaya-gaya tersebut tidak diketahui dan tidak searah elemen. Gaya-gaya yang bekerja pada elemen tersebut dapat diperoleh dengan mengisolasi elemen menggunakan diagram benda bebas dan menerapkan persamaan kesetimbangan gaya. Perlu diperhatikan dalam menerapkan prinsip aksi-reaksi jika hendak menggambarkan gaya-gaya interaksi dalam diagram benda bebas yang terpisah. Jika struktur terdiri dari elemen-elemen yang lebih banyak diperlukan untuk menjaga supaya tidak roboh, maka problem ini adalah jenis struktur statis tak tentu. Dan pemecahannya tidak cukup dengan menggunakan prinsip-prinsip kesetimbangan statika walaupun masih tetap diperlukan. Rangka adalah struktur kaku sempurna yang dirancag untuk menahan dan mengangkat beban yang biasanya stasioner. Untuk menentukan gaya pada semua elemen, sebaiknya dimualai dengan menentukan gaya-gaya luar struktur yang dianggap benda kaku tunggal. Elemen dilepas dan dihitung semua daya yang bekerja pada elemen tersebut dengan persamaan keseimbangan gaya dan momen (Meriam dan Kraige, 2003)

commit to user



II.2.5. Analisa Perhitungan Rangka (Frame) Prosedur analisa rangka secara unum hampir sama dengan rangka batang (truss). Prosedurnya sebagai berikut : 1. Menetapkan sistem salip sumbu sebagai perjanjian untuk mewakili gaya-gaya kedalam dua komponen, yaitu sumbu x dan sumbu y. 2. Membuat diagram benda bebas seluruh rangka dengan menerapkan persamaan kesetimbangan untuk mencari gaya-gaya reaksi tumpuan. 3. Melepas struktur dan menghitung kesetimbangan untuk setiap bagian. Dengan mengingat kaidah Hukum Newton ke-tiga (aksi-reaksi) yang berbunyi : gayagaya aksi dan reaksi antara benda-benda yang berkontak akan sama besar, segaris kerja dan berlawanan arah Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penerapan prosedur analisa di atas antara lain: (Meriam dan Kraige, 2003) 1. Dalam membuat diagram benda bebas asumsikan arah gaya-gaya yang hendak ditentukan. Apabial hasil dari perhitungan gaya-gaya tersebut diperoleh tanda minus maka arah gaya seharusnya berlawanan dari asumsi semula. 2. Mengechek persoalan apakah statis tertentu atau statis tak tentu. Apabila kasusnya adalah statis tak tentu, maka pemecahannya tidak cukup dengan hanya mengunakan persamaan kesetimbangan statika. 3. Mengechek kembali apakah gaya-gaya tiap batang yang diperoleh dengan memecahkan persamaan simultan memenuhi persyaratan kesetimbangan pada tiap-tiap batang. Menggambarkan diagram benda bebas dengan benar dan mencantumkan besar gaya tersebut pada tempat yang tepat. II.4. Pengelasan Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las listrik DC dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang

kuat. Pada

dasarnya instalasi pengelasan busur logam terdiri dari bagian-bagian penting, sebagai berikut :

commit to user



a) Sumber daya, berupa arus bolak-balik (A.C) atau arus searah (D.C). b) Kabel timbel las dan pemegang elektroda. c) Kabel balik las (bukan timbel hubungan ke ground) dan penjepit. d) Hubungan ke ground. Fungsi lapisan elektroda dapat diringkaskan sebagai berikut : (Wiryosumarto, 2000) 1. Menyediakan suatu perisai yang melindungi gas sekeliling busur api dan logam cair. 2. Membuat busur api stabil dan mudah dikontrol. 3. Mengisi kembali setiap kekurangan yang disebabkan oksidasi elemen-elemen tertentu dari genangan las selama pengelasan dan menjamin las mempunyai sifatsifat mekanis yang memuaskan. 4. Menyediakan suatu terak pelindung yang juga menurunkan kecepatan pendinginan logam

las dan dengan demikian menurunkan kerapuhan akibat

pendinginan. 5. Membantu mengontrol(bersama-sama dengan arus las) ukuran dan frekuensi tetesan logam cair. 6. Memungkinkan dipergunakannya posisi yang berbeda. Dalam las listrik panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dan kawat logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi. Karena busur listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal 3450oC yang dapat mencairkan logam. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengelasan adalah : II.4.1. Sambungan Las Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu : a. Butt joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang sama.

commit to user



Gambar 2.11. Sambungan las tipe butt joint (Wiryosumarto, 2000) b. Lap joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang pararel.

Gambar 2.12. Sambungan las tipe lap joint (Wiryosumarto, 2000) c. Edge joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang paralel, tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya.

Gambar 2.13. Sambungan las tipe edge joint (Wiryosumarto, 2000) d. T- joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.

Gambar 2.14. Sambungan las tipe T-joint (Wiryosumarto, 2000) e. Corner joint Yaitu kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.

commit to user



Gambar 2.15. Sambungan las tipe corner joint (Wiryosumarto, 2000) II.4.2. Memilih Besarnya Arus Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada diameter elektroda dan jenis elektroda. Tipe

atau jenis elektroda tersebut misalnya:

E6013, huruf E tersebut singkatan dari elektroda. Angka 60 menyatakan kekuatan tarik terendah setekah dilaskan adalah 60.000 Psi atau 42,2 kg/mm2 kekuatan geser 38,7 kg/mm2. Angka 1 menyatakan posisi pengelasan. Angka 3 adalah menyatakan jenis listrik AC atau DC polaritas ganda, diameter elektroda 2,6 mm, arus 230 - 270A, tegangan 27 - 29V. Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu kecil, maka: (Kenyon, 1985) a. Pengelasan sukar dilaksanakan. b. Busur listrik tidak stabil. c. Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja d. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak dan fenetrasi kurang dalam Apabila arus terlalu besar maka: a. Elektroda mencair terlalu cepat. b. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las menjadi lebih besar permukaannya dan penetrasi terlalu dalam. II.3.3. Rumus yang digunakan dalam perhitungan las 1. Menghitung tegangan geser ijin ( j ). (Khurmi dan Gupta, 2002)

j =

1/2

æ urmi u

m

commit to user



2. Menentukan luas penampang las. (Khurmi dan Gupta, 2002) = 0.707 . s . [1/2 π (a + b)]

3. Tegangan geser las. (Khurmi dan Gupta, 2002) (j =

)

=

.

4. Momen lentur las. (Khurmi dan Gupta, 2002)

5. Section modulus. (Khurmi dan Gupta, 2002) [(1/2 ( a + b )] 4

=

6. Tegangan lentur. (Khurmi dan Gupta, 2002) =

7. Tegangan geser maksimal. (Khurmi dan Gupta 2002)

jp

=

Dimana;

1 ( 2

) + 4j 2

A

= luas pengelasan (mm )

j

= tegangan geser (N/mm )

Z

= section modulus (mm )

P

= beban (N)

2

3

2

= tegangan lentur (N/mm ) s

= lebar rigi las (mm)

t

= tebal rigi las (mm)

a

= tinggi penampang besi pipa elips (mm)

b

= lebar penampang besi pipa elips (mm)

e

= jarak las dengan beban (mm).

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

III.1. Desain Rangka Desain rangka sepeda listrik berasal dari penggabungan dua jenis rangka sepeda yaitu rangka sepeda jalanan dengan rangka sepeda gunung. Ukuran frame yang dipakai adalah dari ukuran frame sepeda jalanan, tetapi bentuknya mengadopsi dari frame sepeda gunung. Hal ini dikarenakan sepeda listrik yang dibuat tidak mungkin digunakan dijalur yang ekstrim, seperti di daerah pegunungan yang memiliki jalur yang ekstrim, maka ukuran frame menggunakan ukuran sepeda jalanan. Frame sepeda gunung jenis down hill merupakan bentuk yang diadopsi dan untuk ukuran frame sepeda jalanan jenis federal adalah yang dipakai untuk menentukan ukuran dari sepeda listrik ini. Akan tetapi hanya ukuran pada rangka bagian depan saja, rangka bagian belakang (swing arm) ditambahkan sedikit dimensi panjangnya yang bertujuan sebagai tempat baterai nantinya. Seperti bentuk frame sepeda gunung, suspensi merupakan ciri dari sepeda itu. Oleh sebab itu ditambahkan suspensi untuk menambah kenyamanan pengendara disaat mengendarainya. Sehingga menjadi rangka sepeda dengan desain seperti pada gambar 3.2.

Gambar 3.1. Rangka sepeda listrik

commit16 to user



II.2. Perencanaan Perhitungan Rangka Diketahui : L

= 1050 mm (jarak poros roda depan dengan poros roda belakang)

a

= 525 mm (jarak poros roda depan dengan pusat beban)

b

= 525 mm (jarak poros roda belakang dengan pusat beban)

W

= 1814,85 N (diasumsikan berat dari pengendara dan berat sepeda dikalikan dengan percepatan gravitasi bumi)

Dimana : massa sepeda

= 35 kg

massa pengendara

= 150 kg

percepatan gravitasi bumi

= 9,81 m/s2

Gambar sketsa sepeda :

Gambar 3.2. Sketsa sepeda

commit to user



1. Menentukan pusat massa Pusat massa ditentukan dengan cara menentukan titik perpotongan antara garis yang telah dihubungkan oleh tiap-tiap sisi yang merupakan pusat gravitasi pada gambar 3.2 Dimana: Garis hijau

: dimensi sepeda

Garis kuning

: garis penghubung pussat massa

C

: titik pusat massa

p

: panjang dimensi benda

t

: tinggi dimensi benda

2. Analisa kesetimbangan gaya rangka sepeda Diasumsikan : ·

Rangka merupakan batang hubung yang lurus

·

Beban terpusat

·

Defleksi pada struktur diabaikan

·

Getaran pada struktur diabaikan

·

Benda dalam kondisi diam Pemakaian tumpuan jepit dalam analisa pehitungan karena posisi dudukan

rangka ke poros roda berada pada poros roda bagian luar. Karena posisi dudukan simetris maka digunakan tumpuan jepit untuk menganalisa gaya-gaya yang terjadi pada batang tersebut.

Gambar 3.3 Diagram benda bebas sepeda

commit to user



Perhitungan : ·

Mencari momen di titik A dan B MA

=

=

fj

:,:5 . 5b5 . 5b5 a5a

= 238199,06N.mm MB

=

=

f j

:,:5 . 5b5 . 5b5 a5a

= 238199,0625 N.mm ·

Mencari reaksi gaya vertikal di titik A dan B RA

= = =

f

(3a + b )

:,:5 . 5b5 a5a

5aab:a ,

5g)b5aaa

( 3 . 525 + 525 )

( 2100 )

= 907,425 N RB

= = =

f j

(3b + a )

:,:5 . 5b5 a5a

5aab:a ,

5g)b5aaa

( 3 . 525 + 525 )

( 2100 )

= 907,43 N MW

= (RA . 525) – MA = (907,43 . 525) - 238199,06 = 238199,06 N.mm

commit to user



·

Diagram gaya : a. Diagram gaya geser

Gambar 3.4. Diagram gaya geser b. Diagram momen lentur

Gambar 3.5. Diagram momen lentur

3. Analisa gaya pada rangka belakang (swing arm) ·

Sketsa gambar rangka belakang :

Gambar 3.6. Sketsa rangka belakang

commit to user



·

Diagram benda bebas rangka belakang

100 200 100

Gambar 3.7. Diagram benda bebas rangka belakang ·

Perhitungan : ( +)ΣMD= 0

-(R BV . 550) + RE . (cos 40o . 170) = 0 -(907,43 . 550) + RE . (0,77. 170) = 0

(↑+)ΣF V= 0

(→+)ΣFH =0

-499086,5 + R E . 115,5

=0

RE

=

RE

= 447,60 N

RDH – (RE . sin 70o)

=0

RDH – (447,60 . sin 70o)

=0

RDH

= 420,75 N

RBV + RDV - (RE . cos 70o)

=0

907,43 + R DV – (447,60 . 0,34)

=0

a:) ,5

5,5

RDV

= 1512,18 - 907,43

RDV

= 604,75 N

4. Analisa gaya pada rangka depan ·

Sketsa gambar rangka depan :

commit to user



Gambar 3.8. Sketsa rangka depan ·

Diagram benda bebas rangka depan

RE

Gambar 3.9. Diagram benda bebas rangka depan ·

Perhitungan : ( +)ΣMF = 0

(RE sin 60o) . 500 - RDV . 500

=0

(447,06 . 0,86) . 500 – (604,75 . 500) = 0 192235,8 - 302375 MF

= 302375 - 192235,8

MF (↑+)ΣFV = 0

=0

= 110139,2 N.mm o

(RE sin 60 ) - R DV - RFV

=0

384,47 - 604,75 - R FV

=0

commit to user



R FV

= 604,75 - 384,47

R FV

= 220.28 N

5. Tegangan pada rangka Bahan yang ingin dipakai untuk pembuatan rangka adalah besi profil elips St. 37 dan besi profil persegi panjang St. 37. Alasan pemilihan material besi profil elips adalah dari segi kekuatan struktur besi elips St. 37 lebih kuat dibandingan besi profil bulat St. 37 karena pembebanan terbesar dikenakan dalam arah sumbu vertikal dan sebagian besar beban didominasi oleh benan geser dan lengkung. Sedangkan pemilihan besi profil persegi panjang St. 37 hanya dipengaruhi dari bentuk penampang yang digunakan sebagai dudukan box baterai nantinya. ·

Tegangan pada besi profil elips St. 37 a. Dimensi penampang bahan = 70 x 45 x 1,5 mm b. Momen inersia ( I ) I = (b a3 - b1 a13)

= 0,78 .(22,5 . 353 – 21 . 33,53) = 0,78 .(175184,63) = 137590,01 mm4 (Khrumi dan Gupta, 2005)

c. Jarak titik berat y = a = 22,5 mm d. Beban maksimum ( Mmax) = 238199,06 N.mm e. Tegangan tarik maksimum (fmax) = 370 N/mm 2. (Khrumi dan Gupta, 2005) f. Faktor keamanan (Sf ) = 4 Pengunaan angka 4 pada faktor keamanan dikarenakan karena bahan yang digunakan sudah diketahui dan pada kondisi lingkungan beban dan tegangan dapat ditentukan dengan mudah. g. Tegangan tarik ijin (fci )

commit to user



fci =

x

ga = 92,5 N/mm2

=

h. Tegangan lengkung pada rangka yang disebabkan tarikan (f c)

fc =

=

a

x.

(

,b . bb,5

g5 ,a a

= 18,01 N/mm 2

Jadi karena fci > fc maka pemilihan material rangka dengan bahan profil elips St. 37 dengan dimensi 70 mm x 45 mm x 1,5 mm aman untuk menahan beban. ·

Tegangan pada besi profil persegi panjang St. 37 a. Dimensi penampang bahan = 40 x 20 x 2 mm b. Momen inersia ( I ) I

= =

b

(20 .403 )− (16 .363 ) 12

= 44458,66 mm4 (Frick, 1979) c. Jarak titik berat j y= b y=

ba b

y = 10 mm d. Beban maksimum ( Mmax) = 110139,2 N.mm e. Tegangan tarik maksimum (fmax) = 370 N/mm2 f. Faktor keamanan (Sf ) = 4 g. Tegangan tarik ijin (fci )

commit to user



fci = =

x

ga = 92,5 N/mm 2

h. Tegangan lengkung pada rangka yang disebabkan tarikan (f c)

fc = =

x

(

b : ,a)

00 a

5:,))

= 53,57 N/mm2

Jadi karena fci > f c maka pemilihan material rangka dengan bahan profil persegi panjang St. 37 dengan dimensi 40 mm x 20 mm x 2 mm aman untuk menahan beban. III.3. Perencanaan Pengelasan Pada pengelasan rangka sepeda listrik, elektroda yang akan digunakan yaitu jenis E 6013. Diketahui: P = 1500 N ( diasumsikan dari massa pengendara) e

= 300 mm

a

= 35 mm

b = 22.5 mm = 370 N/mm 2

Gambar 3.10. Sistem pengelasan pada rangka

commit to user



1. Menghitung tegangan geser ijin ( j ) 1/2 .

j =

j

= :5

j (

/00

= 46,25 N/mm b

2. Menghitung tegangan geser yang terjadi pada sambungan las = =

P A

1500 N

kell elips . t

1500 N = [1/2 π ( a + b)] . t

= =

1500 N

[ 1/2 (35 + 22,5)] . t 1500 N

(90,275 .

= (16,6 ) 00

3. Menghitung tegangan lentur (

)N/mm

)

a. Momen lentur M =P.e = 1500 N . 50 mm = 45000 N.mm b. Section modulus (Z) Z = =

. [(⁄b) . (j

)

, . [(⁄b) . ( 5 bb,5)

b5 5, . =

=648,85 . t mm 2 c. Jadi, tegangan lenturnya (

):

commit to user



= =

5aaa

.00

():,:5 . ) 00

= (69,35 ⁄ ) N/mm

4. Tegangan geser maksimum untuk mencari t (tebal rigi lasan) dari tegangan lengkung =

j

46,25 N/mmb = 46,25 N/mmb =

b

b

+ 4

b

(69,35

)b N/mm + (4 x 16,6 )b N/mm

(69,35

)b N/mm + ( 66,5 )b N/mm

b b

46,25 N/mmb = (135,95 )N/mm b

= ( 67,97 46,25)N/mm

t t

= 1,5 mm

5. Mencari lebar rigi lasan

Gambar 3.11. Penampang lasan s=

1,5b + 1,5b

= 2,12 mm

Jadi lebar rigi yang akan digunakan untuk pengelasan rangka sepeda listrik sebesar 2,12 mm.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

IV.1. Diagram Alir proses Pembuatan Alat Proses pembuatanan alat ini meliputi beberapa tahapan yang tersusun dalam diagram alir berikut : Proses pembuatan Sepeda Listrik

Proses Pemotongan Bahan

Proses Pembentukan Bahan

Proses Pengelasan

Proses Penggerindaan

Proses pengecatan

Proses perakitan Gambar 4.1. Diagram alir.

commit28to user



IV.2. Gambar Sepeda Listrik Gambar dari sepeda listrik dapat dilihat sebagaimana pada gambar 4.2 14 13

8

11

7 1

3 9

6 2

4

10

12

5

Gambar 4.2. Sepeda Listrik Keterangan : 1. Tabung kepala (Head tube)

8. Dudukan sadel (Seat post)

2. Suspensi depan (Suspension fork)

9. Dudukan suspesi belakang (pivots)

3. Dudukan piringan cakram

10. Suspensi belakang (Rear shock)

4. Tabung bawah (Down tube)

11. Tabung atas (Tob tube) Tabung

5. Bottom bracket

12. Dudukan (Seat tube)

6. Pedal (Crank)

13. Batang pengungkit (stem)

7. Lengan ayun (swing arm).

14. Tempat baterai

commit to user



IV.2. Alat dan Bahan Dalam pembuatan sepeda listrik diperlukan alat dan bahan dalam proses pengerjaannya. Berikut adalah alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan sepeda listrik: IV.2.1. Alat yang digunakan Berikut adalah alat-alat yang digunakan, meliputi: 1. Gergaji manual

12. Mesin las listrik satu set

2. Gerinda tangan

13. Elektroda jenis E 6013

3. Kikir

14. Kaca mat alas

4. Palu besi

15. Kompressor

5. Palu karet

16. Sprayer

6. Penyiku

17. Amplas

7. Penggaris

18. Penitik

8. Penggores

19. Mesin bor dan mata bornya

9. Busur

20. Mesin press hidrolik

10. Kunci pas dan ring satu set

21. Mesin bubut.

11. Kunci L satu set IV.2.2. Bahan yang digunakan Berikut adalah bahan-bahan yang digunakan, meliputi: 1. Besi pipa bulat ukuran

7. Head tube ukuran Ø 35 mm

Ø 2 inchi tebal 2 mm

panjang 110 mm

2. Besi pipa persegi panjang ukuran

8. Seat post ukuran Ø 29 mm, panjang 150 mm

4 cm x 2 cm tebal 2 mm 3. Besi pipa bulat ukuran Ø 1 inchi

9. Plat ukuran tebal 5 mm

4. Bottom bracket ukuran Ø 40 mm,

10. Plat ukuran tebal 2,5 mm

panjang 70 mm

11. Plat ukuran tebal 1 mm

5. Batang stabilizer ukuran Ø 30 mm

12. Besi pejal ukuran Ø 1 inchi

6. Seat tube ukuran Ø 30 mm

13. Elektroda ukuran Ø 26 mm

panjang 140 mm

14. Dempul dan hardener

commit to user



15. E-poxy

26. Cakram satu set

16. Cat warna

27. Handle rem satu set

17. Cat Clear

28. Ban dalam dan luar satu set

18. Pedal (crank)

29. Hub (bos)

19. Gear depan dan belakang

30. Hanger rantai.

20. Rantai

31. Peleg satu set dan ruji

21. Sadel

32. Kit

22. Setang

33. Controller

23. Batang pengungkit (Steam)

34. Grip gas

24. Come steer

35. Battery lithium

25. Suspensi depan dan belakang

36. Kabel dan soket secukupnya.

IV.3 Pemotongan Bahan Proses pemotongan bahan menggunakan gergaji tangan dan untuk menepatkan ukuran menggunakan gerinda tangan. Adapun pengerjaannya yaitu: ·

Rangka bagian depan pengerjaannya meliputi: 1. Pemotongan besi pipa Ø 2 inchi tebal 1,5 dengan ukuran sebagai berikut: a. Panjang 650 mm sebanyak 1 buah, b. Panjang 500 mm sebanyak 1 buah c. Panjang 250 mm sebanyak 1 buah.

Gambar 4.3. Potongan besi pipa ukuran Ø 2 inchi

commit to user



Gambar 4.3. Lanjutan 2. Pemotongan besi plat 2,5 mm dengan ukuran sebagai berikut a. Panjang 190 mm lebar 60 mm sebanyak 2 buah b. Panjang 70 mm dan lebar 30 mm sebanyak 1 buah.

Gambar 4.4. Potongan besi plat ukuran 2,5 mm 3. Memotong besi pejal ukuran Ø 1 inchi dengan panjang 70 mm.

commit to user



Gambar 4.5. Potongan besi pejal ·

Rangka bagian belakang (swing arm) dan tempat baterai pengerjaannya meliputi: 1. Pemotongan besi pipa persegi panjang ukuran 4 cm x 2 cm tebal 2 mm dengan ukuran sebagai berikut : a. panjang 500 mm sebanyak 2 buah b. panjang 170 cm sebanyak 4 buah.

Gambar 4.6. Potongan besi pipa kotak

commit to user



2. Memotong besi pipa ukuran Ø 1 inchi tebal 2 mm dengan panjang 70 mm sebanyak 1 buah.

Gambar 4.7. Potongan besi pipa ukuran Ø 1 inchi 3. Pemotongan besi plat 5 mm dengan ukuran sebagai berikut : a. Panjang 30 mm lebar 20 mm sebanyak 2 buah, b. Panjang 30 mm lebar 30 mm sebanyak 1 buah, c. Panjang 40 mm lebar 40 mm sebanyak 2 buah, d. Panjang 40 mm lebar 20 mm sebanyak 2 buah , e. Panjang 50 mm lebar 40 mm sebanyak 2 buah, f. Panjang 100 mm lebar 70 mm sebanyak 2 buah g. Panjang 70 mm lebar 20 mm sebanyak 1 buah.

Gambar 4.8. Potongan besi plat ukuran 5 mm

commit to user



Gambar 4.8. Lanjutan 4. Memotong besi plat 1 mm dengan ukuran sebagai berikut : a. panjang 250 mm lebar 120 mm sebanyak 2 buah b. panjang 530 mm lebar 180 mm sebanyak 1buah. fungsi dari pemotongan bahan a dan b sebagai bagian badan tempat baterai. c. besi plat 1mm dengan panjang 200 mm lebar 170 mm sebanyak 1 buah yang berfunsi sebagai tutup tempat baterai (box).

Gambar 4.9. Potongan besi plat 1 mm IV.4. Pembentukan Bahan Proses pembentukan bahan dilakukan dengan tujuan mencapai bentuk material yang diinginkan. Adapun proses pembentukannya sebagai berikut:

commit to user



1. Mengepres pipa ukuran Ø 2 inchi tebal 1,5 mm menjadi elips dan lebar menjadi 45 mm, tinggi 70 mm dengan mesin press hidrolik.

Gambar 4.10. Proses pengepresan besi pipa ukuran Ø 2 inchi

Gambar 4.11. Hasil pengepresan besi pipa ukuran Ø 2 inchi 2. Pembentukan besi plat 2,5 mm antara lain: a. Membentuk besi plat 2,5 mm panjang 190 mm, lebar 60 mm sebanyak 2 buah dengan menggunakan gerinda tangan dan kikir untuk merapikannya dan mengebor dengan mesin bor dan mata bor Ø 5 mm sebanyak 3 lubang dan mata bor Ø 20 mm kemudian membentuknya menjadi profil slot pada bagian permukaan luasnya. b. Membentuk besi plat 2,5 mm panjang 70 mm lebar 30 mm sesuai bentuk yang diinginkan yaitu membuat cekung bagian tengah plat dengan palu besi.

commit to user



Gambar 4.12.Hasil pembentukan plat ukuran 2,5 mm 3. Pembentukan besi pipa elips ukuran 70 mm x 45 mm x 1,5 mm antara lain : a. membentuk besi pipa pipa elips ukuran 70 mm x 45 mm x 1,5 mm panjang 650 mm dengan menggerinda bagian ujung-ujungnya dan merapikannya degan kikir, kemudian mengebor dengan mesin bor dan mata bor Ø 1 inchi pada bagian permukaan luasnya dengan jarak 220 mm dari ujung benda kerja. Pembentukan ini untuk membuat bagian rangka yaitu dwon tube.

Gambar 4.13. Hasil pembentukan down tube

commit to user



b. Menbentuk besi pipa elips ukuran 70 mm x 45 mm x 1,5 mm panjang 500 mm dengan menggerinda bagian ujung-ujungnya dan merapikannya degan kikir. Pembentukan ini untuk membuat bagian rangka yaitu top tube.

Gambar 4.14. Hasil pembentukan top tube c. Menbentuk besi pipa pipa elips ukuran 70 mm x 45 mm x 1,5 mm panjang 250 mm dengan cara memotong ujung-ujung dari benda dengan sudut 25o dari titik pusat pemotongan. Pembentukan ini untuk membuat penguat rangka bagian depan.

Gambar 4.15. Hasil pembentukan penguat rangka bagian depan

commit to user



4. Pembentukan besi pipa persegi panjang ukuran 4 cm x 2 cm tebal 2 mm antara lain : a. Membentuk besi pipa persegi panjang ukuran 4 cm x 2 cm tebal 2 mm panjang 500 mm sebanyak 2 buah dan panjang 170 mm sebanyak 2 buah, kemudian membentuk sudut 25o pada masing-masing salah satu ujung benda kerja yang sudah dipotong dengan menggunakan gergaji dan merapikannya dengan gerinda tangan. Pembentukan ini untuk membuat kaki-kaki dari swing arm yaitu bagian depan dan belakang.

5000

4750

Gambar 4.16. Hasil pembentukan kaki swing arm bagian depan

Gambar 4.17. Hasil pembentukan kaki swing arm bagian belakang

commit to user



b. Membentuk besi pipa persegi panjang ukuran 4 cm x 2 cm tebal 2 mm panjang 170 mm sebanyak 2 buah menjadi segitiga sama kaki dengan sudut 130o yang berfungsi sebagai penguat rangka bagian belakang.

Gambar 4.18. Hasil pembentukan penguat rangka bagian belakang 5. Pembentukan besi plat 5 mm untuk rangka belakang pengerjaannya antara lain : a. Membentuk besi plat 5 panjang 30 mm lebar 20 mm sebanyak 2 buah dengan cara menggerinda pada bagian salah satu ujungnya hingga berbentuk menjadi radius 10 mm. b. Membentuk besi plat 5 mm panjang 40 mm lebar 40 mm sebanyak 2 buah dengan cara menggerinda pada bagian salah satu ujungnya dan mengebor pada permukaan luasnya dengan mesin bor dan mata bor Ø 1 inchi. c. Membentuk besi plat 5 mm panjang 100 mm lebar 70 mm sebanyak 2 buah dengan cara menggerinda pada bagian salah satu ujungnya dan mengebor pada permukaan luasnya dengan mesin bor dan mata bor Ø 5 mm yang berfungsi sebagai tempat dudukan hanger rantai . d. Membentuk besi plat 5 mm panjang 70 mm lebar 20 mm sebanyak 1 buah dengan cara menggerinda pada bagian tengah tebalnya dibentuk menjadi radius 20 mm dan mengebor pada permukaan luasnya dengan mesin bor dan mata bor Ø 5 mm, fungsi pembentukan ini sebagai dudukan rumah piringan cakram.

commit to user



Dudukan as bagian kiri

Dudukan as bagian kanan

Gambar 4.19. Hasil pembentukan plat ukuran 2,5 mm 6. Membubut besi pejal ukuran Ø 1 inchi panjang 70 mm dengan mesin bubut menjadi Ø 25 mm panjang 60 mm dan mengebornya dengan mata bor Ø 20 mm sampai tembus, kemudian menchamper bagian dalam dari benda kerja

commit to user



dengan sudut 45o. fungsi dari pembubutan ini adalah membuat engsel sambungan untuk rangka bagian depan dan belakang.

Gambar 4.20. Proses pembentukan besi pejal

Gambar 4.21. Hasil proses pembentukan besi pejal 7. Pembentukan besi plat 1 mm sebagai bahan pembuatan box, pengerjaannya antara lain: a. Membentuk besi plat 1 mm ukuran panjang 530 mm lebar 180 mm sebanyak 1 buah denagan cara alat tekuk (bending) yaitu dengan cara menandai bagian yang akan ditekuk melalui penggores dan proses pembentukan ini berfungsi sebagai bagian badan tempat baterai (box).

commit to user



Gambar 4.22. Hasil proses pembentukan bagian badan box baterai b. Membentuk besi plat 1 mm ukuran panjang 200 mm lebar 170 mm sebanyak 1 buah dengan mengunakan landasan gunting plat, pada ragum, dan palu karet yaitu dengan cara menandai terlebih dahulu bagian yang akan digunting dengan penggores, setelah ditandai kemudian dilakukan proses pengguntingan plat, lalu plat ditekuk dengan palu karet membentuk sudut 90o, fungsi dari pembentukan ini adalah sebagai tutup box.

Gambar 4.23. Hasil pembentukan bagian tutup box IV.5. PENGELASAN Proses pengelasan menggunakan las listrik dengan menggunakan elektroda jenis E 6013. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut; ·

Pengelasan rangka bagian depan meluputi:

commit to user



1. Menyiapkan alat pengelasan beserta elektrodanya. 2. Mengatur arus dan tegangan listrik yang dibutuhkan. 3. Menyiapkan benda kerja yang akan dilas. 4. Melakukan pengelasan dengan menggunakan kaca mat alas (topeng las). 5. Mengelas rangka bagian depan yaitu down tube dengan top tube, jarak pengelasan 200 mm dari ujung depan down tube dan pengelasannya bersudut 120o.

Gambar 4.24. Hasil pengelasan down tube dengan top tube 6. Mengelas penguat rangka depan dengan down tube dengan top tube yang sudah dilas.

Gambar 4.25. Hasil pengelasan penguat rangka bagian depan 7. Mengelas head tube dengan besi pipa elips yang sudah dilas Pada bagian ujung depan.

commit to user



Gambar 4.26. Hasil pengelasan head tube 8. Mengelas seat tube dengan besi pipa elips yang sudah dilas pada bagian ujung belakang atas.

Gambar 4.27. Hasil pengelasan seat tube 9. Mengelas bottom bracket dan batang stabilizer dengan ujung belakang bawah besi pipa pipih yang sudah dilas.

Gambar 4.28. Hasil pengelasan bottom bracket dan batang stabilizer

commit to user



10. Mengelas besi plat ukuran 5mm panjang 190 mm, lebar 50 mm sebanyak 2 buah dengan besi plat ukuran 5 mm panjang 70 mm, lebar 50 mm sebanyak 1 buah yang sudah dibentuk, kemudian mengelasnya menjadi profil U yang berfungsi sebagai penguat rangka dan dudukan rear shock. Kemudian mengelasnya pada bagian rangka depan yang berfungsi sebagai penguat rangka depan.

Gambar 4.29. Hasil pengelasan dudukan rear shock bagian depan 11. Mengelas engsel Ø 25 mm dengan bagian rangka yang sudah dibor Ø 1 inchi.

Gambar 4.30. Hasil pengelasan engsel ·

Pengelasan rangka bagian belakang (swing arm) dan tempat baterai meluputi: 1. Mengelas besi pipa persegi panjang ukuran 4 cm x 2 cm panjang 550 mm sebanyak 2 buah dengan besi pipa kotak ukuran 4 cm x 2 cm panjang 170 mm sebanyak 2 buah. Pengelasan dilakukan dengan sudut 135o dan dilakukan 2 kali.

commit to user



Gambar 4.31. Hasil pengelasan kaki swing arm 2. Mengelas besi pipa persegi panjang ukuran 4 cm x 2 cm panjang 170 mm sebanyak 2 buah yang sudah dibentuk segitiga sama kaki dengan bagian yang sudah dilas tadi yang berfungsi sebagai penguat. Pengelasan dilakukan sebanyak 2 kali.

Gambar 4.32. Hasil pengelasan penguat rangka bagian belakang 3. Mengelas besi plat 5 mm panjang 20 mm lebar 30 mm sebanyak 2 buah yang sudah dibentuk dengan besi pipa bulat ukuran Ø 1 inchi panjang 70 mm sebanyak 1 buah pada baagian tengah permukaan selimut besi pipa bulat. yang berfungsi sebagai dudukan rear shock

Gambar 4.33. Hasil pengelasan dudukan rear shock bagian belakang

commit to user



5. Mengelas dudukan suspensi belakang dengan besi pipa kotak ukuran 4 cm x 2 cm yang sudah dibentuk tadi sebanyak 2 buah.

Gambar 4.34. Hasil pengelasan dudukan rear shock bagian belakang dengan kaki swing arm 6. Mengelas besi plat 5 mm panjang 40 mm lebar 40 mm sebanyak 2 buah yang sudah dibentuk radius ujungnya dan dibor Ø 1 inchi dengan besi plat 5 mm panjang 40 mm lebar 20 mm sebanyak 2 buah dibuat profil siku. Setelah selesai kemudian mengelas profil siku tadi dengan ujung depan besi pipa kotak ukuran 4 cmx 2 cm yang sudah dilas tadi. Pengelasan dilakukan sebanyak 2 kali.

Gambar 4.35. Hasil pengelasan profil siku

Gambar 4.36. Hasil pengelasan profil siku dengan kaki swing arm

commit to user



7. Mengelas besi plat 5 mm panjang 100 mm lebar 50 mm sebanyak 2 buah yang sudah dibentuk dengan besi pipa kotak ukuran 4 cm x 2 cm yang sudah dilas tadi pada bagian belakang bawah, yang berfungsi sebagai dudukan as roda.

Gambar 4.37. Hasil pengelasan swing arm 8. Mengelas besi plat 5 mm panjang 70 mm lebar 20 mm sebanyak 1 buah yang sudah dibentuk dengan besi plat 5 mm panjang 100 mm lebar 50 mm yang sudah dilas disalah satu bagian, yaitu bagian kiri pada plat atau kaki swing arm bagian kiri yang berfungsi sebagai dudukan rumah cakram.

Gambar 4.38. Hasil pengelasan dudukan rumah cakram 9. Mengelas besi plat 1 mm ukuran panjang 530 mm lebar 180 mm sebanyak 1buah yang sudah dibentuk denagan besi plat 1 mm dengan panjang 250 mm lebar 120 mm sebanyak 2 buah proses pengelasan ini berfungsi sebagai bagian box yaitu badan.

commit to user



Gambar 4.39. Proses pengelasan badan box baterai

Gambar 4.40. Hasil pengelasan badan box baterai 10. Mengelas besi plat 1mm ukuran panjang 200 mm lebar 170 mm sebanyak 1 buah yang sudah dibentuk pada ujung-ujungnya dan membuat lubang dengan las pada bagian atas permukaan plat, fungsi dari pembuatan lubang ini adalah sebagai tempat pengunci. Lalu pengunci dilas pada bagian plas yang sudah dilubangi tadi. Proses pengelasan ini berfungsi sebagai tutup box

Gambar 4.41. Hasil pengelasan tutup box baterai 11. Menggabungkan badan tempat baterai dengan tutupnya dengan menggunakan engsel yang dilas diantara dua bagian benda yang digabung.

commit to user



Gambar 4.42. Hasil pengelasan box baterai 12. Melakukan pengeboran pada swing arm dan box yang sudah dilas dengan mesin bor dan mata bor M 10. Proses pengeboran dilakukan untuk memasukan baut sebagai penguat box saat ditempatkan di swing arm nantinya. IV.6. Proses Pengecatan Pengecatan dilakukan untuk melindungi rangka dari korosi. Adapun langkah-langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu sebagai berikut : 1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan gerinda yang bertujuan menghaluskan bagian rangka dari sisa-sisa terak setelah proses pengelasan 2. Mengamril rangka dengan amplas dan yang diberi air. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan dalam benarbenar bersih dari korosi.

Gambar 4.43. Proses pengamplasan rangka

commit to user



3. Melakukan pendempulan pada bagian-bagian yang berlubang dan yang tidak rata. 4. Melakukan pengamplasan kembali pada bagian yang di dempul agar permukaan benda kerja menjadi rata. 5. Membersihkan seluruh bagian permukaan benda kerja sebelum diberi cat dasar. 6. Memberikan cat dasar (e-poxy) ke seluruh bagian yang akan dicat.

Gambar 4.44. Hasil pengecatan e-poxy 7. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar sampai benarbenar halus dan rata.

Gambar 4.45. Proses pengamplasan finishing 8. Melakukan pengecatan warna.

commit to user



Gambar 4.46. Proses pengecatan warna 9. Melakukan pengecatan clear.

Gambar 4.47. Proses pengecatan clear IV.7. Proses Perakitan Adapun proses perakitannya adalah sebagai berikut: 1. Merakit frame depan dengan swing arm dan juga suspensi depan, serta batang pengungkitnya (stem).

Gambar 4.48. Perakitan rangka depan dan belakang

commit to user



2. Memasang suspensi belakang sebagai penopang frame.

Gambar 4.49. Pemasangan suspensi belakang 3. Memasang roda bagian belakang, sistem rem, gear belakang, box dan standar.

Gambar 4.50. Perakitan bagian belakang 4. Memasang sistem rem dan roda bagian depan.

Gambar 4.51. Perakitan roda bagian depan

commit to user



5. Memasang pengayuh dan rantai.

Gambar 4.52. Pemasangan pengayuh 6. Memasang setang / kemudi, handle rem, kabel rem, grip gas, hand pad, kontak.

Gambar 4.53. Pemasangan kemudi 7. Memasang sadel

Gambar 4.54. Pemasangan sadel

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

V.1. Kesimpulan Setelah menyelesaikan Proyek Akhir dengan judul “Perancangan dan Pembuatan Sepeda Listrik (Rangka)” dapat disimpulkan: 1. Desain rangka sepeda listrik adalah penggabungan dari jenis rangka sepeda jalanan dan rangka sepeda gunung. Ukuran rangka mengadopsi desain sepeda jalanan dan bentuk rangka mengadopsi dari rangka sepeda gunung. 2. Dari perencanaan perhitungan kekuatan rangka, didapat beban maksimum yang diterima rangka sebesar 238199,06 N.mm, tegangan tarik ijin sebesar 92,5 N/mm2 dan tegangan lengkung maksimum yang disebabkan tarikan adalah sebesar 18,01 N/mm2 untuk bahan besi pipa elips St. 37 dan 53,57 N/mm2 untuk bahan besi pipa kotak St. 37, maka bahan aman digunakan. 3. Dari perencanaan perhitungan kekuatan las, didapatkan untuk penggunaan lebar rigi las adalah sebesar 2,12 mm. V.2. Saran Dengan mempertimbangkan hal-hal tersebut di atas, maka dapat diberikan beberapa saran anatara lain sebagai berikut: 1. Komponen-komponen sepeda listrik yang terpasang dirangka hendaknya gunakan alat yang tepat untuk membongkar atau memasangnya kembali. 2. Pengecatan pada waktu yang akan datang sebaiknya dilakukan pada tempat yang bebas dari debu dan terhindar dari tiupan udara yang kencang agar hasil pengecatan maksimal. 3. Pengembangan

terhadap

sepeda

listrik

ini

menyempurnakan produk yang telah ada saat ini.

commit 56 to user

perlu

dilakukan

untuk

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SEPEDA LISTRIK (RANGKA)

Recommend Documents