ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN MATERIAL DAN PEMBUATAN PROTOTIPE

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Besar arus dan diameter ........................................................................18 Tabel 2.3 Kecepatan potong dan kecepatan pemakanan .......................................19 Tabel 4.1 Biaya .....................................................................................................63

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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 23-072012, 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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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, modelmodel 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-diproduksimasal-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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

balok ini memiliki keempat reaksi yang tidak diketahui, yaitu dua dimasingmasing 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 dimasingmasing 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(-)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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 M=

.

.......................................(4) -

.

......................................(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)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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)

commit to user


digilib.uns.ac.id

Perhitungan tegangan maksimum pada bidang permukaan yang dikenai gaya (bidang x,y) dapat dihitung menggunakan rumus (Deutschman.dkk., 1987) : ≥( dimana

2

+4.

2 1/2

)

.......................................(6)

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)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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) :

v =

π . D o .n 1000

………………………….(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).

commit to user


digilib.uns.ac.id

3. Jumlah langkah pemakanan Pembubutan memanjang (Fretz, 1978) :

Do − d

i =

f

2t

.......................................(8)

Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) :

L − l t

i =

.......................................(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) :

Tm =

L .i

.....................................(10)

S r .n

Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) :

Tm =

r .i

.......................................(11)

S r .n

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.1 Besar aruss dalam amppere dan diam meter (scharkkus dan jutz, 1996)

Keteranggan : a. E meenyatakan ellektroda b. Dua angka setellah E (misaalnya 60 ataau 70) menyyatakan keku uatan tarik m ribuan denggan lb/inchi2. defossit las dalam c. Angkka ketiga settelah E menyyatakan posiisi pengelasaan, yaitu : -

A Angka (1) menyatakan m p pengelasan dengan segalaa posisi.

-

A Angka (2) menyatakan m p pengelasan posisi datar ddan bawah taangan.

d. Angkka keempat setelah E m menyatakan jenis selapuut dan jenis arus yang coco ok dipakai unntuk pengelaasan. 2 2.3.3 Prosses Permesin nan Mesin B Bor Mesiin bor meruppakan suatuu jenis mesin n dengan gerrak utama berputarnya b a potong pada kedud alat dukan spindeel dengan arrah pemakannan alat pottong hanya p pada sumbu spindel mesin terssebut (penggerjaan peluubangan). Sedangkan adalah operrasi menghasilkan luban P Pengeboran ng berbentukk lingkaran pada p benda k kerja dengann menggunaakan pemotoong berputaar yang diseebut bor dann memiliki f fungsi untukk membuat lubang, l mem mbuat lubangg bertingkat,, membesarkkan lubang, c chamfer. a Bagian–B a. Bagian Messin Bor Mesiin bor yang digunakan pada pembuuatan electriic two-wheeled vehicle a adalah mesinn bor meja. Mesin bor m meja adalahh mesin bor yang diletak kkan diatas m meja. Mesin n ini digunak kan untuk m membuat lubbang benda kerja dengaan diameter k kecil (terbattas sampai dengan d diam meter 16 mm m). Prinsip kerja mesinn bor meja

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

,

Total waktu perngerjaan = ( Tm . i ) + TS + TU

.......................................(12) .......................................(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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERENCANAAN PROSES KERJA

3.1 Flow Chart

Sketsa prototype

Gambar 3.1 Perencanaan alur kerja

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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 23-072012, 2:22 PM)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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/mesinpenitik-189430, diakses 23-07-2012, 3:22 PM)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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/mesinscriber-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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PEM MBUATAN N DAN PE EMBAHAS SAN 4 4.1

Sisteem Mekaniss Electtric Two Wh heeled Vehiccle adalah kendaraan k rooda dua den ngan posisi

r roda sejajarr dan terletaak pada satuu sumbu ro oda, yang ddigerakkan oleh o motor ( (brushless) dan sumberr tenaganya dari sebuah h batery lithhium yang dapat diisi u ulang sehinggga tidak menggunakan m n bahan bakaar minyak. B Berikut adallah gambar d Electricc Two Wheelled Vehicle ddan nama koomponen-kom dari mponennya:

Gambar G 4.1 Nama N komponen Electriic Two Wheeeled Vehicle a Roda (W a. Wheel) Rodaa adalah bag gian penting dalam kenndaraan ini, selain memiiliki fungsi s sebagai pengggerak jug ga sebagai teempat dimanna rangka ddalam bertum mpu. Peran r roda bagian dalam dan yang y luar addalah untuk menyediakan m n kontak gerrakan putar a antara rangk ka yang baggian dalam dan sistem pengarah Electric E Two Wheeled Vehicle dan sebagai ponndasi pendukkungan bebaan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

5.

Melapisi roda dengan karet ban sepeda dengan cara mengelem dan mengeling ban tersebut ke roda.

Dikeling 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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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 kabelkabel). 9. Memasang komponen pengereman (handle rem, kabel rem, cakram dan kaliper).

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

di sini dengan menyederhanakan beban langsung yang diterima oleh rangka dengan mengamati simetri pada koordinat x,z.

z

x 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(-)

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user

.


digilib.uns.ac.id

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 :

commit to user


digilib.uns.ac.id

.

=

.

= /

=

.

. .

.

=

.

.

.

. .

.

.

.

.

.

.

=

.

.

.

.

.

.

=

.

= 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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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 : ≥ (

)1/2

+4.

≥ ((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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

Ray = 526,61 N

Fby = 648,5 N

Rcy = 121,59 N

Rcv = 992,52 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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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: =

.

commit to user


digilib.uns.ac.id

=

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id


Tm = = =

. , . , ,

= 0,6 menit x 8 = 4,8 menit


Tm = =

. , . ,

.

= 0,92 menit x 8 = 7,44 menit

=


Tm = = =

. , . , ,

.

= 0,92 menit x 8 = 7,2 menit


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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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


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

commit to user


digilib.uns.ac.id


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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

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 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Nama Barang Almunium 2'' Amplas duco As 10x150 Ban dalam bekas Ban Sepeda Bearing NTN 6000 Bor Diameter 4mm Bordes almunium Bush arm Cat Altec kuning Cat Altec merah Dempul Elektroda las 2mm Epoxy Gerinda Profil

Banyak 2 10 23 7 5 12 1 3,5kg 8 set 2 1 4 1 1,5kg 1

commit to user

Harga 153.000 2000 8500 1000 24000 9500 12.000 40000 6000 23000 23000 14000 92000 42000 20000

Jumlah 306.000 20.000 195.500 7.000 120.000 114.000 12.000 140.000 48.000 46.000 23.000 56.000 92.000 63.000 20.000


digilib.uns.ac.id

16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58.

Handle rem Inverter 12v-42v Isolasi Jasa Rol pipa 2'' Jasa Rol pipa 3/4'' Jok Kabel Kabel rem Kit Motor + kontrol Las almunium Lem Aibon Lem Alteco Mur baut 3/8'' Mur baut 3/8''x6 baja Mur baut 3/8''x7,5 Mur baut M10x30mm Mur baut M12x40mm Mur baut M12x50mm Mur baut M8x70mm Nylon Paku keling Pilox Pipa almunium 5/8'' Rem cakram Reparasi Jok Resibon Gerinda Ring plat 10mm Ring Plat 12mm Ring Plat 8mm Sabuk Pengaman Shock Wildwood Skun ce Skun co Soket kosongan H1Soket kosongan H1+Soket kosongan H2Soket kosongan H2+ Soket kosongan H3Soket kosongan H3+ Stang bengkong Steel pipe 3/4 '' 2mm Steel Square 20x40 2mm Steel Square 50x50 1,8mm

2 1 1 2 5 1 4m 2 2 2 2kg 3 2 2 2 4 4 16 40 5kg 100 1 1 2set 1 1 80 24 100 1 4set 2 8 2 4 2 2 4 4 1 3 1 1

commit to user

12500 71500 4500 150000 30000 300000 4600 7500 1250000 50000 45000 5000 500 3500 3500 900 2200 2800 500 81300 100 20000 28000 42500 450000 9000 250 200 60 320000 150000 1500 1500 2000 4000 2500 2000 3500 3000 22500 67000 120000 163000

25.000 71.500 4.500 300.000 150.000 300.000 18.400 15.000 2.500.000 100.000 90.000 15.000 1.000 7.000 7.000 3.600 8.800 44.800 20.000 406.500 10.000 20.000 28.000 85.000 450.000 9.000 20.000 4.800 6.000 320.000 600.000 3.000 12.000 4.000 16.000 5.000 4.000 14.000 12.000 22.500 201.000 120.000 163.000


digilib.uns.ac.id

59. Stem GEKO 60. Strip plat 61. Tiner ND Total

1 7kg 3L

commit to user

50000 12000 15000

50.000 84.000 45.000 Rp. 7.658.900


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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.

commit to user


digilib.uns.ac.id

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-diproduksimasal-189430

commit to user


digilib.uns.ac.id

LAMPIRAN

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user

ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN MATERIAL DAN PEMBUATAN PROTOTIPE

Recommend Documents