PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN SISTEM TRANSMISI RODA GIGI ( Design and Manufacture of Transmition Gear Model ) perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin
Disusun oleh:
DETA DWI PRASETYO I 8 1 0 7 0 11
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010
commit to user
HALAMAN PERSEMBAHAN
Sebuah hasil karya yang kami
buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang ingin ku-
persembahkan kepada: perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 1. Allah SWT, karena dengan rahmad serta hidayah-Nya saya dapat melaksanakan `Tugas
Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini dengan lancar. 2. Orang Tua yang aku sayangi dan cintai yang telah memberi dorongan moril maupun materil serta semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesikan tugas akhir ini. 3. Kakak dan ade`-ade`ku yang aku sayangi, ayo kejar terus cita-citamu. 4. D III Produksi dan Otomotif angkatan 07’ yang masih tertinggal, ayo semangat kang !!! perjunganmu belum berakhir.
v
commit to user
HALAMAN MOTTO ·
Hidup adalah perjuangan dan perjuangan butuh pengorbanan maka
berjuanglah sekuat tenaga unuk mendapatkan yang kamu cita-citakan perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id · Dimana ada kemauan disitu pasti ada jalan ·
Sebesar-besar keuntungan di dunia adalah menyibukkan dirimu setiap waktu pada aktivitas yang akan memberikan manfaat paling banyak di hari hari akhir. Menyia-nyiakan waktu lebih berbahaya daripada kematian, karena menyia-nyiakan waktu dapat memutusmu dari Allah SWT dan hari akhir, sedangkan kematian memutusmu dari dunia dan penghuninya (Ibnu Qayim Al-Jauziyah)
iv
commit to user
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ....................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii HALAMAN MOTTO ..................................................................................
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................
v
ABSTRAKSI ...............................................................................................
vi
KATA PENGANTAR .................................................................................
vii
DAFTAR ISI ................................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xii
DAFTAR NOTASI ......................................................................................
xiii
BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................
1
1.1. Latar Belakang .....................................................................
1
1.2. Perumusan Masalah .............................................................
1
1.3. Batasan masalah ....................................................................
1
1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................
2
1.5. Manfaat Proyek Akhir ..........................................................
2
1.6. Kerangka Pemikiran ..............................................................
2
1.7. Waktu dan Pelaksanaan ........................................................
4
1.8. Sistematika Penulisan ..........................................................
5
BAB II DASAR TEORI ............................................................................
6
2.1. Dasar Transmisi Roda Gigi ..................................................
6
2.1.1. Transmisi Daya dengan gesekan ...............................
6
2.1.2. Transmisi dengan Gerigi ...........................................
6
2.2. Roda Gigi Lurus ...................................................................
7
2.3. Bahan Roda Gigi ...................................................................
8
2.4. Bagian-bagian Roda Gigi .....................................................
8
2.5. Standar Ukuran Roda Gigi ....................................................
9
viii
commit to user
2.6. Roda Gigi Kerucut ................................................................
12
2.7. Roda Gigi Cacing .................................................................
15
2.8. Roda Gigi Helix ....................................................................
18
2.9. Poros .....................................................................................
21
2.9.1. Macam-macam Poros ............................................... 21 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2.9.2. Hal-hal Penting Dalam Perencanaan Poros ............. 21 2.10. Oli pelumas ..........................................................................
22
2.10.1. Klasifikasi Oli Pelumas ............................................
22
2.10.2. Tingkat Kekentalan ...................................................
23
2.11. Karakter dan Kerja Pelumas .................................................
24
2.11.1. Jenis – Jenis Pelumas ..............................................
26
2.11.2. Viskositas ................................................................
28
BAB III ANALISA PERHITUNGAN ........................................................
30
3.1. Perhitungan Poros ................................................................
30
3.2. Perhitungan Poros Ulir ..........................................................
32
3.3. Perhitungan Kerangka ..........................................................
34
3.4. Tegangan Maksimum Rangka ..............................................
38
3.5. Perhitungan Las.....................................................................
40
3.6. Perhitungan dan Perencanaan Roda Gigi .............................
42
3.6.1. Roda Gigi Lurus (Spur Gear) ....................................
42
3.6.2. Roda Gigi Miring (Helix Gear) ................................
45
3.6.3. Roda Gigi Cacing (Worm Gear)................................
48
3.6.4. Roda Gigi Bevel .......................................................
51
BAB IV PROSES PEMBUATAN ALAT ..................................................
56
4.1. Pembuatan Alat ....................................................................
56
4.2. Pembuatan Meja ...................................................................
56
4.2.1. Bahan yang digunakan ..............................................
56
4.2.2. Alat yang digunakan .................................................
56
4.2.3. Langkah Pengerjaan .................................................
57
4.3. Membuat Box Roda Gigi ......................................................
58
4.4. Proses Pengecatan ................................................................
59
ix
commit to user
4.5. Perakitan ...............................................................................
59
4.6. Waktu Permesinan ................................................................
61
4.7. Estimasi Biaya ......................................................................
62
4.7.1. Perhitungan Biaya Operator .....................................
62
4.7.2. Biaya Pembuatan Alat .............................................. 62 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.8 Perawatan Mesin .................................................................. 64 BAB V KESIMPULAN ............................................................................. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
x
commit to user
66
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi ............................................................
8
Gambar 2.2 Bentuk gigi roda gigi payung .................................................... 12 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Gambar 2.3 Roda cacing dan roda gigi cacing ............................................. 16 Gambar 2.4 Roda gigi helix ..........................................................................
18
Gambar 2.5 Pasak Benam Persegi ...............................................................
24
Gambar 2.6 Bearing thrust dan radial ..........................................................
28
Gambar 3.1 Lay out rangkaian komponen transmisi gear ............................
30
Gambar 3.2 Beban pada rangka ....................................................................
34
Gambar 3.3 Reaksi penumpu ........................................................................
35
Gambar 3.4 Potongan (z-z) kanan.................................................................
35
Gambar 3.5 Potongan (y-y) kanan ................................................................
36
Gambar 3.6 Potongan (x-x) kanan ................................................................
37
Gambar 3.7 Tegangan maksimum rangka ....................................................
38
Gambar 3.8 Sambungan las ..........................................................................
40
Gambar 3.9 Roda gigi lurus ..........................................................................
42
Gambar 3.10 Roda gigi helix ........................................................................
45
Gambar 3.11 Roda Gigi Cacing ....................................................................
48
Gambar 3.12 Roda Gigi Bevel ......................................................................
51
Gambar 4.1 Alat perawatan transmisi gear ..................................................
56
Gambar 4.2 Konstruksi rangka .....................................................................
57
Gambar 4.3 Papan kayu ................................................................................
58
Gambar 4.4 Box roda gigi ............................................................................
58
xi
commit to user
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Waktu dan pelaksanaan ................................................................
4
Tabel 2.1 Dimensi pasak untuk diameter poros ........................................... 26 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 4.1 Biaya pembuatan alat ................................................................... 62
xii
commit to user
DAFTAR NOTASI
A
= Luas Penampang (mm2)
b = Lebar Muka Gigi (mm) perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
C
= Kelonggaran (mm)
Â
= Faktor Kecepatan
d
= Diameter Jarak Bagi (mm)
Â
= Faktor Keamanan
= Diameter Luar Roda Gigi = Diameter Dalam Roda Gigi = Diameter Pinion (mm) = Diameter Gear (mm) = Diameter Jarak Bagi Worm = Modulus Elastisitas Dari Pinion (N/ = Modulus Elastisitas Dari Gear (N/
) )
= Gaya Tangensial (N) h
= Tinggi Gigi (mm)
K
= Suatu Faktor Yang Tergantung Pada Faktor Bentuk Gigi
L
= Jarak Cone
M
= Momen (N.m)
m
= Modul (mm)
xiii
commit to user
Np
= Kecepatan Putar Pinion (rpm)
NG
= Kecepatan Putar Gear (rpm)
P
= Daya (HP)
Pc = Jarak Bagi Lingkaran perpustakaan.uns.ac.id T
= Torsi (N.mm)
t
= Tebal Pasak (mm)
Te
= Torsi Equivalen (N.m)
TG
= Jumlah GIgi Gear
TP
= Jumlah Gigi Pinion
TEP
= Format Gigi Pinion
TEG
= Format Gigi Gear
V
= Kecepatan (m/s)
V.R
= Rasio Kecepatan
W
= Beban Normal (N)
WD
= Beban dinamik (N)
WS
= Beban Statis (N)
WT
= Beban Tangensial (N)
WI
= Beban Tambahan (N)
X
= Jarak Antar Sumbu
YP
= Faktor GIgi Pinion
YG
= Faktor Gigi Gear
digilib.uns.ac.id
xiv
commit to user
Z
= Section Modulus
z
= Jumlah Gigi
σ
= Tegangan Tarik (N/mm2)
τ = Tegangan Geser (N/mm2) perpustakaan.uns.ac.id σC
= Tegangan Desak (N.mm2)
ƟP1
= Sudut Pitch Untuk Pinion
ƟP2
= Sudut Pitch Untuk Gear
digilib.uns.ac.id
xv
commit to user
ABSTRAKSI Deta Dwi Prasetyo, 2010 ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN SISTEM TRANSMISI RODA GIGI perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Diploma III Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Proyek Akhir ini bertujuan merencanakan dan membuat alat praktikum perawatan sistem transmisi untuk keperluan praktikum perawatan di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Metode dalam pembuatan alat ini adalah studi pustaka, perencanaan, pembuatan alat, pengujian alat dan terakhir proses finishing. Dari perancangan yang dilakukan, dihasilkan suatu alat praktikum perawatan sistem transmisi roda gigi, total biaya untuk pembuatan 1 unit alat ini adalah Rp. 6.705.900,-
commit to user
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi khususnya dunia perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id otomotif, kita dituntut untuk menguasai ilmu permesinan dengan baik. Salah satu cara untuk mempermudah dalam penguasaan permesinan terutama dalam sistem transmisi roda gigi adalah dengan membuat alat praktikum sistem transmisi. Hal ini akan lebih mudah jika dari awal kita tahu prinsip dasar dalam mentransmisikan daya baik secara teori maupun praktek oleh sebab itu kami ingin membuat sebuah alat yang nantinya akan mempermudahkan kita dalam mempelajari sistem transmisi ini. Alat praktikum perawatan sistem transmisi ini adalah suatu alat yang didesain khusus dan berfungsi untuk simulasi praktikum perawatan sistem transmisi. Alat ini tidak diproduksi secara masal tetapi dibuat secara khusus hanya untuk simulasi praktikum perawatan yang merupakan salah satu mata kuliah praktek di Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Alat ini berguna bagi para mahasiswa untuk latihan praktikum perawatan terhadap alat-alat yang masih berfungsi.
1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana merancang, membuat alat praktikum sistem transmisi roda gigi yang meliputi : 1. Cara kerja alat. 2. Pemilihan bahan dalam proses pembuatan komponen. 3. Analisa perhitungan. 4. Perkiraan perhitungan biaya. 5. Pembuatan alat.
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dalam proyek akhir ini meliputi: 1
commit to user
2
1.
Perencanaan dan pembuatan alat praktikum sistem transmisi roda gigi.
2.
Perhitungan proyek akhir ini hanya difokuskan pada perhitungan poros, rangka, kekuatan las, dan roda gigi.
perpustakaan.uns.ac.id 1.4 Tujuan Proyek Akhir
digilib.uns.ac.id
Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan membangun alat praktikum perawatan sistem transmisi yang bagus dan ekonomis sehingga bisa membantu dalam proses pembelajaran . Proyek akhir ini juga untuk memenuhi kurikulum SKS program studi DIII Teknik Mesin Produksi guna mencapai gelar Ahli Madya Teknik Mesin.
1.5 Manfaat Proyek Akhir Pelaksanaan proyek akhir ini mempunyai banyak manfaat, yaitu : 1. Secara Teoritis Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam perancangan serta pembuatan peralatan baru maupun modifikasi dari peralatan yang sudah ada. 2. Secara Praktis Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama masa perkuliahan dalam praktek nyata dan melatih ketrampilan dalam bidang perancangan, pengelasan dan permesinan.
1.6 Kerangka Pemikiran 1.6.1
Langkah-langkah dalam pembuatan alat praktikum perawatan roda gigi adalah sebagai berikut : Tahap I
: Mulai
Tahap II
: Membuat proposal
Tahap III
: Mencari data
Tahap IV
: Membuat gambar sket
Tahap V
: Membuat perhitungan
commit to user
3
Tahap VI
: Membuat gambar alat / mesin
Tahap VII
: Membuat alat
Tahap VIII : Pengujian alat Tahap IX
: Membuat laporan
1.6.2 Metode pelaksanaan perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id Mulai
Membuat proposal
Mencari data
Membuat desain
Membuat gambar mesin
Menentukan material
Membuat komponen
Membeli komponen
Perakitan
Pengujian alat
Membuat laporan Diagram 1.1 Metode Pelaksanaan
commit to user
4
1.7 Waktu Dan Pelaksanaan Proyek akhir ini diperkirakan selesai dalam waktu enam bulan, dilaksanakan di bengkel Teknik UNS dan bengkel swasta. Jadwal pelaksanaan perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
No Jenis Kegiatan
Feb.
1.
Mulai pengerjaan
2.
Membuat proposal
3.
Mencari data
4.
Membuat
Maret
April
Mei
gambar
sketsa
5.
Membuat perhitungan
6.
Membuat gambar alat
7.
Membuat alat
8.
Pengujian alat
9.
Penyusunan laporan
Tabel 1.1 Waktu dan Pelaksanaan
commit to user
Juni
Juli
5
1.8 Sistematika Penulisan Dalam penulisan laporan proyek akhir ini menggunakan sistematika atau format penulisan sebagai berikut: 1. BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini berisikan tentang latar belakang, perumusan masalah, perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id batasan masalah, tujuan proyek akhir, manfaat proyek akhir, kerangka pemikiran, waktu dan pelaksanaan, dan sistematika penulisan, 2. BAB II DASAR TEORI Dalam bab ini berisikan pembahasan mengenai konsep teori transmisi gear, motor listrik, poros, bantalan, kopling,roda gigi lurus, roda gigi heliks, roda gigi bevel, roda gigi cacing, ulir daya, rangka (statika struktur),pengelasan dan komponen pendukung mesin yang lain. 3. BAB III PERHITUNGAN DAN ANALISA DATA Dalam bab ini berisikan pembahasan mengenai perencanaan poros, perencanaan roda gigi, perencanaan bantalan, perencanaan kekuatan rangka, perencanaan pengelasan, perencanaan ulir daya dan bantalan. 4. BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PERAWATAN MESIN Dalam bab ini akan dikupas secara mendetail tentang alur dan langkahlangkah pembuatan dan perawatan terhadap mesin agar kemungkinan terjadi kerusakan mesin dapat diminimalisasi sedini mungkin. 5. BAB V PENUTUP Dalam bab ini berisikan kesimpulan
commit to user
6
BAB II DASAR TEORI
2.1 Dasar Transmisi Roda Gigi perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pada bagian-bagian mesin sering dijumpai suatu poros mengerakkan poros yang lainnya. Kadang kala poros itu terletak pada posisi satu garis, baik pada posisi sejajar maupun bersilangan. Untuk memenuhi keperluan pemindahan gerak/putaran/daya putar antara dua poros atau lebih dalam teknologi permesinan terdapat berbagai macam cara yaitu diantaranya dengan meggunakan roda gigi. Roda gigi merupakan sejenis roda cakra dimana pada sekitar sekeliling bagian luarnya memiliki profil gigi yang simentris. Dalam bekerja memindahkan daya/putaran roda gigi mesti berpasangan sesama roda gigi yang sejenis. Dengan keadaan yang sedemikian rupa itu (bentuk dan cara kerja) memberikan beberapa keuntungan dalam memindahkan daya putar/putaran yaitu anti slip dan terjadinya gaya dorong yang positif. Tetapi hanya dapat memindahkan daya putar dengan jarak antara poros relatif singkat, tidak dapat terlalu jauh. Transmisi daya adalah suatu cara untuk menyalurkan atau memindahkan daya dari sumber daya (motor diesel, bensin, turbin, motor listrik, dll) ke mesin yang membutuhkan daya (mesin bubut, pompa, kompresor, mesin produksi, dll). Ada dua klasifikasi pada transmisi daya : 2.1.1 Transmisi daya dengan gesekan (transmision of friction) : a. Direct transmision : roda gesek, dll. b. Indirect transmision : belt (ban mesin) 2.1.2 Transmisi dengan gerigi a. Direct transmision : gear 6
commit to user
7
b. Indirect transmision : rantai, timing belt, dll
2.2
Roda Gigi Lurus Roda gigi merupakan suatu elemen mesin yang pada umumnya
berfungsi mentransmisikan daya dari sumbernya. Keuntungan dalam perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id pemakaian dan pemilihan roda gigi sangat besar dibandingkan jika kita menggunakan transmisi yang lain, antara lain adalah secara fisikologis lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat serta mentransmisikan daya yang besar. Roda gigi sendiri sangat banyak macamnya dengan banyak variasi bentuknya diharapkan roda gigi dapat menjalankan fungsinya secara maksimal sesuai dengan jenis yang digunakan. Untuk keperluan transmisi dengan kedudukan poros yang bermacam, roda gigi diklasifikasikan menjadi : 1. Roda gigi silindris dengan gigi lurus 2. Roda gigi silindris dengan gigi miring 3. Roda gigi kerucut / bevel 4. Roda gigi spiral 5. Roda gigi ulir 6. Roda gigi cacing Dalam alat praktikum perawatan transmisi roda gigi ini menggunakan roda gigi lurus yang berfungsi mentransmisikan daya dari motor ke roda gigi transmisi. Roda gigi bevel juga digunakan dalam pemindahan arah transmisi daya dari motor ke roda gigi yang lain tetapi poros yang satu dengan yang lain membentuk sudut 90 derajat tetapi poros dalam satu sumbu yang berpotongan. Roda gigi cacing digunakan untuk mentransmisikan daya tegak lurus tetapi poros tidak dalam sumbu yang berpotongan. Roda gigi heliks yang digunakan untuk perbandingan dengan roda gigi lurus.
commit to user
8
Rasio Roda gigi yang di pakai: Roda Gigi Cacing
: 10:1
Roda Gigi Lurus
: 1:1
Roda Gigi helix
: 1:1
Rda Gigi Bevel perpustakaan.uns.ac.id 2.3
: 1:1 digilib.uns.ac.id
Bahan Roda Gigi Besi tuang adalah suatu bahan yang sering digunakan untuk pembuatan roda gigi karena mempunyai ketahanan aus yang baik. Bahan ini mudah dituang dan dibubut serta memiliki tingkat kebisingan operasi yang rendah. Dalam kebanyakan pemakaian, baja adalah bahan yang paling memuaskan karena memiliki kekuatan yang tinggi dan biaya yang rendah meskipun ada bahan yang lebih baik yaitu bronze namun bahan ini memiliki kekuatan yang tinggi dan harganya lebih mahal, dalam pembuatan alat praktikum sistem transmisi roda gigi ini menggunakan bahan dari baja mild steel.
2.4
Bagian-Bagian Roda Gigi Bagian-bagian dan penamaan roda gigi digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi Keterangan dari gambar: a. Lingkaran jarak bagi (Pitch circle)
commit to user
9
Lingkaran jarak bagi (Pitch circle) adalah lingkaran khayal tanpa slip b. Modul Modul adalah perbandingan antara lingkaran jarak bagi dengan jumlah gigi, atau dirumuskan sebagai berikut: d m= perpustakaan.uns.ac.id z
...........................................................................................(1) digilib.uns.ac.id
dengan : m = modul (mm) d
=diameter jarak bagi (mm)
z
=jumlah gigi
c. Jarak bagi lingkaran (circular pitch=Pc) Jarak bagi lingkar yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang saling berdekatan. Jarak bagi lingkar dapat dirumuskan sebagai berikut: Pc = π
d = π.m z
...............................................................................(2)
Dua buah roda gigi akan bertautan dengan benar jika dua roda gigi tersebut mempunyai jarak bagi lingkaran yang sama. Jika d 1 dan d 2 adalah diameter roda gigi yang bertautan dan memiliki jumlah gigi z 1 dan z 2 ,maka: Pc = π
Pc = d.
d1 d = π 2 ...............................................................................(3) z1 z2
d1 d 2 = z1 z 2
...............................................................................(4)
Tinggi kaki Tinggi kaki adalah jarak radial pada sebuah gigi antara lingkaran jarak bagi ke bagian bawah gigi.
e.
Tinggi kepala Tinggi kepala adalah jarak radial pada sebuah gigi antara lingkaran jarak bagi kebagian atas gigi.
f. Kelonggaran
commit to user
10
Kelonggaran adalah celah antara lingkaran kepala dan lingkaran dasar/kaki dari roda gigi pasangannya.
2.5
Standar Ukuran Roda Gigi
Untuk roda gigi yang saling berkaitan menurut standar perbandingan perpustakaan.uns.ac.id gigi mempunyai tiga sistem perbandingan yang dinyatakandigilib.uns.ac.id dengan pitch, yaitu sistem jarak bagi, sistem jarak bagi diametral, sistem modul. Pada dasarnya ketiga sistem tersebut mempunyai hasil yang sama. Dalam perhitungan pada umumnya digunakan sistem modul yaitu: 1. Jarak bagi lingkar (Circular Pitch :Pc) Pc=
p .d z
.......................................................................................(5)
2. Modul (m) d z
M=
........................................................................................(6)
3. Diameter Pitch (P d ) Pd =
p Pc
........................................................................................(7)
4. Clearence (C) C = 0,167m ........................................................................................(8) 5. Diameter Luar D o = (z + 2) m ....................................................................................(9) 6. Diameter Dalam D i =D o - 2 ( m+C ) ..........................................................................(10) 7. Tinggi Gigi (h) h = 2m +C,atau ................................................................................(11) h = 2,16m 8. Lebar Muka Gigi (b) b = 8m .............................................................................................(12) Untuk mendesain sebuah roda gigi, maka harus mengetahui aturanaturan antara lain:
commit to user
11
1. Mengetahui beban tangensial (W T ) Beban tangensial dapat diperoleh dari daya dan kecepatan jarak bagi dengan menggunakan hubungan: P C v perpustakaan.uns.ac.id
WT =
S
........................................................................................(13) digilib.uns.ac.id
dengan WT
= beban tangensial (N)
P
= daya (HP)
v
= kecepatan (m/s)
Cs
= safety faktor
2. Menghitung Beban Dinamik (W d ) W d = W T + W 1 ..............................................................................(14) dengan Wd
= beban dinamik (N)
WT
= beban tangensial (N)
W1
= beban tambahan (N)
Beban tambahan ini tergantung pada kecapatan garis jarak bagi, lebar muka, bahan roda gigi, ketelitian pemotongan, dan gaya tangensial W1 =
0,11v(b.c +W T ) 0,11v + b.c + WT
.................................................................(15)
dengan v
= kecepatan garis jarak bagi
b
= lebar muka gigi (mm)
c
= faktor dinamik (mm)
harga c bisa didapat dengan persamaan c=
K .e 1 1 + E p EG
..................................................................................(16)
commit to user
12
dengan K
= suatu faktor yang tergantung pada faktor bentuk gigi = 0,107, untuk 14,5
0
full depth involute system
= 0,111, untuk 20 0 full depth involute system perpustakaan.uns.ac.id Ep EG
= 0,115, untuk 20 0 stub system
digilib.uns.ac.id 2
= modulus elastis dari bahan pinion (N/mm ) = modulus elastis dari roda gigi (N/mm 2 )
Dari perhitungan analisa kekuatan gigi maka terdapat beberapa syarat agar rancangan roda gigi tersebut aman dioperasikan, beberapa hal penting yang berkaitan dengan perancangan roda gigi transmisi yaitu Nilai W s > W d , sehingga perancangan roda gigi diatas adalah aman, baik terhadap beban statis atau beberapa asumsi beban yang lain antara lain: 1. W s > 1,25W d , aman bila mendapat beban steady 2. W s > 1,35 W d , aman bila mendapat beban berfluktuasi 3. W s > 1,5 W d , aman bila mendapat beban kejut Nilai W w > W d , sehingga aman digunakan
2.6
Roda Gigi Kerucut Roda gigi kerucut digunakan dalam perancangan mesin apabila diperlukan mekanisme pemindahan gerakan antar poros yang berpotongan. Walaupun roda gigi kerucut biasa dibuat untuk sudut poros 90 0 , roda gigi ini bisa dibuat hampir untuk semua ukuran sudut. Dalam melakukan analisa mencari analisa mencari beban poros dan bantalan pada permukaan roda gigi kerucut adalah dengan menganalisa beban tangensial yang terjadi bila semua gaya terpusat pada titik tengah gigi.
commit to user
13
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 2.2 Bentuk gigi roda gigi payung Dalam perancangan penggunaan roda gigi kerucut lurus diperlukan analisa yang penting antara lain: 1. Menentukan bahan roda gigi kerucut yang digunakan, jenis gigi, mengasumsikan kecepatan transmisi yang diperlukan.
NP ......................................................................................(17) NG
V.R =
=
TG TP
Dengan : V.R = rasio kecepatan N p = kecepatan putar pinion N G = kecepatan putar gear T G = jumlah gigi gear T P = jumlah gigi pinion 2. Menentukan torsi atau daya yang akan bekerja pada sistem roda gigi T=
P.60 .................................................................................. 2p .N G
dengan T
= torsi pada sistem
commit to user
(18)
14
P
= daya
N G = jumlah gigi gear 3. Menganalisa dimensi gigi, sudut pitch, format gigi, faktor gigi, kecepatan, sehingga diperoleh ukuran modul yang sesuai dan diameternya a. Sudut pitch perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 1 -1 θ P1 = tan ( ) ............................................................... (19) V .R θ p2
= 90- θ P1
dengan θ P1 = sudut pitch untuk pinion θ p 2 = sudut pitch untuk gear b. Format gigi T EP
= T P .sec θ P1 ................................................................. (20)
T EG
= T G .sec θ p 2 .................................................................. (21)
dengan T EP = format gigi pinion T EG = format gigi gear c. Faktor gigi у’ p
= 0,124-
0,686 .............................................................. (22) TEP
у’ G
= 0,124-
0,686 ............................................................. (23) TEG
dengan у‘ p = faktor gigi pinion у’ G = faktor gigi gear d. Kecepatan v
=
p .DG . N G .................................................................... (24) 60
dengan : v = kecepatan
commit to user
15
e. Faktor kecepatan Cv
=
3 ......................................................................... (25) 3+v
Dengan : C v = faktor kecepatan perpustakaan.uns.ac.id f. Kekuatan roda gigi kerucut WT
= (σ OG .C v ) b.π.m. у’ G (
digilib.uns.ac.id L -b ) ................................... (26) L
Dengan : W T = beban tangensial σ OG = tegangan statis gear b
= lebar
m
= modul gigi
L
= jarak cone
g. Menentukan dimensi roda gigi yang dipilih DG
=m.T G ......................................................................... (27)
DP
=m.T P ......................................................................... (28)
dengan D G = diameter gear yang dipilih D P = diameter pinion yang dipilih Dengan analisa diatas diharapkan perancangan roda gigi kerucut lurus dapat sesuai dan tepat dengan transmisi yang dioperasikan padanya.
2.7
Roda gigi cacing Worm gear disebut juga dengan roda gigi cacing adalah sejenis roda gigi dengan bentuk konstruksinya sama dengan spur gear dengan perbedaan pada bagian lebar roda terdapat kelengkungan (radius) yang besarnya sama dengan radius ulir cacing.
commit to user
16
Kekhususan jenis roda gigi ini adalah 1. Hanya dapat bekerja berpasangan dengan ulir cacing (worm thread) 2. Daya yang ditransmisikan dapat lebih besar karena perbandingan putaran antara roda gigi cacing dengan ulir cacing sangat besar. 3. Pasangan roda gigi cacing dan ulir cacing ini hanyadigilib.uns.ac.id dapat bekerja perpustakaan.uns.ac.id memperlambat putaran. Roda gigi cacing (worm) digunakan apabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu output menyilang tegak lurus. Roda gigi cacing mempunyai karakteristik yang khas, yaitu input dan output tidak dapat dipertukarkan. Jadi input selalu dari roda cacingnya (worm).
Gambar 2.3 Roda cacing dan roda gigi cacing Keterangan: 1. D ow = Diameter luar cacing 2. D w = Diameter jarak bagi cacing 3. h
= Tinggi gigi
4. a
= Tinggi kepala
5. θ
= Sudut kisar
6. P a = Jarak bagi 7. ι
= Kisar
commit to user
17
8. L w = Panjang cacing 9. D OG = Diameter luar roda cacing 10. D T = Diameter tenggorok roda cacing 11. D G = Diameter jarak bagi roda cacing perpustakaan.uns.ac.id 12. b 13. x
= Lebar roda gigi
digilib.uns.ac.id
= Jarak sumbu
Perhitungan pada roda gigi cacing: 1. Mencari diameter worm (Dw) Dw
=
…………………………………………….….(29)
Dengan: X = jarak antar sumbu diameter gear 2. Mencari diameter worm gear (DG) Dg
=2x – Dw ……………………………………………..(30)
Dari tabel diketahui rasio transmisi 25 => n = 2 3.
Jumlah gigi gear Tg
= n . 25 ……………………………………….………..(31)
Pa
=Pc =
…………………………………..….……..(32)
4. Modul m
=
…………………...………………….……………..(33)
Pc
= π . m…………………………………………………(34)
5. Diameter worm gear aktual Dg
=
…………………………………..……….……..(35)
6. Diameter worm aktual Dw
=2x – Dg………………………………………………(36)
7. Lebar gigi worm gear b
=0,73 . Dw………………………………….………….(37)
Pengecekan terhadap beban tangensial
commit to user
18
V.R
=
v
=
…………………………………………………(39)
Cv
=
………………..…………………………….…….(40)
y perpustakaan.uns.ac.id
atau Ng =
=0,154–
…………………………………….(38)
…………………………………...……...(41) digilib.uns.ac.id
Diketahui tegangan tarik bahan σo = 100 MPa Beban tangensial yang ditransmisikan =(σo.Cv)b.π.m.y ……………………………………….(42) P
=
. v ………………………………………………...(43)
Jika daya yang ditransmisikan lebih besar dari daya motor maka desain aman. Pengecekan terhadap beban dinamik
P
=
……………………………………………………..(44)
=
. v …………………………………………………(45)
Jika daya yang ditransmisikan lebih besar dari daya motor maka desain aman. 2.8
Roda gigi heliks Roda gigi helix adalah roda gigi yang profil giginya miring berputar seperti spiral. Dengan bentuk profil yang demikian memungkinkan roda gigi spiral memindahkan daya antara poros yang bersilangan. Keuntungan lainnya dari roda gigi spiral dalam bekerja memindahkan daya bunyinya dalam meluncur tidak terlalu keras.
commit to user
19
Gambar 2.4 Roda gigi helix Keterangan gambar : 1. Sudut Helix. Sudut heliks adalah suatu sudut tetap yang dibuat oleh heliks-heliks dengan aksis rotasi. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2. Puncak aksis. Puncak aksis adalah jarak, sejajar dengan aksis, antara permukaan-permukaan yang sama dari gigi-gigi yang berdekatan. Puncak ini sama seperti puncak sirkuler dan oleh karenanya ditulis dengan Pc. Puncak aksis dapat juga didefinisikan sebagai puncak sirkuler pada bidang rotasi atau bidang diametral. 3. Puncak normal. Puncak normal adalah jarak antara permukaanpermukaan yang sama dari gigi-gigi yang berdekatan sepanjang suatu heliks pada puncak silinder normal ke gigi-gigi. Puncak ini ditulis sebagai pN. Puncak normal dapat juga didefinisikan sebagai puncak sirkuler pada bidang normal dimana bidang tersebut tegak lurus dengan gigi-gigi. Secara matematis, puncak normal, pN = pc cos 4. Rumus Untuk Menentukan Dimensi Roda Gigi Helix a. Mencari torsi (T) T =
…………………………...……………………………..(46)
b. Mencari beban tangensial =
……………………...………………………………….....(47)
c. Jumlah gigi pinion =
……………………………………………………………….(48)
commit to user
20
d. Torsi equivalen =
……………………………………………..……….……(49)
e. Faktor gigi pinion perpustakaan.uns.ac.id =0,175-
digilib.uns.ac.id
…………………………………………….………(50)
f. Kecepatan v
=
………...……………………………………………….(51)
g. Faktor kecepatan =
………………...…………………………………………...(52)
h. Gaya tangensial )b.π.m. ………………………………………………(53)
=(
Dengan metode coba-coba didapat nilai modul (m) i. Lebar gigi b
=12,5. m………………………………………………………..(54)
j. Rasio kecepatan V.R=
…………...………………………………………………..(55)
commit to user
21
k. Rasio faktor Q =
N=tan perpustakaan.uns.ac.id
……………………..…………………………………...(56)
. cos ……………………………………………………(57) digilib.uns.ac.id
l. Faktor tegangan beban
K =
……………………………..………...(58)
m. Gaya pemakaian gigi
=
2.9
………………….…………………….…………...(59)
Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
2.9.1 Macam-macam poros Poros
untuk
meneruskan
daya
diklasifikasikan
menurut
pembebanannya sebagai berikut. a. Poros transmisi Poros ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, atau sprocket rantai, dll b. Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat
commit to user
22
yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Gandar Poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin torak,dll. Poros luwes untuk transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan dari perubahan arah, dan lainlain Klasifikasi Mutu Pelumas (API Service) Untuk mengukur standar mutu pelumas dipakai standar American Petroleum Institute (API) Service. American Petroleum Institute adalah sebuah lembaga resmi di Amerika Serikat yang diakui di seluruh dunia, yang membuat kategori pelumas sesuai dengan kerja mesin. Klasifikasi pelumas mesin berbahan bakar bensin ditandai dengan huruf S sedangkan untuk mesin diesel (berbahan bakar solar) ditandai dengan huruf C. Klasifikasi sesuai dengan tingkat kemampuan pelumas dimulai dari yang terendah adalah SA, SB, SC, SD, SE, SF, SG, SH, SJ dan SL (untuk mesin bensin) dan CA, CB, CC, CD, CE, CF4, CH-4 dan CI-4 (untuk mesin diesel). Pelumas yang memenuhi standar mutu ditandai dengan pencantuman kata “API Service”, diikuti dengan klasifikasinya. Contoh : Pennzoil GT Performance Plus, API Service SJ. Pelumas dengan API Service SL lebih baik kemampuan kerjanya dari SJ. Pelumas dengan API Service SJ lebih baik dari API Service SH, demikian seterusnya, yang berlaku juga untuk mesin diesel. Pelumas dengan API Service CH-4 lebih baik kemampuan kerjanya dari pelumas API Service CF-4. Oleh pembuat mesin, setiap kendaraan sudah ditentukan spesifikasi apa yang harus digunakan, yang tercantum
commit to user
23
dalam buku manual. Menggunakan pelumas yang spesifikasinya lebih tinggi dari yang ditentukan oleh pembuat mesin, tidak jadi masalah. Tetapi sangat tidak disarankan menggunakan pelumas dengan klasifikasi lebih rendah dari yang ditentukan karena akan berakibat kurang baik pada mesin. Tingkat Kekentalan perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Untuk mengurangi gesekan dan keausan, dibutuhkan “lapisan” di antara dua permukaan yang bergerak untuk mencegah kontak langsung logam dengan logam. Lapisan pelumas ini diperlukan dengan ketebalan yang minimum. Ketebalan lapisan pelumas tergantung pada kekentalan. Kekentalan adalah karakteristik yang sangat penting dari pelumas. Kalau kekentalan pelumas tinggi, maka lapisan pelumas yang terbentuk akan tebal. Kalau kekentalan rendah, maka lapisan pelumas yang terbentuk akan tipis. Kalau standar API dipakai untuk mengukur standar mutu pelumas, maka untuk mengukur tingkat kekentalan pelumas dipakai standar SAE - Society of American Engineers. Dalam pelumas dikenal dua tingkat kekentalan yaitu : 1. Pelumas dengan kekentalan tunggal (mono grade) Monograde ditandai dengan satu angka SAE misalnya SAE 10, SAE 30, SAE 40, SAE 90, dll 2. Pelumas dengan kekentalan ganda (multi grade) Multi grade ditandai dengan dua angka SAE misalnya SAE 10W-40, SAE 20W-50, dll Pelumas mono grade hanya memiliki satu tingkat kekentalan. Pelumas kategori ini memiliki rentang yang relative sempit atau kecil terhadap perubahan temperatur. Kini yang banyak digunakan adalah pelumas multi grade. Pelumas multi grade memiliki rentang kekentalan yang relatif luas atau lebar, sehingga lebih fleksibel beradaptasi terhadap perubahan temperatur. Contohnya pelumas SAE 20W-50.
commit to user
24
Huruf W pada SAE 20W-50 menunjukkan bahwa bila pelumas dipakai pada suhu rendah (W=winter/dingin), pelumas akan bersifat seperti pelumas SAE 20. Sementara angka 50 menunjukkan bahwa pada suhu tinggi (panas) pelumas bersifat seperti SAE 50. Dibanding dengan pelumas mono grade, maka pelumas multi grade bisa disebut perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id “dingin
tidak
beku,
panas
tidak
cair”.
Karena
sifatnya
yang
fleksibel
mempertahankan kinerja pada berbagai tingkatan suhu, maka pelumas ini relatif cocok dipakai untuk semua mesin. MEMAHAMI KARAKTER & KERJA MINYAK PELUMAS Dari berbagai sumber, disebutkan bahwa minyak pelumas sangat diperlukan sebagai pelindung benda logam pada mesin. Oleh karena itu minyak pelumas memiliki peranan penting. Ketahanan dan kekuatan mesin tersebut bisa diukur dari bagaimana kita mengenal dan memperlakukannya. Makin sering kita bawa kendaraan R2 atau R4 dengan kebut-kebutan, atau juga dibawa dengan putaran mesin tinggi, maka mesin akan memiliki resiko lebih cepat haus. Ibarat seorang manusia, dibawa lari kencang, pastinya ia bakal kehausan dan jantung pun berdetak dengan kencang. Pelumas atau oli selayaknya sudah seperti “darah” yang harus mengalir didalam mesin. Maka sangat penting minyak pelumas di tuang ke dalam mesin agar ia mampu membersihkan seluruh permukaan dinding silinder terhadap oksida-oksida, karbon, dan kerak-kerak hasil pembakaran sehingga membawa kotoran-kotoran yang ada di dalamnya. Jadi, kualitas minyak pelumas juga bisa menyatakan kemampuannya untuk membersihkan mesin. Beberapa pelumas sudah memiliki formula khusus yang aktif mengunci partikel carbon agar tidak terjadi penumpukan. Formula ini berupa aditif yang terkandung dalam pelumas.
commit to user
25
Aditif diperlukan karena minyak dasar (base oil) penyulingan dari minyak mentah, tidak bisa langsung dipakai sebagai pelumas, dan harus ditambah aditif. Aditif sendiri mengandung larutan pembersih kotoran pada logam. Bahan pembersih itu antara lain adalah detergen yang berfungsi membersihkan kotoran jelaga hasil oksidasi karbonisasi pembakaran. perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Mekanisme kerja detergen, deposit yang terlarut dalam pelumas, diikat membentuk partikel yang tidak dapat bercampur bersama larutan pelumas dan disaring oleh penyaring pelumas (filter oil). Untuk itu disarankan melakukan penggantian filter oil secara rutin. Bahan pembersih pelumas (detergent) biasanya menggunakan bahan kimia Sulfonat (Ba. Ca). Phossphat, dan lainnya. Untuk memastikan sistem aditif detergen pelumas bekerja dengan baik, dapat dilihat pada saat mengganti minyak pelumas. Bila pelumas tidak mengandung aditif ditergen, tanda-tandanya berwarna cerah atau agak cerah. Kemudian ada jelaga tebal pada saat klep mesin dibuka. Selain itu, deposit karbon mengeras pada alur ring piston dan sekitarnya. Jika pelumas berwarna agak gelap, gelap, bahkan kotor, berarti sistem aditif detergen pada pelumas bekerja baik. Warna itu menunjukkan banyaknya kotoran deposit berwarna hitam yang terbawa atau larut pada pelumas. Bisa pula dilihat dari alur ring piston dan sekitarnya yang nampak bersih. Terkadang sering juga ditemui pelumas yang baru dibeli cepat kotor atau warnanya menghitam. Meskipun minyak pelumas menjadi kotor dengan cepat, tetapi minyak pelumas masih dapat dipergunakan asalkan kekentalannya tidak banyak berubah.
Namun demikian, apabila di dalam minyak yang kotor terdapat butiran-butiran halus yang mengkilap, maka minyak pelumas harus cepat diganti. Hal tersebut menunjukkan adanya serbuk logam yang terjadi karena adanya keausan dari
commit to user
26
bantalan-bantalan, dinding silinder serta bagian-bagian mesin lainnya. Apabila minyak pelumas tersebut masih dipakai juga, dikhawatirkan akan terjadi kerusakan yang lebih berat. Khusus pada mesin baru atau komponen mesin yang diganti baru seperti dinding silinder, torak, atau bantalan, umumnya akan muncul serbuk-serbuk logam. Ini perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id merupakan gejala normal karena pelumas melakukan adaptasi daengan komponen yang baru tersebut. Hal inilah yang menyebabkan mengapa penggantian minyak pelumas dalam tahap-tahap awal harus dilakukan dalam waktu yang lebih singkat. MEMAHAMI JENIS- JENIS MINYAK PELUMAS Jika kita sudah paham dengan karakter dan kerja minya pelumas atau sering disebut dengan oli, maka marilah kita kenali dan pahami jenis-jenisnya yang sudah banyak beredar dipasaran. Pada dasarnya minyak pelumas mesin atau yang lebih dikenal dengan nama oli mesin memang banyak ragam dan macamnya. Bergantung jenis penggunaan mesin itu sendiri yang membutuhkan oli yang tepat untuk menambah atau mengawetkan usia pakai (life time) mesin. Namun hal yang terpeting bahawa semua jenis oli pada dasarnya adalah sama. Yakni sebagai bahan pelumas agar mesin berjalan mulus dan bebas gangguan. Sekaligus berfungsi sebagai pendingin dan penyekat. Oli mengandung lapisan-lapisan halus, berfungsi mencegah terjadinya benturan antar logam dengan logam komponen mesin seminimal mungkin, mencegah goresan atau keausan Untuk beberapa keperluan tertentu, aplikasi khusus pada fungsi tertentu, oli dituntut memiliki sejumlah fungsi-fungsi tambahan. Mesin diesel misalnya, secara normal beroperasi pada kecepatan rendah tetapi memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin bensin. Mesin diesel juga memiliki kondisi kondusif yang lebih besar yang dapat menimbulkan oksidasi oli, penumpukan deposit dan perkaratan logam-logam beari
commit to user
27
JENIS-JENIS PELUMAS Dipasaran sudah banyak beredar dijual aneka ragam minyak pelumas. Dalam bahasa sehari-sehari, minyak pelumas disebut dengan oli. Apa saja sih jenis-jenis oli atau tipe saja yang ada dipasaran? perpustakaan.uns.ac.id Oli Mineral
digilib.uns.ac.id
Oli mineral berbahan bakar oli dasar (base oil) yang diambil dari minyak bumi yang telah diolah dan disempurnakan. Beberapa pakar mesin memberikan saran agar jika telah biasa menggunakan oli mineral selama bertahun-tahun maka jangan langsung menggantinya dengan oli sintetis dikarenakan oli sintetis umumnya mengikis deposit (sisa) yang ditinggalkan oli mineral sehingga deposit tadi terangkat dari tempatnya dan mengalir ke celah-celah mesin sehingga mengganggu pemakaian mesin. Oli Sintetis Oli Sintetis biasanya terdiri atas Polyalphaolifins yang datang dari bagian terbersih dari pemilahan dari oli mineral, yakni gas. Senyawa ini kemudian dicampur dengan oli mineral. Inilah mengapa oli sintetis bisa dicampur dengan oli mineral dan sebaliknya. Basis yang paling stabil adalah polyol-ester (bukan bahan baju polyester), yang paling sedikit bereaksi bila dicampur dengan bahan lain. Oli sintetis cenderung tidak mengandung bahan karbon reaktif, senyawa yang sangat tidak bagus untuk oli karena cenderung bergabung dengan oksigen sehingga menghasilkan acid (asam). Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral.
commit to user
28
Kekentalan (Viskositas) Kekentalan merupakan salah satu unsur kandungan oli paling rawan karena berkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Kekentalan oli langsung berkaitan dengan sejauh mana oli berfungsi sebagai pelumas sekaligus pelindung benturan antar permukaan logam. perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Oli harus mengalir ketika suhu mesin atau temperatur ambient. Mengalir secara cukup agar terjamin pasokannya ke komponen-komponen yang bergerak. Semakin kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih kental. Lapisan halus pada oli kental memberi kemampuan ekstra menyapu atau membersihkan permukaan logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberi resitensi berlebih mengalirkan oli pada temperatur rendah sehingga mengganggu jalannya pelumasan ke komponen yang dibutuhkan. Untuk itu, oli harus memiliki kekentalan lebih tepat pada temperatur tertinggi atau temperatur terendah ketika mesin dioperasikan. Dengan demikian, oli memiliki grade (derajat) tersendiri yang diatur oleh Society of Automotive Engineers (SAE). Bila pada kemasan oli tersebut tertera angka SAE 5W-30 berarti 5W (Winter) menunjukkan pada suhu dingin oli bekerja pada kekentalan 5 dan pada suhu terpanas akan bekerja pada kekentalan 30. Tetapi yang terbaik adalah mengikuti viskositas sesuai permintaan mesin. Umumnya, mobil sekarang punya kekentalan lebih rendah dari 5W-30. Karena mesin belakangan lebih sophisticated sehingga kerapatan antar komponen makin tipis dan juga banyak celah-celah kecil yang hanya bisa dilalui oleh oli encer. Tak baik menggunakan oli kental (20W-50) pada mesin seperti ini karena akan mengganggu debit aliran oli pada mesin dan butuh semprotan lebih tinggi.Untuk mesin lebih tua, clearance bearing lebih besar sehingga mengizinkan pemakaian oli kental untuk menjaga tekanan oli normal dan menyediakan lapisan film cukup untuk bearing.Sebagai contoh dibawah ini adalah tipe Viskositas dan ambien temperatur
commit to user
29
dalam derajat Celcius yang biasa digunakan sebagai standar oli di berbagai negara/kawasan1. 5W-30 untuk cuaca dingin seperti di Eropa/Amerika Utara 2. 10W-30 untuk iklim sedang seperti dikawasan Asia 3. 15W-30 untuk Cuaca panas seperti dikawasan Tropis perpustakaan.uns.ac.id Kualitas
digilib.uns.ac.id
Kualitas oli disimbolkan oleh API (American Petroleum Institute). Simbol terakhir SL mulai diperkenalkan 1 Juli 2001. Walau begitu, simbol makin baru tetap bisa dipakai untuk katagori sebelumnya. Seperti API SJ baik untuk SH, SG, SF dan seterusnya. Sebaliknya jika mesin kendaraan menuntut SJ maka tidak bisa menggunakan tipe SH karena mesin tidak akan mendapatkan proteksi maksimal sebab oli SH didesain untuk mesin yang lebih lama. Ada dua tipe API, S (Service) atau bisa juga (S) diartikan Spark-Plug Ignition (pakai busi) untuk mobil MPV atau pikap bermesin bensin. C (Commercial) diaplikasikan pada truk Heavy Duty dan mesin diesel. Contohnya katagori C adalah CF, CF-2, CG4. Bila menggunakan mesin diesel pastikan memakai katagori yang tepat karena oli mesin diesel berbeda dengan oli mesin bensin karena karakter diesel yang banyak meng- hasilkan kontaminasi jelaga sisa pembakaran lebih tinggi. Oli jenis ini memerlukan tambahan aditif dispersant dan detergent untuk menjaga oli tetap bersih. Sebagai tambahan, bila oli yang digunakan sudah tipe sintetik maka tidak perlu lagi diberikan bahan aditif lain karena justru akan mengurangi kireja mesin bahkan merusaknya.
commit to user
30
BAB III ANALISA PERHITUNGAN
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
B A
Gambar 3.1 Layout rangkaian komponen transmisi gear 3.1
Perhitungan poros Poros yang digunakan ST 37, diketahui tegangan ijin (
= 185
, lampiran 2). Putaran mesin 1440 rpm, dan diameter poros 19,05 mm daya yang ditransmisikan 2 x 746 = 1492 watt / 1500 watt Untuk perhitugan poros berdasarkan dari apa yang diketahui pada alat dan mengasumsikan : (Poros B) Daya (P) = 1500 watt Putaran motor (N) = 1440 rpm Diameter spur gear (D1)= 100 mm Diameter bevel gear (D2)= 80 mm Tegangan geser (τ) = 185 N/mm Sudut kontak (a) = 200 · Torsi yang ditransmisikan : =
= 9,9 Nm = 9900 Nmm
30
commit to user
31
· Gaya Tangensial (spur gear) =
= 198 N
· Beban Normal (spur gear) =
= 210,7 N
perpustakaan.uns.ac.id Poros B (L = tepat ditengah- tengah poros = 37,5 cm)
digilib.uns.ac.id
Gambar reaksi 210,7 N
A
C
B
BMD
39,5 Nm
A
C
B
Momen M =
=
= 39,5 Nm
Torsi equivalen =
=
= 40,727 N.m = 40727 N.mm
Diameter Poros
= 10,389 mm
dari perhitungan didapat nilai d (alat) > d (analisa) jadi AMAN
commit to user
32
3.2
Perhitungan Poros Ulir (Poros A) Poros yang digunakan adalah ST 37 (lampiran2) Tegangan tarik (st )
= 370 N/mm²
Tegangan geser (t) perpustakaan.uns.ac.id
= 185 N/mm²
Koefisien gesek (m)
Tan
= 0,15
Beban normal (W)
= 15 N = 0,015 kN
Pitch (P)
= 1,75
Diameter luar (d)
= 12 mm
Diameter luar (d1 )
= 10,106 mm
tan a =
= a = 4,55
= 0,08 tan
= 0,15 = 8,53
P
= W tan(a + ) + W
= 0,015 tan(13,08) + 0,015 = 0,0000525 + 0,0035 = 0,0035 kN = 3,5 N
commit to user
digilib.uns.ac.id
33
t
=Px = 0,0035 x 6 = 0,021 kN.m
perpustakaan.uns.ac.id = 21 Nmm sc
digilib.uns.ac.id
=
=
= 0,000132 kN/mm²
= 0,13 N/mm² Jadi karena tegangan akibat beban sc < st berarti AMAN t
=
=
= = 0,103 N/mm² tmax
=
=
=
= = 0,12 N/mm²
commit to user
34
Jadi karena tegangan geser akibat beban tmax < tbahan berarti AMAN 3.3
Perhitungan Rangka Dalam perancangan alat ini, dibutuhkan sebuah komponen yang
mampu menopang berbagai komponen lain, yaitu rangka. Rangka alat perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id praktikum transmisi roda gigi ini mempunyai beberapa fungsi yang penting, antara lain: 1. Tempat menopang motor listrik 2. Tempat menopang box roda gigi Adapun rangka dari alat ini disusun dari baja hollow (60x30x2) mm yang harus mempunyai kekuatan menopang komponen alat tersebut, serta kuat menahan getaran dari motor listrik dan gesekan roda gigi . Selain itu, kerangka tersebut harus mempunyai ketahanan yang baik.
350 N
A
812,5 N
0,25m
C
0,75m
Gambar 3.2 Beban pada rangka
commit to user
B 0,05D
35
Reaksi Penumpu : 812,5 N x
y
z
350 N perpustakaan.uns.ac.id
RAH
A
digilib.uns.ac.id C
B
x
D z
y
RAV
RBV
Gambar 3.3 Reaksi penumpu Sfy = 0
RAV + RBV = 350 + (812,5 x 0,8) = 350 + 650 = 1000 N
Sfx = 0
RAH = 0
SMA = 0
RBV x 1 = 812,5 (0,65) (0,8) RBV = 422,5 N RAV = 1000 – 422,5 = 577,5 N
Potongan z-z (D - B) kanan MX NX
812,5 N
x
D
VX Gambar 3.4 Potongan z-z kanan Nx = 0
commit to user
36
Vx = 812,5 . x Mx = -812,5 x/2 . x
Titik D (x = 0) ND = 0 perpustakaan.uns.ac.id VD = 81,25 . 0 = 0
digilib.uns.ac.id
MD = 0
Titik B (X = 0,05) NB
=0
VB
= 812,5 x 0,05 = 406,25 N
MB
= -812,5 . 0,05 . (0,05 /2) = -1,0156 N.m
Potongan y-y (B - C) kanan
812,5 N
Mx Nx
B
0,05
D
x 422,5 N Vx Gambar 3.5 Potongan y-y kanan
Nx
=0
Vx
= 812,5 . x – 422,5
Mx
= -812,5 . x . x/2 + 422,5 (x-0,05)
Titik B (x = 0,05) NB
=0
VB
= 812,5 . 0,05 . 422,5 = -381,875 N
commit to user
37
MB
= -812,5 . 0,05 0,05/2 + 422,5 (0,05-0,05) = -1,0156 N.m
Titik C (x = 0,8) Nc
=0
Vc = 812,5 . 0,8 – 422,5 perpustakaan.uns.ac.id = 227,5 N MC
digilib.uns.ac.id
= -812,5 . 0,8 . 0,8/2 + 422,5 (0,8 - 0,05) = 260 + 316,875 = 56,87 N.m
Potongan x-x (C-A) kanan Mx
812,5 N
Nx C
B 0,8
x
422,5 N
0,05
D
Vx Gambar 3.6 Potongan x-x kanan Nx
=0
Vx
= 812,5 . 0,8 - 422,5 = 227,5 N
Mx
= -812,5 . 0,8 (x -
) + 422,5 (x - 0,05)
Gaya dalam Titik C (x = 0,8) Nc
=0
Vc
= 812,5 . 0,8 – 422,5 = 227,5 N
MC
= -812,5 . 0,8 . 0,8/2 + 422,5 (0,8-0,05) = 260 + 316,875 = 56,87 N.m
commit to user
38
Titik A (x = 1,05) NA
=0
VA
= 227,5 N
MA = -812,5 . 0.8 (1,05 – (0,8/2)) + 422,5 (1,05 – 0,05) perpustakaan.uns.ac.id = -422,5 + 422,5 = 0 N.m
digilib.uns.ac.id
Diagram NFD
A
C
B
D
Diagram SFD 227,5 N 40,625 N A
B B
C
D
- 381,875 N Diagram BMD 56,875 N 0 A
3.4
`
- 1,015 N
0
B
D
C
Tegangan Maksimum Rangka
2 mm 60 mm
30 mm Gambar 3.7 Tegangan maksimum rangka
commit to user
39
Moment Inersia I = lo + Ad2 Dimana: perpustakaan.uns.ac.id Io = b . h3
Io =
60 . 303 mm
Io =
1.620.000 mm
digilib.uns.ac.id
Io = 135.000 mm Luas Penampang Besi Hollow A
= t (2b+2h) = 2 mm (2.60+2.30) mm = 360 mm2
d
= 30/2
d = 15 mm d2 = 225 mm2 Iz = lo + Ad2 = 4500 + (360 mm2 x 225 mm2) = 216.000 mm4 Ditinjau Dari Tegangan Tarik y=
commit to user
40
=
=
= 30 mm
σmax = perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
σmax = = 0,789 N/mm2 Jadi karena tegangan akibat beban (σmax = 0,789 N/mm2) < dari tegangan ijin bahan (σijin = 370 N/mm2) maka desain AMAN.
3.5
Perhitungan Las Pengelasan yang digunakan pada kontruksi rangka meja alat praktikum transmisi gear ini adalah sambungan las butt joint. Perhitungan kekuatan las pada sambungan tepi pada rangka dengan tebal baja hollow 2 mm, panjang pengelasan 30 mm, sehingga untuk memperhitungkan kekuatan las ditentukan A dengan : 250 mm
65 kg
Gambar 3.8 Sambungan las
commit to user
41
Diketahui : Jenis elektroda
= E 6013 (lampiran3)
Tegangan tarik ijin (so)
= 47,1 Kg/ mm2
perpustakaan.uns.ac.id Tegangan geser ijin (τ)
= =
P = 65 Kg x 10 m/s2 = 650 N l = 30 mm b = 60 mm – 2 x tebal hollow = 56 mm e = 250 mm S = 2 mm 1.
Menentukan luas penampang las A = t.s (2b + 2 l) = 0,707.2 (2.56 + 2.30) = 243,21 mm2
2.
Tegangan geser las t =
3.
=
= 2,67 N/mm2
Moment lentur las M = P.e = 650. 250 = 162.500 Nmm
4.
Section modulus Z = t . s (b l + b2/3) = 0,707.2 (56.30 + 562/3 ) = 3853,62 mm3
5.
Tegangan lentur sb = M / Z
commit to user
= 23,55 kg digilib.uns.ac.id / mm2
42
= 162.500 / 3853,62 = 42,168 N/mm2 6.
Tegangan geser maksimum t max
perpustakaan.uns.ac.id
=½ =½ = 29,93 N/mm2
digilib.uns.ac.id
= 2,993 kg/mm2 Elektroda yang digunakan E 6013 E 60 = kekuatan tarik terendah setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 42,2 kg/mm2 1 = posisi pengelasan mendatar, vertical atas kepala dan horizontal 3 = jenis listrik adalah DC polaritas balik (DC+) diameter elektroda 2,6 mm, arus 230 – 270 A, tegangan 27-29 V Jadi karena t pengelasan (2,993 kg/mm2) < t ijin (23,55 kg/mm2) maka pengelasan AMAN. 3.6
Perhitungan dan Perencanaan Roda Gigi
3.6.1. Roda Gigi Lurus (Spur gear)
Gambar 3.9 Roda gigi lurus
commit to user
43
Diketahui / diasumsikan : Daya (P) = 1500 watt Putaran pinion (Np) = 1440 rpm perpustakaan.uns.ac.id Jumlah gigi pinion (Tp) = 48
digilib.uns.ac.id
Jumlah gigi gear (TG) = 48
σog = σop = 100 N/mm2 a. Mencari Velocity (V) V
= = = = 3619,11 m mm/s = 3,61911 m m/s
b. Mencari Beban Tangensial (WT) WT =
s
=
(lampiran5) x 0,8 =
N
c. Mencari (Cv) Cv = = d. Mencari Yp= YG Yp = 0,154 = 0,154 -
commit to user
44
= 0,154 - 0,019 = 0,135 · sop.Yp = 100.0,135= 13,5 WT = ( σopx Cv) b.π.m.0,135 = (100x
) 8m.π.m.0,135
perpustakaan.uns.ac.id =
digilib.uns.ac.id
3+3,61911m = 3+3,61911m = 3,069 m3 Dengan metode uji coba di dapat nilai m = 1,5 mm dibulatkan 2 mm e. Mencari nilai b b
= 8m = 8.2 = 16 mm
f. Mencari nilai Dp Dp = m.Tp = 2. 48 = 96 mm Check keamanan beban T
= = = 9,9 Nm
v
= 3,61911.m = 3,61911.2 = 7,24 m/s
WT
=
.Cs
= = 165,75 N
commit to user
45
W1
= = = 37,6 N
WD = WT + W1 perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
= 165,75 + 37,6 = 203,35 N y
= 0,124 – = 0,124 – = 0,055
WS
= se.b.Pc.y = 350.16.p.m.0,055 = 350.16.p.2.0,055 = 1935,22 N
Karena WS > WD jadi desain roda gigi AMAN 3.6.2.
Roda Gigi Miring (Heliks)
Gambar 3.10 Roda gigi heliks
commit to user
46
Diketahui / diasumsikan : P
= 1500 Watt = 20o
a
= 20o
Np = 1440 rpm perpustakaan.uns.ac.id Dp = 0,1 m
digilib.uns.ac.id
sop
= sog = 100 N/mm2
ses
= 6,8 Mpa = 6,8 N/mm2
· Mencari modul dan lebar gigi T
= = = 9,9 Nm
WT
= = = 198 N
TP
= =
TE
= = = = 106,4/m
YP
= 0,175 = 0,175 = 0,175 - 0,0079m
commit to user
47
V
= = = 7,54 m/s
Nilai b untuk roda gigi helix antara 12,5 - 20 m perpustakaan.uns.ac.id b = 12,5 . m WT
= (sop . Cv) b p m yp
198
= (100 . 0,443) 12,5 m . p . m (0,175 - 0,079 m) = 1739,6 m2 (0,175 - 0,079 m) = 304,44 m2 - 137,43 m3
dengan metode coba-coba didapat m
= 1,76 dibulatkan 2 mm
b
= 12,5.m = 12,5 . 2 = 25 mm
V.R
= =
Q
=1
= = =1
N
= tan . cos = tan 20o x cos20o = 0,342
N
= 18,88
EP = EG = 200 kN/mm2 = 200 x 103 N/mm2 K = = = 87915 . (
(
) (
) )
commit to user
digilib.uns.ac.id
48
= 0,87915 N/mm WW = = = perpustakaan.uns.ac.id = 2489,03 N
3.6.3.
digilib.uns.ac.id
Roda Gigi Cacing (Worm gear)
Gambar 3.11 Roda gigi cacing (worm gear) Diketahui :
·
P
= 1500 Watt
V.R
= 25
x
= 85 mm
Nw
= 1500 rpm
Mencari diameter Worm Dw =
= = 34,4 mm ·
35 mm
Mencari diameter worm gear
commit to user
49
DG = 2x -Dw = (2 x 85) - 35 = 135 mm Dari tabel 31.2 rasio transmisi 25
n=2
· Jumlah gigi gear perpustakaan.uns.ac.id TG = 2 x 25 = 50
digilib.uns.ac.id
Pa = Pc = = 8,48 mm · Modul m = = = 2,7 mm Pc = p x m = p x 2,7 = 8,48 mm · Diameter worm gear aktual DG = = = 134,9
135 mm
· Diameter worm aktual Dw = 2x - DG = (2 x 85) - 135 = 35 mm · Lebar gigi worm gear (b) b
= 0,73 x Dw = 0,73 x 35 =26,25
30 mm
1. Pengecekan Terhadap beban tangensial
commit to user
50
V.R =
atau NG =
=
= 60 rpm
V
=
perpustakaan.uns.ac.id =
= 0,424 m/s
digilib.uns.ac.id
CV = = = 0,934 y
= 0,154 = 0,154 = 0,135
Diketahui tegangan tarik bahan so = 100 Mpa Beban tangensial yang di transmisikan WT = (so . Cv) b p y = (100 . 0,934) 30 . p . 0,135 = 3565 N P
= WT x V = 3565 x 0,424 = 1511,6 Watt
karena daya yang ditransmsikan lebih besar dari daya motor (1500 Watt) maka desain AMAN 2. Pengecekan terhadap beban dinamik WD = = = 3833,33 N P
= WD x V = 3833,33 x 0,424
commit to user
51
= 1625,33 Watt Daya yang dapat ditransmisikan lebih besar dari motor (1500 W) ini berarti desain AMAN
3.6.4. Roda Gigi Bevel perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 3.12 Roda gigi bevel Dengan asumsi Diket : P
= 1500 Watt
Np = NG
= 1440 rpm
Tp = TG
= 24
V.P =
=1
Mencari Torsi T=
= 9,9 N.m = 9900 N.mm
Sudut pitch θ P2 = θ P1 =
(
)
commit to user
52
=
.1
= 450 Format gigi TEG =T EP perpustakaan.uns.ac.id
= Tp.sec. θ P1 = 24.sec.
= 33,94
Faktor gigi YG = YP
= 0,124 = 0,124 – = 0,1037
Kecepatan garis puncak V
=
=π
= = = 1,804 m. CV = Panjang puncak kerucut L
=
=
=
= 12 m
commit to user
digilib.uns.ac.id
53
Lebar muka gigi b
=
=
= 5,67 m
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
WT =
WT = (
=
=
N
.CV ) b.π. m.YG
.5,67 m.π m. 0,1037 (
=100.
)
Dengan metode uji coba di dapat nilai modul (m) = 2,6 = 3 mm Jadi nilai : b
= 5,67 m = 5,67.3 = 17,01 mm
L = 17 m = 17.3 = 51 mm DG =DP
= m.Tp = 3.24 = 72 mm
Check beban dinamik V = 1,809 m = 1,809. 3 = 5,427.
commit to user
54
WT =
= 275 N
Dari table 28.7 ( lampiran 6) Modul 3 mempunyai nilai e = 0,051mm K = 0,107 untuk sudut 14,50 perpustakaan.uns.ac.id EP = EG= 100x103 N/mm2 C
=
=
=
= 272,85 N/mm
WD = WT +
=275 +
= 275 + = 275+ 2875 = 3150 N Check gaya statis (Ws) Dari table 28.8 ( lampiran 7) Bahan steel B.H.N = 150 nilai σe = 252 N/mm2
Gaya statis Ws = σe.b.π.m.уG
commit to user
digilib.uns.ac.id
55
= 252.17,01.π.3.0,1037 = 4169,2 N WS > WD jadi desain AMAN
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
56
BAB IV PROSES PEMBUATAN ALAT
4.1. Pembuatan Alat perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Alat ini dibuat atas kerjasama antara mahasiswa UNS dengan bengkel mesin UNS. Untuk menyelesaikannya dibutuhkan waktu 3 bulan. Beberapa komponen yang dikerjakan mahasiswa antara lain adalah meja.
Gambar 4.1 Alat perawatan transmisi gear 4.2
Pembuatan Meja
4.2.1. Bahan yang digunakan adalah : 1. Besi hollow (60 x 30 x 2)mm bahan ST-37 2. Plat 1 mm 3. Kayu jati (110 x 70 x 3)cm 4. Paku rivet/keling 5. Elektrode jenis E 6013 4.2.2. Alat yang digunakan : 1. Seperangkat alat las 2. Seperangkat alat bor
56
commit to user
57
3. Gergaji mesin/ manual 4. Rivet 5. Obeng plus/minus 6. Penggaris 7. Penggores perpustakaan.uns.ac.id 8. Penyiku
digilib.uns.ac.id
9. Palu besi/karet 10. Mesin penekuk plat 11. Gerinda mesin
Gambar 4.2. Konstruksi rangka 4.2.3. Langkah Pengerjaan a. Langkah pembuatan rangka meja : 1. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 70 cm sebanyak 4 buah. 2. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 43 cm sebanyak 6 buah. 3. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 94 cm sebanyak 6 buah. 4. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 36 cm sebanyak 2 buah. b. Langkah penutup rangka meja : 1. Memotong plat (47 x 52 )cm sebanyak 2 buah.
commit to user
58
2. Memotong plat (98 x 52 )cm sebanyak 1 buah. 3. Memotong plat (98 x 47 )cm sebanyak 1 buah. c. Untuk papan meja : Menggunakan kayu jati dengan ukuran (110x 70 x 3)cm perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.3. papan kayu 4.3
Membuat Box Roda Gigi
Gambar 4.4. Box Roda Gigi Bahan yang digunakan adalah lembaran plat dengan tebal 5 mm, dengan ukuran panjang bagian (depan, tengah dan belakang) 75 cm x 20 cm, bagian samping 55 cm x 20 cm dan pada bagian sekat-sekat tengah 28 cm x 20 cm. Pada bagian dasar menggunakan plat 3 mm, dengan ukuran 81 cm x 58 cm. Langkah pembuatan box roda gigi: 1. Membuat pola gambar pada plat sesuai ukuran 2. Memotong plat pada pola dengan brander potong
commit to user
59
3. Mengebor pada titik-titik yang sudah ditentukan 4. Menyambung plat dengan las 5. Finishing.
4.4. Proses Pengecatan perpustakaan.uns.ac.id Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :
digilib.uns.ac.id
1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk menghilangkan korosi. 2. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan dalam benar-benar bersih dari korosi. 3. Mendempul bagian yang tidak rata. 4. Mengamplas bagian yang di dempul sampai halus. 5. Memberikan cat dasar atau poxi keseluruh bagian yang akan dicat. 6. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar (poxi) sampai benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan. 7. Melakukan pengecatan warna.
4.5.
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 mesin yang digabung dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai berikut : 1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan telah siap ukuran sesuai perencanaan. 2. Komponen-komponen standart siap pakai ataupun dipasangkan. 3. Mengetahui
jumlah
yang
akan
pemasangannya.
commit to user
dirakit
dan
mengetahui
cara
60
4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing komponen yang tersedia. 5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan. Komponen- komponen yang ada dari alat praktikum perawatan sistem transmisi ini adalah : perpustakaan.uns.ac.id 1. 3 pasang roda gigi lurus 2.
1 pasang roda gigi worm
3.
1 pasang roda gigi helix
4.
3 pasang roda gigi bevel
5.
Motor listrik 1 phase 2 hp
6.
Motor power window
7.
Roda gigi power window
8.
Poros berulir
9.
Poros dengan spy
digilib.uns.ac.id
10. Poros halus 11. Kopling fleksibel 12. Bearing 13. Dudukan motor 14. Gear box 15. Panel kelistrikan 16. Mover
Langkah-langkah perakitan : 1.
Menyiapkan rangka meja yang telah dilas sesuai desain.
2.
Memasang penutup rangka meja (plat 1 mm) ke rangka.
3.
Memasang papan kayu pada rangka meja.
4.
Memasang gear box pada meja
5.
Memasang dudukan motor listrik
6.
Memasang motor listrik diatas dudukan
7.
Merakit poros, bearing, kopling, power window dan gear di dalam gear box
commit to user
61
8.
4.6
Merakit rangkaian listrik untuk menghidupkan motor dan power window
Waktu Permesinan Kecepatan pengelasan berdasarkan eksperimen yang dilakukan yaitu
2,5 mm/dt. perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Pengelasan yang dilakukan sepanjang 28 x 18 = 504 cm = 5040 mm
Waktu Pengelasan listrik : panjang pengelasan = kecepa tan pengelasan
Tm
5040 = 2,5
= 2016 dt = 33,6 menit Waktu setting 10 menit Waktu total pengelasan adalah 10 + 33,6 = 43,6 menit.
Proses pengeboran untuk plat 5 mm dengan diameter 12 mm Waktu pengeboran 12 mm: Putaran (n)
= 150 rpm.
Sr
= 0,1 mm/put
Kedalaman
= 5 mm
Waktu untuk sekali pengeboran :
Tm
0,3 . d + l Sr . n =
0,3.12 + 5 = 0,1.150
=
0,5733 menit
Pengeboran dilakukan di 72 titik, sehingga waktu pengeboran : = 72 x 0,5733 = 41,28 menit
commit to user
62
Waktu setting = 5 menit Waktu pengeboran untuk mata bor 12 mm adalah 41,28 + 5 = 46,28 menit. Waktu total pengeboran untuk pengeboran lubang bearing pada gear box dan dudukan = 46,28 menit. perpustakaan.uns.ac.id 4.7 Estimasi Biaya
digilib.uns.ac.id
4.7.1. Perhitungan Biaya Operator. Mesin bor. Biaya =
Waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya operator)
=
(46,28 ) menit (Rp 10.000/jam + Rp 5.000/jam)
=
Rp11.500 ,-
Pengelasan. Biaya =
Waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya operator)
=
(43,6) menit (Rp 20.000/jam + Rp 5.000/jam)
=
Rp 18.200,-
4.7.2. Biaya Pembuatan Alat Tabel 4.1 biaya pembuatan Alat Transmisi Roda Gigi No
Nama/Jenis Barang
Jumlah
1
Rangka (besi hollow)
2 lonjor
Harga Satuan Rp 72.000
2
Plat 1mm
1 ½ lembar
Rp 60.000
Rp 90.000
3
Menekuk plat
-
Rp 120.000
Rp 120.000
4
Papan kayu landasan
1 buah
Rp 200.000
Rp 200.000
5
Engsel Geser laci
1 pasang
Rp 50.000
Rp 50.000
6
Motor Listrik
1 buah
Rp1.475.000 Rp1.475.000
7
Roda Gigi Lurus
6 buah
Rp257.000
Rp 1.542.000
8
Roda Gigi Helix
2 buah
Rp255.000
Rp 510.000
9
Roda Gigi Worm
1 pasang
Rp700.000
Rp 700.000
commit to user
Jumlah Rp 144.000
63
10
Kopling
1 buah
Rp 80.000
Rp 80.000
11
Bearing
22 buah
Rp 25.000
Rp 550.000
12
Poros Ulir
1 buah
Rp 15.000
Rp 15.000
5 kg
Rp 10.000
Rp 50.000 digilib.uns.ac.id
1 buah
Rp 60.000
Rp 60.000
32.5 kg
Rp 10.000
Rp 360.000
13 Poros 3/4” perpustakaan.uns.ac.id 14 15
Poros Alur Plat 5 mm + ongkos potong
16
Plat 3 mm
13.5kg
Rp 12.000
Rp 162.000
17
Power window + saklar
1 buah
Rp 120.000
Rp 120.000
18
Roda gigi Power window
1 buah
Rp 30.000
Rp 30.000
19
Akrilik 5 mm
90x90 cm
Rp 200.000
Rp 200.000
20
List Biru
2m
Rp 5.000
Rp 10.000
21
Mata bor 4mm
1 buah
Rp 5.000
Rp 5.000
22
Jepitan Pintu
2 buah
Rp 3.000
Rp 6.000
76 buah
Rp 1000
Rp 76.000
23
Baut Uk. M10 X 30+ Ring
24
Baut Uk. M10 X 40
4 buah
Rp 900
Rp 3.600
25
Baut Uk. M10 X 50
8 buah
Rp 1000
Rp 8.000
26
Baut Uk. M10 X 100
6 buah
Rp 2000
Rp 12.000
27
Sekrup
7 buah
Rp 1000
Rp 7.000
28
Cat kaleng Hitam ¼ kg
2 kaleng
Rp 6.000
Rp 12.000
29
Cat kaleng merah 100gr
1kaleng
Rp 19.000
Rp 19.000
30
Kabel eterna
2m
Rp 11.000
Rp 22.000
commit to user
64
31
Steker Broco
1 buah
Rp 8.500
Rp 8.500
32
Engsel
4buah
Rp 2.500
Rp 10.000
33
Lem alteco
4 buah
Rp 4.000
Rp 16.000
1 buah
Rp 45.000
Rp 45.000 digilib.uns.ac.id
34 Saklar (ON/OFF) perpustakaan.uns.ac.id 35
Lampu Led Hijau
1 buah
Rp 10.000
Rp 10.000
36
Lampu Led 3 warna
2 buah
Rp 850
Rp 1.700
37
Tenol
1 gulung
Rp 6.000
Rp 6.000
38
Relay 12 V DC
2 buah
Rp 2.600
Rp 5.200
39
Switching 12 V
1 buah
Rp 75.000
Rp 75.000
40
Resistor 680 Ohm
2 buah
Rp 100
Rp 200 Rp 6.626.200
Jumlah
4.8
Biaya mesin bor
Rp 11.500
Biaya Pengelasan
Rp 18.200
Biaya Pembuatan Alat
Rp. 6.626.200
Biaya lain-lain
Rp. 50.000 +
Total
Rp. 6.705.900
Perawatan Mesin Perawatan merupakan suatu kegiatan atau pekerjaan yang dilakukan terhadap suatu alat, mesin atau sistem yang mempunyai tujuan antara lain : 1. Mencegah terjadinya kerusakan mesin pada saat dibutuhkan atau beroperasi. 2. Memperpanjang umur mesin. 3. Mengurangi kerusakan-kerusakan yang tidak diharapkan.
commit to user
65
Perawatan yang baik dilakukan pada sebuah alat atau mesin adalah melakukan tahapan-tahapan perawatan. Hal ini berarti menggunakan sebuah siklus penjadwalan perawatan, yaitu : 1. Inspeksi (pemeriksaan). 2. Perbaikan kecil (small repair). perpustakaan.uns.ac.id 3. Perbaikan total atau bongkar mesin (complete over houle).digilib.uns.ac.id Seperti pada industri manufaktur pada umumnya apabila tahap-tahap di atas terjadwal dan dilaksanakan dengan tertib, maka untuk prestasi tertinggi dan efektifitas mesin dapat tercapai dengan maksimal. Dalam alat praktikum perawatan transmisi gear ini secara terperinci perawatan dapat dilakukan dengan meliputi : 1. Bearing : Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara lain : a. Melakukan pemeriksaan putaran bearing. b. Memberi grease pada setiap lubang bearing. 2. Roda gigi / gear Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara lain : a. Melakukan pemeriksaan keausan . b. Membersihkan dari karat. c. Memberi grease pada setiap roda gigi. 3.
Poros Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara lain a. Melakukan pemeriksaan kelurusan poros. b. Membersihkan dari karat.
commit to user
66
BAB V KESIMPULAN
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Dari hasil pembuatan alat praktikum perawatan sistem transmisi roda gigi dapat disimpulkan sebagai berikut : a. Dari perbandingan hasil perhitungan analisis dan yang digunakan pada alat dapat diketahui bahwa alat yang dirakit aman. b. Alat praktikum ini digunakan untuk memperagakan transmisi daya pada beberapa gear yang berbeda-beda. c. Total biaya untuk pembuatan 1 unit mesin ini adalah ± Rp 6.705.900,-
66
commit to user
