RANCANG BANGUN GOKART DENGAN PENGGERAK MOTOR BAKAR BENSIN 5.5 HP

1

RANCANG BANGUN GOKART DENGAN PENGGERAK MOTOR BAKAR BENSIN 5.5 HP

TUGAS AKHIR TUGAS AKHIR Diajukan untuk Melengkapi Syarat Akhir Studi dan Memperoleh Sebutan Ahli Madya Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh: Adjie Wahyu Sasongko

NIM 3.21.05.2.02

Chatur Aji Siswoyo

NIM 3.21.05.2.07

Gita Purna Sarjana

NIM 3.21.05.2.09

Risky Wijaya Yoga Pratama

NIM 3.21.05.2.19

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2008

2

HALAMAN PERSETUJUAN RANCANG BANGUN GOKART DENGAN PENGGERAK MOTOR BAKAR BENSIN 5.5 HP

Oleh: Adjie Wahyu Sasongko

NIM 3.21.05.2.02

Chatur Aji Siswoyo

NIM 3.21.05.2.07

Gita Purna Sarjana

NIM 3.21.05.2.09

Risky Wijaya Yoga Pratama

NIM 3.21.05.2.19

Menyetujui Pembimbing

1. Joko Widodo,ST

Pembimbing I (………………..)

NIP 131 411 018 2. R.Suharto,ST NIP 131 406 228

Pembimbing II (………………..)

3

HALAMAN PENGESAHAN RANCANG BANGUN GOKART DENGAN PENGGERAK MOTOR BAKAR BENSIN 5.5 HP Oleh: Adjie Wahyu Sasongko

NIM 3.21.05.2.02

Chatur Aji Siswoyo

NIM 3.21.05.2.07

Gita Purna Sarjana

NIM 3.21.05.2.09

Risky Wijaya Yoga Pratama

NIM 3.21.05.2.19

Tugas Akhir ini diuji dan disahkan oleh penguji pada:

1. Ketua Penguji

Hari

:

Tanggal

:

September 2008

Joko Widodo,ST

(……………….)

NIP : 131 411 018 2. Sekretaris Penguji

Sugeng Iriyanto, Drs,M.Pd

(……………….)

NIP : 130 938 140 3. Penguji I

Bambang Kuswanto, Drs,SST

(……………….)

NIP : 131 411 026 4. Penguji II

Amrul,Drs

(……………….)

NIP : 131 683 333 4. Penguji III

Sugeng Haryono, Drs

(……………….)

NIP : 131 621 383 Semarang, Mengetahui, Ketua Jurusan Tenik Mesin Politeknik Negeri Semarang

Adhy Purnomo, ST NIP. 131 789 339

September 2008

4

PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR Tugas akhir Ahli Madya yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di perpustakaan Politeknik Negeri Semarang adalah terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada penulis.

Referensi

kepustakaan

diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau ringkasan hanya dapat dilakukan dengan seijin penulis dan harus

disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk

menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh isi tugas akhir ini harus seizin Pimpinan Politeknik Negeri Semarang. Perpustakaan yang meminjamkan tugas akhir ini untuk keperluan anggotanya diharapkan mengisi nama dan tanda tangan peminjam dan tanggal pinjam.

Team

5

HALAMAN MOTTO A Satu hentakan nafas orang tuamu takkan sanggup engkau balas dengan segala usahamu (Imam safei) A “… .Dan Kami ciptakan besi yang padanya terdapat kekuatan yang hebat dan berbagai manfaat bagi manusia, (supaya mereka mempergunakan besi itu) dan supaya Allah mengetahui siapa yang menolong (agama) Nya dan rasul-rasul-Nya padahal Allah tidak dilihatnya….” (Q.S. Al Hadid: 25) A Jika kau mencintai seseorang jangan pernah berharap bahwa orang tersebut akan mencintaimu sebesar apa yang tlah kau berikan pada dirinya (Pujangga) A Satu Detik yang lalu tak akan pernah Kembali dan jangan pernah putus asa karena beberapa kegagalan, sebab dalan hidup anda hanya butuh satu keberhasilan (Aristoteles) A “Sesungguhnya barang siapa yang bertaqwa dan bersabar, maka sesungguhnya Allah tidak menyia – yiakan pahala orang yang berbuat baik” (Qs. Yusuf : 90) A “Ya Allah, sesungguhnya ibadahku, belajar/bekerjaku, doa serta taubatku hanyalah untuk-Mu untuk itu mohon bimbingan darimu” (Sebuah Do’a) A “Datang bersama – sama adalah permulaan, tetap bersama – sama adalah kemajuan dan berkerja bersama – sama adalah kesuksesan” (Aristoteles)

6

HALAMAN PERSEMBAHAN Dengan segala karunia yang telah Allah SWT berikan, Laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dan akhirnya dengan segala ungkapan terima kasih kami persembahkan kepada :

Adjie Wahyu Sasongko Tugas akhir ini kami persembahkan untuk : 1. Allah SWT atas karunia dan anugrahNYA 2. Ayah dan Ibunda serta adik tercinta atas do’a dan pengorbanannya selama ini 3. Dosen Pembimbing Bpk. Joko Widodo, ST dan Bpk.R.Suharto, ST serta staf dosen – dosen pengajar yang senantiasa memberikan ilmu dan bimbingannya dalam mengerjakan tugas akhir ini. 4. Bapak Mudjoko and all crew bengkel “ACW ” Klipang Semarang. 5. Teman-teman seperjuangan ex Me 1C,2C,3D dan teman-teman seperjuangan TA Gita, Chatur, dan Risky. 6. Buat kekasihku ( Ratih ) yang memberi Support kepadaku. 7. Buat teman-teman yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu. Chatur Aji Siswoyo Tugas akhir ini kami persembahkan untuk : 8. Allah SWT atas karunia dan anugrahNYA 9. Ayah dan Ibunda tercinta atas do’a dan pengorbanannya selama ini 10. Dosen Pembimbing Bpk. Joko Widodo, ST dan Bpk.R.Suharto, ST serta staf dosen – dosen pengajar yang senantiasa memberikan ilmu dan bimbingannya dalam mengerjakan tugas akhir ini. 11. Bapak Mudjoko and all crew bengkel “ACW ” Klipang Semarang. 12. Teman-teman seperjuangan ex Me 1C,2C,3A dan teman-teman seperjuangan TA Adjie, Gita dan Risky. 13. Buat kekasihku ( Tiwie ) yang telah menemaniku setiap suka dan duka. 14. Buat teman-teman yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.

7

Gita Purna Sarjana Tugas akhir ini kami persembahkan untuk : 1. Allah SWT karena rahmat dan inayah-Nya kami dapat menyelesaikan TA ini 2.

Ayah dan Ibunda tercinta atas do’a dan pengorbanannya selama ini

3. Dosen Pembimbing Bpk. Joko Widodo, ST dan Bpk.R.Suharto, ST serta staf dosen – dosen pengajar yang senantiasa memberikan ilmu dan bimbingannya dalam mengerjakan tugas akhir ini. 4. All my brother and sister makasih atas segala bantuannya. 5.

Bapak Mudjoko and all crew bengkel “ACW ” Klipang Semarang.

6. Teman-teman seperjuangan Adjie, Chatur dan Risky. 7. Teman – teman seperjuangan kelas ex ME 1C, 2C, 3A. Yang senantiasa memberikan dukungan dalam membantu tugas akhir ini. 8. Buat Istriku tercinta ( Oneng ) yang selalu membahagiakan diriku. 9. Buat anakku (Ratu ) tercinta yang selalu di hatiku. 10. Buat teman-teman yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.

Risky Wijaya Yoga Pratama Tugas akhir ini kami persembahkan untuk : 15. Allah SWT atas karunia dan anugrahNYA 16. Ayah dan Ibunda tercinta atas do’a dan pengorbanannya selama ini 17. Dosen Pembimbing Bpk. Joko Widodo, ST dan Bpk.R.Suharto, ST serta staf dosen – dosen pengajar yang senantiasa memberikan ilmu dan bimbingannya dalam mengerjakan tugas akhir ini. 18. Buat Istriku Tercinta ( Roro ) dan Anakku ( Nasya ) 19. Bapak Mudjoko and all crew bengkel “ACW ” Klipang Semarang. 20. Teman-teman seperjuangan ex Me 1C,2C,3D dan teman-teman seperjuangan TA Adjie, Gita, dan Chatur. 21. Buat teman-teman yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu

8

PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh sebutan keahlian di sebuah perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan kami tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah / karya Tugas Akhir ini dan disebutkan dalam daftar pustaka

Semarang, September 2008 Yang Menyatakan,

.................... Adjie Wahyu Sasongko NIM. 3.21.05.2.02

..................... Gita Purna Sarjana NIM. 3.21.05.2.09

.................. Chatur Aji Siswoyo NIM. 3.21.05.2.07

..................... Risky Wijaya Yoga Pratama NIM. 3.21.05.2.19

9

ABSTRAK Gokart dibuat untuk olahraga otomotif bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin khususnya dan mahasiswa Politeknik Negeri Semarang pada umumnya. Mesin gokart yang digunakan adalah mesin statik berkapasitas 160 cc dan berdaya maksimum 5,5 HP dengan sistem kopling sentrifugal, ketinggian rangka 5 cm dari tanah. Kinerja gokart telah diuji dengan parameter operasi sebagai berikut : Kecepatan rata – rata dan percepatan yang diperlukan untuk menempuh jarak 100 m dengan kecepatan awal 0 ( nol ) adalah sebesar :Vrata – rata = 15,883 m/s = 57,1788 km/jam, arata

– rata =

1,254 m/s2. Jarak pengereman rata- rata dan

perlambatan rata – rata yang diperlukan untuk pengereman dengan kecepatan awal 11,111 m/s adalah sebesar : Srata – rata = 23,13 m , arata – rata = - 7,05 m/s2 dan hasil pengujian perilaku belok diketahui bahwa gokart mengalami oversteer, hasil pengujian kekuatan rangka diketahui gokart mengalami defleksi pada rangka, disarankan bobot pengemudi maksimum 75 kg. KATA KUNCI Gokart, mesin statik 5,5 HP, kopling sentrifugal

10

ABSTRACT

Gokart in production for automotive sport divide university student Technical Engineering majors specially and university student at Polytechnic of Semarang generally. Machine of Gokart which is used in this final duty is static engine with capacities 160 cc and maximal energy is 5.5 HP with centrifugal coupling system, high frame 5 cm for ground. Performance of Gokart have been tested with the following operation parameter : Average speed and needed to acceleration pass through over 100 m with initial velocity 0 is equal to : Vrata – rata : 15,883 m/s = 57,1788 km/jam, arata

– rata

: 1,254 m/s2. The average distance of braking and

average deceleration is : Srata-rata : 23,13 m, arata – rata : - 7,05 m/s2 and result of examination pulley is found out is oversteer, the result examination of frame strength is found out a deflection in the frame, on suggestion weight driver maximal 75 kg. KEYWORD Gokart, static machine 5,5 HP, centrifugal coupling

11

PRAKATA Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-NYA, sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “RANCANG BANGUN GOKART DENGAN PENGGERAK MOTOR BAKAR BENSIN 5.5 HP” Tugas akhir ini disusun sebagai syarat akhir studi dan memperoleh sebutan Ahli Madya Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin. Dalam penyusunan tugas akhir ini, kami banyak bantuan dari berbagai pihak Oleh karena itu, pada kesmpatan ini kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada : 1. Bapak Joko Widodo, ST selaku pembimbing I yang telah meluangkan waktu dan pikirannya dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 2. Bapak R.Suharto, ST selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan pikirannya dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 3. Bapak dosen Tim penguji, yang telah menguji Tugas Akhir ini. 4. Orang tua dan saudara tercinta kami, yang senantiasa memanjatkan doa untuk anaknya supaya berhasil dalam menempuh pendidikan. 5. Teman-Teman seperjuangan kelas ME3A, 3B, 3C, 3D dan rekan-rekan dilingkungan kampus Politeknik Negeri Semarang khususnya Program Studi Teknik Mesin angkatan 2005. 6. Pihak-pihak lain yang tidak sempat kami sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir kami. Kami menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan. Semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi kami khususnya dan bagi pembaca pada umumnya untuk menambah wawasan. Semarang, September 2008 Team

12

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL …………….………………………………………………. i HALAMAN PERSETUJUAN ………………………………...……………….. ii HALAMAN PENGESAHAN ……………………………..………………….. iii HALAMAN PEDOMAN PENGGUNAAN TUGAS AKHIR

…………...….. iv

HALAMAN MOTTO …………………………………………………….....…...v HALAMAN PERSEMBAHAN

……………………………………….......... vi

HALAMAN PERNYATAAN ……....……………………………………….... ix ABSTRAK ……………………….....………………………………………… x ABSTRACT …….....………………………………………………………..… xi PRAKATA ……………………………….……………………………..……. xii DAFTAR ISI ……………………………..…………………………………..... xii DAFTAR LAMPIRAN ………………….………………………………..….. xvii DAFTAR GAMBAR …….......………………………………………..……..... xix DAFTAR TABEL

……………………………………………….………….. xxi

13

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1 Perumusan Masalah…………………………………………………………….

2

Alasan Pemilihan Judul…………………………………………………………

2

Penegasan Judul………………………………………………………………...

2

Tujuan Penulisan………………………………………………………………..

3

Pembatasan Masalah…………………………………………………………… 3 Sumber Data / Metodologi……………………………………………………...

4

Sistematika Penulisan…………………………………………………………… 5 BAB II DASAR TEORI 2.1 Teori Dasar Analisis Perancangan Frame ChassisGokart............................. 7 2.1.1

Distribusi Beban Statis pada Frame Chassis Gokart……………. 8

ƒ

Beban Mesin didistrbusikan ke sisi Kanan dan Kiri Rangka...................... 8

ƒ

Beban

Chassis

didistribusikan

ke

sebelah

Kanan

dan

Kiri

Rangka………………………………………………...................……….. 9 ƒ

Beban

Pengemudi

didistribusikan

ke

samping

Kanan

dan

Kiri

Rangka……………………………………………....................…………. 9 2.1.2 2.2

Kriteria Kegagalan Material……………………………………. 11

Performa Gokart………………………………………………………... 11 2.2.1

Kinerja Traksi Kendaraan…………………………………….... 12

2.2.1.1 Penentuan Posisi Titik Berat…………………………… ............12 2.2.1.2 Gaya Traksi Kendaraan………………………….............……. 14 2.2.1.3 Kopling Sentrifugal…………..............………………………..

17

2.2.1.4 Karakterristik Kinerja Laju Kendaraan………………. ............. 21 2.2.2

Pengereman……………………………………………………. 22

2.2.2.1 Limit Pengereman…………………………............…………..

23

14

2.2.3

Sistem Kemudi pada Kendaraan……………………………… 23

2.2.4

Perilaku – perilaku Belok pada Kendaraan………….......…….. 24

2.2.4.1 Perilaku Ackerman……………………………………. ............ 24 2.2.4.2 Perilaku Netral…………………………………………............. 25 2.2.4.3 Perilaku Understeer……………………………………............. 25

2.3. Poros……………………………………………………………….....… 27 2.3.1 Perhitungan Diameter Poros…………………………….……….. 27 2.3.2 Menghitung Diameter Poros……………………………….……... 27 2.3.3 Koreksi Kekuatan Poros……………………………………..……. 28 2.4. Pasak…………………………………….....…………………...……… 28 2.5. Bantalan…………………………………….....………………...…….. 30 2.5.1 Klasifikasi Bantalan Gelinding………………………………….. 30 2.5.2 Rumus Perhitungan……………………………………………… 32 2.5.3 Mur dan Baut……………………………………………………. 33 a. Rumus Perhitungan Mur……………………………………… 33 2.5.4 Rumus Perhitungan baut………………………………………… 34 2.6 Rantai dan Sproket……………………………………………....……. 35 2.6.1 Rumus Perhitungan Sproket dan Rantai………………….......... ..35

BAB III PERANCANGAN RANGKA DAN PERFORMA GOKART 3.1 Data dan Spesifikasi Gokart……………………………………………. 37 3.2 Analisa Rangka…………………………………………………………. 37 3.2.1 Distribusi Beban Statis………………………………………….. 38

15

a. Beban Mesin didistribusikan ke Sisi Kanan dan Kiri Rangka sebesar.……….............………………………………………………… 38 b. Beban Chasis diditribusikan ke Sebelah Kanan dan Kiri Rangka…..……………...............……………………………………….. 39 c. Beban Pengemudi didistribusikan ke Samping Kanan dan Kiri Rangka………………………….................……………………………. 40 3.3 Perhitungan Reaksi Tumpuan pada Sumbu Roda Depan dan Belakang…. 40 3.4 Analisa Titik Berat Gokart……………………………………………….. 45 3.5 Perhitungan Pada Kendaraan Berdasarkan Kapasitas Gesek…………….. 48 3.5.1 Gaya Traksi Kendaraan…………………………………………...... 48 3.5.2 Limit percepatan………………………………………………….. ...49 3.6 Analisa Perancangan Rantai & Sproket……..……....…………………... 52 3.7 Pemilihan rantai no.40 dengan spesifikasi……....………..……………. 53 3.8 Analisa Perancangan Rem………...……………………………………. 54 3.9 Analisa Perencanaan Poros………......…………………………………. 55 3.10 Pasak………………………………………………………………. 58 3.11 Perencanaan Kopling Sentrifugal…………………………………. 59 3.12 Perilaku Belok pada Kendaraan…………………………………… 62 3.13 Analisa Bantalan………………………………………………….. 64 3.13.1 Analisa Bantalan Roda Depan………………………..……. 64 3.13.2 Analisa Bantalan Roda Belakang……………..…………… 67

16

BAB IV PROSES PEMBUATAN KOMPONEN – KOMPONEN PENDUKUNG UTAMA DAN PERHITUNGAN BIAYA 4.1 Proses Pembuatan.................................................................................... 70 4.1.1 Pengerjaan Dudukkan disc Brake……………………………… 73 4.1.2 Pengerjaan Dudukkan Kursi Pengemudi………………………. 74 4.1.3 Pengerjaan Dudukkan Pillow block ( bantalan )………………. 75 4.1.4 Pengerjaan Kaliper Rem………………………………………. 75 4.2 Perakitan Mesin....................................................................................... 76 1. Rangka Gokart……........………………………………………… 77 2. Dudukan poros belakang ( pillow block )...................................... 78 3. Poros king pin, spindel cradle, spindel arm, dan poros................. 79 4. Batang kemudi dan penyangga batang pengemudi........................ 80 5. Bhusing poros pedal rem dan poros pedal gas............................... 80 6. Poros belakang, sproket dan piringan cakram................................ 81 7. Linkage ( terot ).............................................................................. 82 4.3 Perhitungan Biaya..................................................................................... 82 4.3.1 Perhitungan Biaya Bahan Baku………………………………… 83 4.3.2 Perhitungan Waktu Pemesinan…………………………………. 85 4.3.2.1 Proses Bubut (Turning)...……………………..………… 85 4.3.2.2 Proses Gurdi (Drilling)...................................................... 88 4.3.3 Perhitungan Lamanya Pemakaian Mesin………………………. 91 4.3.4 Perhitungan Biaya Operator Pemesinan..................................... 92 4.3.5 Perhitungan Biaya Perakitan dan Pengecatan............................... 92 4.3.6 Perhitungan Total Biaya Pembuatan Mesin.................................. 93

17

BAB V PENGUJIAN DAN PERAWATAN 5.1 Pengujian akselerasi……………………………………………………. 94 5.2 Pengujian Deselerasi…………………………………………………… 96 5.3 Pengujian Perilaku Arah Kendaraan Terhadap Belokkan……………… 98 5.4 Pengujian Kekuatan Rangka…………………………………………… 100 5.5 Perawatan Mesin……………………………………………………….. 101 5.5.1 Teori Perawatan………………………………………………….... 101 5.5.2 Perawatan Terencana……………………………………………... 101 5.5.3 Perawatan Tidak Terencana............................................................. 103 5.6 Perawatan Terencana Beberapa Komponen............................................. 103 5.6.1 Perawatan Bantalan……………………………………………….. 104 5.6.2 Perawatan Sproket............................................................................ 105 5.6.3 Perawatan Rantai.............................................................................. 106 5.6.4 Perawatan Rangka Gokart……………………………………….. 107 5.7 Penggantian Komponen............................................................................. 108 5.7.1 Penggantian Mur dan Baut………………………………………. 108 5.7.2 Penggantian Bantalan.…...………………………………………. 108 5.7.3 Pengantian Pasak…….…………………………………………. 109 5.8 Mesin Hasil Rancang Bangun................................................................... 110

18

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1

Kesimpulan………………………………………………………… 111

6.2

Saran………………………………………………………………. 112

19

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 01. Tabel toleransi basis lubang Lampiran 02. Tabel toleransi basis poros Lampiran 03. Jenis suaian Lampiran 04. Tingkat kekasaran Lampiran 05. Kecepatan potong mata bor Lampiran 06. Kekuatan bahan Lampiran 07. Baja karbon dan paduan Lampiran 08. Baja karbon Lampiran 09. Besi Cor Lampiran 10. Bronze Lampiran 11. ISO Lampiran 12. Toleransi umum Lampiran 13. Ulir metris Lampiran 14. Ulir metrik Lampiran 15. Ulir metrik halus Lampiran 16. Diameter bor untuk membuat ulir Lampiran 17. Ulir dalam Lampiran 18. Nuts, Rings, Spring, Washer Lampiran 19. Center drill Lampiran 20. Transmisi ratio calculation Lampiran 21. Tabel permesinan Lampiran 22. Tabel permesinan Lampiran 23. Tabel permesinan Lampiran 24. Tabel permesinan

20

Lampiran 25. Standart bearing Lampiran 26. Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak Lampiran 27. Rumus – rumus sambungan las Lampiran 28. Rumus – rumus sambungan las

21

DAFTAR GAMBAR 2.1 Diagram Benda Bebas Bobot Mati.......................................................... 8 2.2 DBB bagian C1 – C2............................................................................... 8 2.3 DBB bagian A1 – A2............................................................................... 9 2.4 DBB bagian B1 – B2...............................................................................

9

2.5 Pemodelan sederhana Rangka dudukan Mesin, Penumpang, dan Tangki............................................................................................................ 10 2.6 Diagram Benda Bebas pada Pemodelan 2.5........................................... 11 2.7 Diagram Benda Bebas kendaraan........................................................... 12 2.8 Titik Berat Kendaraan............................................................................ 13 2.9 Tinggi Titik Berat.................................................................................... 13 2.10 Gaya – gaya Beraksi pada Kendaraan dua Gandar............................... 14 2.11 Kopling Sentrifugal............................................................................... 18 2.12 Sepatu Kopling Sentrifugal................................................................... 19 2.13 DBB Gaya Pengereman Kendaraan....................................................... 22 2.14 Geometri Kemudi Ackerman................................................................ 24 2.15 Geometri Kemudi Netral....................................................................... 25 2.16 Geometri Kemudi Understeer................................................................ 26 2.17 Pasak Benam......................................................................................... 29 2.19 Macam-macam Bantalan Gelinding…………………….....………….. 31 3.1 Diagram Benda Bebas Bobot Mati……………………………………. 38 3.2 DBB bagian C1 – C2………………………………....………………. 38 3.3 Analisa Titik Berat Rangka Utama Gokart dengan Program Catia…… 39

22

3.4 DBB bagian A1 – A2…………………………………………………… 39 3.5 DBB bagian B1 – B2……………………………………………………. 40 3.6 DBB Pada Rangka Sebelah Kanan……………………………………… 41 3.7 Diagram Bidang Gaya Geser dan Bidang Momen………………………. 42 3.8 Diagram Bidang Momen pada Batang 1……….......…………………….. 43 3.9 Gambar Luasan Penampang……………............………………………… 43 3.10 DBB Defleksi Batang Rangka………….......…………………………… 44 3.11 Titik Berat Gokart…………………………........………..……………... 45 3.12 Analisa Titik Berat Gokart dari Samping………….......……........……. 46 3.13 Analisa Titik Berat Gokart dari Belakang……………...………………. 47 3.14 Diagram Benda Bebas Hubungan Momen pada Poros output Mesin dengan Poros Belakang…………………........……......………………….

50

3.15 Diagram Benda bebas Gokart saat Pengereman……….........….………. 54 3.16 Diagram Bidang Gaya Geser dan Bidang Momen……..………………. 56 3.17 Gaya Geser Pada Pasak…………………………………........…………. 58 3.18 Sepatu Kopling Sentrifugal………………………………........……..… 60 3.19 Geometri Ackerman…………………………………..………........…… 62 3.20 Susunan Diferensial Steer dari Trapezoidal Tie Rod……………... …… 63 3.21 Jarak Bagi antara Titik Beban dan Tumpuan………………………….... 65 3.22 Diagram Benda Bebas Pada Poros Belakang…………………………… 68 4.1 Rangka Utama Gokart................................................................................. 77 4.2. Dudukan Bantalan (pillow block)............................................................... 78 4.3. Perakitan Poros depan pada Rangka.......................................................... 79 4.4. Perakitan Dudukan sistem Kemudi............................................................ 80

23

4.5. Perakitan Poros Pedal Gas dan Rem pada Bumper depan.......................... 80 4.6. Perakitan Poros belakang, Gear, Bantalan dan Piringan Cakram .............. 81 4.7 Linkage........................................................................................................ 82 4.8 Proses Bubut Melintang.............................................................................. 86 4.9 Proses Bubut Memanjang............................................................................ 86 4.10 Proses Gurdi............................................................................................... 90 5.1 Bantalan pada Poros Belakang Gokart…….....…........………...………. 104 5.2 Sproket…………………………………….....…........……...………….. 105 5.3 Rantai…………………........…………….....…………...……………… 106 5.4 Rangka Gokart…….........……………….....………………..………….. 107 5.5 Gokart Hasil Rancang Bangun................................................................. 110

24

DAFTAR TABEL 3.1 Tabel Koefisien Adhesi Jalan........................................................................ 48 3.2 Tabel Koefisien Tahanan Rolling................................................................. 49 4.1 Harga Bahan Baku……………………………………......………………... 83 4.2 Harga Bahan Baku Standar............................................................................ 84 4.3 Waktu Proses Pemesinan (menit)……..………………………………….... 90 4.4 Tarif Sewa Mesin........................................................................................... 91 5.1. Data Hasil Pengujian Akselerasi…….…………………………………….. 94 5.2. Data Hasil Analisa Pengujian Akselerasi……….…………………………. 95 5.3. Data Hasil Pengujian Deselerasi…………………………………………… 96 5.4. Data Hasil Analisa Pengujian Deselerasi…………………………………... 97 5.5 Data Hasil Pengujian Belok Pada R Tetap…………………………………. 99 5.6 Data Hasil Pengujian Kekuatan Rangka…………………………………... 100

25

DAFTAR LAMBANG SIMBOL

SATUAN

a

: Percepatan

m/s2

A

: Luas

m2

C

: Konstanta elastisitas

kN/m

Cd

: Koefisen drag

-

fr

: Koefisien hambatan gelinding

-

F

: Gaya traksi

N

Fi

: Gaya tarik pada baut

N

Fb

: Limit pengereman

N

Fy

: Gaya cornering

N

g

: Gravitasi

m/s2

G

: Modulus geser

n/m2

H

:Tinggi pesat massa

m

I0

: Momen onersia

kgm2

Ig

: Momen inersia massa

kgm2

k

: Konstanta kekakuan

kN/m2

Kus

: Koefisien understeer

-

L

: Panjang

m

Lf

: Panjang dari titik pusat massa ke poros depan

m

Lr

: Panjang dari titik pusat massa ke poros belakang

m

m

: Massa

kg

mf

: Massa pada roda depan

kg

mr

: Massa pada roda belakang

kg

mki

: Massa gokart bagian kiri

kg

mka : Massa gokart bagian kanan

kg

M

: Momen

Nm

r

: jari – jari

m

Ra

: Hambatan angin

N

Rr

: Hambatan rolling

N

26

v

: Kecepatan

m/s

Vkr

: Kecepatan kritis

m/s

W

: Berat

N

Wf

: Berat bagian depan

N

Wr

: Berat bagian belakang

N

α

: Sudut selip

0

δf

: Sudut belok

τ

: Tegangan geser

N/m2

ω

: Kecepatan sudut

(rad/det)

α

: Percepatan sudut

(rad/det2)

P

: Daya

(watt)

θ

: Sudut kontak

fc

: Faktor koreksi

Pd

: Daya rencana

(HP)

d L

: Diameter elektroda : Panjang pembubutan

(mm) (mm)

a

: Kecepatan pemakanan

⎛ mm ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ put ⎠

n

: Putaran mesin

(rpm)

d

: Diameter benda kerja

(mm)

l

: Panjang benda kerja

(mm)

la

: Kelebihan gerakan awal

(mm)

lu

: Kelebihan gerakan akhir

(mm)

Vc

: Kecepatan potong

(mm)

at

: Pemakanan per gigi

(mm)

tn

: Kelonggaran waktu permesisan

(menit)

Tt

: Total waktu permesinan

(menit)

L

: Panjang langkah

(mm)

Z

: Jumlah gigi pisau / cutter

Va

: Kecepatan pemakanan

0

(rad)

⎛ mm ⎞ ⎟ ⎜ ⎝ menit ⎠

27

n

: Kecepatan putar cutter

(rpm)

d

: Diameter cutter

(mm)

L

: Panjang penggurdian

(mm)

I

: Kedalaman lubang

(mm)

n

: Kecepatan putar bor

(rpm)

d

: Diameter bor

(mm)

a

: Kecepatan pemakanan penggurdian

⎛ mm ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ put ⎠

T

: Torsi (momen puntir)

(Nm)

n

: Lintasan belok netral

m

Rn

: Radius belok netral

0

μ

: Koefisien ahdesi roda dengan jalan

-

Oa

: Pusat belok netral

-

Oo

: Pusat belok oversteer

-

γu

: Simpangan oversteer

0

θ0

: Sudut body kendaraan oversteer

0

p

: Tekanan permukaan

kg/mm2

pa

: Tekanan permukaan yang dijinkan

kg/mm2

Pr

: Beban ekuivalen dinamis

kg

X

: Faktor beban radial

-

Y

: Faktor beban aksial

-

Fr

: Beban radial

kg

Fa

: Beban aksial

kg

V

: Faktor putaran

-

fh

: Faktor umur

-

C

: Kapasitas nominal dinamis spesifik

kg

z

: Jumlah lilitan ulir

-

d2

: Diameter efektif ulir luar

mm

W

: Gaya tarik pada baut

kg

P

: jarak bagi

-

H

: Tinggi mur

mm

28

τb

kg/mm2

: Tegangan geser

τg ijin : Tegangan geser ijin

N/mm2

σt

: Tegangan tarik

N/mm2

dp

: Diameter jarak bagi sproket

mm

dk

: Diameter luar sproket

mm

v

: Kecepatan rantai

m/s

Sf

: Faktor keamanan

-

L

: Panjang rantai

mata rantai

σmaks

: Tegangan maks

kg/mm2

σb

: Tegangan bengkok

N/mm2

ya

: Defleksi yang diijinkan

mm

δmaks

: Defleksi maksimum

mm

Lf

: Jarak titik berat dari poros roda depan

m

Lr

: Jarak titik berat dari poros roda belakang

m

Lka

: Jarak titik berat dari sisi kanan

mm

Lki

: Jarak titik berat dari sisi kiri

mm

H

: Tinggi titik berat

m

fr

: Koefisien tahanan rolling

-

fc

: Faktor koreksi

-

τmaks

: Tegangan geser maksimum

kg/mm2

Ds

: Diameter poros

mm

c

: Celah radial

mm

n

: Jumlah sepatu

-

Pc

: Gaya sentrifugal tiap sepatu

N

Ps

: Gaya ke dalam tiap sepatu yang digeserkan oleh per

N/mm2

29

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Gokart adalah salah satu jenis olahraga otomotif beroda empat seperti halnya Formula, NASCAR, Speed Car, Rally, Offroad dan lain sebagainya. Bentuk fisiknya yang kecil, memiliki kapasitas daya mesin yang kecil pula sehingga gokart hanya membutuhkan lintasan yang pendek saja. Dalam hal ini gokart dapat digunakan di lapangan, area parkir atau bahkan sirkuit resmi. Gokart pertama kali dirancang oleh Art Ingels pada tahun 1956 di California bagian selatan. Dia menguji cobanya di area parkir Rose Bowl. Dia membuat gokart dari sisa-sisa potongan besi dan menggunakan mesin 2 langkah. Ketika itu dia adalah seorang perancang mobil balap di perusahaan Kurtis Kraft. Sampai-sampai dia dijuluki “Father of Karting” oleh para penggemarnya.(www.wikipedia.com/go-kart) Saat ini olahraga gokart telah cepat menyebar ke berbagai negara, dan berkembang pesat di benua Eropa. Gokart pertama kali diperkenalkan di Indonesia pada akhir tahun 60-an oleh almarhum Hengky Irawan. Di Jakarta mulai menjadi pusat olah raga karting pada tahun 80-an. Pada tahun 2001, di Jakarta telah mulai banyak berdiri arena penyewaan karting. Salah satunya adalah “Speedy Karting” yang sampai saat ini masih tetap berdiri. Pemiliknya adalah Djembar Kartasasmita anak dari almarhum Hengky Irawan mantan seorang pembalap karting. Selain itu di Indonesia juga sering digelar Kejurnas Karting di sirkuit Sentul. Kejurnas terakhir yang diadakan adalah Kejurnas gokart seri V tanggal 25-26 November 2006. Selain itu Dustin Sofyan telah mengharumkan bangsa Indonesia dengan mengibarkan Merah Putih pada Mei 2007 silam di Parma, Italia, setelah menjuarai Kejuaraan Gokart Eropa melawan sejumlah jago-jago dari Eropa dan Amerika.

30

1.2 Perumusan Masalah Masalah-masalah yang muncul pada “Rancang Bangun Gokart Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP” meliputi: a. Perhitungan kekuatan konstruksi berdasarkan beban statik maupun dinamik. b. Daya mesin yang dibutuhkan. c. Bahan yang cocok dipakai. d. Komponen standar yang digunakan. 1.3 Alasan Pemilihan Judul Pemilihan judul "Rancang Bangun Gokart Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP " mempertimbangkan hal – hal : 1. Penyusun merasa tertarik dan ingin mendalami tentang Gokart karena Gokart merupakan teknologi yang mempunyai perkembangan pesat. 2. Diharapkan dari hasil pembuatan produk atau tugas akhir ini dapat melengkapi sarana olahraga di Politeknik, khususnya di jurusan teknik mesin. 1.4 Penegasan Judul Judul tugas akhir kami buat adalah " Rancang Bangun Gokart Dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP ". Agar tidak terjadi salah pengertian dalam menafsirkan judul, di bawah ini dijelaskan beberapa istilah yang dianggap perlu : 1. Rancang bangun adalah rancangan yang diwujudkan dalam sebuah benda. ( W.J.S Purwadarminta, 1987 ) 2. Gokart adalah merupakan sebuah mobil yang terbilang mini, karena mempunyai ukuran yang kecil, dengan rangka yang ceper (rendah), namun dengan mesin yang mayoritas berkecepatan tinggi. (www.thefreedictionary.com/go-kart)

31

3. Motor bensin 5,5 HP adalah mesin penggerak mula primemover yang merubah energi panas menjadi energi mekanik; berbahan bakar bensin dan daya maksimal yang dihasilkan sebesar 5,5 HP( Horse Power ). 1.5 Tujuan Penulisan Tugas akhir disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan mahasiswa Politeknik Negeri Semarang, khususnya jurusan teknik mesin yang diwujudkan dalam bentuk: 1. Merancang dalam bentuk tulisan. 2. Gambar kerja. 3. Pembuatan alat. 4. Pengujian alat. 5. Fenomena yang tidak terduga. 1.6 Pembatasan Masalah Agar dalam penyusunan ini tidak terjadi kesalahpahaman dan pelebaran permasalahan, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut: 1. Mesin untuk gokart ini adalah mesin 4 tak Yamamoto 160 cc dengan bahan bakar bensin. 2. Kemampuan angkut gokart ini diambil 50 – 75 kg. 3. Beban statis yang diterima adalah pengemudi, mesin dengan kopling sentrifugal, serta tangki bahan bakar. 4. Dalam perencanaan ini, gokart diasumsikan berjalan pada permukaan jalan yang datar, rata dengan tikungan – tikungan yang berjarak pendek dengan radius tertentu. 5. Kondisi roda yang menapak ke permukaan jalan diasumsikan tidak mengalami slip ( normal ). 6. Perancangan ini dibuat sedekat mungkin dengan gokart yang sudah ada di pasaran.

32

1.7 Sumber Data / Metodologi Metodologi yang digunakan dalam “Rancang Bangun Gokart dengan Penggerak Motor Bensin 5,5 HP ” adalah sebagai berikut : 1. Observasi atau Survei Lapangan Merupakan

langkah

awal

yang

bertujuan

untuk

mengetahui

permasalahan di lapangan dengan cara melihat langsung proses perakitan gokart serta melakukan tanya jawab langsung atau wawancara dengan narasumber (pemilik MBG Racing Team dan 1 orang karyawan). Adapun daerah yang menjadi obyek survei adalah Desa Trihanggo, Kecamatan Gamping, Daerah Istimewa Yogyakarta. 2. Data hasil studi pustaka Berupa teori-teori hasil pembelajaran literatur ataupun buku-buku yang ada di perpustakaan. Selain itu berupa teori-teori yang didapat dari internet. 3. Perancangan Setelah melakukan studi pustaka dan studi lapangan, dilanjutkan dengan perancangan desain yang diinginkan. Desain yang dibuat sudah melalui pertimbangan desain-desain lain yang diluar dalam laporan Tugas Akhir ini. 4. Pembuatan komponen Setelah melakukan proses perancangan dilanjutkan dengan pembuatan komponen-komponen mesin sesuai hasil perencanaan serta fungsi dan tujuan yang hendak dicapai. 5. Perakitan Setelah komponen selesai dibuat selanjutnya dilakukan perakitan. Perakitan adalah masalah yang pelik karena sangat dipengaruhi oleh kualitas pengerjaan komponen. Dalam proses perakitan dapat dilakukan perubahan-perubahan.

33

6. Pengujian Untuk mengetahui kinerja gokart maka dilakukan beberapa pengujian meliputi : a. Kecepatan. b. Daya dorong gokart. c. Pengereman. d. Kekuatan rangka. e. Stabilitas. Pengujian tersebut dilakukan untuk mengakomodasi gokart agar aman, kuat, stabil, nyaman, mudah dikendarai, linkage dan manuver bekerja dengan baik. 7. Modifikasi Setelah dilakukan pengujian gokart, jika tidak sesuai dengan konsep perencanaan yang sudah ada maka dilakukan langkah-langkah perbaikan dan perubahan. 1.8 Sistematika Penulisan Untuk memperoleh gambaran tentang isi dari tugas akhir ini maka akan dikemukakan sistematika penulisan sebagai berikut: BAB I

PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang pemilihan masalah, perumusan masalah, alasan pemilihan judul, penegasan judul, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metodologi / sumber data, sistematika penulisan.

BAB II

DASAR TEORI Berisi tentang teori dasar kendaraan gokart dan klasifikasinya, teori dasar mengenai analisa perancangan rangka, performa kendaraan, dan teori – teori pendukung lainnya.

BAB III

PERANCANGAN RANGKA DAN PERFORMA GOKART Berisi speksifikasi motor yang dipakai, analisa performa gokart, analisa perancangan rangka, dan dinamika dari gokart.

34

BAB IV

PROSES

PEMBUATAN

KOMPONEN

–

KOMPONEN

PENDUKUNG UTAMA DAN PERHITUNGAN BIAYA Berisi tentang proses pengerjaan pembuatan gokart dan biaya yang dikeluarkan untuk membuat gokart. BAB V

PENGUJIAN DAN PERAWATAN Berisi hasil pengujian dari Gokart yang telah jadi mengenai akselerasi, deselerasi, perilaku belok, kekuatan rangka dan sistem perawatan.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan yang didapat dari hasil analisa dan saran – saran dari penyusun.

35

BAB II DASAR TEORI Kendaraan merupakan salah satu produk yang padat dengan teknologi dan perkembangan, dimana jumlah komponen sangat banyak. Namun secara garis besar tersusun atas empat komponen utama, yaitu : 1. Rangka 2. Bodi 3. Rangkaian penghasil tenaga 4. Rangkaian penerus tenaga Demikian juga dengan gokart, secara garis besar sama hanya tanpa bodi dan sebagian besar komponennya berupa frame chasis, karena gokart merupakan kendaraan kecil yang digunakan untuk sirkuit balap dengan lintasan yang rata dan tikungan – tikungan dengan jarak yang dekat maka paling dibutuhkan oleh sebauh gokart adalah akselerasi yang ditentukan oleh rangkaian penghasil tenaga dan rangkaian penerus tenaga, serta kekuatan atau keamanan dari frame chasis gokart tersebut. 2.1 Teori Dasar Analisis Perancangan Frame Chassis Gokart Frame chassis terbuat dari baja profil kotak yang dirancang sedemikian rupa sehingga mampu untuk menahan sebagian besar beban yang ada dalam sebuah kendaraan. Fungsi utama dari frame chassis gokart adalah : 1. Untuk mendukung gaya berat dari kendaraan berpenumpang. 2. Untuk menahan torsi dari mesin, kopling sentrifugal, aksi percepatan dan perlambatan, dan juga untuk menahan gaya torsi yang diakibatkan dari bentuk permukaan jalan. 3. Untuk menahan beban kejut yang diakibatkan benturan dengan benda lain. 4. Sebagai landasan untuk meletakkan bodi kendaraan, mesin serta kopling sentrifugal, tangki bahan bakar, tempat duduk penumpang. 5. Untuk menahan getaran dari mesin dan getaran yang timbulkan karena efek bentuk permukaan jalan.

36

2.1.1 Distribusi Beban Statis pada Frame Chassis Gokart

Gambar 2.1 Diagram Benda bebas Bobot Mati a. Beban Mesin didistribusikan ke Sisi Kanan dan Kiri Rangka Bagian C1 – C2 Wm Z1

Z2

C1

C2

Gambar 2.2 DBB bagian C1 – C2 ΣM C1 = 0 Wm .( Z1 + Z2 ) – C2 . Z1 = 0 C2 = ......kg ΣM C2 = 0 Wm. Z2 + C1. Z1 = 0 C1 = ......kg

37

b. Beban Chasis didistribusikan ke Sebelah Kanan dan Kiri Rangka Bagian A1 – A2 A1

Wr X1

X2

A2 Gambar 2.3 DBB bagian A1 – A2 ΣM A1 = 0 Wr. X1 – A2 . ( X1 + X2 ) = 0 A2 =.......kg ΣM A2 = 0 A1. ( X1 + X2 ) – Wr. X2 = 0 A1 =..........kg c. Beban Pengemudi didistribusikan ke Samping Kanan dan Kiri Rangka Bagian B1 – B2 Wp Y1

Y2

B1

B2 Gambar 2.4 DBB bagian B1 – B2

38

ΣM B1 = 0 Wp . Y1 – B2 . ( Y1 + Y2 ) = 0 B2 =..........kg B1 = B2 =.........kg , karena jarak tumpuan sama Analisis terhadap beban statik yang bekerja pada gokart adalah untuk mengetahui kekuatan Frame Chassis gokart terhadap pembebanan stasik yang diterima. Untuk pendeskripsian beban – beban statik yang ditanggung oleh gokart, maka beban statisnya hanya meliputi berat mesin dan berat pengemudi.

M2

M3 M1

Gambar 2.5 Pemodelan sederhana Rangka dudukan Mesin, Penumpang, dan Tangki Sebuah kotak massa M1 mesin, kotak massa M2 adalah penumpang, dan M3 adalah tangki diletakkan diatas beam ( rangka gokart ) yang bertumpu pada rol di kedua ujungnya. Gaya – gaya yang diberikan oleh M1,M2,dan M3 kepada beam dimodelkan sebagai gaya – gaya yang terdisribusikan secara merata sepanjang garis kontak antara massa dengan beam karena perbandingan antara panjang garis kontak dengan panjang garis yang dikenai gaya –gaya tersebut tidak terlalu kecil maka pemodelan gaya- gayanya dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini.

39

M

Fy1

Fy2 Gambar 2.6 Diagram Benda bebas pada Pemodelan 2.5

2.1.2 Kriteria Kegagalan Material Dalam suatu rekayasa teknik, merupakan hal yang sangat penting untuk menentukan batasan tegangan yang menyebabkan kegagalan material tersebut. Untuk material yang ulet( ductile ), kegagalan biasanya ditandai dengan terjadinya luluh( yielding ) dan jika material getas ( brittle ), di tandai dengan terjadinya patahan [ fracture adalah menentukan tegangan utama( principal stress ) dan tegangan geser( shear stress ) ]. 2.2 Performa Gokart Dalam dinamika kendaraan khususnya gokart, amatlah rumit untuk mengambarkan perilaku gerak kendaraan, arah dan stabilitas kendaraan, serta kenyamanan dan keamanan kendaraan pada saat jalan. Untuk menghindari kompleksitas pemahaman, maka disini kendaraan dimodelkan sebagai suatu benda kaku tanpa suspensi. Untuk dapat bergerak kendaraan harus memiliki gaya dorong yang cukup untuk melawan semua hambatan pada kendaraan. Gaya dorong ini terjadi pada roda penggerak kendaraan, yang ditransformasikan dari torsi mesin ke roda penggerak. Gambar 2.7 berikut menunjukan diagram benda bebas kendaraan yang menggambarkan gaya dorong dan hambatan meliputi angin dan rolling.

40

Gambar 2.7 Diagram Benda bebas Kendaraan keterangan : Ff , Fr

= gaya dorong roda depan dan belakang

Rrr , Rrf

= gaya hambat rolling roda belakang dan depan

Fa

= gaya hambat angin

a

= percepatan kendaraan

θ

= sudut tanjakan jalan

2.2.1 Kinerja Traksi Kendaraan Kinerja traksi kendaraan merupakan kemampuan kendaraan untuk melaju dengan membawa suatu beban dan melawan hambatan. kemampuan tersebut sangat dipengaruhi oleh kemampuan mesin, pemilihan tingkat dan rasio transmisi, serta jenis transmisi yang dipakai. ( www.wiipedia.com ) 2.2.1.1 Penentuan Posisi Titik Berat Sebelum menganalisis dinamika kendaraan lebih lanjut, maka perlu ditentukan terlebih dahulu dimana titik berat dari kendaraan. Untuk menentukan titik berat kendaraan dapat menggunakan sistem eksperimen, yaitu ditimbang dengan asumsi bahwa beban terdistribusi merata. Secara bergantian roda depan dan roda belakang ditimbang seperti gambar 2.8

41

Gambar 2.8 Titik Berat Kendaraan Dari penimbangan tersebut didapat : 1. Wf

= berat kendaraan roda depan / gaya reaksi roda depan

2. Wr

= berat kendaraan roda belakang / gaya reaksi belakang

Dimana L = a + b ; adalah jarak antara kedua sumbu roda depan dan belakang, dan Wt = Wf + Wr ; merupakan berat total. Dengan menggunakan rumus Σ M = 0, didapat : ( i ) Wr . L = a . W

a = Wr . L / W

( ii ) Wr . L = a . W

b = Wf . L / W

Untuk menentukan tinggi titik berat kendaraan maka dapat dilakukan dengan cara percobaan seperti gambar 2.9

Gambar 2.9 Tinggi Titik Berat

42

Dalam keadaan statis, dengan rumus Σ MA = 0 Σ MA = 0 W. tan θ . Hf = Wr.L – W.a hf =

Wr . L − W . a W . tan θ

Tinggi titik berat dari permukaan jalan : H = hf + r Dimana r = jari – jari roda 2.2.1.2 Gaya Traksi Kendaraan Gaya traksi juga umum disebut gaya dorong kendaraan untuk melawan hambatan – hambatan seperti angin, tanjakan, hambatan inersia, dan hambatan beban yang ditanggung oleh kendaraan. Gaya dorong disamping mampu melawan hambatan juga harus mampu menghasilkan percepatan yang diinginkan. Dimana gaya – gaya yang bekerja pada kendaraan ditunjukkan pada gambar 2.10 ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 11 )

Gambar 2.10 Gaya – gaya Beraksi pada Kendaraan dua Gandar

43

Persamaan gerak sepanjang sumbu longitudinal dari kendaraan dinyatakan dengan hukum Newton II : ∑ F = m.

d 2 .x W = .a g d .t 2

F f + Fr − Ra − Rrr − Rd − R g − m .

d 2 .x W = .a d .t 2 g

( Thomas D, Gillespie , 1994 : 11 ) Melalui konsep gaya inersia persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut : F f + Fr − ( Ra + Rrf + Rrr + R g +

W .a ) = 0 g

atau F = Ra + Rrf + Rrr + Rd + R g +

W .a g

Dimana F adalah gaya traksi total, dan Rf adalah tahanan gelinding total dari kendaraan. Untuk menentukan gaya traksi maksimum yang dapat ditumpu oleh kontak antara ban dan jalan, beban normal pada gandar harus ditentukan. Ini dapat dihitung melalui momen titik A dan B, seperti gambar 2.7 Melalui asumsi momen terhadap titik A, beban normal pada gandar depan Wf dapat ditentukan : Wf =

W . I r . cos θ − Ra . ha − h.W . a / g − Rd . hd . μ W .h. sin θ L ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 15 )

Dimana Lr adalah jarak gandar belakang ke pusat massa kendaraan. Saat kendaraan menanjak maka digunakan tanda ( - ) pada W.h.sin θ . Hal serupa, beban normal pada gandar belakang dapat ditentukan melalui asumsi momen titik B ; ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 15 )

44

W . I f . cos θ − Ra . ha − h.W . a / g − Rd . hd . μ W .h. sin θ

Wf =

L Dimana If adalah jarak antara gandar depan ke pusat massa kendaraan.

Pada saat kendaraan menanjak digunakan tanda ( + ) pada W.h.sin θ . Untuk kemiringan yang kecil, cos θ ≈ 1. untuk kendaraan penumpang ha dan dapat dianggap mendekati h. Sehingga persamaannya dapat ditulis sebagai berikut : lr h ⎛ W .a − .⎜⎜ Ra + + Rd ± W . sin θ L L⎝ g

⎞ ⎟⎟ ⎠

lf

⎞ ⎟⎟ ⎠

W f =W . Wr = W .

W .a h⎛ − .⎜⎜ Ra + + Rd ± W . sin θ L L⎝ g

Subsitusikan persamaan diatas ke persamaan diatas, didapatkan : W f =W . Wr = W .

lr h − ( F − Rr ) L L

lr h − (F − Rr ) L L

Perlu diingat bahwa suku pertama pada sebelah kanan dari masing – masing persamaan mewakili beban statik pada gandar ketika kendaraan berada pada permukaan datar. Suku kedua pada sebelah kanan dari masing – masing persamaan mewakili komponen dinamik dari beban normal. Gaya traksi maksimum yang dapat ditahan oleh kontak ban dengan jalan dapat ditentukan dari koefisien adhesi jalan dan parameter kendaraan. Untuk kendaraan rear – weel drive ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 39 ) h ⎛ l ⎞ Fmaks = μ .W f = μ ⎜W r − (Fmaks − Rr )⎟ ⎝ /L L ⎠ dan

Fmaks =

μ .W . (l r / + f r . h ) / L μ .h 1+

L

45

Perlu diperhatikan bahwa dalam penurunan persamaan diatas, Pemindah beban transversal akibat dari engine diabaikan, dan karakteristik ban pada kedua sisi baik kiri dan kanan dianggap memiliki unjuk kerja yang sama. ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 39 ) 2.2.1.3 Kopling Sentrifugal

Kopling sentrifugal biasanya diaplikasikan pada sebuah mesin bermotor. Ia terdiri atas beberapa sepatu yang berada diatas dalam dari sebuah bingkai sebuah puley, sebagaimana terlihat pada gambar 2.11. Permukaan luar dari sepatu dilingkupi dengan materi gesek. Sepatu – sepatu ini, yang dapat bergerak secara radial, dihubungkan melawan boss ( atau spider ) dalam mengendalikan shaft menggunakan per. Per ini bergeser secara radial menuju gaya ke dalam dengan anggapan dalam kondisi konstan. Beban dari sepatu, ketika diputar, menyebabkan geseran sepatu ke arah luar gaya sentrifugal. ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 300)

46

Gambar 2.11 Kopling Sentrifugal Magnitudo dari gaya sentrifugal tergantung dari kecepatan saat mana sepatu diputar. Pertimbangan kecil akan menunjukkan bahwa ketika gaya sentrifugal kurang dari gaya per – nya, sepatu masih dalam posisi yang sama sebagaimana ketika pengemudian shaft secara stasioner, tetapi ketika gaya sentrifugal adalah sama dengan gaya per, sepatu bergerak keluar dan masuk ke dalam kontak pengemudian dan menekan lawannya. Gaya yang mana sepatu bergerak melawan kelompok yang dikemudikan berbeda dengan gaya sentrifugal dan gaya pegas. Peningkatan dari kecepatan menyebabkan sepatu tertekan lebih keras dan membuat torsi dapat ditransmisikan. Dalam rangka untuk mendefinisikan beban dan ukuran dari sepatu, prosedur yang ada dibawah ini dapat diadopsi : 1. Beban dari sepatu Anggaplah bahwa gaya dari salah satu kopling sentrifugal dalam gambar 2.12 :

47

Gambar 2.12 Sepatu Kopling Sentrifugal dimana : W

= Beban tiap sepatu

m

= Massa tiap sepatu

n

= Angka dari sepatu

r

= Jarak dari pusat dari gravitasi sepatu dari pusat spider

R

= Didalam radius dari bingkai takal / puli

N

= Kecepatan dari puley dalam rpm 2 Π N / 60 rad / det ik

ω

= Kecepatan anguler dari puley dalam rad / detik

ω1

= Kecepatan anguler pada saat mana posisi mula dimulai

μ

= Koefisien friksi antara sepatu dan rim / pelingkup

kita tahu bahwa gaya sentrifugal bekerja pada saat tiap sepatu dengan kecepatan berlari sebesar : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 302) Pc = (

W ) . ω2 r = ω 2 . r g

Dan gaya ke dalam tiap sepatu yang digeserkan oleh per pada kecepatan tertentu yang dimulai pada titik tertentu , pada tempat tertentu :

48

( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 302) Ps

=(

W ) . ω2 r = ω 2 . r g

Jadi gaya bersih dari gaya radial keluar ( sentrifugal ) dengan mana sepatu menekan rim pada kecepatan tertentu adalah : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 303) F = Pc – Ps dan gaya friksi yang bergerak secara tangensial dalam tiap sepatu adalah : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 303) F = μ ( Pc – Ps ) Jadi total friksi yang terjadi pada tiap sepatu adalah : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 303) F . R = μ ( Pc – Ps ) R Dan total torsi yang ditransmisikan adalah: ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 303) T = μ ( Pc – Ps ) R . n = n F . R dan ekspresi ini, beban dari sepatu ( W ) dapat dievaluasi : 2. Ukuran dari sepatu l

= Jarak kontak dengan sepatu

b

= Lebar sepatu

R

= Jarak kontak dengan sepatu, ini sama dengan radius di dalam rim dari pulley / pelingkup

θ

= Sudut yang terbentuk antara sepatu yang ada di pusat dengan spider dalam radian

P

= Intensitas tekanan di atas sepatu, dalam rangka untuk

memastikan alasan yang masuk akal dalam aplikasi nyata, intensitas tekan dapat ditentukan sebesar 1 kg / cm2

49

Jadi area kontak dari sepatu adalah : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 304) A = l .b dan gaya antar sepatu menekan rim adalah : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 304) A . p = l. b . p Ketika gaya sepatu menekan melawan rim pada kecepatan adalah ( Pc - Ps ), dimana : ( J.K Gupta & S.Khurmi.1988 : 304) l . b . p = Pc - Ps

2.2.1.4 Karakteristik Kinerja Laju kendaraan

Kinerja laju dari suatu kendaraan sangat erat terkait dengan karakteristik gaya dorong yang dihasilkan oleh kendaraan dan karakteristik gaya hambatan yang dialami. ( www.wikipedia.com ) Ada empat parameter pokok yang sering dipakai untuk menunjukkan kemampuan laju suatu kendaraan, yaitu : a) Percepatan kendaraan ( a ) yang dapat dihasilkan pada setiap kecepatan kendaraan. b) Waktu yang diperlukan ( t ) untuk menaikkan kecepatan dari kecepatan awal ( V1 ) ke kecepatan yang lebih tinggi ( V2 ). c) Jarak tempuh ( s ) yang diperlukan untuk menaikkan kecepatan dari V1 ke V2. d) Besar sudut tanjakkan jalan yang mampu dilalui oleh kendaraan.

50

2.2.2 Pengereman

Untuk memperjelas proses perhitungan digunakan diagram benda bebas yang memuat gaya – gaya berlaku pada saat proses pengereman.

Gambar 2.13 DBB Gaya Pengereman Kendaraan Analisa pendekatan terhadap limit pengereman dipakai rumus perhitungan sebagai berikut : ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 61 ) Wf =

⎛W ⎞⎤ 1⎡ ⎢Wl r + h⎜⎜ a − Ra ± W sin θ ⎟⎟⎥ L⎣ ⎝g ⎠⎦

Wr =

⎛W ⎞⎤ 1⎡ ⎢Wl f + h⎜⎜ a − Ra ± W sin θ ⎟⎟⎥ L⎣ ⎝g ⎠⎦

Fb + frW = fbf + Fbr +frW =

Wf =

Wr = K bf K br

[

]

[

]

W a – Ra ± θ g

1 Wl r + h (Fb + f r W ) L

1 Wl f + h (Fb + f r W ) L =

Fbf maks Fbr maks

=

lr + h ( μ + f r ) l f − h(μ − f r )

51

Dimana : A

= Perlambatan ( deselerasi )

Wf

= Beban normal pada poros roda depan

Wr

= Beban normal pada poros roda belakang

K bf K br

= Perbandingan gaya pengereman

2.2.2.1 Limit Pengereman

Limit pengereman adalah harga maksimum gaya pengereman roda dimana kontak antara roda dengan jalan tersebut masih dalam kondisi rolling. Dengan diketahuinya limit gaya pengereman maka dapat dicari harga limit perlambatan. ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 64 )

Fbf maks = μ .W f = Fbr maks = μ .Wr =

μW [l r + h(μ + f r )] L

μW [l f + h(μ + f r )] L

dimana : μ

: koefisien ahdesi roda dengan jalan

Fbf maks

: gaya pengereman pada poros roda depan

Fbr maks

: gaya pengereman pada poros roda belakang

Kbf / K br

: perbandingan gaya pengereman depan belakang

2.2.3 Sistem Kemudi Pada Kendaraan

Sistem kemudi pada kendaraan bertujuan untuk mengendalikan arah gerakan ( handling ) kendaraan. Suatu sistem kemudi dikatakan ideal jika mempunyai sifat – sifat sebagai berikut : 1) Dapat digunakan sebagai pengendali arah kendaraan untuk segala kondisi,segala jenis belokan, dan dalam segala kecepatan. 2) Dapat menjamin serta menjaga kestabilan kendaraan pada segala jenis gerakan belok dan dalam segala kecepatan.

52

3) Tidak

membutuhkan

tenaga

yang

besar

dari

pengemudi

untuk

menggerakkan dan mengendalikan arah roda kemudi. 4) Tidak membahayakan pengemudi jika terjadi kecelakaan pada kendaraan. Pada pembahasan handling ditujukan sebagai pengantar kaji handling kendaraan, sehingga kendaraan dimodelkan sebagai benda kaku dimana pengaruh susupensi diabaikan. Model yang dibahas bertujuan untuk menunjukkan pengaruh dari sifat – sifat ban, letak pusat massa, kecepatan maju kendaraan, dan mengarah pada kesimpulan praktis yang penting pada stabilitas arah dan kontrol. 2.2.4 Perilaku – Perilaku Belok pada Kendaraan 2.2.4.1 Perilaku Ackerman

Perilaku Ackerman merupakan perilaku belok kendaraan yang ideal, kendaraan akan berbelok mengikuti gerakan Ackerman dimana tidak terjadi sudut slip pada setiap roda. Pada kecepatan yang rendah roda tidak memerlukan gaya lateral sehingga pada saat membelok belum menimbulkan sudut slip. Pusat belok dari kendaraan merupakan perpotongan garis yang berhimpit dengan poros belakang dengan garis tegak lurus terhadap sudut belok roda depan ( δ0 dan δi ). Bila digambarkan gerakan Ackerman akan terlihat pada gambar berikut : ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 200 )

Gambar 2.14 Geometri Kemudi Ackerman

53

2.2.4.2 Perilaku Netral

Pada kenyataan setiap kendaraan selalu terjadi gaya sentrifugal yang cukup untuk menimbulkan sudut slip pada setiap roda. Jika besar rata- rata sudut slip roda depan ( α f ) sama dengan rata – rata sudut slip roda belakang ( α r ) maka kondisi ini dinamakan kondisi belok netral. Pada kondisi ini, koefisien understeer, Kus = 0, dan besar radius kendaraan ( Ra ) hanya dipengaruhi oleh sudut belok roda depan. ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 203 )

Gambar 2.15 Geometri Kemudi Netral Sudut kemudi yamg terjadi pada saat kendaraan netral steer sebesar :

δ = LR n Rn adalah jari – jari kelengkungan yang terjadi pada saat netral steer. 2.2.4.3 Perilaku Understeer

Perilaku understeer adalah seperti perilaku belok netral yaitu memperhitungkan arah dari sudut slip rata – rata roda belakang ( α r ) dan roda depan ( α f ) . Perilaku understeer dapat terjadi bila Kus > 0, sehingga ; ( Thomas D, Gillespie , 1994 : 203 )

Wf Cαf

=

Wr dan α f > α r C αr

54

Perilaku understeer dapat ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :

Gambar 2.16 Geometri Kemudi Understeer Titik pusat belok ( Ou ) dan lintasan belok ( u ) kendaraan understeer berbeda dengan kendaraan pada perilaku nertal. Kendaraan understeer adalah kendaraan yang sulit untuk berbelok sehingga umumnya memerlukan sudut belok ( δ f ) yang lebih besar untuk belokan tertentu. kendaraan dengan perilaku understeer memiliki radius belok yang lebih besar dibandingkan dengan perilaku netral, dan sudut slip roda depan ( δ f ) lebih besar daripada sudut slip roda belakang ( δ r ) . Untuk kendaraan understeer, kecepatan karakteristiknya Vkar dapat diidentifikasikan sebagai kecepatan maju kendaraan dimana sudut kemudi yang diperlukan untuk mengatasi suatu belokan adalah

Vkar =

g.L K us

55

2.3 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. 2.3.1 Perhitungan Diameter Poros

Torsi yang terjadi T

p.x 4500 ( Nm ) 2πn

=

Momen lentur akibat tegangan sabuk M

= (T1 + T2 ) x l ( Nm )

Momen puntir Te

T2 +M2

=

dengan menghubungkan Te

=

d3

=

π 16

fe d3

16 xT 2 ( mm ) πf e

2.3.2 Menghitung Diameter Poros

Tegangan geser maksimum :

τ

= σ

B

/ ( Sf

1

x Sf

2

)

( Sularso, 1997 : 8 )

Diameter poros : ⎡ 5,1 ⎤ dp = ⎢ K t C b Tt ⎥ ⎣τ maks ⎦

1

3

( Sularso, 1997 : 8 )

Defleksi puntiran :

θ = 584.

Tt . l 4 G .ds

( Sularso, 1997 : 18 )

56

Kelenturan poros dari pembebanan : 2

y = 3,23.10

−4

.

mr . l1 . l 2

2

4

d4 .L

( Sularso, 1997 : 8 )

2.3.3 Koreksi Kekuatan Poros

τmax

⎛ 5,1 ⎞ = ⎜ 3 ⎟ ( K m xM ) 2 + ( K t xT ) 2 ⎝d ⎠

( Sularso, 1983 : 18 )

Jika tegangan geser maksimum yang terjadi pada poros lebih kecil dari tegangan ijin bahan poros jadi poros aman. 2.4 Pasak

Pasak adalah suatu komponen elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puley, kopling, dan sebagainya pada poros. Momen diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros. Fungsi yang serupa dengan pasak dilakukan pula oleh splain (spilne) dan gerigi yang mempunyai gigi luar pada poros dan gigi dalam dengan jumlah gigi yang sama pada naf dan saling terkait yang satu dengan yang lain. Gigi pada splain adalah besar-besar, sedangkan pada gerigi adalah kecilkecildengan jarak bagi yang kecil pula. Kedua-duanya dapat digeser secara aksial pada waktu meneruskan daya. pasak yang kita gunakan adalah Pasak-benam rata Pasak benam rata merupakan pasak memanjang yang paling banyak diterapkan pada konstruksi dimana roda harus dapat digeserkan pada poros maupun pada konstruksi dimana roda harus disanbung tak bergerak dengan poros.

57

Gambar 2.17 Pasak Benam Sumber : Stolk dan Kros, Elemen Mesin 1993, halaman 134”

F

Gambar 2.18 Gaya Geser pada Pasak

τ ka ≥

F bl1

τ ka = tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2) l1 = panjang pasak (mm)

τ ka = Dimana :

σB Sf k1 .Sf k 2

Sfk1

6

Sfk2

1 – 1,5 (beban perlahan - lahan) 1,5 – 2 (tumbukan ringan) 2 – 5 (secara tiba-tiba dan tumbukan berat)

p=

F l.(t1 ataut 2 )

pa ≥

F l.(t1 ataut 2 )

Dimana :

p = tekanan permukaan (kg/mm2)

58

pa = tekanan permukaan yang dijinkan 8 kg/mm2

poros diameter kecil

10 kg/mm2

poros diameter besar

½ dari di atas

poros putaran tinggi

Lebar pasak 25 – 35 (%) dari diameter poros Panjang pasak 0,75 – 1,5 ds Sumber : (Sularso,” Dasar-dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, halaman 25 -27) 2.5 Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak bekerja secara semestinya. Dalam rancang bangun gokart ini, bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding. 2.5.1 Klasifikasi bantalan gelinding Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat. a. Atas dasar arah beban terhadap poros 1 Bantalan radial Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros. 2 Bantalan aksial Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah sejajar sumbu poros. 3 Bantalan kombinasi

59

Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros. b. Atas dasar elemen gelinding •

Roll

•

Ball

Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dati gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Elemen gelinding seperti bola atau rol, dipasang di antara cincin luar dan cincin dalam. Dengan memutar salah satu cincin tersebut, bola atau rol akan membuat gerakan gelinding sehingga gesekan diantaranya akan jauh lebih kecil. Untuk bola atau rol, ketelitian tinggi dalam bentuk dan ukuran merupakan keharusan. Karena luas bidang kontak antara bola atau rol dengan cincinnya sangat kecil maka besarnya beban per satuan luas atau tekanannya menjadi sangat tinggi. Dengan demikian bahan yang dipakai harus mempunyai ketahanan dan kekerasan yang tinggi.

Gambar 2.19 Macam-macam Bantalan Gelinding

60

Sumber : (Sularso dan Kiyokatsu,1997 “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, halaman 106)

2.5.2 Rumus perhitungan Mencari beban ekuivalen dinamis bantalan Pr = X . V . Fr + Y . Fa

( Sularso, 1997 )

Keterangan: Pr = Beban ekuivalen dinamis ( kg ) X = Faktor beban radial Y = Faktor beban aksial Fr = Beban radial

( kg )

Fa = Beban aksial

( kg )

V = Faktor putaran Menentukan faktor – faktor: ¾ Faktor putaran V = 1, untuk cincin dalam berputar ¾ Faktor beban radial dan aksial Fa Co

Co = Kapasitas nominal dinamis statik (kg)

Dari tabel faktor beban radial dan aksial didapat; Faktor beban radial X Faktor beban aksial Y Maka beban ekuivalen bantalan: Pr = X . V . Fr + Y . Fa Menghitung faktor kecepatan ( fn ) Untuk bantalan bola 1

⎛ 33,3 ⎞ 3 fn = ⎜ ⎟ ⎝ n ⎠

61

Menghitung umur bantalan bola ( ball bearing ) fh = fn .

C Pr

fh = Faktor umur C = Kapasitas nominal dinamis spesifik ( kg )

Lh = 500 . fh3( Jam ) 2.5.3 Mur dan Baut

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting.Untuk mencegah kecelakaan atau kerusaskan pada mesin pemilihan baut dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai.Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor harus diperhatikan seperti sifat gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan bahan dan kelas ketelitian. a.

Rumus Perhitungan Mur

q=

W ≤ qa πd 2 hz

z=

W πd 2 hqa

H = Z.P Dimana :

h = tinggi profil yang bekerja menahan gaya (mm) z = jumlah lilitan ulir d2 = diameter efektif ulir luar (mm) W = gaya tarik pada baut (kg) P = jarak bagi H = tinggi mur (mm) Menurut standar H = (0,8 – 1,0)d

τb =

W k ≈ 0,84 πd1kpz ;

62

τn =

W πDjpz ; j = 0,75

τ b dan τ n < τ a

Dimana

τ b = tegangan geser (kg/mm2) Sumber : (Sularso dan Kiyokatsu,1997 “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”, hal 297)

2.5.4 Rumus perhitungan baut

τ g ijin = ( 0,5 – 0,75 ) · σ t ( N/mm2 )

( Sularso, 1983 )

Keterangan :

τ g ijin = tegangan geser ijin

( N/mm2 )

σt

( N/mm2 )

= tegangan tarik

Gaya geser yang terjadi pada tiap-tiap baut :

τ g ijin =

F ( N/mm2 ) π ⋅ d1b ⋅ n ⋅ n1

( Khurmi, 1980 )

Dengan :

τ g ijin = tegangan mulur pada tiap-tiap baut ( N ) F

= gaya pada pengencangan baut ( N )

d1

= diameter baut

b

= tebal ulir ( mm )

n

= jumlah lilitan ulir

n1

= jumlah baut

Gaya tarik pada baut : Fi

= 1420·d

(N)

( Khurmi, 1980 )

Dengan : Fi

= gaya tarik baut

D

= diameter luar baut ( mm )

(N)

63

Tegangan mulur tiap-tiap baut :

τb =

Fi 0,24 ⋅ d 2

( N/mm2 )

( Khurmi, 1980 )

Dengan :

τ b = tegangan mulur tiap-tiap baut

( N/mm2 )

Fi = gaya tarik pada baut

(N)

d

( mm )

= diameter baut

2.6 Rantai dan Sproket

Untuk perancangan rantai dan sproket, digunakan adalah sproket dengan jumlah 14 gigi pada sproket depan ( Z1 ) dan 50 gigi pada sproket belakang ( Z2 ). 2.6.1

Rumus Perhitungan Sproket Dan Rantai

Diameter jarak bagi sproket ( dp ) :

dp =

p sin ( 180 / Z 2 )

( G.Niemann, 1979 hal 238 ) Diameter luar sproket ( dk ) :

⎧ ⎫ 1 d k = ⎨0,6 + cot ⎬ (1800 / Z 2 ⎭ ⎩ ( G.Niemann, 1979 hal 238 )

64

Kecepatan rantai ( v )

V=

p.Z2 .np 1000 . 6

( G.Niemann, 1979 hal 239 ) Beban pada rantai ( F )

F=

102. p V

( G.Niemann, 1979 hal 239 ) Faktor keamanan ( Sf )

Sf =

Fb F

( G.Niemann, 1979 hal 239 ) Panjang rantai ( L )

L=

Z1 + Z 2 2

C [( Z 2 − Z 1 ) / 6,28] + 2. + p C/ p

( G.Niemann, 1979 hal 239 )

2

65

BAB III PERANCANGAN RANGKA DAN PERFORMA GOKART

3.1 Data dan spesifikasi Gokart

Perancangan Gokart ini menggunakan mesin bensin 4 langkah 5,5 Hp. : Spesifikasi Gokart :

•

Panjang

: 1580 (mm)

•

Lebar

: 1210 (mm)

•

Tinggi

: 660 (mm)

•

Jarak antara sumbu roda

:1050 (mm)

•

Berat kosong

: 92 (kg)

: Mesin:

•

Jenis

: Air Cooled , 4 Langkah

•

Daya maksimum

: 5,5 Hp

: Sistem Transmisi:

•

Kopling

: Kering , Sentrifugal

•

Transmisi

: Otomatis

3.2 Analisa Rangka

Rancangan dibuat seperti pada gambar dibawah. Dalam perkembangannya, rangka dibuat lebih rumit dan kaku. Jika analisa kekuatan ini terbukti lebih kuat maka rancangan riil bisa lebih kuat. Tinjauan yang sesuai keadaan riil sulit dilakukan secara manual dan perlu perangkat lunak.

66

Gambar 3.1 Diagram Benda Bebas Bobot Mati Pada analisis rangka gokart ini, data dari rangka gokart dan beban statis utamanya adalah : : Bahan ( pipa kotak )

= Baja karbon, ST 42

: Rangka ( Wr)

= 58 kg

: Mesin ( Wm )

= 18 kg

: Pengemudi ( Wp )

= 70 kg

Karena beban masing – masing diatas posisinya berbeda maka secara riil tiap – tiap roda menerima beban yang berbeda pula. 3.2.1 Distribusi beban statis. a.

Beban Mesin didistribusikan ke Sisi Kanan dan Kiri Rangka sebesar : Bagian C1 – C2

Wm =18 kg 520 mm

C1

90 mm

C2 Gambar 3.2 DBB Bagian C1 – C2

67

ΣM C1 = 0 18 . 610 – C2 . 520 = 0 C2

= 21 kg

ΣM C2 = 0 18 . 90 + C1 . 520 = 0 C1 = 3,1 kg b. Beban Chasis diditribusikan ke Sebelah Kanan dan Kiri Rangka

Analisis titik berat dibantu menggunakan program bantu yaitu catia dan diperoleh:

Gambar 3.3 Analisa Titik Berat Rangka Utama Gokart dengan Program Catia Bagian A1 – A2

Wr =58 kg A1 250 mm

230 mm

A2 Gambar 3.4 DBB Bagian A1 – A2

68

ΣM A1= 0 58 . 250 – A2 . 480 = 0 A2 = 30 kg ΣM A2 = 0 A1 . 480 – 58 . 230 = 0 A1 = 27, 7 kg

c.

Beban Pengemudi didistribusikan ke Samping Kanan dan Kiri Rangka Bagian B1 – B2

Wp = 70 kg 140 mm

140 mm

B1

B2

Gambar 3.5 DBB bagian B1 – B2 ΣM B1 = 0 70 . 140 – B2 . 280 = 0 B2 = 35 kg B1 = B2 = 35 kg, karena jarak tumpuan sama.

3.3 Perhitungan Reaksi Tumpuan pada Sumbu Roda Depan dan Belakang

Karena beban yang paling besar terdapat pada A2 ,B2, dan C2, maka digunakan sebagai perhitungan . Beban yang diterima pada sumbu depan dan belakang digambarkan seperti gambar di bawah ini :

69

Dibawah ini merupakan jarak pendekatan yang sebenarnya : •

jarak Rdpn sampai C2

= 465 mm

•

jarak Rdpn sampai A2

= 403 mm

•

jarak Rdpn sampai B2

= 453 mm

•

jarak Rdpn dan Rblk

= 1050 mm 30kg 35kg 21kg

a

b

c

d

Rdpn

Rblk

Gambar 3.6 DBB pada Rangka sebelah Kanan

ΣMR blk = 0 (Rdpn.1050) – (30 . 467) – (35.597) – (21.585) = 0 R dpn Rblk

= (30+35+21) – 45

= 45 kg = 41 kg

Dalam perhitungan kekuatan chasis ini dihitung berdasarkan anggapan sumbu depan dan belakang sebagai tumpuan sederhana ( simple beam / tumpuan engsel-rol), batang rangka lurus :

70

Bidang Gaya Geser

Bidang Momen

Gambar 3.7 Diagram Bidang Gaya Geser dan Bidang Momen MA2

= 45 kg . 403 = 18135 kgmm

MB2

= ( 45 kg . 453 ) – ( 30.(453-403)) = 18885 kgmm

MC2

= (45.465) – (30.(465-403)) – (35.(465-453)) = 19695 kgmm

M dpn dan M blk = 0 karena tumpuan sendi dan rol.

71

0 Gambar 3.8 Diagram Bidang Momen pada Batang 1 Kekuatan bagian sumbu depan dan belakang diperhitungkan terhadap gaya geser dan momen. Untuk perhitungannya, beban F diambil yang terbesar yaitu B2 = 35 Kg. ¾ Ditinjau dari tegangan geser :

Bahan yang digunakan ST-42, maka Angka keamanan

τ geser ijin bahan,

=8,

= 0,8 .

=

= 42 kg / mm2

= 5,25 kg/mm2 ( Sularso,2002)

= 0,8 . 5,25 = 4,2 kg /mm2 = 42 N /mm2

Gambar 3.9 Gambar Luasan Penampang

72

τ

= < τ ijin

= = 1562500 N/m2 2

= 1,5625 N/mm2 ≤ 42 N/mm ( aman ) ¾ Ditinjau dari tegangan bengkok :

σb

=

; dimana Wb = {(

)-(

Wb

= { (20. 403)/12 – (18.383)/12 }/20

)}/ e

= {106666,67 – 82308} / 20 = 1217,93 mm3

σb

= 16,17 N/mm2 ≤

=

(52,5 N /mm2) ; aman.

¾ Defleksi yang terjadi:

Dalam perhitungan defleksi ini, digunakan beban yang menimbulkan momen lenturan terbesar yaitu dari Pengemudi (B2 ) sebesar 35 Kg, g = 10 m/s2. Defleksi yang diijinkan, ya = 5 mm Defleksi sebesar : P = B2=35 kg Depan(fr)

belakang(r) 465mm

585 mm

a

b L

Gambar 3.10 DBB Defleksi Batang Rangka

73

( Timoshenko,1997 )

= 1,38 .

m

= 1,38 mm ≤ ya (aman). Kesimpulan : Rangka terbukti aman terhadap tegangan geser, tegangan bengkok dan defleksi. τ terjadi = 1,5625 N/mm2 ≤ τ ijin σb terjadi = 16,17 N/mm2 ≤ ya maks = 1,38 mm ≤ ya

3.4 Analisa Titik Berat Gokart

Gambar 3.11 Titik Berat Gokart Berat gokart kosong

= 92 kg

Berat pengemudi

= 70 kg

Pada pengukuran / penimbangan Gokart yang telah jadi dengan berat pengemudinya, datanya sebagai berikut :

74

•

Massa total (m)

: 162 (kg)

•

Massa gandar depan ( mf )

: 66

(kg)

•

Massa gandar belakang ( mr )

: 96

(kg)

•

Massa gokart bagian kiri ( mki )

: 62

(kg)

•

Massa gokart bagian kanan (mka)

: 100 (kg)

Gambar 3.12 Analisa Titik Berat Gokart dari Samping Dari data tersebut didapatkan jarak titik berat dari poros roda depan, ( lihat gambar 3.12) :

Lf

=

mr .L m

=

96.1050 162

75

= 0,62 [m] Jarak titik berat dari poros roda belakang ,(lihat gambar 3.12) :

Lr

= =

m f .L m

66.1050 162

= 0,427 [m] W2

W1

mki

mka

Gambar 3.13 Analisa Titik Berat Gokart dari Belakang Jarak titik berat dari sisi kanan, ( lihat gambar 3.13):

Lka

=

mki .L m

=

62.950 162

= 363,58 [mm] Jarak titik berat dari sisi kiri , ( lihat gambar 3.13):

Lki

=

mka .L m

=

100.950 162

= 586,4 [mm]

76

Tinggi titik berat :

H

= r + f ; dimana hf

Sin θ = r/L = 0,11/1,050 hf

= =

=

( m f .L − m.Lr ) m. tan θ

= 0,105 → θ = 6,01 ,sehingga

( m f .L − m.Lr ) m. tan θ ( 66.1,05 − 162.0,42 ) 162 tan 6,01

= 0,07 [ m] H

= r + hf = 0,11 + 0,07 = 0,18 [m]

3.5 Perhitungan Pada Kendaraan Berdasarkan Kapasitas Gesek 3.5.1 Gaya Traksi Kendaraan

Dalam menentukan gaya traksi maksimum oleh tumpuan ban dengan jalan dapat ditentukan dari koefisien adhesi jalan dan parameter berat kendaraan. Tabel 3.1 Tabel Koefisien Adhesi Jalan Surface

Peak Value

Sliding Value ( μ )

Asphalt and Concrete ( dry )

0,8 – 0,9

0,75

Asphalt ( wet )

0,5 – 0,7

0,45 – 0,6

Concrete ( wet )

0,8

0,7

Gravel

0,6

0,55

Earth Road ( dry )

0,68

0,65

Earth Road ( wet )

0,55

0,4 – 0,5

Snow ( hard – packed )

0,2

0,15

Ice

0,1

0,07

77

Tabel 3.2 Tabel Koefisien Tahanan Rolling Jenis Jalan

f ( nilai rata – rata )

Asphalt hotmix dan

Kondisi bagus

0,014 – 0,018

beton cor

Kondisi halus

0,018 – 0,020

Jalan paving blok

0,023 – 0,030

Jalan berbatu

0,020 – 0,025

Jalan tanah

kering

0,025 – 0,035

becek

0,050 – 0,15

Jalan berpasir

0,10 – 0,30

Jalan bersalju

0,07 – 0,10

Fx maks

=

μ .W .( Lf − fr .H ) / L ;( diambil μ = 0,75 dan fr = 0,014 ) μ .H 1−

=

L

0,75.162.9,81.(0,62 − 0,014.0,18) / 1,05 0,75.0,18 1− 1,05

= 804,155 N 3.5.2 Limit Percepatan

Dalam memperhitungkan percepatan maksimum yang dapat dicapai dalam kondisi roda masih rolling adalah dengan rumus sebagai berikut: Fmaks = m.amaks amaks

=

Fxmaks m

=

804,155 = 4,96 m /s2 162

78

Besar gaya tahanan kendaraan pada roda belakang searah sumbu x: ( lihat Gambar 3.12 ) ∑ Fx = M . a maks

= 162 kg . 4, 96 m/s2 = 803,52 N

Gambar 3.14 Diagram Benda Bebas Hubungan Momen pada Poros output Mesin dengan Poros Belakang Torsi Roda Belakang: Torsi roda

= ∑ Fx . r roda = 803,52 N . 0.11 m = 88,3872 Nm

Dengan sproket yang ditentukan dahulu: Untuk Z gear

= 14

Untuk Z pinion

= 50

Maka: Diameter luar sproket belakang dk

= {0,6 + cot ( = 209,5 [mm]

180 2 ) x 12,7 50

79

Diameter luar sproket depan dk

= {0,6 + cot (

180 2 ) x 12,7 14

= 63,3 [mm] Gaya yang terjadi pada sproket belakang : F sproket blk = =

Torsi Roda R sproket blk 88,3872 Nm 0,10475 m

= 843,79 N Gaya pada sproket blk = gaya pada sproket dpn. Torsi mesin

= F sproket dpn x R sproket dpn = 843,79 x 0,03165 = 26,7 Nm

Dimisalkan putaran mesin = 1400 rpm

Kecepatan sudut = ω =

2 xπxn 2 xπx1400 = = 146,53 rad/sec 60 60

Daya mesin yang dibutuhkan

=T.ω = 26,7 Nm . 146,53 rad/sec = 3912,351 watt

Mesin yang digunakan = 5,5 hp = 5,5 x 746 = 4103 watt Jadi mesin dengan daya 5,5 hp mampu untuk menjalankan gokart.

80

3.6 Analisa Perancangan Rantai & Sproket

Daya yang ditransmisikan

= 5,5 Hp = 4,103 Kw

Putaran mesin

= 1467,44 rpm

Jarak antar sproket

= 350 [mm]

Fc

= 1,2

Putaran poros sproket depan = putaran mesin = 1467,44[rpm] Sproket yang digunakan no 40 - Depan Z 14 - Belakang Z 50 Diameter luar sproket belakang dk

= {0,6 + cot (

180 ) x 12,7 50

= 209,5 [mm] Diameter luar sproket depan dk

= {0,6 + cot (

180 ) x 12,7 14

= 63,3 [mm] Beban pada rantai = Gaya yang terjadi pada sproket belakang : F sproket blk = =

Torsi Roda R sproket blk

88,3872 Nm 0,10475 m

= 843,79 N Gaya pada rantai = gaya pada sproket. Maka dipilih rantai yang memiliki beban yang diijinkan harus > 84,379 kg

81

3.7 Pemilihan rantai no.40 dengan spesifikasi :

Jarak bagi ( P )

= 12,7 [mm]

Batas kekuatan tarik rata-rata ( Fb )

= 1950 [Kg]

Beban maksimum yang diijinkan ( FU )

= 300 [Kg]

Kecepatan rantai V

=

P.z1. np 1000 .60

=

12.7.14.1467,44 1000.60

= 4,34 [m/s] Daerah kecepatan rantai rol : 4 – 10 m/s ( Sularso,195) Jadi kecepatan rantai masih dalam daerah aman.

Sf

=

84,379 kg

1950 84,3799

= 23,11 > 6

< 300 [Kg] = baik

Panjang rantai:

Lp

=

+ 2Cp +

=

+2

+

= 88,3 = 83 mata rantai

82

= {(L-

Cp

= { ( 88 -

)+

}

)+

= 27,4 Jarak antar poros yaitu 27,4 x 12,7

= 347,9 [mm]

3.8 Analisa Perancangan Rem

Persamaan umum untuk sistem pengereman menurut Hukum Newton II untuk sumbu x. Persamaannya dapat dilihat di bawah ini : ΣF=m.a Frem- Fx = m . a Telah dijelaskan sebelumnya bahwa Fb adalah gaya dorong dari gokart. Frem = Fx + m.a V = V0 - a.t

Gambar 3.15 Diagram Benda bebas Gokart saat Pengereman Dimana : a = perlambatan linier (m/s 2 ) V0 = kecepatan awal

(m/s)

V = kecepatan akhir (m/s) t

= waktu perlambatan (s)

Frem= gaya pengereman gokart (N)

83

Sehingga jika V0 = 15,8 (m/s) = 57,2 km/jam V = 0 (m/s) t = 2 (s) V = V0 - a.t a=

V0 − V t

a=

15,8 − 0 2

a = 7,9 (m/s 2 )

Frem

= Fx + m.a = 803,52 N + (162).7,9 = 2083,32 (N)

3.9 Analisa perencanaan poros

Daya yang diteruskan = 5,5 Hp = 4,103 Kw Putaran

= 1467,44 [rpm] i =

50 14

Massa blk

= 96 [kg]

panjang poros

= 410 [mm]

faktor koreksi ( fc )

= 1,2 ( Elemen Mesin Sularso )

putaran poros

= 410,8 [rpm]

Torsi Roda Belakang: Torsi roda

= ∑ Fx . r roda = 803,52 N . 0.11 m = 88,3872 Nm

84

Gaya yang terjadi pada permukaan poros : Jadi torsi pada roda = torsi pada poros, yang membedakan yaitu gaya yang terjadi pada permukaan poros yang lebih besar dibanding gaya pada roda Bahan poros

σt

Baja ST 60 dengan kekuatan tarik,

= 60 [Kg/mm2]

Faktor keamanan untuk bahan baja paduan,

Sf1 = 5,6

Faktor keamanan karena bentuk poros,

Sf2 = 1,3 s/d 3,0 (diambil 1,3)

Faktor koreksi untuk kejutan atau tumbukan yang cukup besar, Kt = 1,5 s/d 3 (diambil 2) Faktor Koreksi untuk momen lentur, Km ( untuk poros berputar Km = 1,5) Besarnya tegangan geser maksimum:

τ maks = σ t / ( Sf1 . Sf2 ) = 60 / ( 5,6 . 1.3 ) =8,24 [Kg/mm2] Rb 245 Ra

165 C = 65 [Kg]

43

Diagram bidang gaya geser

65 26631,5 Diagram bidang momen Gambar 3.16 Diagram Bidang Gaya Geser dan Bidang Momen

85

∑ mRa = 0

( Rb . 245 ) – ( 65 . 410 ) = 0 Rb = 108,7 [Kg] Ra+ C = Rb Ra

= Rb- C = 43 [Kg]

M terbesar = Rb. 245 = 108,7 . 245 = 26631,5 [Kgmm] Diameter Poros: Ds

= [(

5,1 ) . ( (1.5M ) 2 + (1,5T ) 2 )]1/3 τg

= [(

5,1 ) . ( (1.5.26631,5) 2 + (1,5.9,009 ) 2 )]1/3 8, 24

(Sularso,2002;18)

= 29,13[mm] diambil =30 [mm] Defleksi puntiran :G = 8,3 x 103 kg/mm2

θ

= 584 .

Ttot.L G.Ds 4

= 584 .

9,009.410 8,3.10 3.30 4

(Sularso,2002;18)

= 0,00032 º Kelenturan poros dari pembebanan : ya = ditentukan 3 mm Y

= 3,23 .10-4

Keterangan : F

= beban ( poros belakang terpisah)

(Sularso ,2002;18)

86

L1

= jarak tumpuan 1 dengan titik beban

L2

= jarak tumpuan 2 dengan titik beban

L

= jarak antar tumpuan

Ya

= 4 mm

Y

= 3,23. 10-4.

65.410 2.165 2 30 4.245

= 2,9 mm ≤ ya ( aman ) 3.10 Pasak

F

Gambar 3.17 Gaya Geser pada Pasak Ukuran nominal pasak b x l = 8 x 7 Diameter poros

= 30 [mm]

t1

= 4,0

t2

= 2,4

Torsi pada poros = 9,7 . 105.

4,9236 = 4264,19 [Kgmm] 1120

Gaya tangensial pada permukaan poros F

=

T ( Dk − ( Dk − ds ) / 2

=

4264,19 (209 − (209 − 30)) / 2

= 284,3 [Kg]

87

Bahan S 45 C dicelup dingin dan dilunakkan Sfk1

=6

Sfk2

=3

Sfk1. Sfk2

=6.3 = 18

σb τ ka

= 70 [Kg/mm2] = 70/18 = 3,9 [Kg/mm2]

τ ka = 284,3 ≤ 3,9 [Kg/mm2] 8.l1

= 9,11 [mm]

Tekanan permukaan ( P ) P

Lka

=

F l 2 .(t1 ataut 2 )

=

284,3 ≤ 8 = 8,8 [mm] l 2 .4

= l1 + l2 = 9,11 + 8,8 = 17,91 [mm]

b/ds

= 8/30

= 0,27 jadi

0,25 < 0,27 < 0,35

baik

lk/ds

= 20/30

= 1,11 jadi

0,75 < 0,11 < 1,5

baik

Ukuran pasak

=8x7

(standart)

Panjang pasak

= 20 [mm]

Bahan pasak

= S 45 C, dicelup dingin dan dilunakkan

3.11 Perencanaan Kopling Sentrifugal

Tenaga yang ingin ditranmisikan

= 5,5 Hp = 4103 W

Kecepatan

= 2000 (rpm)

Celah radial, c

= 3 (mm)

88

Jumlah sepatu, n

=3

Massa tiap sepatu, m

= 0,25 (kg)

Dorongan oleh geseran per, S

= 300 (N)

Koefisien gesek sepatu dengan drum, μ

= 0,3

Diameter internal drum, D

= 170 (mm)

Jarak dari pusat gravitasi, r

= 0,08 (m)

; R = 0,085 (m)

Keterangan: Pc = Gaya sentrifugal tiap sepatu Ps = Gaya ke dalam tiap sepatu yang digeserkan oleh per pada kecepatan tertentu. F = Gaya Friksi yang bergerak secara tangensial pada tiap sepatu. R = Radius drum. r = jarak dari pusat gravitasi sepatu dari pusat spider.

gambar 3.18 Sepatu Kopling Sentrifugal

ϖ

=

2 xπx 2000 60

= 209,43 ( rad / det ) P

= T.ϖ =n.F.R.ϖ

89

F

=

P n.R.ϖ

=

4103 3.0,085.209,43

= 76,83 N c = celah radial r1

=r+c = 0,08 + 0,005= 0,085 (mm)

Gaya friksi secara tangensial di tiap sepatu ( F ) F

= 76,83 ( N ) = μ ( Pc – Ps ) = 76,83 ( N ) = μ Pc - μ Ps

Gaya sentrifugal dalam tiap sepatu : Pc

= m . ϖ 2 . r1 = 0,25 . 209,432 . 0,085 = 932,045 ( N )

μ Pc = 932,045 . 0,3 = 279,6 ( N ) F

= 76,83 ( N ) = 279,6 – ( 0,3 Ps )

Ps

=

279,6 − 76,83 0,3

= 675,9 ( N ) Ps

= S + ( c . k ) = 675,9 ( N ) k =

675,9 − 300 3

= 125,3 N / mm Jadi per yang digunakan yaitu per yang mempunyai konstanta pegas, k = 125,3 N / mm

90

3.12 Perilaku Belok pada Kendaraan

Translasi lateral dihasilkan oleh gearbox yang dihubungkan langsung dengan linkage ke steering arm, pada kanan kiri roda. Geometri kinematik dari relay linkage dan steering arm biasanya tidak parallelogram (dimana seharusnya menghasilkan sudut setir antara kanan dan kiri sama) tetapi lebih mendekati trapezoid yang disebut “Geometri Ackerman” dimana sudut setir di sebelah dalam roda lebih besar daripada sudut setir di sebelah luar roda . “Geometri Ackerman” dapat dilihat pada Gambar 3.11 berikut :

Gambar 3.19 Geometri Ackerman Dari analisa Gambar 3.11 dapat disimpulkan persamaan sebagai berikut :

δ 0 = tan-1

L L ≅ ( R + t / 2) ( R + t / 2)

Diketahui : L = 105 cm = 1,05 m R = 100 cm = 1 m t = 75 cm = 0,75 m

δ 0 = tan-1 = tan-1

L ( R + t / 2) 1,05 (1 + 0,75 / 2)

(Thomas Gillespie.1992:277)

91

= 37,3

0

= 37

0

δ i = tan-1

L L ≅ ( R − t / 2) ( R − t / 2)

δ i = tan-1

L ( R − t / 2)

= tan-1

(Thomas Gillespie.1992:277)

1,05 (1 − 0,75 / 2)

= 59,2 0 = 59

0

Untuk sudut yang kecil, seperti belokan pada biasanya, arctangen dari sudut tersebut hasilnya mendekati sudut belokan itu sendiri (dalam radian), seperti yang ditunjukan pada persamaan disebelah kanan. Perilaku Ackerman yang sempurna pada kenyataannya sulit dicapai, tetapi kira-kira mendekati susunan trapezoidal yang seperti ditunjukan pada Gambar 3.20 berikut :

Gambar 3.20 Susunan Diferensial Steer dari Trapezoidal Tie Rod Ketika roda bergerak ke kanan atau ke kiri, ketidaksimetrian geometri menyebabkan sudut pada bagian dalam roda lebih besar dibanding sudut luar roda. Ketika tie rods diletakkan dibelakang pusat roda, dapat diperlihatkan steering arm ball joints terletak didalam sumbu steer dan menghasilkan clearances roda yang bagus. Jika steer didesain dengan posisi tie rods terletak didepan dari pusat roda, steering arm ball joints harus terletak diluar dari

92

sumbu rotasi steer pada roda dengan tujuan untuk mendapatkan pendekatan pada Geometri ackerman. Gangguan yang biasanya dialami roda, dicegah dengan mendesain ackerman yang tepat. Pembuatan desain yang sesuai dari Geometri Ackerman adalah fungsi dari jarak roda kendaraan dan injakan poros sumbu depan. 3.13 Analisa Bantalan 3.13.1 Analisa Bantalan Roda Depan

Bantalan yang dipakai adalah bantalan gelinding dengan kode nomor 6202. Data tentang bantalan tersebut : Dimensi bantalan : ( Elemen Mesin Sularso, hal:143 ) d

= 15 (mm)

D

= 35 (mm)

b

= 11 (mm)

r

= 1

C

= 600 (kg)

(mm)

Beban roda depan bagian kiri Ps = 28 kg , kanan Ps = 38 kg, Jari – jari efektif roda depan , R = 127 mm = 0,127 m Koefisien gesek antara ban dengan jalan, μ s = 0,75 ( tabel 3.1 ) Kondisi kerja : Kecepatan kendaraan gokart : 60 km / jam = 16,67 m/s Putaran roda , n didapat dari : V

=

2.π .R.n 60

n =

V .60 2.π .R

n =

16,67.60 2.π .0,127

n = 1253 ( rpm )

93

Gambar 3.21 Jarak Bagi antara Titik Beban dan Tumpuan Gaya- gaya yang terjadi pada tumpuan sebelah kiri : FA

= Ps x

FB

= FA

b 24 = 28 x = 14 Kg l 46

Gaya – gaya yang terjadi pada tumpuan sebelah kanan : FA

= Ps x

FB

= FA

b 24 = 38x = 19 kg l 46

Beban Aksial : Kiri

= Pa

Kanan = Pa

= μ.Ps = 0,75 x 28 = 21 kg = μ.Ps = 0,75 x 38 = 28.5 kg

Beban radial : Kiri Pr = Pa x

R 127 = 28 x = 74,08 Kg l 48

kanan Pr

= Ps x

R 127 = 38 x = 100,54 Kg l 48

94

Untuk bantalan 6202 didapat x = 1,4, y = 1,8 dan C = 600 kg , sehingga didapat Kiri

P

= x . Pr + y . Pa = 1,4 . 74,08 + 1,8 . 21 = 141,51 N

Kanan P

= x . Pr + y . Pa = 1,4 . 100,54 + 1,8 . 28,5 = 192,06 N

Faktor umur nominalnya : Kiri

C 10/3 ] P

L

=[

L

={

L

= 123,37 juta putaran

600 10/3 } 141,51

Kanan L

=[

C 10/3 ] P

L

={

600 10/3 } 192,06

L

= 44,57 juta putaran

Sehingga umur dari bantalan tersebut adalah Kiri

U

10 6.L = 60 .n 10 6.123,37 = 60 .1253

= 1640,99 jam operasi

Kanan U

=

10 6.L 60 .n

95

=

10 6.44,575 60. 1253

= 592,84 jam operasi 3.13.2 Analisa Bantalan Roda Belakang

Bantalan yang dipakai adalah pillow blok dengan nomor UCF 208 Data tentang bantalan yang digunakan : •

Dimensi bantalan ( Elemen Mesin Sularso, hal 143 ) d = 30 mm D = 62 mm B = 16 mm R = 1,5 mm

•

Beban roda belakang , kiri Ps = 31 kg , kanan Ps = 65 kg

•

Jari – jari efektif roda belakang, R = 110 mm = 0,11 m

•

Koefisien gesek antara ban dan jalan, μ s = 0,75 ( tabel 3.1 )

•

Kondisi kerja : Kecepatan kendaraan gokart = 60 km/ jam = 16,67 m/s

Putaran roda , n didapat dari : V

=

2.π .R.n 60

n =

V .60 2.π .R

n =

16,67.60 2.π .0,11

n = 1447 ( rpm )

jarak antara titik beban dengan tumpuan : A

B

C

C

B

A

96

31 kg

165

290

245

145

65 kg

Gambar 3.22 Diagram Benda bebas pada Poros Belakang Beban Aksial : = Pa

= μ.Ps = 0,75 x 31 = 23,25 kg

Kanan = Pa

= μ.Ps = 0,75 x 65 = 48,75 kg

Kiri

Beban radial : Kiri Pr = Pa x

R 110 = 23,5 x = 15,5 Kg l 165

kanan Pr = Pa x

R 127 = 48,75 x = 32,5 Kg l 48

Untuk bantalan UCF 206 didapat x = 0,56 , y =1,4 dan C = 1530 kg , sehingga didapat : Kiri

P

= x . Pr + y . Pa = 0,56 . 15,5 + 1,4 . 23,25 = 41,23 N

Kanan P

= x . Pr + y . Pa = 0,56 . 32,5 + 1,4 . 48,75 = 86,45 N

Faktor umur nominalnya :

97

Kiri

C 10/3 ] P

L

=[

L

={

L

= 170448,5 juta putaran

1530 10/3 } 41,23

Kanan L

=[

C 10/3 ] P

L

={

1530 10/3 } 86,45

L

= 14446,22 juta putaran

Sehingga umur dari bantalan tersebut adalah Kiri

U

10 6.L = 60 .n

=

10 6.170448,5 60.1447

= 1963240,04 jam operasi Kanan U

=

10 6.L 60 .n

10 6.14446,22 = 60. 1447 = 166392,77 jam operasi

98

BAB IV PROSES PEMBUATAN KOMPONEN – KOMPONEN PENDUKUNG UTAMA DAN PERHITUNGAN BIAYA

Kendaraan gokart terdiri atas beberapa komponen pembentuk baik komponen utama maupun komponen tambahan. Dalam pembuatan gokart diperlukan komponen – komponen pendukung yang baik sehingga gokart yang dibuat sesuai dengan perancangan dan berfungsi dengan baik. Oleh karena itu diperlukan pemilihan bahan yang sesuai dengan tingkat keamanan bagi pengendara. 4.1. Proses Pembuatan

Dalam proses pembuatan gokart meliputi berbagai komponen. Komponen – komponen tersebut terdiri dari atas komponen yang siap pakai dan harus dibuat sendiri. Berikut ini komponen – komponen siap pakai : Nama Komponen

Keterangan

No

Jumlah

1

4

Bantalan ( pillow block ) UCFL 206 shaf diameter 30 (mm)

2

6

Bearing depan

Bearing Aspira 6020

3

1

Kabel gas

Kabel kopling vespa

4

1

Kabel kopling

Kabel kopling vespa

5

1 set

Ban gokart

Komponen asli gokart

6

1 set

Sproket dan rantai

Sproket depan Z 14 dan sproket belakang Z 50 dan jenis rantai no.40

7

1

8

2 set

Lingkar kemudi

Steer mobil dengan diameter 32 cm

Rem cakram

Rem depan motor bebek

99

Adapun komponen – komponen yang harus dibuat sendiri antara lain : No

Jumlah

Nama bagian

Bahan

Proses

Peralatan

pembuatan

yang digunakan

1

2

1

1

Rangka gokart

Poros belakang

pipa kotak 4

Pengukuran,

Meteran,

cm x 2 cm

pemotongan, gergaji,

ST 42

pengelasan.

mesin las.

ST 42

Pengukuran,

Jangka

pemotongan, sorong, pembubutan, gergaji dan

tangan, mesin

pengedrilan.

bubut, mesin bor.

3

1

Poros kemudi

ST 60

Pengukuran,

Jangka

pemotongan, sorong, pembubutan. gergaji tangan, mesin bubut. 4

1

Poros depan

ST 42

Pengukuran,

Mistar ukur,

pemotongan, gergaji, snei. ulir.

5

2

Spindel cradle

Plat ST 40

Pengukuran,

Jangka

pemotongan, sorong, pengedrilan,

gergaji

pengelasan.

tangan, penyiku,

100

mesin drill, las listrik, gerinda. 6

2

Pedal rem dan pedal

ST 40

gas

Pengukuran,

Meteran,

pemotongan, gergaji penekukan.

tangan, mesin tekuk.

7

8

Dudukan bantalan

Plat ST 40

Pengukuran,

Jangka

pemotongan, sorong, pengedrilan

gergaji tangan, mesin bor.

8

1

Dudukan mesin

Plat ST 40

Pengukuran,

Mistar ukur,

pemotongan, jangka pengelasan.

sorong, mesin las, mesin bor.

9

1

Dudukan kursi

Plat ST 40

Pengukuran,

Mistar ukur,

pemotongan, gergaji pengelasan.

tangan, mesin las, mesin bor.

10

2

Bushing poros pedal rem dan pedal gas

ST 60

Pengukuran,

Jangka

pemotongan. sorong, gergaji tangan.

101

11

2

Dudukan kaliper rem

Plat ST 40

Pengukuran,

Jangka

pemotongan, sorong, pengedrilan.

gergaji tangan, mesin bor.

12

2

Dudukan disc brake

ST 40

Pengukuran, pembubutan, pemotongan, pengedrilan, tab.

13

2

Linkage ( terot )

ST 40

Pengukuran,

Mistar ukur,

pemotongan, gergaji pengelasan.

tangan, mesin las.

14

1

Drum Kopling Sentrifugal

Plat ST 40

Pengukuran,

Mistar ukur,

Pemotongan, gergaji Pengelasan

tangan, mesin las.

4.1.1 Pengerjaan Dudukkan disc Brake Bagian dari Bahan Peralatan No. Gambar

: Disk brake gokart : ST.40 ukuran Ø 85xØ 50 x 50 mm : Mesin bubut, mesin bor koordinat, kerja bangku. : SMG.ME.TA.GOKART.18

Proses pengerjaan : 1. Mempelajari gambar dan memeriksa ukuran bahan 2. Mempersiapkan mesin bubut dan perlengkapannya 3. Mencekam benda kerja 4. Membubut permukaan membuat Ø 80 x 50 mm 5. Membubut permukaan membuat Ø 50 x 40 x 5 mm

102

6. Melepas benda kerja dan menghilangkan bagian yang tajam 7. Mempersiapkan mesin bor koordinat 8. Mencekam benda kerja 9. Mengebor Ø 6 mm tembus di enam tempat 10 . Melepaskan benda kerja dan menghilangkan bagian yang tajam 11 . Mempersipkan peralatan kerja bangku 12 . Mencekam benda kerja 13 . Mengetap M8 sedalam 5 mm di enam tempat 14 . Melepas benda kerja dan memeriksa hasil akhir. 4.1.2 Pengerjaan Dudukkan Kursi Pengemudi Bagian dari Bahan Peralatan No. Gambar

: Rangka gokart : Plat ST.40 ukuran 300 x 300 x 5 mm : Mesin potong, mesin bor koordinat, mesin las. : SMG.ME.TA.GOKART.14

Proses Pengerjaan : 1. Mempelajari gambar dan memeriksa ukuran bahan 2. Mempersiapkan mesin potong dan perlengkapannya 3. Memotong plat dengan ukuran 220 x 200 x 5 mm 4. Menghaluskan permukaan hasil pemotongan 5. Mempersipkan mesin bor koordinat 6. Mencekam benda kerja 7. Mengebor dengan Ø 6 sedalam 5mm di empat tempat 8. Melepaskan benda kerja dan menghilangkan bagian yang tajam 9. Mengelaskan benda kerja ke rangka gokart 10. Memeriksa hasil akhir 4.1.3 Pengerjaan Dudukkan Pillow block ( bantalan ) Bagian dari Bahan Peralatan No. Gambar

: Rangka gokart : Plat ST.40 ukuran 180 x 35 x 10 mm : Mesin potong, mesin bor koordinat, mesin las. : SMG.ME.TA.GOKART.13

Proses Pengerjaan : 1. Mempelajari gambar dan memeriksa ukuran bahan

103

2. Mempersiapkan mesin potong dan perlengkapannya 3. Memotong plat dengan ukuran140 x 28 x 10 mm 4. Menghaluskan permukaan hasil pemotongan 5. Mempersipkan mesin bor koordinat 6. Mencekam benda kerja 7. Mengebor dengan Ø 16 sedalam 10mm di satu tempat 8. Melepaskan benda kerja dan menghilangkan bagian yang tajam 9. Mengelaskan benda kerja ke rangka gokart 10. Memeriksa hasil akhir 4.1.4 Pengerjaan Kaliper Rem Bagian dari Bahan Peralatan No. Gambar

: Rangka gokart : Plat ST.40 ukuran 230 x 40 x 10 mm : Mesin potong, mesin bor koordinat, mesin las. : SMG.ME.TA.GOKART.13

Proses Pengerjaan : 1. Mempelajari gambar dan memeriksa ukuran bahan 2. Mempersiapkan mesin potong dan perlengkapannya 3. Memotong plat dengan ukuran216 x 30 x 10 mm 4. Menghaluskan permukaan hasil pemotongan 5. Mempersipkan mesin bor koordinat 6. Mencekam benda kerja 7. Mengebor dengan Ø 10 sedalam 10mm di dua tempat 8. Melepaskan benda kerja dan menghilangkan bagian yang tajam 9. Mengelaskan benda kerja ke rangka gokart 10. Memeriksa hasil akhir 4.2 Perakitan mesin Perakitan merupakan tahapan akhir dalam proses penyempurnaan mesin. Perakitan adalah kegiatan penggambungan komponen-komponen mesin menjadi sebuah mesin yang dapat difungsikan dan digunakan sesuai dengan yang diharapkan. Ada beberapa hal yang penting yang harus diperhatikan sebelum dilakukan perakitan, antara lain : a. Jumlah komponen dan jenis komponen

104

b. Komponen- komponen pendukung dari mesin yang telah selesai dikerjakan dan fungsi dari setiap komponen. c. Telah tersedia komponen yang standar. d. Memahami konstruksi mesin, pengenalan terhadap komponen secara detail akan mempermudah pula dalam langkah selanjutnya. e. Menyusun langkah perakitan secara sistematis dengan langkah perakitan yang benar akan mempermudah dan mempercepat perakitan dan menjadikan mesin dapat difungsikan dengan baik. f. Mewujudkan alat bantu perakitan. Peralatan yang digunakan pada perakitan lain: •

Mesin las dan perlengkapannya.

•

Kunci pas 1 set.

•

Jangka sorong dan meteran.

•

Palu.

•

Kikir.

•

Gerinda tangan.

•

Gergaji tangan.

•

Bor tangan.

•

Penggaris siku.

•

Penggores.

•

Penitik.

•

Obeng (screw driver).

Setelah seluruh komponen yang dibutuhkan telah tersedia dan dibuat maka dilakukan proses assembling / perakitan. Pada proses assembling dapat dibagi menjadi beberapa tahap, antara lain :

105

1. Rangka Gokart

Kerangka gokart terbuat dari pipa profil kotak dengan panjang 40 mm dan lebar 20 mm. e

d

c

b a

Gambar 4.1 Rangka Utama Gokart Keterangan : a. Bumper depan b. Palang depan c. Palang tengah d. Palang belakang e. Rangka utama Untuk mendapatkan kerangka gokart, bagian – bagian tersebut harus disambung dengan las. Sebelum memulai proses pengelasan seluruh bagian kerangka harus diletakkan pada permukaan yang rata. Pengelasan dimulai dari palang belakang. Kemudian pengelasan palang tengah, dudukan mesin, pengelasan depan dengan poros depan, selanjutnya pengelasan bumper depan dengan palang depan. Setiap sebelum dan sesudah melakukan pengelasan dilakukan pengecekan dimensi dan sudut serta kerataan rangka.

106

2. Dudukan poros belakang ( pillow block )

Dudukan bantalan

Dudukan bantalan

Rangka utama

Gambar 4.2. Dudukan Bantalan (pillow block) Setelah kerangka gokart di las selanjutnya adalah mengelas dudukan bantalan sebagai dudukan poros belakang. Dudukan bantalan di las dengan jarak 200 mm antar dudukan bantalan.

107

3. Poros king pin, spindel cradle, spindel arm, dan poros

Spindel cradle Rangka

Spindel arm Poros depan

Gambar 4.3. Perakitan Poros depan pada Rangka Pemasangan spindel crandle dilaskan pada rangka. Poros king pin di las dengan poros roda depan, baik poros king pin kanan maupun kiri. Pada waktu melakukan perakitan poros king pin, dan spindel crandle dipasang menggunakan baut baja. Langkah berikutnya adalah melakukan pengelasan poros depan roda dengan spindel arm. Sebelum melakukan pengelasan harus disamakan dahulu tinggi titik pusat poros belakang dan dudukan bantalan dengan titik pusat poros depan dan belakang berada pada satu garis lurus. Hal ini menjaga agar rangka setelah dipasang mempunyai ketinggian yang sama yaitu 50 mm dari tanah, kemudian baru dilakukan pengelasan. Pada pengelasan harus diperiksa kelurusan poros depan terhadap horizontal.

108

4. Batang kemudi dan penyangga batang pengemudi

Dudukan stir

Batang kemudi

Penyangga Dudukan poros

Rangka utama

Gambar 4.4. Perakitan Dudukan sistem Kemudi Pada waktu melakukan perakitan batang kemudi yang perlu diperhatikan adalah sudut kemudi dan jarak batang kemudi dari sisi terluar rangka utama. Hal ini berpengaruh pada kenyamanan pengemudi pada saat mengendarai gokart. Sudut kemudi dipilih sebesar 60 0 dari bidang horizontal. Pemasangan kemudi dilakukan mulai dari pengelasan penyangga, pengelasan dudukan poros pada penyangga, kemudian batang kemudi dimasukkan ke dalam dudukan poros. Pengelasan dudukan stir pada batang kemudi. 5. Bhusing poros pedal rem dan poros pedal gas

Dudukan pedal rem Dudukan pedal gas

Gambar 4.5. Perakitan Poros Pedal Gas dan Rem pada Bumper depan

109

Pemasangan bhusing poros rem dan bhusing poros gas dilakukan pengelasan pada bumper depan.

6. Poros belakang, sproket dan piringan cakram

Dudukan roda

Piringan cakram

Poros roda

Bantalan

Sprocket

Poros roda Bantalan

Dudukan roda

Bantalan

Piringan cakram

Gambar 4.6. Perakitan Poros belakang, Gear, Bantalan dan Piringan Cakram Gear dan piringan cakram dipasang pada poros belakang. Poros dibuat terpisah menjadi 2 bagian. Untuk gear dipasang dengan cara mengencangkan baut pada poros belakang, sedangkan untuk piringan cakram dipasang dengan menggunakan pasak. Pemasangan poros belakang sebelah kanan dilakukan satu – persatu mulai dari pemasangan bantalan bagian dalam, sproket, piringan cakram, dan bantalan bagian luar, sedangkan pemasangan poros belakang sebelah kiri dilakukan satu – persatu mulai dari bantalan bagian dalam, bantalan bagian luar, dan terakhir pemasangan piringan cakram.

110

7. Linkage ( terot )

Gambar 4.7 Linkage Linkage

merupakan

batang

pendorong

kemudi

yang

dipasang

untuk

menghubungkan poros kemudi dengan roda. Linkage dipasang pada lengan spindle dengan lengan kemudi 4.3

Perhitungan Biaya

Perhitungan biaya bertujuan untuk mengetahui biaya total yang diperlukan dalam pembuatan rancang bangun gokart dengan penggerak motor bakar bensin 5,5 HP Perhitungan biaya pembuatan mencakup biaya-biaya sebagai berikut: a. Biaya Bahan Baku Biaya bahan baku adalah biaya yang diperlukan untuk pengadaan bahan pembuatan gokart, baik komponen standar ( bahan jadi ) maupun bukan standar. Untuk komponen standar, harganya langsung dapat dicari melalui tabel harga komponen standar. Sedang untuk bahan baku yang tidak standar harus ditentukan massanya dahulu, selanjutnya harganya dapat dicari melalui tabel harga tiap kilogramnya. b. Biaya Pemesinan Adalah biaya yang diperoleh berdasarkan waktu total pemesinan dikalikan biaya sewa mesin tiap satuan waktu (jam). c. Biaya Operator Biaya yang diperoleh berdasarkan waktu total pemesinan dikalikan dengan standar upah tiap satuan waktu (jam). d. Biaya Perakitan Biaya yang diperlukan untuk merakit gokart.

111

4.3.1 Perhitungan Biaya Bahan Baku Tabel 4.1 Harga Bahan Baku No. Nama Jumlah komponen

1.

Rangka gokart

2.

Total biaya (Rp)

20 x 40 x 2 mm 18 kg ST 40 Ø 3 inch

Harga / satuan (Rp) 86.100 12.500 / kg

225.000

1

38 kg

11.250

427.500

1

2 m, Ø 32 mm ST 60 1m

68.500

137.000

150.000

150.000

45000

90.000

30.000

30.000

2

Dudukan piringan cakram dan hub roda belakang 3. Plat dudukan bantalan, dudukan mesin, dudukan kursi 4. Poros belakang

1

5.

1

6. 7.

Plat bordes

Ukuran / berat

2 kg, Ø 20 mm Pedal rem dan 1 0,5 m , Ø 30 gas mm Jumlah total harga Poros kemudi

1

Tabel 4.2 Harga Bahan Baku Standar No. Nama komponen Jumlah Ukuran / berat

172.200

Rp. 1.231.700,-

Harga / satuan (Rp)

Total biaya (Rp)

1.

Body kit gokart

1 set

500.000

2.

Ban gokart

1 set

2.100.000

3.

Bangku

1

50.000

4.

Bearing

4

6202

10.000

40.000

5.

Pillow block

4

UCFL 206 ABC

30.000

120.000

6.

Kabel kopling Vespa

2

10.000

20.000

112

7.

Rem cakram

2 set

8.

Bearing

4

9.

Amplas kasar

10.

150.000

300.000

16.500

66.000

4

4.000

16.000

Amplas halus

4

3.500

14.000

11.

Mur M 10

15

500

7.500

12.

Mur M 12

15

500

7.500

13.

Mur M 21

4

1500

6.000

14.

Baut spindle

2

3000

6.000

15.

Baut M 10

15

1.000

15.000

16.

Baut M 21

4

3000

12.000

17.

Baut M 12

15

1.000

15.000

18.

Rantai

1

No.40

30.000

30.000

19.

Sproket depan

1

Z 14

35.000

35.000

20.

Sproket Belakang

1

Z 50

98.000

98.000

21.

1

1 set

40.000

40.000

4

3.000

12.000

24.

Mesin 160 cc / 5,5 HP Merk Yamamoto stasioner Kampas rem Daihatsu hijet Pegas standart samping motor Stir mobil

1

40.000

40.000

25.

Pasak

6

15.000

90.000

26.

Dempul plastik

1

15.000

15.000

27.

Cat merah

4

¼ ltr

15.000

60.000

28.

Cat abu – abu

3

¼ ltr

15.000

45.000

29.

Thinner

5

1 ltr

20.000

100.000

30.

Cat Kuning

1

¼ ltr

15.000

15.000

22. 23.

Jumlah total harga

6203

750.000

Rp. 4.625.150,Sumber : Sumber Teknik,Satria pulau garam, Dealer SKF Bearing, PADMA Variasi & AC mobil, Makmur jaya, Cahaya Teknik.

113

Maka biaya total bahan baku = Rp. 1.231.700,- + Rp. 4.625.150,= Rp.5.856.850,4.3.2 Perhitungan Waktu Pemesinan Perhitungan waktu permesinan antara lain pada : 4.3.2.1

Proses Bubut (Turning)

Elemen dasar proses bubut adalah sebagai berikut : Kecepatan potong

VC =

π⋅d⋅n ⎛ m ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ min ⎠ ⎛ m ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠

Kecepatan makan

Vf = f . n

Waktu pemotongan melintang

tc =

do + dm (mm) Vf

Waktu pemotongan memanjang

tc =

lt Vf

(min)

Dimana, d0 + dm = Diameter benda kerja n = Putaran benda kerja f

(mm) (rpm)

= Pemakanan (gerak pahat) perputaran benda kerja

mm/putaran lt

= Panjang langkah pembubutan

Gambar 4.8 Proses Bubut Melintang

(mm)

114

Gambar 4.9 Proses Bubut Memanjang Sebagai contoh perhitungan diambil poros belakang dengan asumsi: Ukuran bahan Ø31 x 752 (mm) Dengan kondisi pemesinan : VC = 35 (m / menit) f = 0,05 panjang langkah pengawalan = 1 (mm) Perencanaan Pemesinan

`

Untuk bubut melintang : Kecapatan potong : VC =

π⋅d⋅n ⎛ m ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ min ⎠

π ⋅ 30 ⋅ n ⎛ m ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ min ⎠ 35 ⋅ 1000 n= (rpm ) 3,14 ⋅ 30 = 371,5 (rpm ) = 400 (rpm ) (putaran pada mesin)

35 =

(Jutz, Westermann Tables : 1985) Didapat kecepatan makan : Vf = f . n

⎛ mm ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠

⎛ mm ⎞ V f = 0,05 ⋅ 400 ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠ ⎛ mm ⎞ = 20 ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠

115

Waktu pemotongan didapat : t c =

d=

d o + d1 (min) Vf

1+ 30 (min) 16

= 1,94 (menit) Pembubutan melintang dilakukan pada kedua ujung benda kerja, maka waktu pemotongan = 2 x 1,94 = 3,88(menit)

Untuk pembubutan memanjang : Waktu pemotongan t c =

lt (min) Vf

1 + 30 ( min) 16 = 1,94 (menit)

tc =

Total waktu untuk meyelesaikan poros belakang 3,88 + 1,94 = 5,82 menit

4.3.2.2 Proses Gurdi (Drilling)

Elemen dasar proses gurdi adalah sebagai berikut : Kecepatan potong

VC =

π⋅d⋅n ⎛ m ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ min ⎠

Gerak makan permata potong

fZ =

Vf n⋅Z

Kedalaman pemotongan

a=

Waktu pemesinan gurdi

tC =

⎛ mm ⎞ ⎟⎟ ⎜⎜ ⎝ put ⎠

d (mm) 2 lt Vf

(min)

Dimana, d = Diameter mata gurdi

(mm)

116

n = Putaran spindle

(rpm)

vf = kecepatan makan

(mm / menit)

Z = Jumlah mata potong lt = Panjang langkah penggurdian (mm) lw = Panjang benda kerja

(mm)

lV = Langkah pengawalan

(mm)

ln = Langkah pengakhiran

(mm)

L = Langkah penggurdian (lW + 0,03 d) (mm) s

⎛ mm ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠

= Kecepatan pemakanan

Sebagai contoh perhitungan diambil dudukan cakram ∅ 80 x 8 mm dengan asumsi : Dengan kondisi pemesinan :

Diameter gurdi 10 (mm) Vc = 30 (m/min) lV = 2

(mm)

lW = 40 (mm) ln = 8

(mm) (Jutz, Westermann Tables : 1985)

Perencanaan pemesinan π⋅d⋅n ⎛ m ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ min ⎠ π ⋅ 10 ⋅ n ⎛ m ⎞ 30 = ⎜ ⎟ 1000 ⎝ min ⎠ 1000 ⋅ 30 n= (rpm) 3,14 ⋅ 10 = 955

Kecepatan potong : VC =

= 900 (rpm)

(dipilih dari tabel mesin)

(Jutz, Westermann Tables : 1985) Gerak makan permata potong : f =

Vf n⋅Z

⎛ mm ⎞ ⎟⎟ ⎜⎜ ⎝ put ⎠

117

0,18 =

Vf 900 ⋅ 2

⎛ mm ⎞ ⎟⎟ ⎜⎜ ⎝ put ⎠

⎛ mm ⎞ V f = 0,18 ⋅ 900 ⋅ 2 ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠ ⎛ mm ⎞ = 325 ⎜ ⎟ ⎝ min ⎠ Dimana ; f = 0,084 didapat t C =

3

d

2 + 40 + 8 (min) Vf

50 (min) 325 = 0,15 ( min) Karena ada 2 dudukan cakram 0,15 x 2 = 0,3 (menit) 1 lubang. Sedangkan di setiap 1 dudukan cakram ada 5 lubang 0,3 x 5 = 1,5 menit Untuk 2 dudukan cakram 1,5 menit x 2 = 3 menit tC =

Nomor

Gambar 4.10 Proses Gurdi

Tabel 4.3 Waktu proses Pemesinan (menit) Proses Proses Bubut Gurdi Nama Bagian

Non

Produkif

Non

Produkif

118

1.

Poros belakang

2.

Poros kemudi

8,43

83

3.

Poros depan

15,2

86

4.

Spindel cradle

14,3

33

5.

Dudukan bantalan

16,7

58

6.

Dudukan mesin

15,6

30

7.

Dudukan kursi

14,8

25

8,33

15

2,7

23

8. 9. 10.

5,82

84

Bushing poros pedal rem dan pedal gas Dudukan kaliper rem Dudukan piringan cakram

11. Spindel arm

15

23

73,5

94,6

227 117,9

370,6

3

17

3,9

26

12. Dudukan roda belakang 79,33

Jumlah

4.3.3 Perhitungan Lamanya Pemakaian Mesin

Pemakaian mesin antara lain : -

Mesin bubut = 117,9 + 370,6 = 8,14 jam

-

Mesin Gurdi =. 79,33 + 227 = 5,12 jam

Tabel 4.4 Tarif sewa mesin Waktu permesinan Jam Jam

Harga sewa mesin / jam

Biaya sewa

8,14

8

Rp. 20.000,-

Rp. 160.000,-

2. Mesin frais

-

-

Rp.35.000,-

-

3. Mesin gurdi (ordinat)

5,12

5

Rp. 10.000,-

No.

Jenis Mesin

1. Mesin bubut

Rp.

50.000,-

119

4. Mesin bor tangan 5. Gerinda tangan listrik 6. Peralatan kerja bangku 7. Mesin potong

18,7

2

Rp. 7.500,-

Rp. 150.000,-

4

Rp. 5.000,-

Rp.

1

Rp. 5.000,-

19

Rp. 5.000,-

Rp. 5.000,Rp. 95.000,Rp. 480.000,-

Jumlah total biaya sewa mesin

20.000,-

(Projas Teknik Mesin) Dari tabel didapatkan : •

Biaya total sewa mesin

•

Total waktu kerja yang diperlukan = 39 Jam

= Rp. 480.000,-

4.3.4 Perhitungan Biaya Operator Pemesinan

Dalam perancangan ini biaya operator diperkirakan sebesar Rp. 10.000,-/Jam. Sehingga biaya operator dapat dicari dengan rumus : Biaya Operator

= Waktu kerja x biaya operator pemesinan = 39 × Rp. 10.000,= Rp. 390.000,-

4.3.5 Perhitungan Biaya Perakitan dan Pengecatan

Ditinjau dari tingkat kesulitan , maka waktu perakitan dan pengecatan komponen mesin ini diperkirakan membutuhkan waktu 10 jam dengan dikerjakan oleh dua pekerja dan upah perakitan sekaligus pengecatan Rp. 15.000,-/jam •

Biaya sewa peralatan kerja bangku

= Rp.5.000,- × 10 jam = Rp. 50.000,-

•

Biaya pekerja

= 10 × 2 × Rp. 15.000,= Rp. 300.000,-

120

•

Biaya pengelasan Diketahui : 1 batang las Rp. 2000,Panjang pengelasan ± 3000 mm Satu elektroda AW SE 6013 bisa digunakan untuk pengelasan sepanjang 60% × panjang elektroda efektif. = 60 % × 300 mm = 180 mm Elektroda yang dibutuhkan

=

3000 180

= 16,7 = 16,7 dibulatkan 17 buah Harga elektroda

= 17 × Rp. 2000,= Rp. 34.000,-

Biaya sewa mesin las 10 jam

=10 × Rp. 9.375,= Rp. 93.750,-

Total biaya pengelasan

= Rp.93.750,- + Rp. 34.000,= Rp. 127.750,-

•

Biaya upah pengecatan

= Rp. 50.000,-

Total biaya pengelasan dan perakitan = Rp. 50.000 + Rp. 300.000 + Rp. 127.750+ Rp. 50.000 = Rp.527.750,4.4.6

Perhitungan Total Biaya Pembuatan Mesin

Total biaya pembuatan mesin adalah jumlah keseluruhan biaya yang diperlukan untuk pembuatan gokart. Adapun rincian besarnya biaya pembuatan mesin adalah sebagai berikut: Biaya total bahan baku

= Rp.

5.856.850,-

Biaya sewa mesin

= Rp.

480.000,-

121

Biaya operator pemesinan

= Rp.

390.000,-

Biaya perakitan dan pengecatan

= Rp.

527.750,- +

Jumlah

= Rp

7.254.600,-

Biaya tak terduga sebesar 10% dari biaya total : Rp 7.254.600,- × 10 % = Rp. 725.460,Total biaya pembuatan mesin : Rp. 7.254.600,- + Rp. 725.460,- = Rp. 7.980.060,-

122

BAB V PENGUJIAN DAN PERAWATAN

Setelah pembuatan gokart sudah selesai, maka perlu diadakan pengujian di jalan terhadap gokart yang sudah jadi. Pengujian tersebut meliputi pengujian terhadap akselerasi, deselerasi, perilaku arah kendaraan terhadap belokkan dan pengujian kekuatan rangka. Sehingga dari pengujian tersebut dapat diketahui data – data dari gokart bila berjalan dijalan umum. 5.1 Pengujian akselerasi

Pengujian akselerasi merupakan pengujian untuk mengetahui kecepatan kendaraan gokart dengan jarak tertentu. Dalam pengujian akselerasi, maka penulis memerlukan alat Bantu berupa stopwatch serta jalan atau lintasan yang dipakai untuk pengujian. Dengan menggunakan rumus Vt = V0 + a.t dan S = V0 . t + ½. a. t2. untuk mencari kecepatan dan percepatan. Selanjutnya menentukan terlebih dahulu data – data sebagai berikut : V0 = 0 m/s S = 100 m Dari pengujian didapat data – data sebagai berikut : Tabel 5.1. Data Hasil Pengujian Akselerasi Pengujian ke -

t ( detik )

1

12,71

2

12,42

3

12,85

4

12,83

5

12,82

6

12,71

7

12,52

123

8

12,37

9

12,43

10

12,35

Sehingga dengan rumus Vt = V0 + a.t dan S = V0 . t + ½. a. t2 dimana V0 = 0 m/s dan S = 100 m akan didapat : Table 5.2. Data Hasil Analisa Pengujian Akselerasi Test ke-

t ( detik )

a ( m/s2)

Vt (m/s)

1

12,71

1,238

15,735

2

12,42

1,297

16,1103

3

12,85

1,217

15,642

4

12,83

1,215

15,588

5

12,82

1,217

15,600

6

12,71

1,238

15,736

7

12,52

1,276

15,974

8

12,37

1,307

16,168

9

12,43

1,294

16,090

10

12,35

1,311

16,194

Σt = 126,01

Σa = 12,543

ΣVt = 158,83

Dari perhitungan tersebut dapat diketahui kecepatan rata – rata dan percepatan rata- rata yang diperlukan untuk menempuh jarak 100 m dengan kecepatan awal 0 ( nol ) adalah sebesar : Vt rata – rata = ΣVt / 10 = 158,83 / 10 = 15,883 m/s = 57,1788 km/jam a rata – rata = Σa / 10 = 12,543 / 10 = 1,254 m/s

124

5.2. Pengujian Deselerasi

Pengujian deselerasi merupakan pengujian untuk mengetahui jarak pengereman dengan kecepatan tertentu. Pada pengujian deselerasi, perlengkapannya sama dengan pengujian akselerasi hanya ditambah sebuah sepeda motor untuk mengetahui kecepatan awal dimana pengereman dimulai. dengan menggunakan rumus Vt = V0 + a.t dan S = V0 . t + ½. a. t2 untuk mencari percepatan dan jarak. Selanjutnya data awal yang diberikan adalah : V0 = 40 km/jam = 11,111 m/s Vt = 0 km/jam Dari pengujian didapat data – data sebagai berikut : Tabel 5.3. Data Hasil Pengujian Deselerasi Pengujian ke-

t ( detik )

1

1,57

2

1,62

3

1,48

4

1,61

5

1,57

6

1,58

7

1,82

8

1,45

9

1,62

10

1,50

Sehingga dengan rumus Vt = V0 + a.t dan S = V0 . t + ½. a. t2 dimana Vt = 0 m/s dan V0 = 11,111 m/s akan didapat :

125

Tabel 5.4. Data Hasil Analisa Pengujian Deselerasi a ( m/s2)

S (m)

1,57

-

7,077

22,99

2

1,62

-

6,858

23,55

3

1,48

-

7,507

21,99

4

1,61

-

6,901

23,44

5

1,57

-

7,077

22,99

6

1,58

-

7,032

23,11

7

1,82

-

6,104

25,77

8

1,45

-

7,662

21,66

9

1,62

-

6,859

23,55

10

1,50

-

7,407

22,22

Test ke-

t ( detik )

1

Σt = 15,82

Σa = - 70,484

ΣS = 231,27

Dari perhitungan tersebut dapat diketahui jarak pengereman rata – rata dan perlambatan rata – rata yang diperlukan untuk pengereman dengan kecepatan awal 11,111 m/s adalah sebesar : Srata- rata = ΣS /10 = 231,27 / 10 = 23,13 m arata – rata = Σa / 10 = 70,484 / 10 = - 7,05 m/s2 ( perlambatan )

126

5.3 Pengujian Perilaku Arah Kendaraan Terhadap Belokkan

Dalam pengujian ini ada dua bahasan pokok yang dicari yaitu koefisien

understeer ( Kus ) dan kecepatan karakteristik ( Vkh ) untuk kendaraan understeer. Sedangkan untuk kendaraan oversteer, kecepatan kritis ( Vkr ) secara nyata tidak dapat diperhitungkan sehingga pada pengujian arah kendaraan dijalan Vkr tidak dapat dicari. Untuk mencari kendaraan oversteer serta kecepatan karakteristik suatu kendaraan, dapat dilakukan 3 metode uji lapangan yaitu : •

Pengujian dengan radius belok tetap

•

Pengujian dengan kecepatan belok tetap

•

Pengujian dengan sudut belok roda depan tetap

Dalam pengujian kali ini penulis hanya mempergunakan satu metode uji lapangan yaitu pengujian dengan radius belok tetap. Konsep dari pengujian ini adalah dari rumus berikut :

Keterangan : V = Kecepatan m/s Lf = Jarak gandar depan dengan titik berat

Lr = Jarak gandar belakang dengan titik berat

127

Dimana :

sudut putar kemudi R = radius belok kendaraan

Dengan R konstan maka persamaan tersebut akan berupa garis lurus yang menghubungkan δf dan

. dimana pelaksanaan pengujian adalah sebagai

berikut : ♠ Menentukan radius belok konstantanya sebesar 6 m. ♠ Membelokkan kendaraan dengan kecepatan tertentu ( Vi ), pertahankan sampai membentuk lingkaran dengan R = 6 m. Catat sudut belok kemudinya ( δf ). ♠ Dilakukan berulang – ulang pada R tetap dengan kecepatan bertambah dan sudut kemudinya berubah sampai roda mengalami slip. Dan didapat data sebagai berikut : Tabel 5.5 Data Hasil Pengujian Belok Pada R Tetap Kus-1

Kus-2

0,5

- 0,90

- 0,90

8,5

0,89

- 0,83

- 0,78

9

8

1,28

- 0,80

- 0,71

35 km/jam = 9,72 m/s

8

7,5

1,67

- 0,69

- 0,64

40 km/jam = 11,11 m/s

7,5

7,5

2,06

- 0,62

- 0,62

Pengujian I

Pengujian II

( δf )

( δf )

20 km/jam = 5,56 m/s

9,5

9,5

25 km/jam = 6,94 m/s

9

30 km/jam = 8,33 m/s

V

128

Dengan didapatkan koefisien understeer dari gokart maka diketahui bahwa perilaku arah dari gokart adalah oversteer. Karena gokart oversteer maka kecepatan karakteristik tidak dapat dihitung. Jika pengujian ini diteruskan sampai gokart berputar slip, maka pada kondisi slip perhitungan koefisien understeer sudah tidak valid lagi, karena secara praktis kendaraan yang dalam kondisi slip pada dasarnya sudah tidak stabil lagi. 5.4 Pengujian Kekuatan Rangka

Pengujian kekuatan rangka bertujuan untuk mengetahui defleksi yang terjadi apabila gokart dibebani dengan pengemudi. Pengujian kekuatan rangka ini menggunakan high gage sebagai alat ukur untuk mengetahui defleksi pada rangka gokart. Dimana pelaksanaan pengujian adalah sebagai berikut : ♠ Gokart diletakkan ditempat jalan yang datar. ♠ Kemudian gokart dibebani dengan pengemudi dengan berat yang berbeda – beda. ♠ Berat pengemudi yang kami tentukan maksimal 75 kg. ♠ Selanjutnya diukur defleksi pada rangka dengan menggunakan High Gage. Setiap berat pengemudi yang berbeda mempunyai defleksi yang berbeda pula. Dan didapat data sebagai berikut : Tabel 5.6 Data Hasil Pengujian Kekuatan Rangka Berat Pengemudi

Defleksi yang terjadi

50 kg

1 mm

60 kg

1,6 mm

75 kg

2,3 mm

Dengan didapatkan data dari hasil pengujian kekuatan rangka, penulis menyimpulkan bahwa setiap berat pengemudi yang berbeda maka defleksi yang terjadi pada rangka berbeda – beda pula.

129

Pada segi performa mesin dengan berat pengemudi 50 kg, gokart dapat melaju kencang, pengemudi dengan berat 60 kg gokart masih dapat melaju kencang tetapi tidak seperti performa gokart saat berat pengemudi 50 kg. Dan pada pengemudi dengan berat 75 kg gokart masih sanggup jalan tetapi pada awalan berjalan agak berat membawa pengemudi yang beratnya 75 kg. Pada segi pengendalian, gokart relatif stabil pada masing – masing berat pengemudi. 5.5 Fenomena – Fenomena yang tidak terduga adalah sebagai berikut :

♠

Sudut ( camber / caster )dari dudukan spindel roda depan kurang teliti, sehingga mengakibatkan sistem kemudi kurang stabil.

♠

Karena drum dari kopling sentrifugal dan dudukan kampas kopling terdiri dari 2 poros terpisah, maka mengakibatkan jarak clearance kampas kopling dan drum tidak sama sehingga gaya sentrifugal antara kampas satu dan yang lain tidak sama.

5.6 Perawatan Mesin 5.6.1 Teori Perawatan

Perawatan adalah suatu usaha untuk memperpanjang umur serta mempertahankan kondisi mesin dalam keadaan siap berproduksi dengan baik, disamping itu untuk mencapai biaya sekecil mungkin dalam hal perawatan mesin tersebut. Perawatan yang dilakukan pada gokart adalah perawatan yang mengupayakan pencegahan kerusakan atau preventif. Alasan dalam pemilihan jenis ini adalah : a. Biaya yang dibutuhkan lebih kecil dibandingkan dengan penggantian komponen dari jenis lainnya, serta prosesnya lebih mudah. b. Mengurangi waktu yang terbuang akibat penggantian komponen apabila terjadi kerusakan. c. Mesin akan lebih awet dan tidak akan terganggu bila tidak terjadi kerusakan.

130

Pada perawatan gokart dapat dibedakan menjadi dua sistem perawatan, yaitu perawatan yang terencana dan perawatan yang tidak terencana. 5.6.2

Perawatan Terencana

Perawatan jenis ini merupakan usaha perawatan sebagai tindakan pencegahan secara teratur untuk menghindari kerusakan mesin yang lebih berat, serta mengakibatkan masalah yang lebih besar. Perawatan terencana menjadi perawatan preventif dan korektif. a. Perawatan Preventif Perawatan preventif adalah suatu perawatan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan dan menghindari kerusakan yang mendadak. b. Perawatan Korektif Perawatan korektif adalah suatu perawatan yang dilakukan untuk memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas sehingga mencapai tujuan standard yang diterima. Perawatan terencana yang dapat dilakukan dilakukan pada mesin ini antara lain yaitu : 1. Perawatan Umum. Perawatan ini dapat dikatakan sebagai perawatan rutin yang dilakukan terhadap komponen yang telah menyimpang dari kondisi semula. Aktivitas pada perawatan umum ini adalah sebagai berikut : a. Memeriksa bagian – bagian yang bergerak seperti poros, bantalan, sproket, ban. b. Memeriksa kekencangan mur dan baut. c. Membersihkan gokart setelah digunakan. 2. Pelumasan. Pelumasan dilakukan untuk mengurangi gesekan yang terjadi pada bagian yang bersentuhan atau bergerak, sehingga dapat memperkecil atau mengurangi keausan serta bisa juga sebagai pencegah korosi. Sebelum melakukan perawatan sebaiknya perhatikan bahan – bahan

131

yang digunakan untuk melakukan perawatan, seperti jenis minyak pelumas. Pedoman dalam memilih minyak pelumas : 1. Kondisi Lingkungan. a. Temperatur lingkungan; panas, dingin atau sering berubah – ubah. b. Lokasi lingkungan; kering, basah, pengaruh air garam. c. Tempat sekeliling; debu, gas, bahan kimia. 2. Bahan Mesin Pelumasan dipilih sesuai dengan bagian operasi mesin dan sifat beban, seperti; beban statis, dinamis dan beban kejut. 3. Temperatur Mesin Penggunaan pelumas yang baik disesuaikan dengan kondisi temperatur mesin. 4. Putaran a. Perlu diperhatikan kecepatan putaran ( Rpm ). b. Pelumasan pada bantalan ini menggunakan pelumasan padat atau grace, karena pelumas jenis ini memiliki kemampuan meredam getaran pada bantalan yang relatif baik dibandingkan pelumas jenis cair. 5.6.3

Perawatan Tidak Terencana

Perawatan seperti ini disebabkan oleh kerusakan yang tidak diperkirakan sebelumnya. Apabila hal ini terjadi maka perbaikan perlu dilakukan dengan segera serta menjadi prioritas utama dan diselesaikan dalam waktu sesingkat mungkin. 5.6.4

Perawatan Terencana Beberapa Komponen

Perawatan terencana dari beberapa komponen antara lain perawatan bantalan, sproket, rantai, kerangka gokart.

132

5.7.1

Perawatan Bantalan

Gambar 5.1 Bantalan pada Poros Belakang Gokart a. Perawatan Preventif 1. Pelumasan selalu diberikan apabila mulai kering, jenis pelumas yang dipakai adalah “ gemuk atau grace “. 2. Memeriksa kekencangan mur dan baut pada setiap bagian yang diikat seperti pengikat bantalan, poros belakang, poros depan, dudukan mesin agar mengurangi getaran dan bunyi yang terjadi apabila mesin di hidupkan. b. Perawatan Korektif Memeriksa putaran bantalan jika mulai menimbulkan bunyi yang keras atau disebabkan oleh goyangnya putaran poros pada bantalan sehingga putaran tersebut tidak sempurna, sebaiknya bantalan tersebut diganti, karena umur nominal dari bantalan tersebut telah habis harus segera diganti.

133

5.7.2

Perawatan Sproket

Gambar 5.2 Sproket a. Perawatan Preventif Memeriksa kekencangan sprocket dengan poros yang dihubungkan dengan pasak. b. Perawatan Korektif, antara lain : 1. Memeriksa bidang gesek sproket, apabila sproket sudah aus maka segera diganti. 2. Apabila

terjadi keretakan pada sproket atau telah pecah maka

segera diganti, pemeriksaan ini dilakukan setiap bulan. Kemudian memeriksa kelurusan antara sprocket yang satu terhadap sprocket yang lainnya.

134

5.7.3

Perawatan Rantai

Gambar 5.3 Rantai a. Perawatan Preventif Memeriksa kekencangan rantai, apabila rantai tersebut mulai kendor sebaiknya segera dikencangkan dengan mengatur atau menggeser posisi dudukan mesin. b. Perawatan Korektif Apabila rantai tersebut telah rusak atau putus maka segera diganti.

135

5.7.4 Perawatan Rangka Gokart

Gambar 5.4 Rangka Gokart a. Perawatan Preventif, antara lain : 1. Membersihkan kotoran yang menempel pada rangka gokart, hal ini dilakukan terutama untuk menghindari adanya korosi. 2. Melakukan langkah pengecatan ulang apabila cat pada rangka gokart tersebut telah kusam atau terkupas. b. Perawatan Korektif Memeriksa sambungan las pada rangka gokart, bila terjadi keretakan atau putus pada sambungan tersebut maka kembali.

segera dilas

136

5.8 Penggantian Komponen

Penggantian komponen pada mesin harus dilakukan, dilihat dari segi kelayakan pakai. Karena setiap mesin tidak akan bekerja dengan maksimal secara terus menerus, disebabkan oleh adanya bagian komponan yang mengalami kerusakan atau pengurangan ukuran dari ukuran sebenarnya. Hal ini perlu dilakukan secara kantinyu sehingga tidak mengganggu proses kerja mesin. Berikut ini adalah komponen – komponen yang harus sering di perbaiki dan diganti : 1.

Mur dan Baut.

2.

Bantalan.

3.

Pasak.

5.8.1 Penggantian Mur dan Baut

Salah satu komponen yang sering mengalami kerusakan adalah bagian–bagian pengikat, dalam hal ini jenis pengikat yang menggunakan Mur dan Baut yaitu dudukan mesin, dudukan body kit, bantalan, dudukan poros dan roda. Mur dan Baut dalam jangka waktu tertentu akan mengalami

kerusakan

yaitu

terjadi

keausan

karena

mengalami

pembebanan secara terus menerus, oleh karena itu penggantin secara rutin perlu dilakukan. 5.8.2 Penggantian Bantalan

Bantalan adalah bagian yang sering kali mengalami kerusakan, karena melindungi poros akibat dari pengaruh panas yang timbul saat berputar dan mengalami gesekan. Hal ini sangat berbahaya bagi mesin karena sangat mempengaruhi kesejajaran putaran dari poros, bahkan sering kali menimbulkan kebisingan pada mesin. Maka penggantian bantalan harus disesuaikan dengan basis poros atau dengan suaian dari poros.

137

5.8.3 Penggantian Pasak

Pasak yang digunakan untuk mesin ini adalah jenis pasak benam dengan bentuk segi empat yang dipasang pada poros dan sproket. Pasak bila dipakai secara terus menerus maka akan mengalami keausan akibat dari pembebanan secara terus menerus serta beban kejut dari putaran mesin. Akibat dari ausnya pasak bisa mengakibatkan putaran sproket tidak sentris dan cenderung oleng. Penggantian pasak mudah dilakukan serta sedikit mengeluarkan biaya yang mana bila diabaikan akan mengakibatkan kerusakan yang besar atau fatal.

138

5.9 Mesin Hasil Rancang Bangun

Dari serangkaian proses rancang bangun ini dihasilkan gokart, secara visual ditunjukkan seperti gambar 5.5

Gambar 5.5 Gokart Hasil Rancang Bangun

139

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan

Dari analisa perancangan dan pembuatan gokart ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Rancangan telah dibuat dengan baik dengan bentuk visual seperti gambar 5.5. 2. Gambar kerja telah dibuat yang terdiri dari : ♠ 5 Lembar A3 ♠ 14 Lembar A4 3. Gokart telah dibuat dengan menghasilkan spesifikasi sebagai berikut : ♠ Spesifikasi Gokart : •

Panjang

: 1580 (mm)

•

Lebar

: 1210 (mm)

•

Tinggi

: 660 (mm)

•

Jarak antara sumbu roda

:1050 (mm)

•

Berat kosong

: 92 (kg)

•

Jenis

: Air Cooled , 4 Langkah

•

Daya maksimum

: 5,5 Hp

♠ Mesin:

♠ Sistem Transmisi: •

Kopling

: Kering , Sentrifugal

•

Transmisi

: Otomatis

4. Kinerja gokart telah diuji dengan parameter operasi sebagai berikut : ♠ Kecepatan rata – rata dan percepatan yang diperlukan untuk menempuh jarak 100 m dengan kecepatan awal 0 ( nol ) adalah sebesar : Vrata – rata = 15,883 m/s = 57,1788 km/jam Arata – rata = 1,254 m/s

140

♠ Jarak pengereman rata- rata dan perlambatan rata – rata yang diperlukan untuk pengereman dengan kecepatan awal 11,111 m/s adalah sebesar : Srata – rata = 23,13 m A rata – rata = 7,05 m/s2 ♠ Dari hasil pengujian perilaku belok diketahui bahwa gokart mengalami oversteer. ♠ Dari hasil pengujian kekuatan rangka diketahui gokart mengalami defleksi pada rangka. 5. Fenomena – Fenomena yang tidak terduga adalah sebagai berikut : ♠

Sudut ( camber / caster )dari dudukan spindel roda depan kurang teliti, sehingga mengakibatkan sistem kemudi kurang stabil.

♠

Karena drum dari kopling sentrifugal dan dudukan kampas kopling terdiri dari 2 poros terpisah, maka mengakibatkan jarak clearance kampas kopling dan drum tidak sama sehingga gaya sentrifugal antara kampas satu dan yang lain tidak sama.

6.2 Saran

a) Pemakaian jenis ban sebaiknya disesuaikan dengan kondisi jalan, apabila kondisi jalan kering sebaiknya menggunakan jenis ban slick ( tanpa kembangan ) sebaiknya apabila kondisi jalan basah sebaiknya meggunakan ban dengan kembangan. b) Pengaruh respon pengemudi dapat mempengaruhi pengambilan data. c) Dalam pembuatan bagian – bagian gokart diperlukan ketelitian yang lebih baik sehingga dapat menghasilkan produk yang lebih baik. d) Perlu pengadaan peralatan yang lebih lengkap dalam pembuatan gokart dan dalam pengambilan data.

141

DAFTAR PUSTAKA

A Khurmi, R.S., Gupta, J. K., A Text Book of Machine Design, Eurasia

Publishnig House ( Pvt ) Ltd, Ram Nagar, New Delhi, 1982. A Thomas D, Gillispie, Fundamentals of Vehicle Dynamic, Society of

Otomotif Engineers Inc, Warrendale, 1994. A Sularso. MSME. Ir, Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan

Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita: Jakarta. A Shigley Joseph E., Larry D. Mitchell. 1991. Perencanaan Teknik Mesin.

Erlangga: Jakarta. A Sato, G. Takeshi, N. Sugiharto Hartanto. 1981. Menggambar Mesin

Menurut Standar ISO. PT. Pradnya Paramita : Jakarta. A Supandi, Drs. 1990. Manajemen Perawatan Mesin Industri. Ganece exact

: Bandung.

142

LAMPIRAN

143

144

145

146

147

148

149