TUGAS AKHIR BIDANG STUDI DESAIN
ANALISA KEKUATAN DAN KEMULURAN RANTAI SUPRA X 125 DD
OLEH: WAHYUDDIN ROMADHON 2103 109 001
DAFTAR ISI o PENDAHULUAN o DASAR TEORI o METODOLOGI o ANALISA PERHITUNGAN o KESIMPULAN
Latar Belakang
Latar belakang penelitian ini adalah: Sepeda motor merupakan Kendaraan yang cocok digunakan untuk menjangkau berbagai daerah dan tempat terpencil dengan pertimbangan ongkos yang murah. Keamanan dan keselamatan merupakan prioritas utama saat kendaraan ini bergerak. sepeda motor dituntut mampu bergerak cepat dengan tidak menyebabkan kemuluran yang berarti pada rantai.
Perumusan Masalah
“ Menentukan besarnya kekuatan dan kemuluran rantai
serta umur rantai Sepeda Motor pada kondisi jalan tanjakan dan hentakan saat start awal ”
Tujuan
Untuk mendapatkan besar Kekuatan dan kemuluran Rantai pada kondisi jalan tanjakan dan saat hentakan start awal Untuk mengetahui lamanya pemakaian / umur rantai
Batasan Masalah
Efek gaya angin dari samping diabaikan. Massa dan posisi titik berat sudah ditentukan. Gaya lift/angkat pada kendaraan diabaikan. Struktur body Sepeda Motor dianggap rigid. Massa pengendara dan penumpang dianggap konstan,dimana analisa dilakukan pada saat kendaraan membawa beban dalam kondisi maksimum. Analisa dilakukan pada saat start awal dan pada jalan tanjakan Jalan dalam keadaan kering tidak bergelombang (rata) dengan Hambatan Rolling 1.1 serta kemiringan jalan 60º. Material Rantai dianggap sama,yaitu (Cast Alloy Steels)
DASAR TEORI Rantai adalah alat yang cukup efisien yang digunakan untuk mentransfer daya antara poros yang paralel. Ukuran rantai sangat bervariasi, sehingga dapat digunakan untuk mentransfer daya yang ukuranya besar atau kecil. Rantai juga dapat digunakan untuk menggerakkan dua buah sproket yang memiliki jarak yang cukup jauh. Rantai juga bisa digunakan untuk menurunkan kecepatan yang relatif sangat besar.
Analisa Posisi Center Gravity Kendaraan
Menimbang poros depan dan belakang Kendaraan
Dengan mengambil momen pada titik A, maka:
Sehingga didapatkan panjang (a) :
Dengan mengambil momen pada titik B,maka:
Sehingga didapatkan panjang ( b ) :
Mencari tinggi titik pusat kendaraan
Menimbang Roda Depan dan Roda belakang diangkat Dengan mengambil momen dari titik B, maka didapat :
persamaan diatas disederhanakan menjadi :
Tinggi titik pusat kendaraan adalah penjumlahan jarak titik pusat kendaraan ke poros roda (hr) dijumlahkan dengan jari-jari roda (r) :
Analisa Gaya Traksi pada Kendaraan
Gaya yg terjadi pada kendaraan Rumus umum dari Gaya dorong untuk penggerak roda belakang, asumsi : Ra = Rd = diabaikan :
Persamaan Gaya dorong Maksimum ( Fr max) untuk penggerak roda belakang :
Dengan mengambil momen dititik A, didapatkan Gaya Normal ( Wr ) pada roda belakang :
Karena Ra dan Rd diabaikan maka persamaan menjadi :
Gaya dorong maksimum yang dihasilkan oleh kendaraan dengan penggerak roda belakang :
Analisa Hambatan Rolling
Momen tahan rolling dirumuskan :
Sehingga rumus persamaan hambatan rolling ( Rr ) :
Analisa Gaya pada Rantai
Dengan mengambil momen dititik O, maka:
Dimana persamaan percepatan sudut pada roda:
Maka persamaan gaya yang terjadi pada rantai adalah :
Analisa Kekuatan Plat rantai
Plat terkena Tegangan Tarik Tegangan tarik menurut teori kegagalan
Tegangan Tekan (σC) menurut teori kegagalan
Plat terkena Tegangan Tekan
Tegangan geser,menurut teori kegagalan
Analisa Kekuatan Pen rantai
Pin terkena Tegangan Tekan dan Geser Tegangan tekan menurut teori kegagalan
Tegangan geser menurut teori kegagalan
Analisa Kekuatan Roller rantai dan gigi Sproket
Roller terkena gesekan dengan sproket Tegangan permukaan pada roller rantai menurut teori kegagalan
Analisa kemuluran Rantai Analisa Kemuluran rantai dapat dihitung dari perumusan tegangan-regangan yang terjadi pada rantai
Rantai mengalami kemuluran
sedangkan Regangan yang terjadi pada plat rantai :
Analisa umur pemakaian Rantai Analisa lamanya umur pemakaian dapat dihitung dengan menggunakan estimasi plot Grafik Endurance Limit dengan stress cycles (n cycles) , dimana n ∞. Dari plot grafik ini akan didapatkan lamanya tegangan yang terjadi secara terus-menerus. Rumus hubungan Endurance Limit dengan Tegangan Ultimate (Bahan Steels) :
Grafik Cycles to Failure
Metodologi
Analisa Perhitungan Data hasil pengamatan dan perhitungan 1. Momen Inersia Roda 2. Percepatan Kendaraan 3. Jari-jari Roda 4. Gaya dorong maksimum pada roda belakang
Data hasil pengamatan dan perhitungan 5. Hambatan Rolling 6.
Jari-jari Sproket
Analisa Gaya Pada Rantai Dengan mengambil momen dititik O, maka:
Persamaan percepatan sudut pada roda :
Maka persamaan gaya yang terjadi pada rantai adalah :
Data hasil Uji Tarik :
Tegangan Yield Plat :
Tegangan Ultimate Plat :
Dari data hasil uji tarik dapat dihitung besarnya tegangan pada pen dengan Percobaan Bending :
FBD Percobaan Bending:
Data hasil perhitungan percobaan Bending: 1. Momen Inersia Pen
2. Defleksi = Y = W = Defleksi ( mm ) = 0,55 mm 3. Momen Lentur yang terjadi pada Pen
4. Tegangan Lentur yang terjadi pada Pen
Tegangan Tekan Pen :
Menurut teori kegagalan MNST, pen rantai aman digunakan untuk kendaraan
Tegangan Geser Pen :
Menurut teori kegagalan MNST, pen rantai aman digunakan untuk kendaraan
Tegangan Tarik Plat:
Menurut teori kegagalan MNST, plat rantai aman digunakan untuk kendaraan
Tegangan Tekan Plat:
Menurut teori kegagalan MNST, plat rantai aman digunakan untuk kendaraan
Tegangan Geser Plat:
Menurut teori kegagalan MNST, plat rantai aman digunakan untuk kendaraan
Analisa kemuluran Rantai
X 100 %
Jadi, panjang setiap plat setelah terkena tegangan adalah 23,7772 mm
Karena jumlah Plat Rantai dalam satu komponen Rantai sebanyak 103 Plat
Total Kemuluran Rantai :
untuk kemuluran rantai sebesar Ltotal, maka pada baut penyetel rantai akan ditarik kebelakang sebesar S sebagai berikut a = b = 495,65
S = 20,47
L2 = 516,12
Alternating Stress Amplitude, N/mm2
1,200 1,150 1,100 1,050 1,000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0.E+00
Series1
2.E+05
4.E+05
6.E+05
8.E+05
1.E+06
1.E+06
Cycles to Failure, N
hasil plot Tegangan rantai
didapatkan n = 6,5.105 , maka lamanya umur pemakaian rantai n = 6,5.105 cycles perkiraan dalam 1 hari = 4 jam pemakaian 4 jam X 100 kali = 400 kali hentakan
Umur pemakaian rantai
KESIMPULAN : 1. Dengan Sudut kemiringan jalan maksimum, kekuatan dan kemuluran rantai maksimum dapat di analisa. 2. Besar kecilnya hentakan pada rantai dan semakin seringnya rantai terkena hentakan, maka akan mempengaruhi kekuatan dan kemuluran rantai serta lamanya umur rantai. 3. Besarnya panjang untuk menyetel kekencangan rantai dan waktu penggantian rantai bisa diperkirakan. 4. Lamanya umur pemakaian rantai dapat dihitung dengan menggunakan estimasi plot Grafik Endurance Limit dengan stress cycles (n cycles).
Komponen Rantai terkena Tegangan Tarik
Terima kasih
