Pengunci

IV. PENDEKATAN RANCANGAN

4.3. Rancangan Struktural

4.3.1. Analisis Teknik

4.3.1.2. Pengunci

Pengunci dibuat dari plat yang dipotong dan dirangkai menjadi bentuk U. Bagian atas dan bawah pengunci merupakan plat yang dilubangi bentuk persegi berukuran panjang (p) =

tempat masuknya tangkai

dipasang baut pengencang dengan ukuran diameter (D) = 12 mm dan panjang Gambar 20. Beban lentur yang terjadi pada tangkai furrower

... (11)

7.4 mm

Dari kedua perhitungan diatas, didapatkan nilai lebar minimum tangkai adalah 16.6 mm. Berdasarkan hasil perhitungan, dalam pembuatan furrower digunakan bahan besi pelat dengan ukuran tebal (b) = mm dan lebar (h) = 36 mm, penggunaan lebar tangkai 36 mm dikarenakan ketersediaan di pasaran. Sehingga dengan penggunaan lebar tangkai 36 mm telah memenuhi batas minimum menurut perhitungan.

4.3.1.2. Pengunci

Pengunci dibuat dari plat yang dipotong dan dirangkai menjadi bentuk U. Bagian atas dan bawah pengunci merupakan plat yang dilubangi bentuk persegi berukuran panjang (p) = 40 mm dan lebar (l) =

tempat masuknya tangkai furrower. Pada bagian tengah pengunci tersebut dipasang baut pengencang dengan ukuran diameter (D) = 12 mm dan panjang

furrower

... (11)

Dari kedua perhitungan diatas, didapatkan nilai lebar minimum tangkai mm. Berdasarkan hasil perhitungan, dalam pembuatan digunakan bahan besi pelat dengan ukuran tebal (b) = 10 penggunaan lebar tangkai 36 mm dikarenakan ketersediaan di pasaran. Sehingga dengan penggunaan lebar tangkai 36 mm

Pengunci dibuat dari plat yang dipotong dan dirangkai menjadi bentuk U. Bagian atas dan bawah pengunci merupakan plat yang dilubangi bentuk mm dan lebar (l) = 11 mm sebagai tengah pengunci tersebut dipasang baut pengencang dengan ukuran diameter (D) = 12 mm dan panjang

40 mm untuk mengunci posisi tangkai furrower pada batang tarik. Bentuk pengunci dapat dilihat pada Gambar 21.

Gambar 21. Bentuk rancangan pengunci

Pada saat furrower digunakan, tangkai furrower akan mengalami beban yang akan diakibatkan oleh gaya tahanan tanah. Beban maksimum yang akan diterima oleh setiap tangkai furrower diasumsikan sebesar 13 kgf. Karena adanya beban pada tangkai furrower, pengunci akan mengalami beban tarik dan beban lentur. Beban lentur yang terjadi pada pengunci dapat dilihat pada Gambar 22. Momen yang terjadi pada pengunci dapat dilihat pada Gambar 23. Beban tarik yang terjadi pada pengunci dapat dilihat pada Gambar 24. Beban tarik yang akan terjadi akan mengikuti persamaan berikut (Nash, 1957).

σb = 

………...(12) keterangan :

σb = nilai kekuatan geser bahan yang diperbolehkan (kgf / mm²) W = beban tarik yang dialami bahan (kgf)

Gambar 22. Beban lentur yang terjadi pada pengunci

Gambar 23. Momen yang terjadi pada pengunci Keterangan : F1 = 13 kgf (gaya pada tangkai)

F2 = gaya pada pengunci h1 = 27 mm h2 = 185 mm ∑ Ma = 0 ...(13) F1 × h2 = F2 × h1 F2 = F1 × F2 = 13 × F2 = 89.1 kgf

Gambar 22. Beban lentur yang terjadi pada pengunci

Gambar 23. Momen yang terjadi pada pengunci Keterangan : F1 = 13 kgf (gaya pada tangkai)

F2 = gaya pada pengunci h1 = 27 mm

h2 = 185 mm

...(13)

h1 ...(14)

F2 = 89.1 kgf

Gambar 22. Beban lentur yang terjadi pada pengunci

Gambar 23. Momen yang terjadi pada pengunci

...(13) ...(14)

Gambar 24

Dengan ukuran plat, tebal (b) = karbon) yang diperbolehkan ( dan faktor keamanan (sf dapat dihitung dengan

τ = τ = τ = d = d = d = d = 1.3 mm

Jarak tepi lubang dari tepi samping pelat ( persamaan (Nash, 1957)

σ =

σ = σ =

Gambar 24. Beban tarik yang terjadi pada pengunci

Dengan ukuran plat, tebal (b) = 10 mm, nilai kekuatan geser bahan (baja karbon) yang diperbolehkan (τ) = 21 kgf/mm², dapat dilihat pada Lampiran 1

tor keamanan (sf) = 6, maka jarak tepi lubang dari tepi depan plat ( dapat dihitung dengan persamaan berikut (Nash, 1957).

...(15) ...(16)

d = 1.3 mm

lubang dari tepi samping pelat (c) dapat ditentukan dengan (Nash, 1957) :

...(17) ...(18)

. Beban tarik yang terjadi pada pengunci

mm, nilai kekuatan geser bahan (baja , dapat dilihat pada Lampiran 1 lubang dari tepi depan plat (d)

...(15) ...(16)

) dapat ditentukan dengan

...(17) ...(18)

c = c = c =

c = 0.6 mm

Dalam pembuatan pengunci, jarak samping pelat (d

dengan batas minimum dari

4.3.1.3. Batang Tarik

Batang tarik merupakan bagian penyangga tangkai dibuat dari besi persegi berongga dengan ukuran dimensi mm, dan mempunyai ke

pengukuran, didapatkan nilai Dl = 30 mm, rancangan batang tarik dapat dilihat pada Gambar 25.

Dengan menggunakan persamaan ( σ =

I =

0.6 mm

Dalam pembuatan pengunci, jarak tepi lubang dari tepi depan dan d dan c) adalah 12 mm dan 13 mm. Sehingga sudah s batas minimum dari hasil perhitungan.

4.3.1.3. Batang Tarik

Batang tarik merupakan bagian penyangga tangkai furrower besi persegi berongga dengan ukuran dimensi adalah

, dan mempunyai ketebalan 2 mm dengan panjang 80 cm. Dari hasil pengukuran, didapatkan nilai Dl = 30 mm, dan Bl = 20

rancangan batang tarik dapat dilihat pada Gambar 25.

Gambar 25. Bentuk rancangan batang tarik Dengan menggunakan persamaan (7), maka nilai inersia :

...(19)

I = ...………...……….…

lubang dari tepi depan dan Sehingga sudah sesuai

furrower. Bagian ini dalah 30 mm x 20 2 mm dengan panjang 80 cm. Dari hasil 20 mm. Bentuk

maka nilai inersia :

...(19) ……….…..….(20)

=  !  =   .   

= 1386.7 mm⁴

Untuk menentukan ukuran tebal batang tarik (t) dapat digunakan persamaan inersia pada penampang persegi berongga (Nash, 1957).

I = " #$ %$^&'  #( %(^  %$ ^...(21) I = " #$ %$&'  #( %(  %$ ^...(22) I = " #$ %$^&' ) #$'* %$'*^+  %$ ^...(23) 1386.7 = "  &' ) '* '*+   1386.7 =  ' ) '* '*+  249606 = (540000) – [ (20-t) × (30-t)³]

dengan menggunakan program Wolfram Mathematica 7.0 diperoleh nilai tebal batang tarik ( t ) adalah sebesar 3.8 mm.

Pada kondisi sebenarnya (hasil pengukuran), nilai tebal batang tarik ( t ) adalah 2 mm. Nilai ini lebih kecil dari nilai hasil perhitungan, sehingga secara teori batang tarik tidak akan mampu menahan beban. Untuk menambah kekuatannya, maka dipasang dua buah siku penguat. Siku penguat menghubungkan batang tarik dengan batang penghubung, sehingga dapat memperkuat batang tarik ketika menahan beban. Dengan penambahan siku penguat, diharapkan batang tarik dapat menahan momen lentur yang terjadi.

Akibat adanya beban pada ujung kanan dan kiri, pada batang tarik juga terjadi momen puntir. Momen puntir yang terjadi pada batang tarik dapat dilihat pada Gambar 26.

Gambar 26. Momen puntir

Besarnya momen puntir yang terjadi dapat ditentukan dengan persamaan berikut (Nash, 1957)

T = F x R

= (13 x 9.

= 24.8 Nm

Puntiran yang terjadi adalah sebesar : θ =

θ =

θ =

θ = 0.01 rad /m

θ = 0.5 ^o/m

karena panjang batang terpuntir adalah 80 mm, maka sudut puntir yang terjadi ; θ = 0.5 × 0.08 = 0.04

diharapkan dapat menahan beban puntir yang disebabkan oleh tangkai furrower.

Gambar 26. Momen puntir yang terjadi pada batang tarik

Besarnya momen puntir yang terjadi dapat ditentukan dengan persamaan (Nash, 1957).

……….(18) .8) x 0.195

Nm

Puntiran yang terjadi adalah sebesar :

= 0.01 rad /m /m

karena panjang batang terpuntir adalah 80 mm, maka sudut puntir yang

= 0.5 × 0.08 = 0.04^o. Sehingga dengan sudut puntir 0.04 diharapkan dapat menahan beban puntir yang disebabkan oleh tangkai

yang terjadi pada batang tarik

Besarnya momen puntir yang terjadi dapat ditentukan dengan persamaan

……….(18)

karena panjang batang terpuntir adalah 80 mm, maka sudut puntir yang Sehingga dengan sudut puntir 0.04^o diharapkan dapat menahan beban puntir yang disebabkan oleh tangkai