DESAIN DAN UJI KINERJA DONGKRAK ULIR ELEKTRIK
DAYA ANGKAT 1 TON
TUGAS AKHIR
Disusun sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya
Disusun oleh
M HADIATMA NIM : 5113220025
FAKULTAS TEKNIK
i
ABSTRAK
M Hadiatma : Desain dan Uji Kinerja dongkrak Ulir Elektrik Daya angkat 1 Ton. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2015
Dongkrak ulir mekanis merupakan suatu alat angkat yang digunakan oleh pengemudi mobil saat terjadi kerusakan, terutama pada saat roda kendaraan bocor atau kempes. dongkrak ulir mekanis menggunakan mekanisme drat seperti baut untuk meninggikan titik penampang dalam proses pendongkrakkannya. Karena bentuk dan desainnya, maka tidak semua orang dapat dengan mudah mengunakan dongkrak ini terutama kaum wanita. Sehingga dilakukan pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik.
Pemodifikasian dongkrak ini dilakukan dengan cara menambahkan gearbox dan motor dc serta dudukannya kemudian menggunakan Saklar. Dalam perencanaan ini direncanakan daya penggerak menggunakan motor listrik DC putaran 150 rpm,daya 165 watt, dan torsi 10,5 N.m. dan perbandingan roda gigi 1: 9,714
Prinsip kerja dongkrak ulir elektrik adalah sumber tenaga berasal dari baterai mobil itu sendiri, kemudian dihubungkan dengan sakelar lalu putaran dari motor dc direduksi oleh gearbox/Roda gigi dan diteruskan ke batang ulir pada dongkrak, Dan dalam perencanaan ini hanya mampu mengangkat beban seberat 1 Ton.
ii
ABSTRACT
M Hadiatma: Design and Test Performance screw jack 1 Ton Electric lift. Final Project. Faculty of Engineering, University of Medan. 2015
Mechanical screw jack is a lifting equipment used by the driver when there is damage, especially when the vehicle is leaking or deflated wheel. mechanical screw jack using mechanism such as threaded bolts to elevate the cross section point in the process. Because of the shape and design, it is not everyone can easily use this jack especially women. So done modifying the mechanical screw jack into electric screw jack.
Jack modification is done by adding a dc motor and the gearbox and then use the switch holder. In planning the driving force is planned using a DC electric motor rotation at 150 rpm, 165 watts power, and torque of 10.5 Nm and the gear ratio of 1: 9.714.
The working principle of an electric screw jack is the source of energy comes from the car battery itself, then connected to the switch and rotation of the dc motor is reduced by the gearbox / gears and passed on to the threaded rod on the jack, and in this plan is only capable of carrying over 1 Ton.
ii
ABSTRACT
Ardiansyah Fitra: Elektrikal design screw jack lift 1 Ton. Final Project. Faculty of Engineriing, University of Medan. 2015
Mechanical screw jack is a lifting equipment used by the driver when there is damage, especially when the vehicle is leaking or deflated wheel. mechanical screw jack using mechanisms such as threaded bolts to elevate the cross section point in the process pendongkrakkannya. Because of the shape and design, it is not everyone can easily use this jack especially women. So done modifying the mechanical screw jack into electric screw jack.
Jack modification is done by adding a dc motor and the gearbox and then use the switch holder. In planning the driving force is planned using a DC electric motor rotation at 150 rpm and torque of 10.5 Nm and the gear ratio of 1: 9.714
The working principle of an electric screw jack is the rotation of the dc motor is reduced by the gearbox / gears and passed on to the threaded rod on the jack, while the power source coming from the car battery itself. And in this plan is only capable of carrying over 1 Ton.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat tuhan yang maha Esa,karena
berkat rahmat dan hidayah-NYA penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir
ini dengan judul “DESAIN DAN UJI KERJA DONGKRAK ULIR ELEKTRIK
DAYA ANGKAT 1 TON”
Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang wajib
dipenuhi mahasiswa pada Fakultas Teknik Jurusan Pendidikan Teknik Mesin
Universitas Negeri Medan.
Selama penulisan tugas akhir ini penulis telah banyak mendapat bantuan
berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada dosen pembimbing yaitu
Bapak Drs. Andi Bahar yang telah memberikan bimbingan dalam penulisan
3. Bapak Ir. Batumahadi Siregar, MT selaku Ketua Prodi Teknik Mesin D-3
Unimed.
4. Bapak Drs. Andi Bahar selaku Dosen Pembimbing yang telah
iv
5. Teristimewa saya ucapkan terimaksih kepada Ayahanda PONIMAN dan
Ibunda HERAWATI selaku orang tua penulis, Mahendara S.Pd, Sri
Wahdaniyati S.Kep Ns, Sri Novita S.Pd dan Sri Risa Hidayanti selaku
saudara kandung penulis yang telah banyak mendukung didalam
perkuliahan baik berupa Doa,semangat,dan juga materi.
6. Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada orang terkasih Hazanatul
Jannati My untuk semua dorongan dan bantuannya didalam perkuliahan
dan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini
7. Teman-teman seperjuangan, terkhusus buat Ardiansyah Fitra, M Guruh
Purnama, Saiful Nawawi Ritonga, Dedy Juhri Nasution, Puad Hasan, dan
seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan
Stambuk 2011 yang telah banyak membantu penyelesaian Tugas Akhir ini.
8. Seluruh Pihak yang telah membantu,membimbing,dan memotivasi penulis
dalam menyelesaikan Tugas Akhir Ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan laporan tugas akhir ini masih belum
v
B. Diagram Alir pada dongkrak ulir elektrik ... 7
C. Defenisi Dongkrak ... 7
D. Dongkrak Ulir Mekanis ... 9
E. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak mekanis ... 11
vi
BAB III PENETETAPAN SPESIFIKASI DAN PERHITUNGAN
A. Dongkrak Ulir Mekanis ... 26
B. Daya Penggerak ... 29
C. Bantalan ... 29
D. Perhitungan Roda Gigi ... 31
E. Analisa Kekuatan Baut ... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Metode Pengujian Kinerja Alat ... 37
B. Prosedur Pengujian ... 37
C. Hasil Pembahasan ... 38
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 54
B. Saran ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Koefisien Gesek µ ... 12
Tabel 2. Klasifikasikan Roda Gigi ... 19
Tabel 3. Kabel Listrik yang sesuai pada Accu bertegangan 12 Volt ... 26
Tabel 4. Hasil Pengujian Torsi yang Dibutuhkan Dongkrak Ulir Mekanis . 46
Tabel 5. Hasil Pengujian Torsi yang Dibutuhkan Dongkrak Ulir Elektrik . 52
Tabel 6. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Mekanis ... 52
Tabel 7. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Elektrik Mengangkat Roda
Depan ... 52
Tabel 8. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Elektrik Mengangkat Roda
Belakang ... 53
Tabel 9. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Elektrik Mengangkat Dua
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Diagram alir Dongkrak Ulir Elektrik ... 3
Gambar 2. Dongkrak Mekanis ... 8
Gambar 3. Dongkrak Hidrolik ... 8
Gambar 4. Komponen-komponen Dongkrak Ulir mekanis ... 9
Gambar 5. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak ulir mekanis ... 11
Gambar 6. Motor arus searah(DC) ... 13
Gambar 7. Sakelar ... 14
Gambar 8. Bantalan Gelinding ... 16
Gambar 9. Contoh Gear ... 19
Gambar 10. Nama-nama bagian Roda Gigi ... 20
Gambar 11. Baut ... 23
Gambar 12. Kabel Listrik ... 24
ix
LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel factor bentuk gigi dan factor dinamis roda gigi ... 56
Lampiran 2. Tabel tegangan lentur yang diizinkankan pada bahan roda gigi 57
Lampiran 3. Faktor tegangan kontak pada bahan roda gigi ... 58
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Pada era modern ini, banyak aktifitas sehari-hari manusia dibantu atau
menggunakan teknologi. Teknologi diciptakan untuk menghasilkan suatu barang atau
produk untuk mempermudah kerja dan aktifitas manusia, salah satunya adalah dibidang
transportasi. Pada bidang transportasi dibuat berbagai jenis kendaraan mulai dari yang
paling sederhana, misalkan sepeda, sampai ke jenis transportasi yang canggih seperti
pesawat terbang. Salah satu jenis transportasi yang banyak digunakan manusia untuk
mempermudah aktifitasnya adalah mobil.
Mobil merupakan sarana transportasi yang umum digunakan untuk menunjang
bagi kehidupan manusia. Banyak orang memakai mobil untuk pergi ke tempat kerja, ke
sekolah, belanja ataupun sekedar berkunjung ke tempat saudaranya dan lain-lain. Mobil
menggunakan tenaga mesin sebagai tenaga gerak. Seperti halnya mesin-mesin yang lain
mobil dapat mengalami kerusakan selama masa penggunaan, sehingga memerlukan
suatu perbaikan dan pemeliharaan.
Perbaikan kerusakan yang terjadi pada mobil khusus kerusakan yang terjadi pada
bagian bawah kendaraan dan pada roda-roda, biasanya memerlukan bantuan sebuah alat
pengangkat seperti dongkrak guna untuk membantu mengangkat mobil, sehingga
perbaikan pada roda-roda kendaraan pada saat ban bocor ataupun kerusakan pada
bagian bawah kendaraan dapat dilakukan. Dongkrak merupakan salah satu teknologi
2
pengangkatan beban berat sehingga beban berat tersebut akan mudah terangkat sesuai
dengan kebutuhan yang dikehendaki.
Menurut cara kerjanya dongkrak dibedakan menjadi dua jenis yaitu dongkrak
hidraulik dan dongkrak mekanis. Dongkrak hidraulik yang saat ini ada di pasaran
umumnya berbentuk tabung, dongkrak hidraulik mengaplikasi system fluida dalam
memberi tekanan. Tenaga yang dibutuhkan untuk pengoperasian dongkrak hidraulik ini
lebih sedikit dan daya yang dihasilkan untuk mengangkat beban jauh lebih besar
dibandingkan dongkrak mekanis. Cara kerja dongkrak hidraulik ini adalah dengan cara
memompa fluida yang ada pada dongkrak secara manual dan daya yang dihasilkan
digunakan mengangkat beban secara perlahan.Namun dongkrak hidraulik ini memiliki
kelemahan diantaranya bobotnya yang lebih berat dan dongkrak ini tidak
direkomendasikan untuk pendongkrakan/pengangkatan beban dalam waktu yang lama,
karena dikawatirkan akan turun sendiri.
Sedangkan dongkrak mekanis misalnya dongkrak ulir menggunakan mekanisme
drat seperti baut untuk meninggikan titik penampang dalam proses pendongkrakkannya.
Meski membutuhkan lebih banyak tenaga untuk mengoperasikan dongkrak ini, namun
memiliki kelebihan seperti bentuknya yang ringkas saat terlipat, bobotnya ringan yaitu
1,2 Kg, dan harganya lebih murah.
Dari kedua jenis dongkrak ini, yang sering digunakan untuk alat kelengkapan
guna perbaikan yang umumnya dibawa pada kendaraan pribadi adalah dongkrak
mekanis. Namun jenis dongkrak mekanis yang diciptakan masih kurang praktis dan
3
terobosan baru untuk membuat dongkrak pengangkat mobil yang lebih praktis dan
mudah dalam pengoperasiannya.
Berdasarkan uraian diatas didapat suatu ide pemikiran untuk merancang suatu alat
pengangkat yang mudah dalam pengoperasiannya, adapun ide itu adalah memodifikasi
dongkrak ulir yang awalnya digerakkan secara manual menjadi dongkrak ulir dengan
penggerak motor listrik. Tujuannya adalah tak lain untuk mempermudah pengoperasian
dongkrak itu sendiri, dikarenakan penggunaan roda empat saat ini bukan hanya kaum
pria saja melainkan kaum wanita juga, untuk itu direncanakan suatu alat yang dapat
membantu proses pengangkatan kendaraan yang efektif dengan cara menambahkan
motor listrik pada dongkrak ulir mekanis sehingga siapapun nantinya mudah untuk
mengoperasikan dongkrak ini
B. Perumusan Masalah
Dari uraian latar belakang diatas maka dapat dirumuskan beberapa masalah antara
lain:
1. Bagaimana Merancang Dongkrak Ulir Mekanis menjadi Dongkrak Ulir Elektrik?
2. Bagaimana Desain dudukan Gearbox dan dudukan motor DC serta Desain tutup
Gearbox?
C. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang diberikan agar perencanaan ini lebih fokus dan
terarah, Maka penulis membatasinya sebagai berikut:
4
2. Tidak menghitung kekuatan lengan penyangga atas, penyangga bawah dan poros
ulir.
3. Tidak merubah konstruksi dan bahan dongkrak ulir mekanis.
D. Tujuan
Adapun Tujuan dari modifikasi dongkrak ulir mekanik menjadi dongkrak ulir
dengan penggerak motor listrik tersebut yaitu:
1. Menguji kinerja dongkrak ulir elektrik kapasitas 1 ton yang telah dirancang.
2. Menetapkan beberapa nilai ukuran kinerja dongkrak ulir elektrik. Sehingga nilai
tersebut menjadi parameter kinerja dari dongkrak ulir elektrik.
3. Menetapkan faktor yang mempengaruhi hasil kinerja dongkrak ulir elektrik.
E. Manfaat
Adapun manfaat dari perancangan Dongkrak Ulir Elektrik ini yaitu:
1. Bagi Mahasiswa
a. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar diploma III Teknik Mesin
di Universitas Negeri Medan.
b. Mahasisiwa dapat merumuskan masalah dibidang teknik mesin serta
memberikan solusi atas masalah tersebut.
c. Meningkatkan daya kreativitas, inovasi, dan keahlian mahasiswa ;
d. Menambah pengetahuan tentang cara merancang dan menciptakan suatu karya
5
2. Bagi Universitas
a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan
Universitas negeri Medan khususnya untuk program studi D3 Teknik Mesin.
b. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas yang nantinya
dapat disalurkan kepada masyarakat.
3. Bagi Masyarakat
a. Untuk mempermudah pengguna untuk menggunakan Dongkrak khususnya
bagi wanita.
b. Untuk menghemat waktu dalam mengoperasikan dongkrak dan dalam
54
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa kapasitas yang direncanakan
dongkrak ulir elektrik bekerja sesuai dengan yang direncanakan yaitu daya angkat
1 ton.
2. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa :
a. Beban 1050 Kg mampu menggangkat beban selama 10 detik.
b. Beban 1470 Kg mampu menggangkat beban selama 13,33 detik.
c. Beban 1665 Kg mampu menggangkat beban selama 20 detik.
3. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh faktor yang mempengaruhi kinerja
dongkrak ulir elektrik, yaitu semakin berat beban maka waktu pengangkatan
beban semakin lama, dan semakin ringan beban maka waktu pengangkatan
semakin cepat.
B. Saran
1. Memperbaiki alat agar lebih praktis untuk menunjang kinerja alat yang lebih baik
lagi.
2. Melakukan inovasi – inovasi yang lebih kreatif agar alat yang telah dirancang
55
DAFTAR PUSTAKA
Achmad Zainun. 2006. Elemen Mesin I. Bandung : Refika Aditama.
Darmawan, H. 2000. Pengantar Perancangan Teknik. Bandung : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.
Dedy Rusmadi. 1996. Dasar-dasar Elektronika. Bandung: Pionir jaya
Jac Stolk. 1986. Elemen Kontruksi Bangunan Mesin. Jakarta: Erlangga
Shigle, Joseph E., dkk. 1984. Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga.
