1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan sumber kehidupan.Segala aktivitas, khususnya aktivitas
manusia seperti aktivitas industri, pengairan, keperluan untuk rumah tangga, dan
keperluan lainnya sangat memerlukan air.Oleh karena itu, perlu dilakukan
upaya-upaya untuk mengatur dan meningkatkann daya guna (efisiensi) air yang mengalir di
permukaan tanah.Meningkatkan daya guna air dapat dilakukan dengan membuat
pintu air otomatis atau membuat sistem irigasi yang baik.Pintu air gate valve
digunakan untuk mengairi persawahan.Yang bekerja apabila debit air melebihi batas
tertentu akan membuka dengan mengatur pemberat.Ketika air memiliki aliran yang
cukup sehingga dapat menekan pintu dan jika air tidak memenuhi debit yang
diinginkan sehingga air bagian irigasi tetap terjaga. Debit air diatur untuk dapat
mengairi persawahan menggunakan gate valve ini. Dengan pintu ini menggunakan
satu arah aliran sehingga pintu dapat membuka sesuai posisi yang ditentukan.Air
yang dihasilkan dapat diatur sesuai keinginan guna mengairi persawahan.System ini
juga bisa disebut pintu klep.Pintu klep adalah salah satu pintu air yang
2
sangat membantu para petani yang dapat tenang karena sumber air selalu terpenuhi.
(http://desainsistemtataair.blogspot.com/2013/04/pintu-klep.html)
Dengan memanfaatkan tinggi tekan air pengoperasian secara otomatis menggunakan tinggi tekan air dan pintu klep berbahan dasar plat.Dimana sangat menguntungkan karena tidak bisa berkarat dan mempunyai kekuatan yang cukup mampu untuk beroperasiSebagai pengaplikasian fungsi pintu air otomatis sebagai irigasi diperlukan sebuah pintu yang berfungsi untuk mengatur aliran air dari hulu ke
hilir sebelum disalurkan ke sawah-sawah. Pintu tersebut harus dapat menutup atau
membuka sendiri sesuai debit aliran tekanan air yang cukup besar. Untuk itu maka
dipilihlah pintu jenis Pintu air Otomatis dalam perancangan ini. Untuk menampung
air agar tidak kembali kesaluran irigasi.Maka dari itu penyusun tugas akhir ini
mengambil judul”Perancangan Check Gate Valve Untuk Irigasi”.
1.2. Rumusan Masalah
Dalam merancang pintu air (gates) kita akan dihadapkan pada masalah debit
air dan tinggi tekanan dari air untuk membuat pintu air yang mampu menahan
tekanan dari air sehingga konstruksi pintu air bisa sesuai dengan yang direncanakan.
3
1. Bagaimana merencanakan suatu alat yang digunakan untuk mengatur dan mengairi sawah menggunakan Gate Valve.
2. Bagaimana merancang konstruksi Gate Valve Untuk Irigasi tersebut yang ideal.
1.3 Maksud dan Tujuan.
Dari masalah yang dirumuskan oleh penyusun seperti diatas, maka penulisan tugas akhir ini mempunyai maksud dan tujuannya adalah sebagai berikut :
1. Merencanakan suatu pintu air otomatis sebagai media untuk mengairi persawahan menggunakan tinggi tekan air.
2. Memberikan suatu rancangan konstruksi yang lebih efisien dalam hal pemakaian dan penggunaan.
1.4. Batasan Masalah.
Agar pembahasan susunan Tugas Akhir ini tidak terlalu luas, kiranya penyusun wajib membatasi permasalahan dari susunan Tugas Akhir ini. Adapun batasan susunan Tugas Akhir ini antara lain :
1. Tidak memperhitungkan biaya pembuatan pintu.
4
3. Hanya memperhitungkan dimensi dan jenis bahan sebagai Pintu Otomatis (Valve ).
4. Pintu air ini hanya digunakan pada daerah aliran sungai dengan ketinggian aliran maksimum 2 meter.
1.5 Konsep Desain
1.6 Data Desain Gate Valve :
PERANCANGAN CHECK GATE VALVE UNTUK IRIGASI
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Oleh:
Muhammad Hilman Hadikusuma 201110120311030
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warohmatullohi Wabarokatuh
Bismillahirrahmanirahhim. Segala Puji bagi Allah SWT Rabb semesta alam,berkat rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skirpsi ini. Sholawat serta salam selalu tercurah kepada tauladan sepanjang masa, Nabi Muhammad SAW,beserta para Keluarga,sahabat, dan para pengikutnya yang senantiasa istiqomah dalam sunnahnya hingga akhir jaman.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, dengan judul bahwa “ Perancangan Check Gate Valve Untuk Irigasi “ .
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang setinggi-tingginya kepada Bapak Ir Eko Hariyadi MT dan Bapak Ir Daryono MT selaku Dosen Pembimbing, disela-sela rutinitasnya namun tetap meluangkan waktunya untuk memberikan petunjuk,dorongan,saran dan arahan hingga selesainya penulisan skripsi ini.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada : 1. Bapak Ir Sudarman, MT. Selaku Dekan Fakultas Teknik.
2. Bapak Ir Daryono, MT selaku Dosen pembimbing dan ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Seluruh Staf Pengajar (Dosen) Fakultas Teknik Khususnya Staf Pengajar Ilmu Teknik Mesin yang telah memberikan bekal pengetahuan selama penulis menempuh pendidikan di Fakultas Teknik.
4. Seluruh Staf Karyawan/Karyawati Fakultas Teknik yang telah memberikan pelayanan terbaik selama penulis mengikuti proses pendidikan.
5. Teman- teman ku sejurusan Teknik Mesin yang selalu ceria dalam menempuh hari-hari perkuliahan semoga selalu semangat dan tetap solidarity forever.
Kepada Bapak dan Ibunda tercinta dengan penuh kasih sayang dan kesabaran telah membesarkan dan mendidik kami hingga dapat menempuh pendidikan yang layak. Juga buat Kakak-kakak dan adiku tercinta membantu baik moril maupun materil selama penulis menempuh pendidikan hingga di perguruan tinggi Universitas Muhammadiyah Malang (UMM).
kita semua, terima kasih untuk bantuannya selama ini, semoga juga dapat menjadi amal ibadah di hadapan-Nya. Amin.
Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan khusunya di bidang Teknik Mesin.
Wassalamu’alaikum Wr Wb
Malang,10 Agustus 2015
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR ASISTENSI ... iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi
ABSTRAKS ... vii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Perancangan ... 3
1.4 Batasan Masalah . ... 3
1.5 Konsep Desain ... 4
1.6 Data Desain... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Pintu Air ... 5
2.2Jenis Pintu Air ... 6
2.3Katup ... 9
2.4 Gaya Hidrostatis………. .. 10
2.5Tekanan Hidrostatis Pada Horizontal Girder ... 11
2.5.1 Momen Inersia Pada Balok ... 12
2.5.2 Momen Lentur dan Gaya Geser Pada Balok ... 15
2.5.3 Tegangan Bengkok dan Tegangan Geser ... 15
2.5.4 Lenturan Pada Balok ... 16
2.6Gaya Pada Vertical Girder ... 17
2.6.2 Momen Inersia Pada Vertical Girder………. 18
2.6.3 Tegangan Geser……….. 19
2.7Plat ... 20
2.8 Pengelasan SMAW……….. .. 21
2.9Sandblasting ... 26
3.0 Pemberat ... 28
3.1 Hak Paten ... 28
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1Tinjauan Umum ... 34
3.2Metode Pengumpulan Data... 34
3.3Prosedur Perancangan (Flow Chart) ... 36
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Desain ... 37
4.2 Beban Hidrostatis ... 37
4.3 Balok Utama Horizontal ... 38
4.4 Penataan Balok Utama... 39
4.5 Distribusi Beban pada Masing-masing Balok Gelagar ... 40
4.6 Perhitungan Balok Utama Horizontal... 41
4.6.1 Momen Inersia Pada Balok Utama Horizontal ... 41
4.6.2 Momen Lentur dan Gaya Geser ... 43
4.6.3 Gaya Geser dan Tegangan Geser ... 45
4.6.4 Defleksi Pada Balok Utama Horisontal ... 46
4.7 Perhitungan Balok Vertikal………. 47
4.7.1 Tekanan Yang Terjadi Pada Balok Vertikal………… 48
4.7.2 Momen Inersia Pada Balok Vertikal……… 49
4.8 Plat Penutup ... 52
4.8.1 Penataan Plat Penutup ... 52
4.8.2 Tebal Plat Penutup ... 53
4.9 Perhitungan Berat Pintu ... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran ... 59
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Rumus Momen Lentur dan Gaya Geser...
Tabel 2.2 : Koefisien Tegangan Lentur Plat Penutup ...
Tabel 2.3 : Spesifikasi Elektroda Menurut AWS ...
Tabel 4.1 : Perhitungan Tebal Minimum Plat Penutup ...
Tabel 4.2 : Koefisien Lentur Plat Penutup ... 17
20
25
54
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 : Konsep Desain Check Gate …...
Gambar 2.1 : Gaya Hidrostatis …………...
Gambar 2.2 : Horizontal Girder I ………...
Gambar 2.3 : Horizontal Girder II ...
Gambar 2.4 : Vertical Girder ………...
Gambar 2.5 : Proses Pengelasan …...
Gambar 2.6 : Macam-macam Sambungan Las ……...
Gambar 4.1 : Gaya Hidrostatis Pada Pintu Air...
Gambar 4.2 :Penataan Balok Utama Horisontal...
Gambar 4.3 : Potongan Seksen balok profil [ 100 x 50 x 5 x 7,5…...
Gambar 4.4 : Reaksi Pembebanan Pada Balok ………...
Gambar 4.5 :Potongan Balok Horisontal ………..
Gambar 4.6 : Gaya Geser Pada Balok ………...
Gambar 4.7 : Balok Vertikal……… ……….
Gambar 4.8 : Penataan Balok Vertikal……….
Gambar 4.9 : Balok Profil H……….………
Gambar 5.0 : Penataan Plat Penutup………..
DAFTAR LAMPIRAN 1. BIODATA DIRI
2. NASKAH SEMINAR HASIL
3. NASKAH POWER POINT
DAFTAR PUSTAKA
Nur, Yuwono. 1998 “ Hidrolika I“ : Hanindita, Jogjakarta.
Soedibyo 1993. “ Teknik Bendungan“ : Pradnya Paramitha, Jakarta.
James,M,G Stephen, Thimosenko.1987. “ Mekanika Bahan“ : Erlangga,
Jakarta.
Jensen dan Chenoweth. 1991. “ Kekuatan Bahan Terapan“ : Erlangga, Jakarta.
CharleS. G. Salmon dan Jhon E. Jhonson. 1991. “ Struktur Baja“ : Erlangga,
Jakarta.
Sularso. 1994. “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin“ : Pradnya
Paramitha, Jakarta.
Thimosenko, S. Woynowsky, Krieger. 1992. “ Teori Plat dan Cengkang“ :
Erlangga, Jakarta.
,2015 Air. (http://id.wikipedia.org, diakses 1 maret 2015)
ss 2015 (http://sumbawabaratnews.com/,diakses 10 april 2015)
