NOVI IRLAN SUTOYO I8608025

commit to user

i

LAPORAN PROYEK AKHIR

PEMBUATAN ENGINE STAND MESIN DIESEL

KOMATSU SERIES 114

Disusun dan Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat Guna

Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik Mesin Otomotif

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun Oleh :

NOVI IRLAN SUTOYO

I 8608025

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

commit to user

commit to user

commit to user

iv MOTTO

v

Orang bijaksana memandang segala kekurangannya sebagaimana

adanya.

v

Jika anda mengiginkan sesuatu yang belum pernah anda miliki,

anda harus bersedia melakukan sesuatu yang belum pernah anda

lakukan.

v

Cara memulai adalah berhenti berbicara dan mulai melakukan.

v

Berani bukan berarti tidak kehadiran akan rasa takut, melainkan

mulai melakukan.

v

Kehidupan yang penuh kesalahan tak hanya lebih berharga

namun juga lebih berguna dibandingkan dengan hidup tanpa

melakukan apapun.

v

Teman sejati adalah ia yang meraih tangan anda dan menyentuh

hati anda (Heather Pryor).

v

Tinggalkanlah kesenangan yang menghalangi pencapaian

kecemerlangan hidup yang di idamkan. Dan berhati-hatilah,

karena beberapa kesenangan adalah cara gembira menuju

kegagalan (Mario teguh).

v

Belajar tanpa berpikir tidak ada gunanya, sedangkan berpikir

tanpa belajar adalah berbahaya.

v

Cinta kepada Allah adalah puncaknya cinta. Lembahnya cinta

adalah cinta kepada sesama.

v

Kecintaan kepada Allah melingkupi hati, kecintaan ini

membimbing hati dan bahkan merambah ke segala hal (Imam Al

commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan izin-Mu ya Allah SWT,

Setulus hati kupersembahkan karya tulis ini kepada :

1. Kedua orang tuaku, Bapak Suwondo dan Ibu Kusmawati tersayang atas

kasih sayangmu, do’amu, pengorbanan dan dukungan baik moril maupun

materil serta kesabaranmu dalam mendidikku. Kasihmu bagaikan mata air

suci yang tiada habisnya mengalir dalam relungku.

2. Kedua Adikku, Kusuma Putri Suwondo dan Alit Surya Ardika yang Selalu

mengisi keceriaan dirumah.

3. Kelompok TA engine stand KOMATSU (Mogol, Mbek dan Giondez)

yang selalu semangat dan cermat dalam mengerjakan TA ini.

4. Teman-teman DIII Teknik Mesin Otomotif 2008 UNS, terima kasih atas

semangat, kebersamaan dan kekompakanya selama masa kuliah.

5. Keluarga besar Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

6. Bengkel PENI yang telah banyak membantu dalam proses pembuatan TA.

7. Teman-teman kos AURA putra yang selalu memberikan tumpangan

menginap.

8. Kendaraanku “AD 2984 B ” yang selalu setia mengantarkanku selama

kuliah.

commit to user

vi ABSTRAK

Pembuatan Engine Stand mesin Diesel Komatsu series 114, DIII Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, Proyek Akhir.

Novi Irlan Sutoyo

I 8608025

Tujuan Proyek Akhir ini adalah mendesain dan membuat prototype engine

stand untuk mesin Diesel Komatsu series 114 dalam wujud gambar 2D dan 3D

serta melakukan perhitungan chasis, perhitungan las serta perhitungan pegas pada

rangka engine stand didasarkan pada beban statik serta perhitungan baut. Proses

pembuatan engine stand mesin Diesel Komatsu series 114 dikerjakan di

laboratorium motor bakar Universitas Sebelas Maret Surakarta. Adapun proses

pembutan yang pertama dilakukan adalah pembuatan chasis, kedua pembuatan

roda depan dan roda belakang serta suspensinya, ketiga pembuatan tumpuan

engine.

Dari perancangan dan pembuatan yang dilakukan dihasilkan engine stand,

dengan spesifikasi sebagai berikut : P

Ø Dimensi engine stand : panjang total (p)= 3750 mm, lebar (b) = 1000 mm, tinggi (t) = 2173,76 mm.

Ø Kapasitas roda : Yaitu mampu menampung beban sebesar 1020, 75 kg

Total biaya yang diperlukan untuk membuat engine stand mesin Diesel

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulilah, Puji syukur kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan

ridho-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini. Laporan ini disusun

sebagai syarat kelulusan guna mendapatkan gelar Ahli Madya Progam Diploma

III Jurusan Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tidak dapat

diselesaikan tanpa bantuan dari berbagai pihak. Maka dengan ini penulis ingin

mengucapkan terima kasih kepada Bapak Wibawa Endra J, S.T., M.T. dan Bapak

Ubaidilah, S.T., M.Sc. selaku Pembimbing Proyek Akhir ini yang mana ditengah

kesibukannya telah meluangkan waktu untuk membimbing pembuatan Proyek

Akhir ini. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu persatu, terima

kasih atas segala bantuan dan dukungannya baik berupa moril maupun materiil.

Penulis menyadari bahwa laporan ini, masih banyak kekurangan. Untuk itu

penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.

Akhirnya, penulis mengharapkan semoga karya ini dapat memberikan

manfaat bagi penulis sendiri pada khususnya, dan bagi para pembaca pada

umumnya. Amin.

Surakarta, Juli 2012

commit to user

viii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

MOTTO ...iv

PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 1

1.3 Pembatasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Proyek Akhir ... 2

1.5 Manfaat Proyek Akhir ... 2

1.6 Sistem Penulisan ... 2

BAB II. DASAR TEORI ... 4

2.1 Pendahuluan... 4

2.2 Statika ... 6

2.3 Macam-Macam Pegas ... 12

2.4 Kekuatan Las ... 19

BAB III. PERHITUNGAN ENGINE STAND ... 21

3.1 Pembagian Beban pada Engine Mounting ... 21

3.2 Reaksi dan Aksi Gaya pada Tumpuan Mesin Depan ... 22

3.3 Reaksi dan Aksi Gaya pada Tumpuan Mesin Belakang ... 27

3.4 Reaksi dan Aksi Gaya pada Frame Chasis ... 31

3.5 Teori Kegagalan ... 39

commit to user

ix

3.7 Perhitungan Las pada Tumpuan Mounting Belakang ... 44

3.8 Pembagian Beban pada Tiap Roda ... 46

3.9 Perhitungan Pegas Daun ... 47

3.10 Perhitungan Pegas Spiral ... 48

3.11 Perhitungan Baut Pada Tumpuan Engine ... 49

BAB IV. PEMBUATAN ENGINE STAND ... 54

4.1 Proses Pembuatan ... 54

4.2 Alat dan Bahan ... 54

4.3 Gambar Rancangan Chasis ... 56

4.4 Pembuatan Chasis pada Tumpuan Engine Mounting ... 56

4.5 Pembuatan Roda Depan serta Suspensi ... 59

4.6 Pemasangan Mesin Diesel Komatsu series 114 ... 63

4.7 Laporan Keuangan Pembuatan Engine Stand ... 64

BAB V. PENUTUP ... 66

5.1 Kesimpulan ... 66

5.2 Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA ... 68

commit to user

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sketsa prinsip statika kesetimbangan ... 6

Gambar 2.2 Sketsa gaya dalam ... 7

Gambar 2.3 Macam-macam tumpuan ... 8

Gambar 2.4 Perjanjian tanda ... 9

Gambar 2.5 Susunan pegas daun ... 13

Gambar 2.6 Pegas daun tanpa beban dan bobot penuh ... 14

Gambar 2.7 Pegas terpotong pada dudukan sumbu ... 14

Gambar 2.8 Defleksi pegas daun ... 15

Gambar 2.9 Ayunan pegas daun yang banyak dipakai ... 16

Gambar 2.10 Kelengkapan gantungan pegas daun ... 16

Gambar 2.11 Pegas tekan ... 17

Gambar 3.1 Chasis dan engine ... 21

Gambar 3.2 Tumpuan engine depan ... 22

Gambar 3.3 Tumpuan engine belakang ... 27

Gambar 3.4 Frame chasis samping... 31

Gambar 3.5 Sambungan las tumpuan depan ... 42

Gambar 3.6 Sambungan las tumpuan belakang ... 44

Gambar 3.7 Pegas daun ... 47

Gambar 4.1 Chasis ... 56

Gambar 4.2 Tumpuan engine mounting ... 57

Gambar 4.3 Rangka engine stand ... 57

Gambar 4.4 Penggantung pegas belakang ... 58

Gambar 4.5 Dudukan pegas daun bagian depan ... 58

Gambar 4.6 Stoper ... 58

Gambar 4.7 Dudukan shock absorber... 59

Gambar 4.8 Lengan ayun roda depan ... 59

Gambar 4.9 Steering flexibel ... 60

Gambar 4.10 Velg roda depan ... 60

commit to user

xi

Gambar 4.12 Dudukan shock absorber... 61

Gambar 4.13 Posisi poros roda ... 61

Gambar 4.14 Dudukan bawah shock absorber ... 62

Gambar 4.15 Baut pengunci ... 62

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbedaan utama motor diesel dan bensin ... 5

Tabel 2.2 Values of allowable shear stress, Modulus of elasticity and Modulus

of rigidity for various spring materials ... 17

Tabel 2.3 Total number of turns, solid length and free length for different types

of end connections ... 17

Tabel 2.4 Recommended minimum size of welds ... 20

commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Kemajuan teknologi sekarang ini telah menghasilkan berbagai inovasi –

inovasi baru. Engine stand yang umumnya digunakan hanya untuk menopang

beban dari mesin, sekarang dapat dikembangkan dengan penambahan sistem

suspensi. Dimana sistem suspensi tersebut berfungsi untuk menahan getaran

yang ditimbulkan oleh mesin saat mesin keadaan hidup, serta mudah untuk

dipindahkan. Kemajuan teknologi bertujuan untuk memudahkan manusia

dalam melakukan aktifitas.

Lembaga pendidikan khususnya dalam bidang otomotif, haruslah

memiliki fasilitas yang lengkap, salah satu contohnya adalah Laboratorium.

Laboratorium tidak hanya digunakan sebagai tempat praktikum tetapi juga

digunakan untuk tempat mahasiswa berkreasi. Salah satunya dengan

menciptakan engine stand, engine stand ini dapat memberikan suatu gambaran

bagaimana sebuah mesin beroperasi dan dapat digunakan untuk praktikum.

Pembuatan engine stand diesel KOMATSU series 114 dilakukan di

laboratorium motor bakar Universitas Sebelas Maret. Dalam pembutan engine

stand ini melalui beberapa proses seperti, mendesain prototype engine stand

dalam wujud gambar 2D dan 3D mengunakan software AutoCad 2007,

melakukan perhitungan statik, perhitungan las, perhitungan pegas terhadap

rangka engine stand, perhitungan baut. Setelah perhitungan dinyatakan aman,

kemudian membuat engine stand KOMATSU series 114.

1.2.Perumusan Masalah

Rumusan masalah pada Engine stand KOMATSU series 114 yaitu :

Bagaimana merancang dan membuat prototype engine stand dalam wujud

gambar 2D dan 3D mengunakan aplikasi AutoCad. Melakukan perhitungan

statik, perhitungan las, perhitungan pegas terhadap rangka engine stand, serta

commit to user

1.3.Pembatasan Masalah

Batasan masalah dalam proyek ini meliputi :

1. Pembuatan gambar dengan software AutoCad untuk 3D dan 2D.

2. Perhitungan chasis, perhitungan las serta perhitungan pegas pada rangka

engine stand didasarkan pada beban statik, serta perhitungan baut.

1.4.Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dari pembuatan proyek ini antara lain :

1. Mendesain dan membuat prototype engine stand dalam wujud gambar

2D dan 3D.

2. Melakukan perhitungan chasis, perhitungan las serta perhitungan pegas

pada rangka enginestand didasarkan pada beban statik, perhitungan baut.

3. Membuat prototype engine stand KOMATSU series 114.

1.5 Manfaat Proyek Akhir

Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut :

1. Secara Teoritis

Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam

perancangan serta dapat membuat sebuah peralatan baru maupun

memodifikasi dari peralatan yang sudah ada.

2. Secara Praktis

Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama masa

perkuliahan dan melatih keterampilan dalam bidang perancangan,

pengelasan, dan proses permesinan.

1.6Sistem Penulisan

Dalam penulisan laporan Proyek Akhir ini, penulis mengelompokkan

dan membagi menjadi lima bagian pokok dengan maksud memberikan

commit to user

Adapun kelima bab tersebut adalah :

a. BAB I PENDAHULUAN

Pada bagian ini penulis menyajikan latar belakang,

perumusan masalah, serta maksud dan tujuan dalam pengerjaan

Proyek Akhir ini.

b. BAB II LANDASAN TEORI

Pada bagian ini penulis mengungkapkan dan menguraikan

secara singkat tentang mesin diesel KOMATSU series 114 serta

rumus yang digunakan dalam perhitungn statika, perhitungan las

dan perhitungan pegas rangka engine stand.

c. BAB III PERANCANGAN CHASIS

Pada bagian ini penulis menguraikan cara perhitungan

statik, perhitungan las, perhitungan baut dan perhitungan pegas

pada rangka engine stand. Perhitungan digunakan untuk

membuktikan rangka engine stand dimana keadaan aman dan

layak untuk dipergunakan.

d. BAB IV PROSES PEMBUATAN ENGINE STAND DAN

LAPORAN KEUANGAN PEMBUATAN ENGINE STAND

Pada bagian ini penulis menjelaskan tentang bagaimana

proses pengerjaan atau pembuatan stand dengan apa yang telah

diperhitungkan pada proses perancangan, pemasangan sistem

suspensi dan roda serta cara memasang mesin pada stand.

e. BAB V PENUTUP

Pada bagian ini berisi mengenai kesimpulan dan saran-saran

terkait dengan tujuan yang dicapai dalam pembuatan proyek akhir

commit to user

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pendahuluan

Mesin/motor diesel merupakan salah satu bentuk motor pembakaran

dalam (internal combustion engine) di samping motor bensin dan turbin gas.

Motor diesel disebut dengan motor penyalaan kompresi (compression ignition

engine) karena penyalaan bahan bakarnya diakibatkan oleh suhu kompresi

udara dalam ruang bakar. Motor bensin disebut motor penyalaan busi (spark

ignition engine) karena penyalaan bahan bakar diakibatkan oleh percikan

bunga api listrik dari busi (Arismunandar, 2002).

Cara pembakaran pada motor diesel tidak sama dengan motor bensin.

Pada motor bensin campuran bahan bakar dan udara melalui karburator

dimasukkan ke dalam silinder dan dibakar oleh nyala listrik dari busi. Pada

motor diesel yang diisap oleh torak dan dimasukkan ke dalam ruang bakar

hanya udara, yang selanjutnya udara tersebut dikompresikan sampai

mencapai suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa saat sebelum torak

mencapai titik mati atas (TMA) bahan bakar solar diinjeksikan ke dalam

ruang bakar. Dengan suhu dan tekanan udara dalam silinder yang cukup

tinggi maka partikel-partikel bahan bakar akan menyala dengan sendirinya

sehingga terjadi proses pembakaran. Agar bahan bakar solar dapat terbakar

sendiri, maka diperlukan rasio kompresi 15-22 dan suhu udara kompresi

kira-kira 600ºC (Arismunandar, 2002).

Meskipun untuk motor diesel tidak diperlukan sistem pengapian seperti

halnya pada motor bensin, namun dalam motor diesel diperlukan sistem

injeksi bahan bakar yang berupa pompa injeksi (injection pump) dan

pengabut (injector) serta perlengkapan bantu lain. Bahan bakar yang

disemprotkan harus mempunyai sifat dapat terbakar sendiri (self ignition)

commit to user

Motor diesel dan motor bensin mempunyai beberapa perbedaan utama,

bila ditinjau dari beberapa item di bawah ini, yaitu:

Tabel 2.1 Perbedaan utama motor diesel dan bensin (Arismunandar,

2002).

Item Motor Diesel Motor Bensin

1. Bahan bakar

2. Pencampuran bahan

bakar

3. Metode penyalaan

4. Getaran suara

5. Efisiensi panas (%)

Solar

Diinjeksikan pada

akhir langkah Terbakar sendiri Besar 30-40 Bensin Dicampur dalam karburator Percikan busi Kecil 22-30

Motor diesel juga mempunyai keuntungan dibanding motor bensin,

yaitu (Arismunandar, 2002) :

a. Pemakaian bahan bakar lebih hemat karena efisiensi panas lebih

baik.

b. Daya tahan lebih lama dan gangguan lebih sedikit karena tidak

menggunakan sistem pengapian

c. Operasi lebih mudah dan cocok untuk kendaraan besar.

Secara singkat prinsip kerja motor diesel 4 tak adalah sebagai berikut

(Arismunandar, 2002) :

a. Langkah isap yaitu waktu torak bergerak dari TMA ke TMB.

Udara diisap melalui katup isap sedangkan katup buang tertutup.

b. Langkah kompresi yaitu ketika torak bergerak dari TMB ke TMA

dengan memampatkan udara yang diisap, karena kedua katup isap

dan katup buang tertutup sehingga tekanan dan suhu udara dalam

commit to user

c. Langkah usaha yaitu ketika katup isap dan katup buang masih

tertutup, partikel bahan bakar yang disemprotkan oleh pengabut

bercampur dengan udara bertekanan dan suhu tinggi sehingga

terjadilah pembakaran. Pada langkah ini torak mulai bergerak dari

TMA ke TMB karena pembakaran berlangsung bertahap.

d. Langkah buang yaitu ketika torak bergerak terus dari TMB ke

TMA dengan katup isap tertutup dan katup buang terbuka sehingga

gas bekas pembakaran terdorong keluar.

2.2 Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban

terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut.

Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem

menjadi suatu obyek tinjauan utama (Soemono, 1978).

a. Gaya luar

Adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar

sistem.

Gambar 2.1 Sketsa prinsip statika kesetimbangan (Soemono, 1978).

Jenis bebannya dibagi menjadi :

1. Beban hidup adalah beban sementara dan dapat dipindahkan pada

konstruksi.

2. Beban mati adalah beban yang tetap dan tidak dapat dipindahkan pada

konstruksi.

commit to user

4. Beban terbagi adalah beban yang terbagi merata sama pada setiap satuan

luas.

5. Beban terbagi variasi adalah beban yang tidak sama besarnya tiap satuan

luas.

6. Beban momen adalah hasil gaya dengan jarak antara gaya dengan titik

yang ditinjau.

7. Beban torsi adalah beban akibat puntiran.

b. Gaya dalam

Gambar 2.2 Sketsa gaya dalam (Soemono, 1978).

Gaya dalam dapat dibedakan menjadi :

1. Gaya normal ( Normal Force ) adalah gaya yang bekerja sejajar sumbu

batang.

2. Gaya lintang/geser ( Shearing force ) adalah gaya yang bekerja tegak

lurus sumbu batang.

3. Momen lentur ( bending momen ).

Persamaan kesetimbangannya adalah :

commit to user

c. Tumpuan

Dalam statika tumpuan dibagi atas :

1. Sendi

Tumpuan/perletakan struktur yang dapat menahan gaya vertikal

dan gaya horisontal.

2. Rol

Rol adalah tipe tumpuan yang hanya mampu menahan gaya yang

tegak lurus dengan bidang perletakan.

3. Jepit

Tumpuan yang mampu menahan gaya yang tegak lurus dan

searah bidang perletakan, serta mampu menahan momen.

(1). Tumpuan sendi (2). Tumpuan rol

(3). Tumpuan jepit

Gambar 2.3 Macam-macam tumpuan

d. Perjanjian Tanda

Perjanjian tanda adalah suatu pernyataan untuk membedakan

struktur yang mengalami gaya tarik, desak, ataupun momen (Kamarwan,

1995).

a. Batang tarik digunakan tanda positif (+) ataupun arah panah gaya

normal meninggalkan batang.

b. Batang desak digunakan tanda negatif (-) ataupun arah panah gaya

commit to user

(a). Tanda positif (b). Tanda negatif

Gambar 2.4 Perjanjian tanda (Kamarwan, 1975).

e. Reaksi

Reaksi adalah gaya lawan yang timbul akibat adanya beban

(Soemono, 1978).

Reaksi sendiri terdiri dari :

1. Momen

Momen M = F x s

Dimana : M = momen ( N.mm )

F = gaya ( N )

s = jarak ( mm )

2. Torsi

3. Gaya

f. Tegangan (Stress)

Umumnya, gaya yang bekerja pada luas yang kecil tak terhingga

sebuah potongan, akan terdiri dari bermacam-macam besaran arah. Dalam

mekanika bahan diperlukan penentuan intensitas dari gaya-gaya ini dalam

berbagai bagian potongan, sebagai perlawanan terhadap deformasi sedang

kemampuan bahan untuk menahan gaya tersebut tergantung pada

intensitas ini. Dalam praktek keteknikan biasanya intensitas gaya diuraikan

menjadi tegak lurus dan sejajar dengan irisan yang diselidiki. Intensitas

gaya yang tegak lurus atau normal terhadap irisan disebut tegangan normal

(normal stress). Di pihak lain, tegangan normal yang mendorong potongan

disebut tagangan tekan (compressive stress). Sedangkan tegangan normal

yang bekerja sejajar dengan bidang dari luas elementer disebut tegangan

commit to user

σ =

Β dan

τ =

Β

Keterangan :

σ

= tegangan tekan ( N/mm2)

τ

= tegangan geser ( N/mm2 )

F = gaya ( N )

A

= luas penampang ( mm2 )

g. Struktur statika tertentu

Suatu konstruksi disebut statis tertentu jika bisa diselesaikan dengan

syarat-syarat kesetimbangan. Adapaun syarat-syarat kesetimbangan sudah

dijelaskan pada materi sebelumnya. Kalau dalam syarat kesetimbangan

ada 3 persamaan, maka pada konstruksi statis tertentu yang harus bisa

diselesaikan dengan syarat-syarat kesetimbangan, jumlah bilangan yang

tidak diketahui dalam persamaan tersebut maksimum adalah 3 buah. Jika

dalam menyelesaikan suatu konstruksi tahap awal yang harus dicari adalah

reaksi perletakan, maka jumlah reaksi yang tidak diketahui maksimum

adalah 3 (Soemono, 1978).

h. Struktur statika tak tentu

Dalam semua persoalan statis tak tentu persamaan-persamaan

kesetimbangan statis masih tetap berlaku. Persamaan-persamaan ini adalah

penting, tetapi tidak cukup untuk memecahkan persoalan tak tentu.

Berbagai persamaan tambahan dibuat berdasarkan pertimbangan geometri

dan deformasi. Dalam sisitem struktur dari kebutuhan fisis, unsur-unsur

atau bagian-bagian tertentu haruslah berdefleksi bersama, memelintir

bersama, memuai bersama, dan seterusnya atau sama-sama tetap stasioner.

Dengan merumuskan pengamatan-pengamatan demikian secara kuantitatif

memberikan persamaan-persamaan tambahan yang diperlukan. Suatu

commit to user

tidak diketahui melebihi jumlah persamaan kesetimbangan yang

digunakan pada sistem. Sehingga persamaan kesetimbangan perlu

dilengkapi dengan menambahkan dari deformasi balok. Berikut beberapa

tipe-tipe balok statis tak tentu beserta persamaannya (William, 1993).

MA =

P.a.b2

L2 MB = P.Ύ .

L2

RA =

P.b2

L3 (3a + b) RB = P. a2

L3 (a + 3b)

MA =

M.b

L2 (2a - b) MB= M.a

L2 (2b - a)

RA = -RB =

6.M.a.b L3

MA = - MB =Pa_L x ( L - a )

RAV = RBV = P

MA = - MB =

w.L2 12

RAV = RBV =

commit to user

2.3 Macam-Macam Pegas

Kita mengetahui bahwa rangka (chasis) mobil memikul atau menahan

beratnya mesin, komponen penggerak, body, dan penumpang serta

beban-beban lainnya. Sedangkan untuk menghindari guncangan bila mobil berjalan

di jalan yang buruk dan tidak rata dipasanglah pegas dengan suspensinya

antara kerangka dengan sumbu-sumbu roda depan dan roda belakang. Pada

umumnya ada tiga macam pegas yang dipergunakan pada mobil. Mobil yang

dikeluarkan oleh suatu pabrik ada kalanya menggunakan pegas coil (keong)

untuk roda depan dan pegas daun untuk roda belakang. Pabrik lain misalnya

menggunakan pegas daun atau pegas coil saja untuk roda-roda depan maupun

belakang. Biasanya untuk kendaraan-kendaraan ukuran berat pegas-pegas

daunlah yang dipergunakan untuk roda-roda depan maupun belakang.

Mobil-mobil keluaran pabrik-pabrik Eropa dan Amerika kadang-kadang

menggunakan apa yang dinamakan “Torsion Bar” (batang torsi). Di bawah

ini diuraikan beberapa macam pegas yang umumnya dipasang pada mobil

(New Step 1).

1. Pegas Daun (Leaf Spring)

Pegas macam ini dipergunakan sejak puluhan tahun yang

lalu.Bahkan sampai saat ini masih banyak kendaraan-kendaraan yang

menggunakan pegas daun ini. Pegas daun terdiri dari beberapa lembar

pegas-pegas baja yang berbeda ukuran panjangnya. Kemudian disusun dan

disatukan seolah-olah menjadi satu unit. Pegas tadi dipasang pada sumbu

depan dan sumbu belakang dengan menggunakan “baut U”.

Ujung-ujungnya bergantung pada rangka.Pegas daun yang teratas dinamakan

pegas nomor satu, kedua ujungnya dibuat/dibentuk melingkar. Bentuk

commit to user

Gambar

Pegas ini mur

kontrol.Kekurangann

daun pegas apabila r

jalannya kendaraan kur

Perhatikan ba

Bolt). Baut inilah y

namanya letak baut

jarakantara ujung sa

Penahan pega

empat. Batas atau te

daya yang sama unt

pegas daun diberi

Rubber). Maksudny

mencit-cit karena

menjaga agar karet

alur penguat. Ada

dalam di tengah pad

minyak pelumas (G

Fungsinya sama den

Di bawah ini

daun itu dalam kead

ambar 2.5 Susunan pegas daun (Martawilas, 2007).

murah, sederhana dan tidak memerlukan tambaha

gannya terletak dalam gesekan yang terjadi antar

la roda bergerak ke atas atau ke bawah, ini meny

an kurang enak bagi penumpang.

n baik-baik gambar diatas.Lihat gambar baut inti

h yang mempersatukan daun-daun pegas. Sesuai

baut ini di tengah-tengah daun pegas dan memba

satu dengan ujung lainnya.

pegas (Rebound Clip) nampak disatukan dengan pe

u tempat ini adalah suatu daerah kerja yang mem

untuk keempat pegas daun. Di kedua ujungny

beri lapisan karet neoprene khusus (Special

ksudnya agar waktu pegas-pegas menerima beban, bun

na gesekan satu sama lain dapat dihilangkan.

ret itu tidak lepas ketika pegas bekerja, maka di

da sebagian pabrik yang membuat alur tidak se

pada bagian atas daun pegas. Alur itu maksudnya

Grease) dan sekaligus memudahkan penyusuna

engan karet neoprene khusus.

h ini ditunjukkan dalam sebuah gambar, bagaimana

adaan berbobot normal dan dalam waktu bekerja.

bahan untuk

ntara

daun-nyebabkan

nti (Center

suai dengan

mbagi dua

n pegas ke

empunyai

nya setiap

al Neprene

n, bunyi yang

kan. Untuk

a dibuatlah

k seberapa

ksudnya tempat

usunan pegas.

ana pegas

commit to user

Gambar 2.6 Pegas daun tanpa beban dan bobot penuh (Martawilasa,

2007).

Gambar 2.7 Pegas terpotong pada dudukan sumbu (Martawilasa, 2007).

Lihat gambar 2.6, salah satu dari ujung pegas digantung tunggal

pada rangka, yaitu dipegang oleh penahan yang seolah hanya terpasak oleh

sebuah pen (baut pemegang pegas) (1). Ujung yang lain (2) menggunakan

gantungan ganda. Apabila pegas mendapat beban maka pegas seakan

menjadi lurus (C). Bila pegas dalam posisi normal (B) ia kembali

menunjukkan khas lengkung sebuah pegas daun. Jarak perpendekan atau

perpanjangan pegas ditentukan atas gerak ayunan dari gantungan ganda

pegas tersebut (A).

Persamaan yang digunakan dalam perhitungan pegas daun (Leaf

commit to user

Gambar 2.8 Defleksi pegas daun (Khurmi, 1982).

(ؚ) = 12

(2 + 3 )

dan

=6

Keterangan : ؚ = Defleksi

W = Beban maksimal

L = Panjang pegas daun

E = 2,1 x 105 N/mm2

b = Lebar pegas daun

t = Tebal pegas daun

nG = Jumlah lembaran pegas daun turunan

nf = Jumlah lembaran pegas daun utama

σ

b = Tegangan bending

n = Jumlah semua daun

Pegas daun berayun pada dua buah plat ayun (Shackleside Link).

Baut ayunan bagian atas menggunakan busing brons antara gantungannya.

Sedangkan bagian bawah (baut mata pegas) menggunakan busing karet

berlapis baja.

Nama-nama bagian :

A. Gantungan ayunan

B. Busing Brons

commit to user

D. Pipi (pelat) ayunan

E. Busing baja tipis

F. Karet

G. Busing baja tipis

H. Baut pegas

I. Mata pegas

Gambar 2.9 Ayunan pegas yang banyak dipakai (Martawilasa,

2007).

Gambar di bawah ini menunjukkan salah satu model pegas daun

lengkap dengan bagian-bagiannya.

Nama-nama bagian :

1. Bantalan

2. Peredam getaran

3. Baut “U”

4. Pin penggantung

5. Plat penahan

6. Pegas daun

7. Karet pembatas

8. Pin

9. Plat penahan

Gambar 2.10 Kelengkapan gantungan pegas daun (Martawilasa,

2007).

2. Pegas Spiral ( Coil )

Pegas ‘helical compression’ dapat memiliki bentuk yang sangat

bervariasi. Bentuk yang standar memiliki diameter coil, pitch, dan spring

rate yang konstan. Picth dapat dibuat bervariasi sehingga spring rate-nya

juga bervariasi. Penampang kawat umumnya bulat, tetapi juga ada yang

commit to user

Tabel 2.2 Values of allowable shear stress, Modulus of elasticity and Modulus

of rigidity for various spring materials (R.S. KHURMI, 1982).

Tabel 2.3 Total number of turns, solid length and free length for different

types of end connections (R.S. KHURMI, 1982).

commit to user

a. Panjang rapat (Solid length of the spring) (R.S. KHURMI, 1982).

Ls = n’ d

Dimana= n’ = jumlah koil lilitan

d = diameter kawat

b. Panjang bebas (free length of the spring) (R.S. KHURMI, 1982).

Lf = n’ d + ؚmax + (n’-1)x 1mm

Dalam kasus ini, jarak antara dua kumparan yang berdekatan diambil 1

mm.

c. Indek pegas (C) didefinisikan sebagai rasio perbandingan antara diameter

pegas dengan diameter kawat, persamaan matematikanya adalah (R.S.

KHURMI, 1982).

Indek pegas (C) = D d

Dimana : D = diameter lilitan/pegas

d. Spring rate (k) didefinisikan sebagai beban yang diperlukan per unit

defleksi pegas, persamaan matematikanya adalah (R.S. KHURMI, 1982).

k = ̾

=

Gd

8C3Na

=

Gd

8C3Na (1+ 0,5

C2 ) dimana : W = beban

ؚ = defleksi dari pegas

Persamaan pertama hanya berlaku untuk geser torsional, sedangkan

rumus kedua berlaku untuk beban torsi dan gaya geser melintang.

e. Pitch didefinisikan sebagai jarak aksial antara kumparan yang berdekatan

pada daerah yang tidak terkompresi (R.S. KHURMI, 1982).

Pitch (p) = panjang bebas n'- 1

Atau dapat dicari dengan cara :

Pitch of the coil, p = Lf

commit to user

D = mean diameter of the spring coil

d = diameter of the spring wire

n = number of active coils

G = modulus of rigidity for the spring material

W = axial load on the spring

τ = maximum shear stress induced in the wire C = spring index = D/d

p = pitch of the coil

ؚ = deflection of the spring, as a result of an axial load W

Dimana ks = Shear stress factor

= C

+

0,5

C

Tegangan maksimum yang terjadi pada penampang kawat adalah merupakan

kombinasi antara tegangan geser torsional dan tegangan geser transversal.

Sehingga tegangan totalmaksimum adalah (R.S. KHURMI, 1982).

τmax =

8KsPD

πd3

2.4 Kekuatan Las

Kekuatan las dapat dihitung dengan berbagai cara, diantaranya adalah

kekuatan las terhadap geseran. Geseran yang terjadi disini disebabakan oleh

beban yang bekerja pada benda yang dilas dengan memiliki suatu bidang

commit to user

yaitu tegangan geser akibat momen komponen sumbu X dan Y dihitung

dengan (R.S. KHURMI, 1982).

=

P

A

=

P 1,414.s.l

Untuk menjamin bahwa hasil pengelesan tersebut memiliki kekuatan

yang cukup dan tidak akan gagal, maka perlu kita tinjau dari tegangan tarik

(

σ

b) (R.S. KHURMI, 1982).

σ

b =

Dimana :

M = P x e

Z = t

(

4l.b+b 2

6

)

Sehingga tegangan geser maksimum yang terjadi akibat gaya geser

dan momen adalah (R.S. KHURMI, 1982).

τ

max =

2

+ 4

Dimana :

τ

= Tegangan geser (N/mm ) P = Beban eksentrik maksimum (N)

A = Luasan minimum Las ( mm )

e = jarak gaya terhadap las ( mm )

M = Momen (N/mm)

Z = Section modulus Las ( mm )

l = panjang las ( mm )

[image:32.595.138.506.239.633.2]

b = lebar las ( mm )

commit to user

BAB III

PERHITUNGAN ENGINESTAND

3.1 Pembagian Beban pada Engine Mounting

[image:33.595.126.514.190.738.2]

Titik D Titik B

commit to user

Dalam laporan ini, beban maksimal diasumsikan pada titik tengah

mesin. Dan dalam pembagian beban setiap tumpuan dihitung dengan cara

menggunakan persentase jarak antar tumpuan.

Jarak A dan B dalam persentase terhadap titik beban maksimal

adalah 27,4 % , sedangkan jarak C dan D terhadap titik beban maksimal

adalah 72,6 %. Dari persentase tersebut, maka dapat ditemukan beban

yang diterima pada setiap tumpuan.

Untuk tumpuandepan : 72,6% x 866 kg = 628,72 kg, sehingga nilai

beban di tumpuan A dan B masing-masing 628,72

2

=

314,36 kg.

Dan untuk tumpuan belakang : 27,4% x 866 kg = 237,28 kg, sehingga nilai

beban di tumpuan C dan D masing-masing 237,28

2

=

118,64 kg.

Jadi, dapat diambil kesimpulan beban yang diterima setiap tumpuan

adalah: Tumpuan A = 314,36 kg

B = 314,36 kg

C = 118,64 kg

D = 118,64 kg

3.2 Reaksi dan Aksi Gaya pada Tumpuan Mesin Depan

[image:34.595.199.461.520.716.2]

Titik B Titik A

commit to user

REV = RFV = 314,36 kg

ME =– MF= Pa

L x ( L – a ) =

314,36 x 0,24

1 x ( 1 – 0,24 )

= 57,34 kg.m

Jadi, dari perhitungan di atas dapat dijumlahkan antara reaksi dan aksi dari

engine dan frame antara lain :

ƩME = –ƩMF = –57,34 kg.m

ƩREV = ƩRFV = 314,36 kg.m

3.2.aPerhitungan potongan pada tumpuan mesin depan.

Potongan yang akan digunakan dalam perhitungan ini adalah

commit to user

a. Potongan Z - Z (F - B)

NX = 0

VX = – 314,36 kg

MX = 314,36 kg.X – 57,34

kg.m

Ø Titik F ( x = 0 )

NF = 0

VF = –314,36 kg

MF = 314,36 kg.0 – 57,34 kg.m

= – 57,34 kg.m

Ø Titik B ( x = 0,24 )

NB = 0

VB = – 314,36 kg

MB = 314,36 kg . 0,24 m – 57,34 kg.m

= 18,11 kg.m

b. Potongan Y - Y ( B - A )

NX = 0

VX = –314,36 kg + 314,36 kg = 0

commit to user

Ø Titik B ( x = 0,24 ) NB = 0

VB = 0

MB = 314,36 kg . 0,24 m – 57,34 kg.m

= 18,11 kg.m

Ø Titik A ( x = 0,76 )

NA = 0

VA = 0

MA = 314,36 kg . 0,76 m – 314,36 . ( 0,76 m – 0,24 m ) – 57,34

kg.m

= 18,11 kg.m

c. Potongan X - X ( A - E )

NX = 0

VX = – 314,36 kg + 314,36 kg + 314,36 kg

MX = 314,36 kg.x – 314,36 kg.(x – 0,76 m) – 314,36 kg.(x – 0,24 m) –

57,34 kg.m

Ø Titik A ( x = 0,76 )

NA = 0

commit to user

MA = 314,36 kg . 0,76 – 314,36 kg . ( 0,76 m – 0,76 m ) –

314,36 kg . ( 0,76 – 0,24 m ) – 57,34 kg.m

= 18,11 kg.m

Ø Titik E ( x = 1 ) NE = 0

VE = 314,36 kg

ME = 314,36 kg . 1 m – 314,36 kg . ( 1 m – 0,76 m ) – 314,36

kg . ( 1 m – 0,24 m ) – 57,34 kg.m

commit to user

3.3 Reaksi dan Aksi Gaya pada Tumpuan Mesin Belakang.

[image:39.595.154.544.140.534.2]

Titik C Titik D

Gambar 3.3 Tumpuan engine belakang

RGV = RHV = 118,64 kg

MG = - MH = ġΎ

x ( L - a ) = 118,64 x 0,14

1 x ( 1 – 0,14 )

= 14,28 kg.m

Jadi, dari perhitungan di atas dapat dijumlahkan antara reaksi dan aksi dari

engine dan frame antara lain :

ƩMG = -ƩMH = 14,28 kg.m

commit to user

3.3.a Perhitungan potongan pada tumpuan mesin belakang.

a Potongan Z - Z (H - D)

NX = 0

VX = – 118,64 kg

MX = 118,64 kg. x –

14,28 kg.m

Ø Titik H ( x = 0 ) NH = 0

VH = – 118,64 kg

MH = 118,64 kg . 0 m – 14,28 kg.m

= – 14,28 kg.m

Ø Titik D ( x = 0,14 )

ND = 0

commit to user

MD = 118,64 kg . 0,14 m – 14,28 kg.m

= 2,33 kg.m

b Potongan Y - Y ( D - C )

NX = 0

VX = -118,64 kg + 118,64 kg

MX = 118,64 . x – 118,64 . ( x – 0,14 m ) – 14,28 kg.m

Ø Titik D ( x = 0,14 )

ND = 0

VD = 0 kg

MD = 118,64 kg . 0,14 m – 14,28 kg.m

= 2,33 kg.m

Ø Titik C ( x = 0,86 )

NC = 0

VC = 0 kg

MC = 118,64 kg . 0,86 m – 118,64 kg . ( 0,86 m – 0,14 m ) –

14,28 kg.m

= 2,33 kg.m

commit to user

NX = 0

VX = –118,64 kg + 118,64 kg + 118,64 kg

= 118,64 kg

MX = 118,64 kg . x – 118,64 kg . ( x – 0,86 m ) – 118,64 kg . (

x – 0,14 m ) – 14,28 kg.m

Ø Titik C ( x = 0,86 )

NC = 0

VC = 118,64 kg

MC = 118,64 kg . 0,86 m – 118,64 kg . (0.86 m – 0,86 m ) –

118,64 kg . (0,86 m – 0,14 m ) – 14,28 kg.m

= 2,33 kg.m

Ø Titik G ( x = 1 ) NG = 0

VG = 118,64 kg

MG = 118,64 kg . 1 m – 118,64 kg . ( 1 m – 0,86 m ) – 118,64

kg . ( 1 m – 0,14 m ) – 14,28 kg.m

= – 14,28 kg.m

commit to user

3.4 Reaksi dan Aksi pada Frame Chasis

[image:43.595.116.510.110.722.2]

Titik I Titik D Titik B Titik J

commit to user

Reaksi yang dihasilkan akibat dari gaya lintang terhadap batang

RI =P.b

2

L3 (3a + b)

= 314,36 kg . (0,65 m)

2

(2,83 m)3

(

3 . 2,18 m + 0,65)

= 42,13 kg

RJ =

P. a2

L3 (a + 3b)

= 314,36 kg . (2,18 m)

2

(2,83 m)3

(

2,18 m + 3 . 0,65)

= 272,29 kg

MI =

commit to user

=314,36 kg . 2,18 m . (0,65 m)

2

(2,83 m)2

= 36,15 kg.m

MJ =

P.Ύ . L2

= 314,36 kg .( 2,18 m)

2

. 0,65m

(2,83 m)2

= 121,23 kg.m

Reaksi yang dihasilkan akibat dari gaya lintang terhadap batang

MI =

P.a.b2 L2

= 118,64kg.1,32m. (1,51 m)

2

(2,83m)2

= 44,58 kg.m

MJ =

P.Ύ . L2

= 118,64 kg .( 1,32 m)

2

. 1,51 m

(2,83 m)2

commit to user

RI =

P.b2

L3 (3a + b)

= 118,64 kg . (1,51 m)

2

(2,83 m)3

(

3 . 1,32 m + 1,51m)

= 65,3 kg

RJ =

P. a2

L3 (a + 3b)

= 118,64 kg . (1,32 m)

2

(2,83 m)3

(

1,32 m + 3 . 1,51m)

= 53,37 kg

Jadi, ƩMI = 80,73 kg.m

ƩMJ = 160,2 kg.m

ƩRI = 107,43 kg

ƩRJ = 325,66 kg

commit to user

a. Potongan Z-Z (J – B)

Nx = 0

Vx = -325,66 kg

Mx = 325,66 . x – 160,2

Ø Titik J (x = 0) NJ = 0

VJ = – 325,66 kg

MJ = 325,66 . 0 – 160,2

= – 160,2 kg.m

Ø Titik B (x = 0,65)

NB = 0

VB = – 325,66 kg

MB = 325,66 . 0,65 – 160,2

= 51,48 kg.m

b. Potongan Y-Y (B – D)

Nx = 0

Vx = 314,36 – 325,66

Mx = 325,66 . x – 314,36 (x – 0,65) – 160,2

Ø Titik B (x = 0,65)

NB = 0

commit to user

MB = 325,66 . 0,65 – 314,36 (0,65 - 0,65) – 160,2

= 51,48 kg.m

Ø Titik D (x = 1,51) ND = 0

VD = – 11,3 kg

MD = 325,66 . 1,51 – 314,36 (1,51 - 0,65) – 160,2

= 61,2 kg.m

c. Potongan X-X (D – I)

Nx = 0

Vx = 118,64 + 314,36 – 325,66

= 107,34 kg

Mx = 325,66 . x – 314,36 (x-0,65) – 118,64 (x-1,51) – 160,2

Ø Titik D (x = 1,51)

ND = 0

VD = 107,34 kg

MD = 325,66 . 1,51 – 314,36 (1,51-0,65) – 118,64 (1,51-1,51) –

160,2

commit to user

Ø Titik I (x = 2,83) NI = 0

VI = 107,34 kg

MI = 325,66 . 2,83 – 314,36 (2,83 - 0,65) – 118,64 (2,83 -

1,51) – 160,2

commit to user

Reaksi yang diakibatkan Torsi terhadap batang

Reaksi akibat Torsi pada titik B

TI + TJ = 57,34 kg.m

TI = 0,65/2,83 x 57,34 kg.m

TI = 13,17 kg.m

Sehingga TJ adalah

TJ= 44,17 kg.m

Reaksi akibat Torsi pada titik D

TI + TJ = 14,28 kg.m

TI = 1,51/2,83 x 14,28 kg.m

TI = 7,62 kg.m

Sehingga TJ adalah

TJ= 6,66 kg.m

commit to user

TI= 13,17 + 7,62 = 20,79 kg.m

TJ= 44,17 + 6,66= 50,83 kg.m

Momen Ekivalen

ME = 1

2( +√T + ) = 1

2(160,2 + 50,83 + 160,2 ) = 164,14 kg.m

Torsi Ekivalen

TE = √T +

= 50,83 + 160,2

= 168,07 kg.m

3.5 Teori Kegagalan

a) Tumpuan mesin depan

- _{Momen maksimum pada tumpuan depan yaitu 57,34 kg.m}

- _{Kekuatan tarik Mild Steel A 36 ( b) = 65.000 psi = 448,15 Mpa =}

448,15 N/mm2

- _{Momen Inersia (I) dari besi profil U12 = 364 cm}4

- _{Jarak titik berat dari sisi luar (y) U12 = 60 mm}

- _{Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s}2

Konversi satuan momen dari Kg.m menjadi N.mm adalah:

Momen = 57,34 kg.m x 1000 x g

= 57,34 kg.m x 1000 x 10 m/s2

= 573.400 N.mm

M I = y

573.400 N.mm 3.640.000 mm4=

commit to user

= 9,45 N/mm2

Kekuatan tarik ( ) yang dihasilkan dari perhitungan 9,45 N/mm2

< dari kekuatan tarik material profil U12 yaitu 448,15 N/mm2. Jadi profil

U12 yang dipakai aman.

b) Tumpuan belakang

- _{Momen maksimum pada tumpuan belakang yaitu 14,28 kg.m}

- _{Kekuatan tarik Mild SteelA 36 ( b) = 65.000 psi = 448,15 Mpa =}

448,15 N/mm2

- _{Momen Inersia (I) dari besi profil U12 = 364 cm}4

- _{Jarak titik berat dari sisi luar (y) U12 = 60 mm}

- _{Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s}2

Konversi satuan momen dari kg.m menjadi N.mm adalah:

Momen = 14,28 kg.m x 1000 x g

= 14,28 kg.m x 1000 x 10 m/s2

= 142.800 N.mm

M

I

=

b

y

142.800 N.mm 3.640.000 mm4=

b 60 mm

= 2,35 N/mm2

Kekuatan tarik ( ) yang dihasilkan dari perhitungan 2,35 N/mm2

< dari kekuatan tarik material profil U12 yaitu 448,15 N/mm2. Jadi profil

U12 yang dipakai aman.

c) Frame Chasis

commit to user

- _{Kekuatan tegangan tarik Mild Steel A 36 ( b) = 65.000 psi = 448,15}

Mpa = 448,15 N/mm2

- _{Kekuatan tegangan geser Mild Steell A36 (}

τ

_s

) =

_{36.300 psi = 250,03}

N/mm2

- _{Momen Inersia (I) dari besi profil U12 = 364 cm}4

- _{Jarak titik berat dari sisi luar (y) U12 = 60 mm}

- _{Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s}2

Konversi satuan momen dari kgm menjadi N.mm adalah:

Momen = 164,14 kgm x 1000 x g

= 164,14 kgm x 1000 x 10 m/s2

= 1.641.400 Nmm

M I = y

1.641.400 N.mm 3.640.000 mm4 =

b 60 mm

= 27,06 N/mm2

τ

s =

T . y

I

= 1.680.700 N.mm x 60 mm

3.640.000 mm4

= 27,13 N/mm2

- _{Kekuatan tarik ( ) yang dihasilkan dari perhitungan 27,06 N/mm}2 _<

dari kekuatan tarik material profil U12 yaitu 448,15 N/mm2. Dan

commit to user

tegangan geser material profil U12 yaitu 250,03 N/mm2 .Jadi profil

U12 yang dipakai aman.

3.6 Perhitungan Las pada Tumpuan Mounting Depan

Elektroda yang akan digunakan adalah : E6013

Keterangan :

E = Elektroda

60 = Kekuatan tarik dari bahan elektroda yaitu 60 Ksi = 410 N/mm2

1 = Posisi pengelasan dari elektroda adalah semua posisi

Profile U dengan ketebalan 5mm disambung dengan las secara

vertikal.Untuk mengetahui kekuatan bahan elektroda yang digunakan aman

atau tidaknya, maka harus dicari kekuatan sambungan las tersebut.

[image:54.595.134.512.204.657.2]

Sambungan las

commit to user

P =3143,6 N

Diketahui:

l

_{= 126 mm s = 3mm b = 55 mm}

P = 314,36 kg = 3143,6 N M = 573400 N.mm

Mencari kekuatan sambungan las :

A = 2 x t xl

= 2 x (0,707 x 3) x 126

= 534,5mm2

τ

=P

A

b

573400 N.mm

= 3143,6 N

534,5mm2

s

l

= 5,88 N/mm2

Z = t x b 2

3

= 0,707 x 3 x55

2 3

= 2138,675 mm3

b = M

Z

= 573400 N.mm

commit to user

= 268,1 N/mm2

Tegangan geser maksimal :

τmax =

2

2 _{+ 4}τ2

=

2 268,1

2_+4(5,88)2

= 134,17 N/mm2

Tegangan normal maksimal :

tmax =

2 b + τ max

=

2 x 268,1 + 134,17 = 268,22 N/mm2

Tegangan normal maksimal (σt max) dari perhitungan di atas 268,22 N/mm2 < kekuatan tarik dari bahan elektroda 410 N/mm2, sehingga aman

untuk diaplikasikan.

3.7 Perhitungan Las pada Tumpuan Mounting Belakang

Profile U dengan ketebalan 5mm disambung dengan las secara vertikal.

Untuk mengetahui kekuatan bahan elektroda yang digunakan aman atau

tidaknya, maka harus dicari kekuatan sambungan las tersebut.

[image:57.595.158.544.154.763.2]

commit to user

Gambar 3.6 Sambungan las tumpuan belakang

Diketahui:

l

_{= 126 mm s = 3 mm b = 55 mm P = 1186,4 N}

P = 118,64 kg = 1186,4 N M= 142800 N.m

Mencari kekuatan sambungan las :

A = 2 x t x l

= 2 x (0,707 x 3) x 126

= 534,5 mm2

τ

=P

A

= 1186,4 N

534,5mm2

b

s

= 2,22 N/mm2

l

Z = t xb 2

3

142800 N.m

=0,707 x 3 x 55

2 3

= 2138,675 mm3

σ

b =M_Z

= 142800 N

2138,675mm2

= 66,77 N/mm2

Tegangan geser maksimal :

τ

max =

2 σ + 4τ

=

2 66,77

2_+4(2,22)2

= 33,45 N/mm2

Tegangan normal maksimal :

tmax =

commit to user

=

2 x 66,77 + 33,45 = 66,83 N/mm2

Tegangan normal maksimal (σt max) dari perhitungan di atas 66,83 N/mm2 < kekuatan tarik dari bahan elektroda 410 N/mm2, sehingga aman

untuk diaplikasikan.

3.8 Pembagian Beban pada Tiap Roda

Volume rangka dicari dengan menggunakan program Autocad 2007 dan

massa jenis besi diketahui 7,85 g/cm3. Jadi, massa besi dapat dicari dengan

commit to user

Beban total dari engine dan rangka 1020,75 kg.

Beban yang diterima oleh roda belakang (B dan C)

77,48 % x 1020,75 kg

2 = 394,44 kg = 3944,4 N

Beban yang diterima oleh roda depan (A)

22,52 % x 1020,75 kg = 229,87 kg = 2298,7N

3.5 Perhitungan Pegas Daun

[image:59.595.111.492.159.735.2]

Pegas daun

Gambar 3.7 Pegas daun

Diket: b = 70 mm

t = 8 mm

l = 80 mm

2L1 = 1,15m = 1150 mm

2L = 2L1 – l = 1150 – 80 = 1070 mm

L = 535 mm

2W = 394,44 kg = 3944,4 N

W = 197,22 kg = 1972,2 N

n = 9 (Lembaran pegas)

commit to user

ng = 9 – 2 = 7 (Lembaran pegas daun turunan) δ = 6,2 cm

E = 210 x 103N/mm2

Maka tegangan bending

σb =

6 x W x L

n x b x t2

=6 x 1972,2 N x 535 mm

9 x 70 mm x (8mm)2

=6330762 Nmm

40320 mm2

= 157,01 N/mm2

δ = 12 x W x L

3

E x b x t3(2ng+3nf)

= 12 x 1972,2 x 535

3

210x103 x 70 x 83(2.7+3.2)

= 24,13 mm = 2,41cm

3.6 Perhitungan Pegas Spiral (coil) Pegas coil

D = 95 mm

d = 15 mm

Lf = 295 mm

n = 10, n’= n + 2 = 10 + 2 = 12

C = D/d = 95/15 = 6,33

Pitch (p) =

n'- 1

=

295

12 - 1

= 26,8 mm

Modulus of regidity (G) = 80 kN/mm2= 80.103 N/mm2

K = Gd

8C3N_a (1+ 0,5

commit to user

= 80.10

3

N/mm2.15 mm

8(6,33)310(1+ 0,5

(6,33)2 )

= 1200000

20290,89 (1 + 0,012)

= 58,4 N/mm

Ks = C

+

0,5

C

=

6,33

+

0,5

6,33

= 1,07 N/mm

Pmax =

πd3τ_max

8K_sD

=3,14 . 15

3 .315 8.1,07.95

=3338212,5

813,2

= 4105,03 N

Jadi, dari perhitungan pegas coil di atas beban maksimal yang

dapat diterima oleh pegas coil adalah 4.105,03 N sedangkan total beban

yang diterima oleh pegas dari rangka dan engine hanya 2298,7 N.

Sehingga pegas aman digunakan pada engine stand.

3.7 Perhitungan Baut Pada Tumpuan Engine

a. Baut tumpuan depan

commit to user

1. Beban geser langsung

Ws = W

n

= 3143,6 N

4

= 785,9 N

2. Beban tarik karena momen putar

Wt =

W . L . L2

2 [L12+ L22]

= 3143,6 N . 260mm . 67 mm

2 [(26) + (67) ]

= 54751060

10330

= 5300,2 N

3. Beban tarik maksimum

W

tmax =

1

2 [ Wt + (Wt)

2_+4W s2 ]

= 1

2 [ 5300,2 N + (5300,2 N)

2

+4(785,9 N)2 ]

= 1

2 [ 5300,2 + 5528,36 ]

commit to user

W

smax =

1

2 (Wt) 2

+4W_s2

= 1

2 (5300,2 N)

2

+4(785,9 N)2

= 1

2 5528,36

= 2764,18 N 5. Tegangan geser tiap baut

τ

max =

WS max A

= 2764,18 N_π

4 d 2

= 2764,18 N_π

4 12 2 = 24,45 N/mm2

6. Tegangan tarik tiap baut

σ

tmax =

W_{t max} A

= 5414,18 N_π

4 d 2

= 5414,18 N_π

4 12 2 = 47,89 N/mm2

Dari perhitungan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa baut yang

digunakan aman karena

σ

tmax

= 47,89

N/mm2 < dari 340 N/mm2

b. Baut tumpuan belakang

commit to user

1. Beban geser langsung

Ws = W

n

= 1186,4 N

6

= 197,7 N

2. Beban tarik karena momen putar

Wt =

W . L . L₃

2 [L₁2+ L₂2 + L₃2]

= 1186,4 N . 360mm . 190 mm

2 [(30) + (125) + (190) ]

= 81149760

105250

= 771 N

3. Beban tarik maksimum

W

tmax =

1

2 [ Wt + (Wt) 2

+4W_s2 ]

= 1

2 [771 N + (771 N)

2

+4(197,7 N)2 ]

= 1

2 [771 N + 866,48 N ]

commit to user

W

smax =

1

2 (Wt) 2

+4W_s2

= 1

2 (771 N)

2

+4(197,7 N)2

= 1

2 866,48 N

= 433,24 N 5. Tegangan geser tiap baut

τ

max =

WS max A

= 433,24 N_π

4 d 2

= 433,24 N_π

4 16 2 = 2,15 N/mm2

6. Tegangan tarik tiap baut

σ

tmax =

W_{t max} A

= 818,74 N_π

4 d 2

= 818,74 N_π

4 16 2 = 4,07 N/mm2

Dari perhitungan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa baut yang

commit to user

BAB IV

PEMBUATAN ENGINE STAND

4.1 Proses Pembuatan

Dalam suatu pembuatan alat diperlukan perencanaan yang matang agar

hasilnya optimal dan efisien dari segi waktu, biaya dan tenaga. Dalam metode

perencanaan, hal-hal yang dilakukan yaitu pembuatan gambar dan pemilihan

komponen yang tepat dengan memperhatikan kekuatan bahan, penampilan

dan harga dari komponen tersebut.

Dalam proyek akhir ini peralatan yang dihasilkan yaitu engine stand

mesin Komatsu series 114. Secara garis besar bahan yang dibutuhkan adalah

bahan rangka dan komponen-komponen pelengkap. Bahan-bahan untuk

pembuatan rangka berupa besi profil U12 dan U10. Sedang komponen

pelengkapnya dudukan radiator dan lain sebagainya.

4.2 Alat dan Bahan

Setelah melakukan perancangan barulah kita bisa memulai pembuatan

chasis. Akan tetapi sebelumnya kita harus mempersiapkan alat dan bahan

yang akan digunakan dalam pembuatan chasis. Adapun alat dan bahan yang

akan digunakan adalah :

a. Alat

- Mesin las listrik

- Kaca mata las listrik

- Gerinda potong

- Gerinda tangan

- Mesin bor bangku

- Mesin bor tangan

- 1 set mata bor

- Resibon potong

- Resibon gerinda

commit to user

- Mistar siku

- Meteran 13 m

- 1 set kunci pas

- 1 set kunci ring

- Kunci roda

- Obeng

- Tang

- Palu

- Penitik

- Katrol 5 ton

- Dudukan katrol

- Kompresor

- 2 Buah Dongkrak

- Preasur gauge

- Sikat baja

- Kuas

- Isolasi

- Semprot cat

b. Bahan

- Besi profil 12

- Besi profil 10

- Plat besi dengan tebal 1.5 cm

- Plat besi dengan tebal 3 mm

- Pipa besi diameter 8 cm

- Pipa besi diameter 5 cm

- Elektroda las listrik 3.2 mm

- Ampelas

- Cat hitam dan biru

- Thiner

commit to user

[image:68.595.117.525.106.748.2]

4.3 Gambar Rancangan Chasis

Gambar 4.1 Chasis

4.4 Pembuatan Chasis pada Tumpuan Engine Mounting

a. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 33 cm sebanyak 2 potong,

kemudian salah satu ujungnya dipotong membentuk sudut 450.

b. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 25 cm sebanyak 2 potong,

kemudian kedua ujungnya dipotong sejajar membentuk sudut 450.

c. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 48 cm sebanyak 1 potong,

kemudian kedua ujungnya dipotong membentuk sudut 450.

d. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 20,5 cm sebanyak 2

potong, kemudian salah satu ujungnya dipotong membentuk sudut

450.

e. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 15,5 cm sebanyak 2

potong, kemudian kedua ujungnya dipotong sejajar membentuk sudut

450.

f. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 71 cm sebanyak 1 potong,

commit to user

[image:69.595.151.507.110.544.2]

g. Mengelas material yang telah dipotong seperti gambar dibawah.

Gambar 4.2 Tumpuan engine mounting

h. Memotong besi profil U 12 dengan panjang 15 cm sebanyak 4 potong,

kemudian mengebor untuk tumpuan baut engine mounting.

i. Mengelas tumpuan engine mounting dengan chasis.

Gambar 4.3 Rangka engine stand

j. Memotong pipa besi diameter 3 cm dengan panjang 7 cm sebanyak 2

potong.

k. Mengelas pipa yang telah dipotong pada bagian bawah chasis sebagai

commit to user

[image:70.595.142.508.108.487.2]

Penggantung pegas

Gambar 4.4 Penggantung pegas belakang

l. Memotong besi profil U 12 pada chasis bawah sebagai dudukan pegas

depan.

Dudukan pegas

Gambar 4.5 Dudukan pegas daun bagian depan

m. Membuat stoper dengan bahan profil U8 dengan panjang 10 cm,

selanjutnya menutup kedua ujungnya dengan plat setebal 3 mm yang

disambung menggunakan las, sebelumnya plat penutup tersebut sudah

dilubangi dengan ukuran 10 mm sebagai lubang baut yang nantinya

akan dibautkan ke chasis dan yang satunya dibaut dengan karet ban

bekas.

Stoper

[image:70.595.230.413.580.698.2]

commit to user

[image:71.595.127.514.152.492.2]

n. Merakit pegas daun dan memasang pegas daun pada chasis bawah.

Gambar 4.7 Dudukan shock absorber

o. Memasang differential beserta roda pada pegas daun yang telah terpasang

pada chasis bawah.

p. Memasang shock absorber pada differential dan chasis.

4.5 Pembuatan Roda Depan serta Suspensi

a. Memotong besi ketebalan 1,5 cm dengan panjang 45 cm sebanyak 2

potong kedua ujungnya dibentuk tirus.

b. Mengebor plat dengan ketebalan 1.5 cm dengan lubang berdiameter 25

mm untuk poros roda dan diameter 10 mm, untuk lubang yang

berdiameter 10 kita tap, karena digunakan sebagai lubang baut poros,

kita gunakan tap ukuran M12 x 2.

a

b

Gambar 4.8 Lengan ayun roda depan

c. Memotong pipa besi diameter 7 cm dengan panjang 17,5 cm serta

memasangkan bearing pada kedua ujung pipa besi tersebut setelah itu

[image:71.595.198.431.535.665.2]

commit to user

c

Gambar 4.9 Steering flexibel

d. Memotong pipa besi ukuran 6 cm dengan panjang 16 cm sebanyak 1

potong. Lalu memasangkan keporos roda dengan las listrik, setelah selesai

memasangkan bearing pada kedua ujung pipa tersebut.

e. Memotong besi tebal 3mm dengan panjang 10 cm sebanyak 3 potong,

kemudian mengelas antara velg dengan rumah poros roda depan.

e

[image:72.595.131.513.95.564.2]

d

Gambar 4.10 Velg roda depan

f. Memotong besi profil U (4cm x 6,5cm) dengan panjang 24 cm kemudian

kedua ujungnya dilas dengan plat tebal 1,5 cm dengan panjang 14 cm

commit to user

[image:73.595.131.436.112.520.2]

f

Gambar 4.11 Batang penghubung lengan ayun

g. Memotong besi poros dengan panjang 27 cm untuk poros.

g

Gambar 4.12 Dudukan shock absober

h. Memotong besi poros dengan panjang 27,5 cm untuk poros roda.

h

[image:73.595.180.425.574.724.2]

commit to user

i. Memotong besi diameter 2 cm dengan panjang 51 cm lalu membengkokan

membentuk trapesium.

j. Memotong plat besi tebal 3 mm dengan panjang 14 cm sebanyak 2 potong

lalu mengebor plat tersebut dengan diameter 19 mm, setelah itu

membengkokan dan mengelas untuk dudukan.

k. Memotong plat besi tebal 3 mm dengan panjang 14 cm sebanyak 2 potong

lalu mengebor plat tersebut dengan diameter 14 mm, setelah itu

membebengkokan membentuk siku. Digunakan untuk tempat dudukan

shock absorber.

i

j

[image:74.595.251.449.560.717.2]

k

Gambar 4.14 Dudukan bawah shock absober

l. Melubangi pipa menggunakan bor dan menambahkan mur sebagai lubang

baut pengunci poros.

l

commit to user

4.6 Pemasangan Mesin Diesel Komatsu Series 114

a. Memasang dudukan katrol beserta katrol yang dapat menahan berat 5 ton.

b. Memasang seling pada mesin diesel KOMATSU series 114 dan

menggantung mesin tersebut.

c. Melepas tumpuanengine stand mesin terdahulu.

d. Memasang tumpuanmounting beserta mounting pada mesin yang telah

tersedia.

e. Mengatrol mesin tersebut dengan tinggi hingga engine stand yang baru

dibuat bisa masuk.

f. Menurunkan katrol hingga mesin menumpang engine stand.

g. Memasang mesin terhadap engine standdengan baut dan mur.

h. Mencoba mesin dengan engine standtanpa mengunakan katrol, setelah

[image:75.595.110.547.135.595.2]

dirasa aman melepas katrol beserta perlengkapannya.

commit to user

[image:76.595.132.454.152.759.2]

4.7 Laporan Keuangan Pembuatan Engine Stand

Table 4.1 Biaya pembuatan stand

No Jenis Pemakaina Harga (Rp) Jumlah (Rp)

1 Meteran 13.000 13.000

2 Engine mounting (4 buah) 100.000 400.000

3 Profil U 12 (23 Kg) 161.000 161.000

4 Pegas spiral 70.000 70.000

5 Shock absober depan 80.000 80.000

6 Shock absober belakang 80.000 80.000

7 Ban dan velg R10 70.000 70.000

8 Resibon cut 5.000 5.000

9 Resibon gerinda 5.500 5.500

10 Karet pegas besar 20.000 20.000

11 Karet pegaskecil 20.000 20.000

12 Sabun (2 buah) 9.000 9.000

13 Amplas (2 buah) 4.000 8.000

14 1 Set pegas daun 450.000 450.000

15 Gardan 1set dan Velg 1.550.000 1.550.000

16 Tukar ban luar R14 180.000 180.000

17 Cat hitam 42.000 42.000

18 Cat biru 42.000 42.000

19 Thiner 42.000 42.000

20 Isolasi 4.500 4.500

21 Epoxy 21.000 21.000

22 Pylox hitam 19.000 19.000

23 Bor M10 60.000 60.000

24 Baut inti 10.000 10.000

25 Begel pegas (4 buah) 30.000 120.000

26 Pegas daun (11Kg) 10.000 110.000

commit to user

28 Baut baja M17 (8 buah) 2.000 16.000

29 Baut M 14 (10 buah) 10.000 10.000

30 Resibon amplas 10.000 10.000

31 Resibon sikat 15.000 15.000

32 Isolasi kertas 9.000 9.000

33 Baut Roda 12.000 12.000

34 Resibon gerinda 7.000 7.000

35 Elektroda 3.2 mm (1pack) 60.000 60.000

36 Besi pipa d 8cm 32.000 32.000

37 Besi pipa d 5cm 18.000 18.000

38 Bearing poros atas (2buah) 60.000 120.000

39 Bearing poros (2buah) 40.000 80.000

40 Besi plat tebal 3 mm 15.000 15.000

41 Besi plat tebal 1.5 cm 50.000 50.000

42 _Poros 80.000 80.000

43 _{Besi batangan} 15.000 15.000

commit to user

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah menyelesaikan proses Proyek Akhir “Pembuatan Engine

Stand Mesin Diesel KOMATSU Series 114” beserta laporanya penulis

dapa