LAPORAN TUGAS AKHIR DESAIN DAN ANALISA RANGKA PADA MOBIL GOLF LISTRIK

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

DESAIN DAN ANALISA RANGKA PADA MOBIL GOLF LISTRIK

Diajukan sebagai salah syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Oleh:

YUSUF HAYU CAHYONO NIM I8614041

PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2018

(2)

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

iv

KATA PENGANTAR

Pertama puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga diberikan kemudahan dalam menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya.

Laporan tugas akhir ini ditulis untuk memenuhi salah satu persyaratan akademik di Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Selesainya laporan ini, tidak lepas dari bantuan beberapa pihak. Oleh karena itu, ucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku Ketua Program Diploma Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Sebelas Maret.

2. Bapak Raymundus Lullus Lambang G. H., S.T., M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir.

3. Bapak Dr. Miftahul Anwar S.Si., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir.

4. Bapak Sukmaji Indro Cahyono, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II Tugas Akhir.

5. Kedua orang tua dan keluarga yang selalu member dorongan motivasi serta doa.

6. Teman-teman yang membantu dalam penyusunan laporan tugas akhir.

Apabila dalam penyusunan laporan ini masih ada kesalahan, kami mohon maaf atas kekurangan dan membuka diri terhadap saran dan kritik yang bersifat membangun demi kebaikan selanjutnya.

Surakarta, 15 Januari 2018

(3)

Scanned by CamScanner

(4)

Scanned by CamScanner

(5)

v

DESAIN DAN ANALISA RANGKA PADA MOBIL GOLF LISTRIK

Yusuf Hayu Cahyono

ABSTRAK

Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang bangun propotipe sebuah mobil golf listrik. Laporan ini dikhususkan pada analisa rangka. Proses pengerjaan rangka diawali dengan pembuatan desain, memotong bahan, pengelasan, analisa rangka meliputi menghitung beban total. Tujuan dari analisa rangka ini adalah menghitung batang paling kritis pada rangka utama mobil golf. Tipe rangka yang dibuat menggunakan rangka mobil tipe tangga yang dipilih karena lebih mudah dibuat, serta memiliki desain yang sederhana dan memiliki berat yang lebih ringan dibandingkan rangka mobil pada umumnya. Bahan yang digunakan dalam pembuatan rangka ini adalah besi hollow AISI 1045 yang mempunyai tegangan ijin sebesar 530 N/mm² dengan tegangan maksimal pada batang kritis sebesar 130,5 N/mm². Proses penyambungan komponen menggunakan las listrik dengan Elektroda E 6013 yang mempunyai teganan ijin 530 N/mm² dengan tegangan maksimal hasil las sebesar 129,245 N/mm². Hasil perhitungan rangka dinyatakan aman karena tidak melebihi tegangan ijin, Dan memiliki faktor keamanan sebesar 4,06.

Kata kunci: Mobil Golf Listrik, rangka tangga

(6)

v

DESIGN AND ANALYSIS OF FRAMEWORK ON ELECTRICAL GOLF CAR

Yusuf Hayu Cahyono

ABSTRACT

This final project aims to design a prototype of an electric golf car. The analysis in this report, is focused on the frame work. Was begun with design, cutting materials welding and frame analysis is calculated the most critical rod on the main frame of a golf cart. Type of frame made using a ladder type car frame, that it is chosen because the ladder weight than the frame work of the general car. The material used in the manufacture of this frame work was a hollow iron 40 x 60 mm AISI 1045, which has a permit voltage of 530 N/mm² and maximum voltage on the critical bar of 130.5 N/mm². The process of manufacturing components using electric welding with Electrode E 6013 which has a 530 N/mm². The calculation result of frame work, safety facebar analysis was safe, because it under permit stress load of it 4,06 safety of factor.

Keywords : electric golf cart, ladder frame

(7)

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... v

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR...viii

DAFTAR TABEL ... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakangMasalah ... 1

1.2 RumusanMasalah ... 2

1.3 BatasanMasalah ... 2

1.4 TujuanTugasAkhir ... 2

1.5 ManfaatTugasAkhir ... 2

1.6 Sistematika Laporan ... 2

BAB II DASAR TEORI 2.1 Perencanaan dan Gambar teknik ... 3

2.2 Standar Nilai Keamanan Industri Pada Rancangan ... 3

2.3 Rangka Chasis Kendaraan... 4

2.4 Dimensi Mobil Untuk 2 Penumpang... 6

2.5 Tipe Konstruksi Bentuk-Bentuk Rangka ... 6

2.5.1 Rangka Tangga ... 6

2.5.2 Rangka Cruciform... 6

2.5.3 Rangka Perimeter ... 6

2.5.4 Rangka Sebagian ... 7

2.5.5 Rangka dan Bodi Yang Menyatu (Tipe Integral) ... 7

2.6 Analisa Kekuatan Material... 7

2.6.1 Tegangan Normal (Normal Stress) ... 7

2.7 Statika ... 10

2.7.1 Gaya Luar ... 10

2.7.2 Gaya Dalam ... 12

2.8 Diagram Gaya ... 13

(8)

vii

2.9 Momen Inersia ... 14

2.10 Tegangan Lentur ... 14

2.11 Faktor Keamanan ... 14

2.12 Pengelasan ... 14

2.12.1 Macam Las Listrik ... 15

2.12.2 Sambungan las ... 18

2.12.3 Besar Arus Listrik ... 22

2.12.4 Kekuatan Las ... 23

BAB III. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1.Perencanaan Rangka Mobil golf listrik ... 25

3.2.Flowchart Pembuatan Rangka mobil golf listrik ... 26

3.3.Dasar Pemilihan Rangka Mobil golf listrik ... 27

3.4.Perencanaan Mobil golf listrik ... 27

3.5.Skema Peralatan ... 29

3.6.Daya dan Transmisi... 30

3.6.1 Daya Motor dan Pengendara ... 30

3.6.2 Perencanaan Daya Mobil Golf... 31

3.6.3 Perencanaan Sistem Transmisi ... 36

3.6.4 Menghitung Beban Total pada Rantai ( Mesin) ... 37

3.7 Perhitungan dan Simulasi Rangk ... 40

3.7.1 Perhitungan Rangka ... 41

3.7.2 Simulasi Rangka Menggunakan Program Solidwork ... 46

BAB IV. PROSES PEMBUATAN DAN PEBUATAN RANGKA MOBIL GOLF LISTRIK 4.1 Komponen ... 49

4.2 Alatdanbahan ... 52

4.2.1 Alat ... 52

4.2.2 Bahan ... 53

4.3 Pembuatan Rangka ... 53

4.3.1 Pengukuran dan Pemotongan Bahan ... 53

4.3.2 Pembentukan Bahan ... 53

(9)

viii

4.3.3 Pengelasan Rangka...56

4.4 Perakitan dan Perawatan...59

4.4.1 Proses Perakitan mobil golf listrik...59

4.4.2 Perawatan mobil golf listrik...60

BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan...62

5.2 Saran ... 62

DAFTAR PUSTAKA ... 63

LAMPIRAN ... 63

(10)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Batang prismatik yang dibebani gaya aksial ... 8

Gambar 2.2 Gaya Tarik Aksial ... 8

Gambar 2.3 Gaya Tekan Aksial ... 9

Gambar 2.4 Batang Mengalami Tegangan Geser ... 9

Gambar 2.5 Tumpuan Sendi ... 11

Gambar 2.6 Tumpuan Rol ... 11

Gambar 2.7 Tumpuan Jepit ... 12

Gambar 2.8 Reaksi Gaya Dalam pada Rangka ... 12

Gambar 2.9 Tanda Untuk Gaya Normal ... 13

Gambar 2.10 Tanda Untuk Gaya Lintang ... 13

Gambar 2.11 Tanda Untuk Momen Lentur ... 13

Gambar 2.12 Prinsip Las Listrik ... 15

Gambar 2.13 Las Listrik Elektroda Karbon ... 15

Gambar 2.14 Pemindahan Cairan Logam dari Elektroda ke Base Metal ... 16

Gambar 2.15 Las TIG ... 17

Gambar2.16 Las MIG ... 17

Gambar 2.17 Sambungan Las Tipe Butt Joint ... 18

Gambar 2.18 Sambungan Las Tipe Lap Joint ... 18

Gambar 2.19 Sambungan Las Tipe Edge Joint ... 18

Gambar 2.20 Sambungan Las Tipe T-Joint...19

Gambar 2.21 Sambungan Las Tipe Corner Joint...19

Gambar 2.22 Simbol Standar Las ... 21

Gambar 2.23 Skema Pengelasan Fillet... 23

Gambar 2.24 Skema Pengelasan ... 23

Gambar 2.25 Skema Bending Moment ... 23

Gambar 3.1 Desain mobil golf listrik ... 25

Gambar 3.2 Flowchart Pembuatan Rangka mobil golf listrik ... 26

Gambar 3.3 Bagian rangka utama ... 27

Gambar 3.4 3D Rangka Mobil golf listrik ... 28

Gambar 3.5 Skema Mobil golf listrik ... 29

(11)

ix

Gambar 3.6 Mesin mobil golf listrik ... 30

Gambar 3.7 Gaya saat mobil pada bidang miring ... 31

Gambar 3.8 Koefisien rolling resistance ... 32

Gambar 3.9 Skema Pembebanan... 40

Gambar 3.10 Diagram Benda Bebas Pada Batang Krtis ... 41

Gambar 3.11 Diagram NFD, SFD, dan BMD ... 42

Gambar 3.12 Potongan Melintang Batang Kritis ... 43

Gambar 3.13 Skema Pembebanan pada Batang Kritis yang dilas...44

Gambar 3.14 Hasil Simulasi Mises Stress...46

Gambar 3.15 Hasil Simulasi Displacement...47

Gambar 3.15 Hasil Simulasi Equivalent strain...47

Gambar 3.16 Hasil Simulasi factor of safety ... 48

Gambar 4.1 Rangka utama bagian bawah ... 49

Gambar 4.2 rangka dudukan poros roda belakang ... 50

Gambar 4.3 Rangka pijakan kaki samping ... 50

Gambar 4.4 Rangka dudukan suspensi ... 51

Gambar 4.5 Rangka bagian atas ... 51

Gambar 4.6 pengelasan Rangka Bawah ... 54

Gambar 4.7 Pengelasan rangka bagian depan sebagai tempat dudukan suspensi depan ... 54

Gambar 4.8 Pengerolan Pipa Rangka Bagian Atas. ... 55

Gambar 4.9 Pengeboran rangka bagian tengah. ... 55

Gambar 4.10 Pengerolan Pipa Rangka Depan Bagian Atas ... 56

Gambar 4.11 Pengerolan Pipa Sebagai penguat dudukan suspensi ... 56

Gambar 4.12 Pengelasan Rangka Belakang Bagian Bawah ... 57

Gambar 4.13 Pengelasan Rangka Belakang Bagian Atas ... 57

Gambar 4.14 Pengelasan Rangka Depan dudukan shok breaker ... 58

Gambar 4.15 Pengecatan dan pengamplasan Rangka ... 58

(12)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Simbol Dasar Las ... 19

Tabel 2.2 Simbol Tambahan Las ... 20

Tabel 2.3 Klasifikasi Elektroda ... 21

Tabel 3.1 Spesifikasi mesin ... 30

Tabel 3.2 Rolling resistance coefficient ... 33

Tabel 4.1 Total Biaya Produksi Mobil Golf Listrik ... 50