PERANCANGAN RANGKA DAN ENGSEL PINTU MOBIL PICK UP PEDESAAN MULTIGUNA

PERANCANGAN RANGKA DAN ENGSEL PINTU MOBIL PICK UP

PEDESAAN MULTIGUNA

Oleh:

Subyakto Krisnu Hargo 21.08.100.135

Dosen Pembimbing:

Prof. Dr.Ing. Ir. I Made Londen B, M.eng

•Berlangsungnya kegiatan distribusi hasil-hasil sumber daya dari satu tempat ke tempat lain

LATAR BELAKANG

•Proses pembuatan mobil GEA yang ada masih dengan proses yang manual

•Beberapa dimensi pada rangka pintu yang dapat dirubah

RUMUSAN MASALAH

•Bagaimana perancangan rangka pintu mobil pick up pedesaan multiguna

•Jenis penghubung (engsel) apakah yang sesuai untuk rangka pintu

BATASAN MASALAH

•Perancangan hanya dilakukan pada bagian rangka dan engsel pintu untuk mobil GEA

•Perancangan proses pembuatan untuk rangka dan engsel pintu

•Jig dan Fixture tidak dibahas

•Pembuatan rangka dan engsel pintu tidak dilakukan

•Pembuatan rangka pintu menggunakan mesin hydraulic press WSF-300

•Pembuatan engsel pintu menggunakan mesin LVD , PP 25T x

1250

TINJAUAN PUSTAKA

Rangka pintu kabin

Rangka dan Engsel Pintu

Engsel pintu mobil

TINJAUAN PUSTAKA

Bending

METODE PENELITIAN

Selesai

Perumusan masalah dan penetapan tujuan Studi Literatur dan Lapangan

Desain lengkap rangka dan engsel pintu mobil

Perancangan proses pembuatan rangka dan engsel pintu mobil

Perancangan komponen rangka pintu mobil 1. Rangka pintu

2. Engsel pintu

Kesimpulan dan Saran

Ya Apakah rancangan memenuhi syarat?

Tidak Mulai

Studi Lapangan

Desain rangka pintu milik Alengga Desain rangka pintu milik GEA

StudiLapangan

Engsel pintu pada Suzuki Swift

Engsel pintu pada mobil GEA

Tahapan Perancangan

Pemilihan bahan yaitu HSLA (High Strength low Alloy)

Pemberian dimensi yang sesuai dengan kebutuhan Penyusunan daftar kebutuhan

Perhitungan kekuatan desain terhadap pembebanan yang diterima

Tahapan Perancangan Proses Pembuatan

Perhitungan gaya yang dibutuhkan untuk proses pembuatan

Perancangan punch dan dies untuk proses pembuatan

Penentuan proses pembuatan yang akan digunakan

Daftar Kebutuhan

A

B C

D

E F

G

Desain Frame

Engsel Pintu &

1

2

3 4

5 7 6

Pembagian

rangka pintu

Kekuatan Pin Pada Engsel Pintu

Gaya-gaya pada pin engsel pintu

bagian atas

Gaya-gaya pada pin engsel pintu bagian bawah

Tegangan Ijin Tegangan terbesar pada pin atas

Tegangan terbesar pada pin bawah 34.500.000𝑁/𝑚² 937.456,8𝑁/𝑚² 935.658,4 𝑁/𝑚²

Kekuatan Pin Pada Engsel Pintu

Hasil simulasi pada pin engsel atas

Hasil simulasi pada pin engsel bawah

Tegangan Ijin Tegangan terbesar pada pin atas

Tegangan terbesar pada pin bawah 34.500.000𝑁/𝑚² 3,1532𝑒7𝑁/𝑚² 3,4055𝑒7𝑁/𝑚²

Kekuatan Baut Pada Engsel Pintu

Baut engsel yang terpasang pada daun

pintu

Baut engsel yang terpasang pada rangka pintu

Tegangan Ijin Baut engsel yang terpasang pada daun pintu

Baut engsel yang terpasang pada rangka pintu 34.500.000𝑁/𝑚² 12.013.056,86 N/m² 17.970.483,7𝑁/𝑚²

Besar Gaya Pada Proses Pembentukan

Material Clearance allowance(a) (%)

Aluminum 6

Brass 3

Copper 3

Soft steel 3

Medium steel 3,5

Hard Steel 4

Bagian yang diproses Gaya total yang dibutuhkan (ton)

Bagian 1 0,89

Bagian 2 3,47

Bagian 3 4,05

Bagian 4 7,274

Bagian 5 7,14

Bagian 6 5,63

Bagian 7 8,8

Bagian moving arm engsel 0,069 Bagian fixed arm engsel 0,066

Perancangan Punch

Punch pada bagian yang diproses

Panjang punch (m)

Bagian 1 1.116927549

Bagian 2 1.145357697

Bagian 3 1.433508912

Bagian 4 1.917200176

Bagian 5 1.83311828

Bagian 6 0.847517479

Bagian 7 0.821036422

Bagian moving arm engsel 0.034171132m Bagian fixed arm engsel 0.042353089

Perancangan Punch

Tegangan

yang terjadi pada punch oleh proses

Tegangan pada punch

(ton/in^2)

Bagian 1 0,017 Bagian 2 0,224 Bagian 3 0,2166 Bagian 4 0,0545 Bagian 5 0,0557 Bagian 6 0,44 Bagian 7 1,7

Bagian moving arm

engsel

0,58

Bagian fixed arm engsel

0,043

Tegangan ijin Tegangan terbesar pada punch 825.000.000𝑁/𝑚² 161.340.000𝑁/𝑚²

Perancangan Dies

Tegangan yang

terjadi pada dies oleh proses

Tegangan pada Dies (N/m^2) Bagian 1 8.503.464,27 Bagian 2 9.514.848,3 Bagian 3 9.851.532,89 Bagian 4 93.760.719 Bagian 5 94.971.353,55 Bagian 6 14.229.462,4 Bagian 7 10.021.204,77 Bagian moving

arm engsel

1.402.806,053

Bagian fixed arm engsel

1.459.896,45

Tegangan ijin Tegangan terbesar pada dies 825.000.000𝑁/𝑚² 94.971.353,55

𝑁/𝑚²

Gambar Rangka dan Engsel Pintu

SEKIAN dan

Terima Kasih

ASM INTERNATIONAL (198)

David_Crolla_Automotive_Engineerin g_Powertrain,_Chassis_System_and_

Vehicle_Body__2009 (594)

[Geoff_Davies]_Materials_for_automobile_bodies (26)

Material Rangka dan engsel pintu

Material Punch-Dies

Material baut dan pin

Jenis baut

Jenis baut

Rangka pintu

Fixed arm

Moving Arm Pin engsel

Jenis baut

• Springback (ivana suchy 355)

• Springback (vukota boljanovic 83)

• Material (chapter 5)

• Material (ULSAB 21)

• Die (vukota boljanovic 132)

• Punch (vukota boljanovic 138)

• Analisa gaya pada baut 1 dan 4

Gaya berat pintu (F) = 100 kg x 9,81 m/s²

Jarak perpindahan gaya (e) = 514,404 mm = 0.514 m Jarak pusat susunan dengan baut 1 dan 4 (dj₁₄) = 0,22 m Radius baut (d) = 0.004m

F_horizontal = 𝐹 . 𝑒 . 𝑑𝑗 𝑑𝑘²

𝑛𝑘=1 =100 𝑘𝑔 .9,81 𝑚𝑠² . 0,514 𝑚 . 0,22 𝑚 0,22²: 0,22²: 0,131²: 0,131²

= 0,0968:0,0343^11,082 = ^11,082_0,131 = 846,805 N 𝜎 = ^𝐹_𝐴 = ^F

𝜋𝑟² = ^{846,805 N}

𝜋.(0,004𝑚𝑚)² = 16.846.650,2𝑁/𝑚² F_vertikal = ^𝐹₄ = 100 𝑘𝑔 .9,81 𝑚𝑠²

4 = 245,25 N

τ = ^𝐹_𝐴 = _𝜋𝑟^F₂ = _{𝜋. 0,004𝑚𝑚}^{245,25 N} ₂ = 4.879.093,7 𝑁/𝑚² 𝜏_{𝑚𝑎𝑘𝑠} = ^𝜎₂ ± ^𝜎₂ ² + 𝜏²

= 16.846.650,2𝑁/𝑚²

2 ± 16.846.650,2𝑁/𝑚²

2

2

+ (4.879.093,7𝑁/𝑚²)²

= 8.423.325,1𝑁/𝑚² ± 9.734.369,74𝑁/𝑚² = 18.157.694,84𝑁/𝑚²

• Analisa gaya pada baut 5 dan 8

Gaya berat pintu (F) = 100 kg x 9,81 m/s² = 981N Jarak perpindahan gaya (e) = 0,586 m

Jarak pusat dengan baut (dj₅₈) = 0,195 m Radius baut (r) = 0.004m

F_horizontal = 𝐹 . 𝑒 . 𝑑𝑗 𝑑𝑘²

𝑛𝑘=1 =100 𝑘𝑔 .9,81 𝑚𝑠² . 0,586 𝑚 . 0,195 𝑚 0,155²: 0,155²: 0,195²: 0,195²

= 903,295 N

𝜎_horizontal = ^𝐹_𝐴 = _𝜋𝑟^F₂ = 𝜋.(0,004𝑚𝑚)^{855,717 N 2} = 17.970.483,04𝑁/𝑚² F _vertikal = ^𝐹₄ = 100 𝑘𝑔 .9,81 𝑚𝑠²

4 = 245,25 N

𝜎_vertikal = ^𝐹_𝐴 = _𝜋𝑟^F₂ = 𝜋.(0,004𝑚𝑚)^{245,25 N 2} = 4.879.093,7𝑁/𝑚²

𝜎

_{𝑚𝑎𝑘𝑠}

= 𝜎

_{𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑘𝑎𝑙}²

+ 𝜎

_{ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙}²

= 17.970.483,04𝑁/𝑚

^{2 2}

+ 4.879.093,7𝑁/𝑚

^{2 2}

= 17.970.483,7𝑁/𝑚

²

• Proses bending rangka pintu mobil bagian 1

N_1&3 = 36 – 2 = 34 mm N₂ = 70 – 4 = 66 mm

N_4&5 = 42,39 – 2 = 40,39mm a_1-5 = 1,5708 (K . t + r)

= 1,5708 ¹₃ .1 + 1 = 2,0944 mm c = 0,035 mm

W = 70 + c . 2 = 70,07 mm = 2,759 in K = 2,67

L = 506,095 mm = 19,924 in S = 410 MPa = 29,73 ton/in² t = 1 mm = 0,00155 in

F = 𝐾 . 𝐿 . 𝑆 . 𝑡²

𝑊 = 2,67 . 19,924 𝑖𝑛 . 29,73^𝑡𝑜𝑛

𝑖𝑛2 .0,00155 𝑖𝑛²

2,758 𝑖𝑛 = 0,89 ton

F_total = 0.89 ton

Panjang maksimum punch dalam proses bending rangka pintu mobil bagian 1

• l = 506,1mm

• w = 67,93mm

• ts = 1mm

• UTS = 1,99x10⁹ N/m²

• E = 2,1x10¹¹ N/m²

• l_max = ^{2 𝑙:𝑤}_{8 𝑡}^{𝐸. 𝑙:𝑤}

𝑠 . 𝑈𝑇𝑆) =

2 0,5061:0,06793 8

2,1 .10¹¹. 0,5061:0,06793

0,001 . 1,99x10⁹ =1.116927549m

Tegangan pada punch dalam proses bending rangka pintu mobil bagian 1

• A = (70 – 2 . 1 – 2 . 0,035) mm . 506,1 mm = 34379,373 mm² = 53,3 in²

• F_total = 0,89 ton

• 𝜏_proses = ^{0,89 𝑡𝑜𝑛}_{53,3 𝑖𝑛2}= 0,017 ^𝑡𝑜𝑛_𝑖𝑛2

Dies pada proses bending rangka pintu mobil bagian 1

• 𝐻 = 10 + 5 . 1 + 0,7 70,07 + 506,075 𝑚𝑚 = 31,8𝑚𝑚

• 𝑒 =

¹⁰₁₂

+ 0,8 . 31,8 = 26,67𝑚𝑚

• 𝐴 = 70,07𝑚𝑚 + 2 . 26,67𝑚𝑚 = 123,41𝑚𝑚

• 𝐵 = 506,075𝑚𝑚 + 2 . 26,67𝑚𝑚 = 559,415𝑚𝑚

• F = 890kgf = 8.727,9 N

• 𝜎

𝑠

= 0,75

_{𝐵;𝑏 𝐻}^𝐹𝑙 ₂

= 0,75

8.727,9 N .0,07007𝑚

0,559415;0,506075 𝑚 0,0318𝑚 ²

• = 8.503.464,27𝑁/𝑚

²