ANALISIS PENGUJIAN MATERIAL BESI HOLLOW DAN BOARD DESK RANGKA BIKE LIFT DENGAN PENGUJIAN TEKAN DAN PENGUJIAN TARIK

(1)

ANALISIS PENGUJIAN MATERIAL BESI HOLLOW DAN BOARD DESK RANGKA BIKE LIFT DENGAN PENGUJIAN TEKAN DAN PENGUJIAN

TARIK

Andri Setiawan¹, NurAidi Ariyanto², Syarifudin³ Email :[email protected]

D3 TeknikMesin.PoliteknikHarapanBersamaTegal. Jl. DewiSartika No. 71 Kota Tegal

ABSTRAK

Bike lift adalah salah satu alat penunjang yang digunakan dalam proses perbaikan kendaraan sepeda motor. Alat tersebut berfungsi untuk menaikan kendaraan sepeda motor dan sekaligus digunakan sebagai meja kerja Akan tetapi masih banyak pemilik bengkel umum yang belum memanfaatkan kegunaan bike lift. Selain belum banyak yang mengerti, kendala lain seperti instalasi yang cukup rumit dan harga bike lift yang mahal menjadi bahan pertimbangan. Peneliti akan mencoba membuat sebuah bike lift dengan harga yang terjangkau tetapi memiliki konstruksi yang kuat. Metode pengujian dengan menggunakan besi hollow ukuran 30 x 50 cm tebal 1,64 mm dengan pengujian tekan kemudian dicari perhitungan moment pada tiga posisi yang berbeda.

Penggunaan besi hollow dengan ukuran 30 x 50 cm tebal 1,64 mm mampu untuk mengangkat beban sebesar 170 kg dengan baik.

Kata kunci : Bike Lift, Moment, Besi Hollow A. Pendahuluan

Teknologi memiliki peranan penting dalam bidang kehidupan manusia. Salah satunya adalah bidang peralatan penunjang perbaikan kendaraan. Di era globalisasi ini, berbagai macam terobosan teknologi dan inovasi-inovasi dibidang peralatan penunjang perbaikan kendaraan seperti bike lift dan sebagainnya terus dilakukan oleh pabrikan alat-alat seperti Krisbow, Dewalt, Tekiro dan masih banyak lagi. Bike lift adalah salah satu alat penunjang yang digunakan dalam proses perbaikan kendaraan sepeda motor. Alat tersebut berfungsi untuk menaikan kendaraan sepeda motor dan sekaligus digunakan sebagai meja kerja (Zevy, 2008).

Kekuatan rangka bike lift yang baik yaitu mampu menahan beban keseluruhan rangka bagian atas beserta kendaraan dengan dengan baik tanpa adanya perubahan bentuk seperti bengkok dan bahkan mengalami patah karena rangaka bike lift tidak mampu menahan beban yang diterima. Selain itur angka bike lift harus mampu menahan beban bervariasi dari beban yang ringan sampai beban yang berat saat penggunaan bike lift itu sendiri seperti pada saat awal naik

sampai posisi bike lift tertinggi dengan beban yang bervariasi. Oleh sebab itu rangka bike lift harus memiliki konstruksi yang kuat dan penggunaan bahan material yang tepat untuk digunakan sebagai rangka bike bilft.

B. LandasanTeori

2.1 PengertianKekerasan

Dieter, 1987. Pada umumnya, kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi dan merupakan ukuran ketahanan logam terhadap deformasi plastis atau deformasi permanen. Untuk orang-orang yang berkecimpung dalam mekanika pengujian bahan, banyak yang mengartikan kekerasan sebagai ukuran ketahanan terhadap beban dan lekukan.

2.2 Pengujian Material 2.2.1 PengujianTekan

Pengujian tekan adalah salah satu pengujian mekanik tergolong pada jenis pengujian merusak karena spesimen / material yang diuji tidak dapat digunakan kembali.

1. Metode pengujian tekan Pengujian tekan statik

(2)

Pada umumnya kekuatan tekan lebih tinggi dari kekuatan tarik sehingga pada perencanaan cukup untuk menggunakan kekuatan tarik. Apabila suatu komponen hanya menerima beban tekan saja dan dirancang berdasarkan kekuatan tarik saja akan menghasilkan dimensi yang berlebihan.

Jadi dalam hal tersebut pengujian tekan masih diperlukan.

Gambar 2.1. Pengujian tekanstatik (Sumber : Tata Surdia dan Shinroku Saito,

1999) P =

Keterangan : P :Tekanan ( Pascal ) F : Gaya ( N )

A :Luas Penampang ( m )

Mencari nilai beban ( F ) adalah beban keseluruhan x grafitasi selanjutnya mencari niai dari setiap Fadan Fc dengan rumus :

1. Fa = F x BC AC 2. Fc = F x AB AC

Setelah nilai dari Fadan Fc diketahui langkah selanjutnya adalah dengan mencari nilai moment dengan rumus :

MD = Fa x AC + Fc x AC Keterangan :

MD = Kekuatan moment bahan yang akan digunakan.

Fa = Beban yang terjadi dititik a AC = Panjang bahan

Fc = Beban yang terjadi dititik c

Kemudian adalah menghitung nilai dari moment benda yang telah dilakukan uji tekan dengan rumus :

1. MI = Fm x AB 4 Keterangan :

MI = Kekuatan moment bahan yang dilakukan uji tarik

Fm = Beban lengkung max AB = Panjang benda uji 2.2.2 PengujianTarik

Askeland, 1985. Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu.

Hasil yang di dapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.

Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada material. Dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan pembebanan uniaxial sehingga spesi menuji mengalami peregangan dan bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal-hal yang perlu diperhatikan agar penguijian menghasilkan nilai yang valid adalah bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain.

Salah satu hal yang bisa menyebabkan kegagalan pada elemen sebuah konstruksi mesin adalah beban yang bekerja pada elemen mesin besarnya melebihi kekuatan material. Kekuatan merupakan sifat yang dimiliki oleh setiap material. Kekuatan pada material dibagi menjadi dua bagian yaitu kekuatan tarik dan kekuatan mulur. Kekuatan material bisa diperoleh dari sebuah pengujian yang dikenal dengan nama uji tarik. Dari pengujian itu selain diperoleh specimen kerja yang putus karena proses penarikan, juga dihasilkan sebuah kurva uji tarik. Kurva ini merupakan gambaran dari proses pembebanan pada specimen kerja mulai dari awal penarikan hingga specimen kerja itu putus.

(3)

Gambar 2.2 Skema Alat Uji Tarik ( Sumber : Callister William, 1985 )

Gambar 2.3 Skema peralatan yang digunakan dalam uji tarik

( Sumber : Haris Budiman Universitas Majalengka, 2010 )

Dari gambar 2.2 dapat dilihat beberapa komponen utama yang terdapat pada mesin uji tarik. Komponen utama tersebut terdiri dari alat pencatat gaya(load cell), alat pencatat pertama material panjang spesimen (extensometer), batang penarik (movingcrosshead), dan spesimen.

Load cell digunakan untuk mencatat besarnya pembebanan (F) yang dialami oleh spesimen, sedangkan extensometer digunakan untuk mencatat besarnya pertama material panjang (ΔL) yang terjadi pada spesimen. Hubungan antara gaya (F) terhadap pertama material panjang (ΔL) inilah yang nantinya akan dikonversikan ke dalam kurva tegangan (σ) terhadap regangan teknik (e).

C. MetodePenelitian

3

.1 Diagram AlurPenelitian

Tidak

Ya

Gambar 3.1. Diagram AlurPenelitian 3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Pada saat melakukan pengujian ini, kami membutuhkan alat untuk membantu melakukan pengujian ini, diantaranya adalah mesin uji tekan dan mesin uji tarik.

Mulai

Studi Pustaka

Persiapan Alat dan Bahan

Pengujian Bahan

Selesai Analisis Hasil

Pengujian

Kesimpulan Dan Saran

Uji Tarik ( Board Desk ) Uji Tekan ( Hollow )

Pembahasan

Uji Tarik ( Board desk )

(4)

Gambar 3.2 Mesin Uji Tarik

Gambar 3.3 Mesin Uji Tekan 3.2.2 Bahan

Pada saat melakukan pengujian ini, kami membutuhkan bahan untuk diujikan agar kami mendapatkan data yang diinginkan yaitu besi hollow dan besi board desk.

Gambar 3.4 Besi Hollow

Gambar 3.5 Papan Board Desk 3.3 Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data dilakukan dengan cara mencari studi literature, yaitu mengumpulkan data-data dari internet, buku referensi, wawancara dan jurnal-jurnal yang relevan/terkait dengan topik penelitian.

1. Studi Pustaka

Penulis memperoleh data-data dari buku-buku atau jurnal, internet dan acuan atau literature yang penulis gunakan dalam melengkapi tugas akhir.

2. Observasi

Merupakan metode pengumpulan data dengan cara langsung dari objek penelitian guna mendapatkan data-data sebagai penunjang penelitian pada rangka bike lift.

3. Pengujian Bahan

Disini penulis melakukan pengujian (uji tarik) pada bahan rangka atau pin yang dipakai pada pembuatan bike lift. Hasil dari pengujian itu akan dipakai sebagai pembanding dari hasil analisis atau perhitungan dari pin tersebut.

3.4 Metode Analisa Data

Metode analisis data untuk mengetahui kekuatan rangka bike lift yaitu dengan cara melakukan pengujian tekan dan pengujian impact.

(5)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Beban Rangka Bike Lift

Beban yang akan ditahan oleh rangka bike lift adalah :

a. Beban rata-rata untuk satu kendaraan adalah 150 kg.

b. Beban untuk rangka bike lift bagian atas adalah 20 kg.

c. Berat bike lif dan kendaraan adalah 170 kg.

Beban ditahan oleh empat rangka (menggunakan rangka X bar) dengan bahan besi hollow. Beban tersebut merupakan beban terpusat.

F = beban keseluruhan x gravitasi

= 170 Kg x 9,8

= 1.666 N

Gambar 4.1 Gambaran Desain Rangka Bike Lift 2D

4.2 Beban Rangka Atas

Disini ada 3 (tiga) posisi rangka yang akan dihitung bebannya, yaitu posisi pertama posisi dimana bike lift paling rendah, posisi kedua bike lift naik sekitar 500 mm, dan posisi ketiga bike lift naik sekitar 800 mm.

1. Posisi Pertama

Selanjutnya akan dilakukan perhitungan beban pada titik berat rangka atas pada posisi pertama.

Diketahui :F = 1666 N

Gambar 4.2 Diagram Beban Rangka Atas Posisi 1

Selanjutnya adalah mencari beban yang terjadi pada Fa dan Fc jika diketahui beban F adalah 1666 N dan jarak antara titik seperti terlihat pada gambar diatas.

Diketahui : F = 1666 N = 170 Kg AB = 66 mm = 6,6 cm BC = 80mm = 8 cm AC = 146 mm = 14,6 cm Jadi beban yang terjadi di Fa dan Fc adalah sebagai berikut :

Fa = F x BC AC

= 170 x 8 = 93.2 Kg 14,6

Fc = F x AB AC

= 170 x 6,6 = 76,8 Kg 14,6

Selanjutnya adalah mencari moment pada titik D yang terdapat pada gambar dibawah ini :

80 mm

Fa Fc

146 mm 66 mm

mmjmm mmmm mmmm mmmm

80 mm

A B C

F

(6)

Ra Rc

Gambar 4.3 Moment Pada Titik D Posisi 1 Untuk Fa = Ra dan Fc = Rc

Jadi untuk MD :

MD = Fa x AC + Fc x AC = 93,2 x 14,6 + 78,8 x 14,6 = 1.360,7 + 1.150,5 = 2.511,2 Kg.cm = 25,112 Kg.m

Jadi untuk MD pada tiap sisi kanan dan kiri adalah

= 25,112 Kg.m 2 = 12,56 Kg.m 2. Posisi Kedua

Selanjutnya akan dilakukan perhitungan beban pada titik berat rangka atas pada posisi kedua.

Gambar 4.4 Diagram Beban Rangka Atas Posisi 2

Selanjutnya adalah mencari beban yang terjadi pada Ra dan Rc jika diketahui beban F adalah 1666 N dan jarak antara titik seperti terlihat pada gambar diatas.

Diketahui : F = 1666 N = 170 Kg

AB = 60 mm = 6 cm BC = 80 mm = 8 cm AC = 140 mm = 14 cm Jadi beban yang terjadi di Fa dan Fc adalah sebagai berikut :

Fa = F x BC AC

= 170 x 8 = 97,14 Kg 14

Fc = F x AB AC

= 170 x 6 = 72,85 Kg 14

Ra Rc

Jadi untuk MD :

MD = Fa x AC + Fc x AC = 97,14 x 14 + 72,85 x 14

= 1.359,9 + 1.019,9

= 2.379,8 Kg.cm

= 23,798 Kg.m

= 23,798 Kg.m 2

= 11,899 Kg.m

Fa Fc

140 mm 60 mm

mmjmm mmmm mmmm mmmm

80 mm

A B C

F

Fc

Fa B

Fc

Fa B

(7)

3. Posisi Ketiga

Selanjutnya akan dilakukan perhitungan beban pada titik berat rangka atas pada posisi ketiga.

Gambar 4.6 Diagram Beban Rangka Atas Posisi 3S

Selanjutnya adalah mencari beban yang terjadi pada Ra dan Rc jika diketahui beban F adalah 1666 N dan jarak antara titik seperti terlihat pada gambar diatas.

Diketahui : F = 1666 N = 170 Kg AB = 48 mm = 4,8 Cm BC = 80 mm = 8 Cm AC = 128 mm = 12,8 cm

Jadi beban yang terjadi di Fa dan Fc adalah sebagai berikut :

Fa = F x BC AC

= 170 x 8 = 106,25 Kg 12,8

Fc = F x AB AC

= 170 x 4,8= 63,75 Kg 12,8

Ra Rc

Jadi untuk MD :

MD = Fa x AC + Fc x AC

= 106,25 x 12,8 + 63,75 x 12,8 = 1.360 + 816

= 2.176 Kg.cm = 21,76 Kg.m

= 21,76 Kg.m 2 = 10,88Kg.m

4.3 Hasil Uji Bahan

Tabel 4.1 Hasil uji lengkung atau tekan besi hollow (UPTD Laboratorium Perindustrian Komplek LIK Takaru Kabupaten Tegal, 2018)

No. Kode Sampel

Parameter

Uji Satuan Hasil Uji

1. 58

Beban Lengkung Maksimum

Kgf 35,44

Kuat Lengkung

Kgf

84,83

Tebal x

Lebar Mm 1,64

x25,47

Fa Fc

140 mm 60 mm

mmjmm mmmm mmmm mmmm

80 mm

A B C

F

Fc

Fa B

(8)

Dari data hasil pengujian besi hollow selanjutnya adalah mencari moment c pada besi hollow yang telah diuji sebagai berikut :

Beban Lengkung 35,44 kgf

A

30 cm B

Gambar 4.8 Spesimen Besi Hollow

Diketahui :

F Lengkung ( Fm ) = 35,44 kgf Panjang Benda Uji ( AB ) = 30 cm

Jadi Moment dititik C yang terjadi pada pengujian besi hollow adalah : Mc = Fm x AB

4 = 35,44 x 30 4 = 1.063,2 4

= 265,8 kgf.cm = 26,58 kgf.

Tabel 4.2 Hasil uji tarik papan board desk 2 mm (UPTD Laboratorium Perindustrian Komplek LIK Takaru Kabupaten Tegal, 2018)

Dari hasil pengujian tersebut penulis mengambil titik aman dari hasil pengujian bahan, yaitu dari hasil perhitungan moment dititik C dengan hasil 26,58 kgf.m pada besi hollow

.

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Hasil Pengujian Besi Hollow

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa untuk moment yang terjadi paling besar adalah pada posisi 1 dengan kekuatan Md sebesar 12,56 kg.m sedangkan besi hollow yang digunakan mampu menerima moment maximal (Mc) sebesar 26,58 kgf.m yang berarti besi hollow yang digunakan aman untuk menggangkat beban sebesar 170 kg dengan kekuatan momen sebesar 12,56 kg.m

0 5 10 15 20 25 30

1 2 3 Mc

Max Hasil Perhitungan Md Pada Posisi 1,2,3 dan Hasil

Pengujian Mc Max

No. Kode Sampel

Parameter

Uji Satuan Hasil Uji

1 194

Tebal x

lebar Mm 2,2 x

20,39 Panjang

awal mm 50

Beban tarik maksimal

kN 15,12

Kuat tarik N/mm² 337,18 Beban

luluh kN 12,56

Kuat luluh N/mm² 280,05 Panjang

ukur akhir mm 60,58

Regangan

total % 21,16

(9)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan moment pada tiga 3 (tiga) posisi rangka bike lift yang telah dihitung bebannya, yaitu posisi pertama posisi dimana bike lift paling rendah, posisi kedua bike lift naik sekitar 500 mm, dan posisi ketiga bike lift naik sekitar 800 mm, moment yang terjadi paling besar adalah pada posisi pertama yaitu posisi dengan kondisi bike liftpaling rendah dengan moment sebesar 12,56 kg.m dengan beban 170 kg dan hasil pengujian besi hollow beserta perhitungan moment maximal yang dapat ditahan besi hollow dengan ukuran 30 x 50 mm adalah sebesar 26,58 kgf.m dan untuk papan board desk diambil dari hasil pengujian tarik maximal dengan nilai 15,12 kn = 1.542 kg.

Maka dapat disimpulkan penggunaan bahan besi hollow dengan ukuran 30 x 50 mm aman digunakan untuk membuat rangka bike lift dengan kekuatan moment maximal sebesar 26,58 kgf.m dan untuk papan board desk dari kekuatan maximal 1.542 kg aman untuk mengangkat beban sebesar 170 kg.

5.2 Saran

Dari perhitungan analisis kekuatan rangka bike lift diatas, untuk besi hollow dengan ukuran 30 x 50 mm mampu menahan beban kendaraan sebesar 170 kg dan untuk penggunaan beban diatas 170 kg menggunakan besi hollow diatas ukuran 30 x 50 mm.

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, Ali. 2010. 'Uji Impak Charpy’.

Diakses dari

https://www.academia.edu/7341197/

BAB_I-II Pada tanggal 7 Februari 2018

Askeland., D. R., 1985, “The Science and Engineering of Material”, Alternate Edition, PWS Engineering, Boston, USA

Duta.2011.Patah getas patah ulet ductile to brittle tension. Diakses dari http://blog.ub.ac.id/dutak/2011/12/29/

patah-getas-patah-ulet-ductile-to- brittle-tension/ Pada tanggal 9 Maret 2018

Dieter, G. E. 1998.Mechanical Metallurg.New York : Mc Graw Hill Book co

Qolik, A. 1991 Pengujian Logam Malang : institute keguruan dan ilmu pendidikan malang.

Zaenuri, Muhib Ahmad.S.T, 2008, Kekuatan Bahan. Bangkalan Madura. Indonesia