PERANCANGAN DONGKRAK ULIR ELEKTRIK DAYA ANGKAT 1 TON.

(1)

PERANCANGAN DONGKRAK ULIR ELEKTRIK

DAYA ANGKAT 1 TON

TUGAS AKHIR

Disusun sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya

Disusun oleh

ARDIANSYAH FITRA NIM : 5113220004

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2015

(2)

(3)

(4)

i ABSTRAK

Ardiansyah Fitra : Perancangan dongkrak Ulir Elektrik Daya angkat 1 Ton. Tugas Akhir. Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan. 2015

Dongkrak ulir mekanis merupakan suatu alat angkat yang digunakan oleh pengemudi mobil saat terjadi kerusakan, terutama pada saat roda kendaraan bocor atau kempes. dongkrak ulir mekanis menggunakan mekanisme drat seperti baut untuk meninggikan titik penampang dalam proses pendongkrakkannya. Karena bentuk dan desainnya, maka tidak semua orang dapat dengan mudah mengunakan dongkrak ini terutama kaum wanita. Sehingga dilakukan pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik.

Pemodifikasian dongkrak ini dilakukan dengan cara menambahkan gearbox dan motor dc serta dudukannya kemudian menggunakan Saklar. Dalam perencanaan ini direncanakan daya penggerak menggunakan motor listrik DC putaran 150 rpm,daya 165 watt, dan torsi 10,5 N.m. dan perbandingan roda gigi 1: 9,714

Prinsip kerja dongkrak ulir elektrik adalah sumber tenaga berasal dari baterai mobil itu sendiri, kemudian dihubungkan dengan sakelar lalu putaran dari motor dc direduksi oleh gearbox/Roda gigi dan diteruskan ke batang ulir pada dongkrak, Dan dalam perencanaan ini hanya mampu mengangkat beban seberat 1 Ton.

(5)

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasihnya yang diberikan kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi diprogram Studi Diploma III Teknik Mesin Universitas Negeri Medan.

Penulis banyak mendapat saran, bimbingan, serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. Untuk itu, tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih khususnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Abdul Hamid K, M.Pd. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

2. Drs. Hidir Efendi, M.Pd. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan.

3. Ir. Batumahadi Siregar, M.T Selaku Ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Universitas Negeri Medan.

4. Drs. Andi Bahar. Selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing menyelesaikan Tugas Akhir ini

5. Teristimewa saya ucapkan terimaksih kepada Ayahanda Rustam Siagian dan Ibunda Aisyah Darianum selaku orang tua penulis, Ari Rifki Pratama selaku abang kandung penulis, Adinda Aulia Putri selaku adik kandung penulis, dan seluruh keluarga yang telah banyak mendukung didalam perkuliahan baik berupa Doa,semangat,dan juga materi.

6. Teman-teman seperjuangan, terkhusus buat M Hadiatma, M Guruh Purnama, Saiful Nawawi Ritonga, Muhammad Fajar, Dedy Juhri

(6)

Nasution, Puad Hasan, Nanang Munandar, Ariyanto nasution, Herdiawan Saragih, dan seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan Stambuk 2011 yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu penyelesaian Tugas Akhir ini.

7. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan dan semangat.

Penulis Menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan dari Tugas Akhir ini. Penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.

Medan, Januari 2015

Ardiansyah Fitra 5113220004

(7)

v DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL SURAT PERNYATAAN LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Perumusan Masalah ... 3

C. Batasan Masalah ... 3

D. Tujuan ... 4

E. Manfaat ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Teori Desain Perancangan ... 6

B. Diagram Alir pada dongkrak ulir elektrik ... 7

C. Defenisi Dongkrak ... 7

D. Dongkrak Ulir Mekanis ... 9

E. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak mekanis ... 11

F. Motor Arus Searah(DC) ... 12

G. Sakelar ... 14

H. Bantalan(Bearing) ... 14

I. Roda Gigi(Gear) ... 18

J. Baut ... 23

(8)

BAB III PENETETAPAN SPESIFIKASI DAN PERHITUNGAN

A. Dongkrak Ulir Mekanis ... 26

B. Daya Penggerak ... 29

C. Bantalan ... 29

D. Perhitungan Roda Gigi ... 31

E. Analisa Kekuatan Baut ... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Desain Kontruksi Dongkrak Ulir Elektrik ... 37

B. Desain Rangka/Dudukan Roda gigi dan Motor DC ... 38

C. Daya Penggerak ... 39

D. Desain Roda Gigi ... 39

E. Pembuatan Mesin ... 40

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 43

B. Saran ... 43

DAFTAR PUSTAKA ... 45 LAMPIRAN

(9)

vii DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Diagram alir Dongkrak Ulir Elektrik ... 7

Gambar 2. Dongkrak Mekanis ... 8

Gambar 3. Dongkrak Hidrolik ... 8

Gambar 4. Komponen-komponen Dongkrak Ulir mekanis ... 9

Gambar 5. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak ulir mekanis ... 11

Gambar 6. Motor arus searah(DC) ... 13

Gambar 7. Sakelar ... 14

Gambar 8. Bantalan Gelinding ... 17

Gambar 9. Contoh Gear ... 19

Gambar 10. Nama-nama bagian Roda Gigi ... 20

Gambar 11. Baut ... 23

Gambar 12. Kabel Listrik ... 24

Gambar 13. Dongkrak Ulir mekanis ... 26

Gambar 14. Konstruksi dongkrak ulir elektrik ... 37

Gambar 15. Desain rangka/ Dudukan Roda Gigi ... 38

Gambar 16. Motor DC ... 39

Gambar 17. DesainRoda gigi ... 39

Gambar 18. Pengukuran Plat dudukan Motor dan Roda gigi ... 40

Gambar 19. Pemotongan Plat dudukan motor dan roga gigi ... 40

Gambar 20. Plat dudukan setelah dipotong... 41

Gambar 21. Proses Pengeboran Dudukan Roda gigi dan Motor DC ... 41

Gambar 22. Pengelasan dudukan roda gigi ... 41

Gambar 23. Pemasangan Roda Gigi ... 42

(10)

ix DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel faktor bentuk gigi dan faktor dinamis roda gigi ... 46 Lampiran 2. Tabel tegangan lentur yang diizinkankan pada bahan roda gigi 47 Lampiran 3. Faktor tegangan kontak pada bahan roda gigi ... 48 Lampiran 4. Tabel Bantalan gelinding standart ... 49

(11)

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Pada era modern ini, banyak aktifitas sehari-hari manusia dibantu atau menggunakan teknologi. Teknologi diciptakan untuk menghasilkan suatu barang atau produk untuk mempermudah kerja dan aktifitas manusia, salah satunya adalah dibidang transportasi. Pada bidang transportasi dibuat berbagai jenis kendaraan mulai dari yang paling sederhana, misalkan sepeda, sampai ke jenis transportasi yang canggih seperti pesawat terbang. Salah satu jenis transportasi yang banyak digunakan manusia untuk mempermudah aktifitasnya adalah mobil.

Mobil merupakan sarana transportasi yang umum digunakan untuk menunjang bagi kehidupan manusia. Banyak orang memakai mobil untuk pergi ke tempat kerja, ke sekolah, belanja ataupun sekedar berkunjung ke tempat saudaranya dan lain-lain. Mobil menggunakan tenaga mesin sebagai tenaga gerak. Seperti halnya mesin-mesin yang lain mobil dapat mengalami kerusakan selama masa penggunaan, sehingga memerlukan suatu perbaikan dan pemeliharaan.

Perbaikan kerusakan yang terjadi pada mobil khusus kerusakan yang terjadi pada bagian bawah kendaraan dan pada roda-roda, biasanya memerlukan bantuan sebuah alat pengangkat seperti dongkrak guna untuk membantu mengangkat mobil, sehingga perbaikan pada roda-roda kendaraan pada saat ban bocor ataupun kerusakan pada bagian bawah kendaraan dapat dilakukan. Dongkrak merupakan salah satu teknologi modern yang dimanfaatkan untuk mempermudah pekerjaan pada saat proses pengangkatan beban berat sehingga

(12)

beban berat tersebut akan mudah terangkat sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki.

Menurut cara kerjanya dongkrak dibedakan menjadi dua jenis yaitu dongkrak hidraulik dan dongkrak mekanis. Dongkrak hidraulik yang saat ini ada di pasaran umumnya berbentuk tabung, dongkrak hidraulik mengaplikasi system fluida dalam memberi tekanan. Tenaga yang dibutuhkan untuk pengoperasian dongkrak hidraulik ini lebih sedikit dan daya yang dihasilkan untuk mengangkat beban jauh lebih besar dibandingkan dongkrak mekanis. Cara kerja dongkrak hidraulik ini adalah dengan cara memompa fluida yang ada pada dongkrak secara manual dan daya yang dihasilkan digunakan mengangkat beban secara perlahan.Namun dongkrak hidraulik ini memiliki kelemahan diantaranya bobotnya yang lebih berat dan dongkrak ini tidak direkomendasikan untuk pendongkrakan/pengangkatan beban dalam waktu yang lama, karena dikawatirkan akan turun sendiri.

Sedangkan dongkrak mekanis misalnya dongkrak ulir menggunakan mekanisme drat seperti baut untuk meninggikan titik penampang dalam proses pendongkrakkannya. Meski membutuhkan lebih banyak tenaga untuk mengoperasikan dongkrak ini, namun memiliki kelebihan seperti bentuknya yang ringkas saat terlipat, bobotnya ringan yaitu 2 Kg, dan harganya lebih murah.

Dari kedua jenis dongkrak ini, yang sering digunakan untuk alat kelengkapan guna perbaikan yang umumnya dibawa pada kendaraan pribadi adalah dongkrak mekanis. Namun jenis dongkrak mekanis yang diciptakan masih kurang praktis dan pengoperasianya masih secara manual sehingga diupayakan

(13)

untuk menciptakan terobosan baru untuk membuat dongkrak pengangkat mobil yang lebih praktis dan mudah dalam pengoperasiannya.

Berdasarkan uraian diatas didapat suatu ide pemikiran untuk merancang suatu alat pengangkat yang mudah dalam pengoperasiannya, adapun ide itu adalah memodifikasi dongkrak ulir yang awalnya digerakkan secara manual menjadi dongkrak ulir dengan penggerak motor listrik. Tujuannya adalah tak lain untuk mempermudah pengoperasian dongkrak itu sendiri, dikarenakan penggunaan roda empat saat ini bukan hanya kaum pria saja melainkan kaum wanita juga, untuk itu direncanakan suatu alat yang dapat membantu proses pengangkatan kendaraan yang efektif dengan cara menambahkan motor listrik pada dongkrak ulir mekanis sehingga siapapun nantinya mudah untuk mengoperasikan dongkrak ini

B. Perumusan Masalah

Dari uraian latar belakang diatas maka dapat dirumuskan beberapa masalah antara lain:

1. Bagaimana Merancang Dongkrak Ulir Elektrik?

2. Bagaimana Desain dudukan Gearbox/roda gigi dan dudukan motor?

C. Batasan Masalah

Berdasarkan rumusan masalah di atas maka penulis membatasi pembahasan hanya pada :

1. Perancangan Dongkrak Ulir Elektrik Daya Angkat 1 Ton.

(14)

3. Menghitung gaya pembebanan, torsi, daya penggerak, bantalan dan perhitungan roda gigi pada dongkrak ulir elektrik.

D. Tujuan

Adapun Tujuan dari Perancangan dongkrak ulir dengan penggerak motor listrik tersebut yaitu:

1. Mengetahui Torsi yang dibutuhkan dongkrak ulir mekanis. 2. Mengetahui Torsi yang ditransmisikan Gearbox/roda gigi.

3. Mengetahui gaya pembebanan yang terjadi pada dongkrak, daya penggerak, dan bantalan.

4. Merancang dongkrak ulir elektrik daya angkat 1 Ton.

E. Manfaat

Adapun manfaat dari perancangan Dongkrak Ulir Elektrik ini yaitu: 1. Bagi Mahasiswa

a. Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar diploma III Teknik Mesin di Universitas Negeri Medan.

b. Mahasisiwa dapat merumuskan masalah dibidang teknik mesin serta memberikan solusi atas masalah tersebut.

c. Meningkatkan daya kreativitas, inovasi, dan keahlian mahasiswa.

d. Menambah pengetahuan tentang cara merancang dan menciptakan suatu karya teknologi.

(15)

2. Bagi Universitas

a. Sebagai sarana meningkatkan kualitas sumber daya manusia bagi lulusan Universitas negeri Medan khususnya untuk program studi D3 Teknik Mesin.

b. Untuk menambah perbendaharaan mesin-mesin di Universitas yang nantinya dapat disalurkan kepada masyarakat.

3. Bagi Masyarakat

a. Untuk mempermudah pengguna untuk menggunakan Dongkrak khususnya bagi wanita.

b. Untuk menghemat waktu dalam mengoperasikan dongkrak dan dalam pengangkatan beban harus lebih cepat dari dongkrak manual.

(16)

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari perancangan dongkrak ulir elektrik ini yaitu: 1. Torsi yang dibutuhkan Dongkrak ulir mekanis untuk mengangkat beban

1000 kg dengan sudut 300 yaitu sebesar 5,158 N.m, dan torsi yang dibutuhkan dongkrak ulir mekanis untuk mengangkat beban 1000 Kg dengan sudut 450 yaitu sebesar 2,978 N.m, dan torsi yang dibutuhkan dongkrak ulir mekanis untuk mengangkat beban 1000 Kg dengan sudut 600 yaitu sebesar 1,7183 N.m

2. Torsi yang ditransmisikan roda gigi dengan beban 1000 Kg dengan sudut 300 yaitu 0,0859 N.m, dan Torsi yang ditransmisikan roda gigi dengan beban 1000 Kg dengan sudut 450 yaitu 0,0495 N.m, dan Torsi yang ditransmisikan roda gigi dengan beban 1000 Kg dengan sudut 600 yaitu 0,0286 N.m

3. Pada perancangan dongkrak ulir elektrik ini menggunakan system transmisi roda gigi, dan penggerak menggunakan motor DC dengan daya 165 watt, dan Torsi 10,5 N.m

B. Saran

(17)

1. Sebaiknya sebelum merancang dongkrak ulir elektrik ini alangkah baik nya terlebih dahulu harus diketahui torsi yang dibutuhkan dongkrak untuk mengangkat beban.

2. Saat melakukan proses pemasangan motor dc terhadap gearbox, hendaknya diperhatikan titik senter Roda gigi. Agar motor motor dc dapat berkerja optimal saat mengerakan gearbox/roda gigi

3. Untuk mengurangi rugi-rugi tegangan yang akan diberikan ke motor dc, maka hendaknya mengunakan kabel penghantar dengan diameter yang sesuai dengan daya motor DC

(18)

DAFTAR PUSTAKA

Achmad Zainun. 2006. Elemen Mesin I. Bandung : Refika Aditama.

Darmawan, H. 2000. Pengantar Perancangan Teknik. Bandung : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.

Dedy Rusmadi. 1996. Dasar-dasar Elektronika. Bandung: Pionir jaya Jac Stolk. 1986. Elemen Kontruksi Bangunan Mesin. Jakarta: Erlangga Shigle, Joseph E., dkk. 1984. Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : Erlangga.

Sularso dan Kiyukatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta : Pradnya Paramita.

(1)