DESAIN DAN UJI KINERJA DONGKRAK ULIR ELEKTRIK DAYA ANGKAT 1 TON.

(1)

DESAIN DAN UJI KINERJA DONGKRAK ULIR ELEKTRIK

DAYA ANGKAT 1 TON

TUGAS AKHIR

Disusun sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya

Disusun oleh

M HADIATMA NIM : 5113220025

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2015

(2)

(3)

(4)

ABSTRAK

M Hadiatma : Desain dan Uji Kinerja 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)

ABSTRACT

M Hadiatma: Design and Test Performance screw jack 1 Ton Electric lift. Final Project. Faculty of Engineering, University of Medan. 2015

Mechanical screw jack is a lifting equipment used by the driver when there is damage, especially when the vehicle is leaking or deflated wheel. mechanical screw jack using mechanism such as threaded bolts to elevate the cross section point in the process. Because of the shape and design, it is not everyone can easily use this jack especially women. So done modifying the mechanical screw jack into electric screw jack.

Jack modification is done by adding a dc motor and the gearbox and then use the switch holder. In planning the driving force is planned using a DC electric motor rotation at 150 rpm, 165 watts power, and torque of 10.5 Nm and the gear ratio of 1: 9.714.

The working principle of an electric screw jack is the source of energy comes from the car battery itself, then connected to the switch and rotation of the dc motor is reduced by the gearbox / gears and passed on to the threaded rod on the jack, and in this plan is only capable of carrying over 1 Ton.

(6)

ABSTRACT

Ardiansyah Fitra: Elektrikal design screw jack lift 1 Ton. Final Project. Faculty of Engineriing, University of Medan. 2015

Mechanical screw jack is a lifting equipment used by the driver when there is damage, especially when the vehicle is leaking or deflated wheel. mechanical screw jack using mechanisms such as threaded bolts to elevate the cross section point in the process pendongkrakkannya. Because of the shape and design, it is not everyone can easily use this jack especially women. So done modifying the mechanical screw jack into electric screw jack.

Jack modification is done by adding a dc motor and the gearbox and then use the switch holder. In planning the driving force is planned using a DC electric motor rotation at 150 rpm and torque of 10.5 Nm and the gear ratio of 1: 9.714

The working principle of an electric screw jack is the rotation of the dc motor is reduced by the gearbox / gears and passed on to the threaded rod on the jack, while the power source coming from the car battery itself. And in this plan is only capable of carrying over 1 Ton.

(7)

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat tuhan yang maha Esa,karena berkat rahmat dan hidayah-NYA penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir

ini dengan judul “DESAIN DAN UJI KERJA DONGKRAK ULIR ELEKTRIK

DAYA ANGKAT 1 TON”

Laporan tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang wajib dipenuhi mahasiswa pada Fakultas Teknik Jurusan Pendidikan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan.

Selama penulisan tugas akhir ini penulis telah banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada dosen pembimbing yaitu Bapak Drs. Andi Bahar yang telah memberikan bimbingan dalam penulisan laporan tugas akhir ini. Dalam kesempatan ini penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Abdul Hamid.K, M.Pd, selaku Dekan Fakultas Universitas Negeri Medan.

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

3. Bapak Ir. Batumahadi Siregar, MT selaku Ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Unimed.

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

(8)

5. Teristimewa saya ucapkan terimaksih kepada Ayahanda PONIMAN dan Ibunda HERAWATI selaku orang tua penulis, Mahendara S.Pd, Sri Wahdaniyati S.Kep Ns, Sri Novita S.Pd dan Sri Risa Hidayanti selaku saudara kandung penulis yang telah banyak mendukung didalam perkuliahan baik berupa Doa,semangat,dan juga materi.

6. Teristimewa saya ucapkan terima kasih kepada orang terkasih Hazanatul Jannati My untuk semua dorongan dan bantuannya didalam perkuliahan dan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini

7. Teman-teman seperjuangan, terkhusus buat Ardiansyah Fitra, M Guruh Purnama, Saiful Nawawi Ritonga, Dedy Juhri Nasution, Puad Hasan, dan seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan Stambuk 2011 yang telah banyak membantu penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Seluruh Pihak yang telah membantu,membimbing,dan memotivasi penulis

dalam menyelesaikan Tugas Akhir Ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan laporan tugas akhir ini masih belum sempurna, Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi menyempurnakan laporan ini.

Medan, Januari 2015

Penulis,

M Hadiatma 5113220025

(9)

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

(10)

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. Metode Pengujian Kinerja Alat ... 37

B. Prosedur Pengujian ... 37

C. Hasil Pembahasan ... 38

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 54

B. Saran ... 54

DAFTAR PUSTAKA ... 55 LAMPIRAN

(11)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Koefisien Gesek µ ... 12 Tabel 2. Klasifikasikan Roda Gigi ... 19 Tabel 3. Kabel Listrik yang sesuai pada Accu bertegangan 12 Volt ... 26 Tabel 4. Hasil Pengujian Torsi yang Dibutuhkan Dongkrak Ulir Mekanis . 46 Tabel 5. Hasil Pengujian Torsi yang Dibutuhkan Dongkrak Ulir Elektrik . 52 Tabel 6. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Mekanis ... 52 Tabel 7. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Elektrik Mengangkat Roda

Depan ... 52 Tabel 8. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Elektrik Mengangkat Roda

Belakang ... 53 Tabel 9. Data Waktu Operasi Dongkrak Ulir Elektrik Mengangkat Dua

(12)

vii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Diagram alir Dongkrak Ulir Elektrik ... 3

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 ... 16

Gambar 9. Contoh Gear ... 19

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

Gambar 11. Baut ... 23

Gambar 12. Kabel Listrik ... 24

(13)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel factor bentuk gigi dan factor dinamis roda gigi ... 56 Lampiran 2. Tabel tegangan lentur yang diizinkankan pada bahan roda gigi 57 Lampiran 3. Faktor tegangan kontak pada bahan roda gigi ... 58 Lampiran 4. Tabel Bantalan gelinding standart ... 59

(14)

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

(15)

pengangkatan beban berat sehingga 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 1,2 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 untuk menciptakan

(16)

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 Mekanis menjadi Dongkrak Ulir Elektrik? 2. Bagaimana Desain dudukan Gearbox dan dudukan motor DC serta Desain tutup

Gearbox?

C. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang diberikan agar perencanaan ini lebih fokus dan terarah, Maka penulis membatasinya sebagai berikut:

(17)

2. Tidak menghitung kekuatan lengan penyangga atas, penyangga bawah dan poros ulir.

3. Tidak merubah konstruksi dan bahan dongkrak ulir mekanis.

D. Tujuan

Adapun Tujuan dari modifikasi dongkrak ulir mekanik menjadi dongkrak ulir dengan penggerak motor listrik tersebut yaitu:

1. Menguji kinerja dongkrak ulir elektrik kapasitas 1 ton yang telah dirancang. 2. Menetapkan beberapa nilai ukuran kinerja dongkrak ulir elektrik. Sehingga nilai

tersebut menjadi parameter kinerja dari dongkrak ulir elektrik.

3. Menetapkan faktor yang mempengaruhi hasil kinerja dongkrak ulir elektrik.

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 ;

(18)

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.

(19)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa kapasitas yang direncanakan dongkrak ulir elektrik bekerja sesuai dengan yang direncanakan yaitu daya angkat 1 ton.

2. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh bahwa :

a. Beban 1050 Kg mampu menggangkat beban selama 10 detik. b. Beban 1470 Kg mampu menggangkat beban selama 13,33 detik. c. Beban 1665 Kg mampu menggangkat beban selama 20 detik.

3. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh faktor yang mempengaruhi kinerja dongkrak ulir elektrik, yaitu semakin berat beban maka waktu pengangkatan beban semakin lama, dan semakin ringan beban maka waktu pengangkatan semakin cepat.

B. Saran

1. Memperbaiki alat agar lebih praktis untuk menunjang kinerja alat yang lebih baik lagi.

2. Melakukan inovasi – inovasi yang lebih kreatif agar alat yang telah dirancang lebih sempurna.

(20)

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)