31
4.4.2 Rancangan Rangka
Bahan utama yang digunakan untuk rangka adalah besi U. Besi U yang digunakan memiliki panajang 100 mm, lebar 50 mm dan tebal 5 mm. Rancangan rangka dibuat
seperti Gambar 22. Dalam perkembangannya rangka dibuat lebih rumit dan kaku.
Gambar 22. Diagram benda bebas pada rangka chasis Dari analisis rangka, data rangka dan beban statis utamanya adalah:
Bak TBS + isi = 630 kg Gearbox
= 63.6 kg Mesin
= 27 kg Karena beban masing-masing diatas posisinya berbeda maka secara riil tiap-tiap
posisi menerima beban yang berbeda pula.
1. Distribusi beban mesin statis
Beban mesin didistribusikan ke sisi kanan dan kiri rangka sebesar: Bagian C1
– C2
Gambar 23. Diagram benda bebas bagian C1-C2 ΣMC1
= 0 91 x 27
– C2x300 = 0
C2 = 8.19 kg
ΣMC2 = 0
209 x 27 – C1x300
= 0 C1
= 18.81 kg 209 mm
91mm We
C1 C2
32
Beban bak didistribusikan ke sisi kanan dan kiri rangka sebesar: Bagian A1
– A2
Gambar 24. Diagram benda bebas bagian A1- A2 ΣMA1
= 0 227 x 630
– A2 x 300 = 0 A2
= 476.7 kg ΣMA2
= 0 73 x 630
– A1 x 300 = 0 A1
= 153.3 kg
Beban gearbox didistribusikan ke sisi kanan dan kiri rangka sebesar:
Bagian B1 – B2
Gambar 25. Diagram benda bebas bagian B1-B2 ΣMB1
= 0 150 x 63.6
– B2x300 = 0
B2 = 31.8 kg
B2 = B1 = 31.8 kg
2. Perhitungan reaksi tumpuan pada sumbu depan dan belakang
Karena beban yang paling besar berada pada B2, maka digunakan sebagai perhitungan. Beban yang diterima pada sumbu depan dan belakang digambarkan
seperti gambar dibawah ini. Jarak pendekatan yang sebenarnya:
dpn sampai A2 = 215 mm
dpn sampai B2 blk = 800 mm
dpn sampai C2 = 1115 mm
blk sampai C2 = 315 mm
73mm 227mm
Wb
A1 A2
150mm 150mm
Wg
B1 B2
33 Gambar 26. Diagram benda bebas pada rangka sebelah kanan
ΣMdpn = 0 blk x 800 - 476.7 x 215
– 31.8 x 800 - 8.19 x 1115 = 0 Blk
= 171.33 kg dpn
= 476.7 + 31.8 + 8.19 – 171.33
= 345.36 kg Dalam perhitungan kekuatan chasis ini dihitung berdasarkan anggapan
sumbu dpn dan blk sebagai tumpuan sederhana simple beam.
Gambar 27. Diagram bidang gaya geser dan bidang momen 476.7 kg
31.8 8.19 kg
dpn B2 blk
Bidang gaya geser
Bidang momen
34 MA2
= 345.36kg x 215 = 74252.4 kgmm MB2
= 476.7 800 – 215 – 345.36 x 800 = 2581.5 kgmm
MC2 = 476.7 x 1115 - 215 + 31.8 x 1115 - 800
– 345.36 x 1115 – 171.33 x 1115 - 800
= 1.65 kgmm
Gambar 28. Diagram bidang momen Kekuatan sumbu depan dan belakang dihitung terhadap gaya geser dan
momen. Untuk perhitungannya, beban F diambil yang terbesar yaitu A2 = 476.7 kg
Ditinjau dari tegangan geser :
Bahan yang digunakan S45C, σ
b
= 58 kgmm2 Angka keamanan = 8, σ
ijin
=
58 8
= 7.25 kgmm2 geser ijin bahan,
g
= 0.8 x σ
ijin
Sularso, 2002 = 0.8 x 7.25 = 5.8 kgmm2 = 58Nmm2
Gambar 29. Luasan penampang besi U
35 =
ijin =
476 .7 x 10 950
= 5.02 Nmm2 58 Nmm
2
Ditinjau dari tegangan bengkok
σ = ; dimana M = MA2 Mrangka
= 74252.4 kgmm rangka =
1 12
BH
3
− bh
3
= 1
12 50 x 100
3
− 45x 90
3
= 1432916.67
4
� �
=
1 2
= 74252.4
1 2
100 1432916.67
= 2.59 �
2
�
Defleksi yang terjadi
Dalam perhitungan defleksi ini, digunakan beban yang menimbulkan momen lentur terbesar yaitu dari bucket A2 sebesar 476.7 kg, g =10 ms2.
Deflesi yang diijinkan, y
a
= 5 mm Defleksi sebesar:
Gambar 30. Diagram benda bebas defleksi �
= �.
2
−
2 32
9 3
� =
476.7 0.215 0.8
2
− 0.585
2
3 2
9 3 0.8 1.9 10
11
2.4 10
−8
= 2.92 x 10
−3
m = 2.92 mm y
a
Kesimpulan : rangka terbukti aman terhadap tegangan geser, tegangan bengkok dan defleksi.
terjadi = 5.02 Nmm2 58
σmm2 ijin σ terjadi
= 2.59 �
2
� ya maks
= 2.92 mm y
a
L b
a P = A2 = 476.7 kg
215 mm 585 mm
36
4.4.3 Rancangan Roller