PERANCANGAN SISTEM KEMUDI MANUAL PADA MOBIL URBAN DIESEL 1 (SATU) PENUMPANG
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini semua pabrikan otomotif di dunia berlomba-lomba untuk
membuat produk otomotif yang hemat bahan bakar dan atau menggunakan bahan
bakar alternative selain minyak bumi. Keadaan ini seperti membuat semua
produsen otomotif harus kembali ke titik nol di dalam pengembangan
teknologinya. Kondisi ini sangat ideal bagi bangsa Indonesia untuk terjun di
dalam pengembangan teknologi otomotif terbaru yang hemat bahan bakar atau
teknologi yang menggunakan bahan bakar yang ramah lingkungan.
Mobil urban adalah kendaraan roda empat berpendorong energi fosil yang
tampilannya mirip mobil pada umumnya dan sesuai untuk on-road yang
mempunyai dimensi Tinggi keseluruhan kendaraan antara 100 cm dan 130 cm ,
Lebar keseluruhan kendaraan antara 120 cm dan 130 cm dan Panjang keseluruhan
kendaraan antara 220 cm dan 350 cm. (Regulasi IEMC 2014)
Kemudi berfungsi untuk membelokkan roda-roda depan mobil sehingga
arah jalan mobil sesuai dengan yang diinginkan oleh pengemudi. Karena kemudi
selalu digunakan maka kemudi harus
mengakibatkan
kelelahan.
Untuk
dapat dicapai dengan mudah tanpa
itu
kemudi
harus
ringan
untuk
menggerakkannya. Agar kemudi ringan untuk digerakkan maka perubahan dari
arah gerak kemudi ke roda-roa depan diubah oleh roda kemudi. Pada roda
kemudi, gerak putar dari roda kemudi yang di teruskan ke batang kemudi diubah
1
2
menjadi gerak memanjang atau gerak lurus. Gerak lurus tersebut diteruskan ke
roda-roda depan melalui sambungan-sambungan kemudi. (Drs boentarto, 1992)
Pada kendaraan bermotor roda 4 (empat) ada 2 (dua) macam sistem
kemudi menurut cara kerjanya, yaitu sistem kemudi manual untuk menggerakkan
roda kemudi menggunakan tenaga kemudi saja. Pengendalian arah gerak ini
dilakukan oleh pengemudi dengan cara memutar atau merubah roda kemudi
sesuai dengan arah yang di kehendaki pengemudi (Ahmad.M, 2011). Sistem
kemudi adalah sistem kemudi yang memiliki sistem tenaga untuk membantu
pengemudi membelokkan roda kendaraan dimana sebagian besar tenaga berupa
sistem hidrolik. Berdasarkan jumlah roda yang bergerak, yaitu kemudi penggerak
2 roda merupakan sistem kemudi yang hanya menggunakan belokan dua roda
(roda depan) untuk mengendalikan arah gerakan kendaraan. Kemudi penggerak 4
roda yaitu sistem kemudi yang menggunakan belokan keempat roda untuk
mengendalikan arah gerakan. (Franciskus. H, 2010)
Oleh sebab itu dalam tugas akhir ini di bahas tentang “ Perancangan Sistem
Kemudi Manual Pada Mobil Urban Diesel 1 Penumpang ’’. Hal ini tidak lepas
dari mudahnya sistem pengendalian kemudi kendaraan yang tetap nyaman dan
aman.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat dirumuskan berdasarkan latar belakang di atas
adalah:
3
1. Bagaimana merancang sistem kemudi manual pada mobil urban 1
Diesel (satu) penumpang.
2. Bagaimana mendapatkan sistem kemudi manual pada mobil urban
Diesel 1 (satu) penumpang.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam perancangan ini adalah :
1. Mendapatkan prosedur pembuatan sistem kemudi manual pada
mobil urban Diesel 1 (satu) penumpang.
2. Mendapatkan sistem kemudi manual pada mobil urban Diesel 1
(satu) penumpang.
1.4 Manfaat Perancangan
Dalam setiap penulisan pasti memiliki manfaat baik untuk penulis maupun
untuk umum antara lainnya :
1. Dalam bidang IPTEK, menjadi bahan penyempurnaan selanjutnya
dalam pembuatan sistem kemudi pada mobil urban khususnya
urban diesel.
2. Bagi masyarakat, dapat digunakan sebagai sistem kemudi manual
alternatif pada kendaraan 1 (satu) penumpang.
3. Penggunaan sistem kemudi manual bisa digunakan sebagai
alternatif untuk mengikuti perlombaan IEMC 2014. Pada akhirakhir ini sering kali penggunaan sistem kemudi manual untuk
4
mempermudah pengemudi untuk membelokkan kendaraan pada
saat menggunakannya.
1.5 Batasan Masalah
Mekanisme sistem kemudi yang di rancang menggunakan sistem kemudi
manual yang memiliki batasan masalah sebagai berikut :
1. Peraturan teknis rancangan sistem kemudi manual IEMC 2014
2. Beban yang diterima pada setiap spindle roda sama.
3. Dimensi sistem kemudi pada kanan dan kiri sama.
4. Perancangan sistem kemudi hanya menghitung beban dan besar
gaya yang bekerja pada setiap komponen.
1.6 Gambar Desain
1. Konsep desain
2
5
3
4
6
1
5
Keterangan Gambar :
1. Roda kemudi.
2. Batang kemudi.
3. Plat penghubung ball joint
4. Ball joint.
5. Batang penghubung ball joint.
6. Spindle
PERANCANGAN SISTEM KEMUDI MANUAL PADA MOBIL URBAN
DIESEL 1 (SATU) PENUMPANG
TUGAS AKHIR
BIDANG KONSTRUKSI
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program SarjanaTeknik (S1)
Oleh :
MOKAHAMAD YUSUF EFFENDI
201010120311083
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
i
POSTER
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Mokhamad Yusuf Effendi
201010120311083
Yang telah disahkan oleh :
Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
(Ir. Daryono. MT)
(Ir. Eko Hariyadi, MT)
Nip. 108.8909.0124
Nip. 108.9303.0292
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
Nip. 108.8909.0124
iii
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
: Mokhamad Yusuf Effendi
Nama
Nim
: 201010120311083
Bidang Keahlian
: Konstruksi
No. ST. Pem. TA
: E.2 / 188 / FT / UMM / V / 2014
Judul
: Perancangan Sistem Kemudi Manual Pada Mobil Urban
Diesel 1 (Satu) Penumpang
: Ir. Daryono. MT
Pembimbing I
Paraf
No.
CatatanAsistensi
1
Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2
Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IVdan Seminar Hasil
Dosen pembimbing I
Malang, 20 Januari 2015
Dosen pembimbing I
Ir. Daryono, MT
iv
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
: Mokhamad Yusuf Effendi
Nama
Nim
: 201010120311083
Bidang Keahlian
: Konstruksi
No. ST. Pem. TA
: E.2 / 188 / FT / UMM / V / 2014
Judul
: Perancangan Sistem Kemudi Manual Pada Mobil Urban
Diesel 1 (Satu) Penumpang
: Ir. Eko Hariyadi. MT
Pembimbing II
Paraf
No.
CatatanAsistensi
1
Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2
Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IVdan Seminar Hasil
Dosen pembimbing II
Malang, 20 Januari 2015
Dosen pembimbing II
Ir. Eko Hariyadi, MT
v
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama
: Mokhamad Yusuf Effendi
Nim
: 201010120311083
Tempat/Tanggal Lahir
: Kebumen, 21 September 1991
Jurusan
: TeknikMesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Sistem
Kemudi Manual Pada Mobil Urban Diesel 1 (Satu) Penumpang” yang
diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/
atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk
digunakan sebagaimana mestinya.
Malang, 20 Januari 2015
Yang menyatakan
Mokhamad Yusuf Effendi
vi
ABSTRAK
Sistem kemudi adalah salah satu bagian penting dari mobil yang harus
mampu untuk membelokkan arah kendaraan sesuai keinginan pengemudi, agar
kendaraan mampu diatur dalam medan jalan yang tidak diinginkan. Pada
perancangan ini, sistem kemudi yang dibuat adalah sistem kemudi untuk
memenuhi kriteria regulasi teknis dari IEMC. Tujuan dari perancangan ini
adalah untuk mendapatkan prosedur pembuatan sistem kemudi manual dan
mendapatkan sistem kemudi manual pada mobil urban diesel 1 (satu)
penumpang yang berfungsi untuk membelokkan atau mengatur arah kendaraan
yang akan digunakan pada perlombaan IEMC ( Indonesia Energi Marathon
Chalenge).
Untuk mendapatkan hasil perancangan sistem kemudi manual maka
dibutuhkan metode perancangan dengan langkah pertama menggambar desain
yang dilengkapi dengan dimensi ukurannya agar mempermudah saat proses
pembuatan,dilanjutkan pemilihan bahan, perhitungan komponen dan
pemotongan bahan. Komponen yang dirancang adalah spindle untuk
menyangga roda kendaraan, batang penghubung, ball joint, plat penghubung,
batang kemudi dan roda kemudi.
Dengan pemilihan bahan material pada komponen sistem kemudi ini
menggunakan material Baja Karbon Kontruksi Mesin (JIS G 4501). Dengan
perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan hasil : Spindle : F = 47,5
kg. Ball Joint Pada Spindle F = 22,03 kg. Batang Penghubung F = 22,40 kg.
Batang Kemudi F = 24,75 kg. Roda Kemudi F = 0,59 kg. Dengan hasil
perhitungan tegangan geser gabungan sebesar �
dari tegangan geser ijin sebesar �� = 88
digunakan.
Kata kunci : kemudi, mobil, urban, diesel.
vii
��
��2
,
=6 ,
��
��2
lebih kecil
masih dianggap aman untuk
ABSTRACT
Steering system is one of an important part of the car who should be able
to to deflect the direction of vehicles according to desire the driver, So that
vehicles capable of being regulated in terrain that is not desirable. On designing
this , a system of a rudder that made is a system steering wheel to meet the
criteria of technical regulations IEMC. The purpose of this design was to get the
wheel procedure manufacture of systems of manually and get manual steering
system on an automobile urban diesel 1 ( one ) passengers which serves to
deflect or set the direction of a vehicle that will be used in a race iemc. (
indonesia marathon energy chalenge )
Design to get the result it is required a method of manual steering system
design with the first step drawing design equipped with dimension is in the
process of manufacture, in order to restart the election materials, the component
of the ingredients. Components designed is propping spindle for wheeled
vehicles, connecting rod, ball joint, connecting plate stems steering wheel and
the wheel.
By election materials on the components of system the rudder material was
used in the construction carbon steel an engine ( JIS G 4501 ). With calculation
that has been done then was obtained the results : spindle: F = 47.5 kg, Ball joint
on spindles F = 22,03 kg. connecting rod F = 22,40 kg stems the rudder F =
24,75 kg steering wheel F = 0.59 kg. with the sliding voltage calculation of joint
�
,
=6 ,
��
��2
smaller than a permit voltage sliding as much as �� = 88
still considered safe for use.
Keywords: steering wheel, car, urban, diesel.
viii
��
��2
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syuku rkepada kehadirat Allah SWT yang
mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas
akhir dengan judul “PERANCANGAN SISTEM KEMUDI MANUAL PADA
MOBIL URBAN DIESEL 1 (SATU) PENUMPANG.” ini akhirnya dapat
terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa
ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih
atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran,
serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi
ini.Ungkapan terima kasih tersebut disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non
materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan
terlupakan. Adik saya bely wijayanti tanpa lelah memberi semangat, doa serta
dorongannya untuk saya.
2. Bapak Ir. Daryono. MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.
3. Bapak Ir. Eko Hariyadi. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide, serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.
5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.
ix
7. Teman – teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010
A, B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan
selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Dulur-dulur aremania sejagad raya, dulur aremania koclok ilakes, lion devil,
pazzo leone, original, hoolopes, curva sud arema, lionisme famiglia, 87
selobekity dll, serta keluarga besar aremania 86 yang saya banggakan yang
tidak henti-hentinya memberikan dorongan dan semangat.
9. Amurwa indraswari tercinta yang sampai saat ini tanpa lelah memberi
dorongan motifasi semangat hingga terselesaikannya tugas akhir.
10. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas.Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan
sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT
memberikan sifat Rahim – Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca
Malang 20 Januari 2015
Mokhamad Yusuf Effendi
x
DAFTAR ISI
COVER....................................................................................................................i
POSTER..................................................................................................................ii
LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I.............................iv
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II.............................v
LEMBAR PERNYATAAN..................................................................................vi
ABSTRAK............................................................................................................vii
KATA PENGANTAR...........................................................................................ix
DAFTAR ISI..........................................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR...........................................................................................xiv
DAFTAR TABEL...............................................................................................xvi
BAB I ......................................................................................................................1
PENDAHULUAN...................................................................................................1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Latar belakang...................................................................................................1
Rumusan masalah..............................................................................................2
Tujuan...............................................................................................................3
Manfaat perancangan........................................................................................3
Batasan masalah...............................................................................................4
Gambar desain...................................................................................................4
BAB II.....................................................................................................................6
TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................................6
2.1 peraturan teknis rancangan kemudi pada regulasi IEMC 2014.......................6
2.1.1 Peserta ............................................................................................6
2.1.2 Pasal 47 dimensi...............................................................................7
2.1.3 Pasal 52 jangkauan pandang............................................................7
2.1.4 Pasal 55 kemudi dan radius belok....................................................8
2.2 Sistem kemudi ..................................................................................................9
2.2.1 Prinsip sistem kemudi....................................................................10
2.3 jenis sistem kemudi..........................................................................................10
2.3.1 berdasarkan tenaga yang digunakan...............................................10
xi
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.3.2 berdasarkan jumlah roda yang bergerak........................................11
komponen sistem kemudi...............................................................................12
2.4.1 Seering whell (roda kemudi)..........................................................12
2.4.2 Steering coloumn (batang kemudi) ...............................................13
2.4.3 Ball joint.........................................................................................15
2.4.4 Relay rod (batang penghubung).....................................................16
2.4.5 Spindle............................................................................................17
Poros...............................................................................................................18
Baut ................................................................................................................20
Pengelasan.......................................................................................................23
2.7.1 Macam-macam penggunaan sambungan las.................................23
Diagram gaya bebas pada kendaraan..............................................................24
Tabel perbandingan pada sistem kemudi........................................................26
BAB III..................................................................................................................28
METODE PERANCANGAN..............................................................................28
3.1
3.2
3.3
3.4
Waktu dan tempat .........................................................................................28
Bahan dan alat yang digunakan.....................................................................28
Diagram alir perancangan sistem kemudi......................................................29
Pembuatan alat ..............................................................................................30
3.4.1. Idenstifikasi gambar.......................................................................30
3.4.2. Perencanaan pemotongan (cutting plan).........................................30
3.4.3. Langkah pembuatan sistemkemudi................................................30
3.5 Langkah perakitan..........................................................................................35
3.6 Langkah finishing..........................................................................................35
BAB IV ................................................................................................................37
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN..........................................................37
4.1 Perhitungan....................................................................................................37
4.1.1 Spindle ...........................................................................................37
4.1.1.1 perhitungan poros tempat atau penyangga roda.................38
4.1.1.2 plat penghubung.................................................................41
4.1.2 Perhitungan ball joint pada spindle................................................42
4.1.3 Perhitungan batang penghubung....................................................44
4.1.3.1 perhitungan batang penghubung pada spindle....................44
4.1.3.2 perhitungan batang penghubung ke plat
penghubung.........................................................................45
4.1.4 Perhitungan ball joint pada plat penghubung.................................47
4.1.5 Perhitungan plat penghubung.........................................................49
4.1.6 Perhitungan batang kemudi............................................................51
xii
4.1.7 Perhitungan roda kemudi................................................................53
4.2 Pembahasan ...................................................................................................54
BAB V...................................................................................................................57
KESIMPULAN DAN SARAN...........................................................................57
5.1 Kesimpulan...................................................................................................57
5.2 Saran.............................................................................................................58
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Roda Kemudi Besar.........................................................................12
Gambar 2.2 : Roda Kemudi Kecil..........................................................................13
Gambar 2.3 : Roda Kemudi Ellips.........................................................................13
Gambar 2.4 : Steering Coloumn.............................................................................14
Gambar 2.5 : Ball Joint pada Suspensi Independen...............................................16
Gambar 2.6 : Relay Rod atau Batang Penghubung................................................26
Gambar 2.7 : Spindle Jenis Reverse Eliot..............................................................17
Gambar 2.8 : Spindle Jenis Eliot............................................................................17
Gambar 2.9 : Spindle Jenis Lemoine.....................................................................18
Gambar 2.10 : Spindle Jenis Marmon....................................................................18
Gambar 2.11 : Diagram Gaya Bebas Pada Saat Kecepatan Maksimum...............24
Gambar 2.12 : Diagram Bebas Kendaraan Saat Menanjak....................................24
Gambar 2.13 : Diagram Gaya Bebas Kendaraan Saat Menurun............................25
Gambar 2.14 : Diagram Gaya Bebas Pada Kemudi...............................................25
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan sistem kemudi manual.............................29
Gambar 3.2 : Spindle..............................................................................................31
Gambar 3.3 : Batang Penghubung atau Relay Rod................................................32
Gambar 3.4 : Plat Penghubung Ball Joint..............................................................34
Gambar 3.5 : Batang Kemudi atau Steering Coloumn...........................................33
Gambar 3.6 : Ball Joint..........................................................................................34
Gambar 3.7 : Roda kemudi....................................................................................34
Gambar 4.2 : diagram gaya bebas pada spindle.....................................................39
xiv
Gambar 4.3 : Plat Penghubung Pada Spindle.........................................................41
Gambar 4.4 : Ball Joint..........................................................................................42
Gambar 4.5 : Batang Penghubung.........................................................................44
Gambar 4.6 : Ball Joint Pada Plat Penghubung.....................................................47
Gambar 4.7 : Plat Penghubung...............................................................................49
Gambar 4.8. : Batang Kemudi................................................................................51
Gambar 4.9 : Roda Kemudi...................................................................................53
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.9 Tabel Perbandingan Pada Sistem Kemudi.............................................26
Tabel 4.1 Poros Shaft.............................................................................................35
Tabel 4.2 Bahan untuk baut dan mur.....................................................................42
xvi
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini semua pabrikan otomotif di dunia berlomba-lomba untuk
membuat produk otomotif yang hemat bahan bakar dan atau menggunakan bahan
bakar alternative selain minyak bumi. Keadaan ini seperti membuat semua
produsen otomotif harus kembali ke titik nol di dalam pengembangan
teknologinya. Kondisi ini sangat ideal bagi bangsa Indonesia untuk terjun di
dalam pengembangan teknologi otomotif terbaru yang hemat bahan bakar atau
teknologi yang menggunakan bahan bakar yang ramah lingkungan.
Mobil urban adalah kendaraan roda empat berpendorong energi fosil yang
tampilannya mirip mobil pada umumnya dan sesuai untuk on-road yang
mempunyai dimensi Tinggi keseluruhan kendaraan antara 100 cm dan 130 cm ,
Lebar keseluruhan kendaraan antara 120 cm dan 130 cm dan Panjang keseluruhan
kendaraan antara 220 cm dan 350 cm. (Regulasi IEMC 2014)
Kemudi berfungsi untuk membelokkan roda-roda depan mobil sehingga
arah jalan mobil sesuai dengan yang diinginkan oleh pengemudi. Karena kemudi
selalu digunakan maka kemudi harus
mengakibatkan
kelelahan.
Untuk
dapat dicapai dengan mudah tanpa
itu
kemudi
harus
ringan
untuk
menggerakkannya. Agar kemudi ringan untuk digerakkan maka perubahan dari
arah gerak kemudi ke roda-roa depan diubah oleh roda kemudi. Pada roda
kemudi, gerak putar dari roda kemudi yang di teruskan ke batang kemudi diubah
1
2
menjadi gerak memanjang atau gerak lurus. Gerak lurus tersebut diteruskan ke
roda-roda depan melalui sambungan-sambungan kemudi. (Drs boentarto, 1992)
Pada kendaraan bermotor roda 4 (empat) ada 2 (dua) macam sistem
kemudi menurut cara kerjanya, yaitu sistem kemudi manual untuk menggerakkan
roda kemudi menggunakan tenaga kemudi saja. Pengendalian arah gerak ini
dilakukan oleh pengemudi dengan cara memutar atau merubah roda kemudi
sesuai dengan arah yang di kehendaki pengemudi (Ahmad.M, 2011). Sistem
kemudi adalah sistem kemudi yang memiliki sistem tenaga untuk membantu
pengemudi membelokkan roda kendaraan dimana sebagian besar tenaga berupa
sistem hidrolik. Berdasarkan jumlah roda yang bergerak, yaitu kemudi penggerak
2 roda merupakan sistem kemudi yang hanya menggunakan belokan dua roda
(roda depan) untuk mengendalikan arah gerakan kendaraan. Kemudi penggerak 4
roda yaitu sistem kemudi yang menggunakan belokan keempat roda untuk
mengendalikan arah gerakan. (Franciskus. H, 2010)
Oleh sebab itu dalam tugas akhir ini di bahas tentang “ Perancangan Sistem
Kemudi Manual Pada Mobil Urban Diesel 1 Penumpang ’’. Hal ini tidak lepas
dari mudahnya sistem pengendalian kemudi kendaraan yang tetap nyaman dan
aman.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat dirumuskan berdasarkan latar belakang di atas
adalah:
3
1. Bagaimana merancang sistem kemudi manual pada mobil urban 1
Diesel (satu) penumpang.
2. Bagaimana mendapatkan sistem kemudi manual pada mobil urban
Diesel 1 (satu) penumpang.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam perancangan ini adalah :
1. Mendapatkan prosedur pembuatan sistem kemudi manual pada
mobil urban Diesel 1 (satu) penumpang.
2. Mendapatkan sistem kemudi manual pada mobil urban Diesel 1
(satu) penumpang.
1.4 Manfaat Perancangan
Dalam setiap penulisan pasti memiliki manfaat baik untuk penulis maupun
untuk umum antara lainnya :
1. Dalam bidang IPTEK, menjadi bahan penyempurnaan selanjutnya
dalam pembuatan sistem kemudi pada mobil urban khususnya
urban diesel.
2. Bagi masyarakat, dapat digunakan sebagai sistem kemudi manual
alternatif pada kendaraan 1 (satu) penumpang.
3. Penggunaan sistem kemudi manual bisa digunakan sebagai
alternatif untuk mengikuti perlombaan IEMC 2014. Pada akhirakhir ini sering kali penggunaan sistem kemudi manual untuk
4
mempermudah pengemudi untuk membelokkan kendaraan pada
saat menggunakannya.
1.5 Batasan Masalah
Mekanisme sistem kemudi yang di rancang menggunakan sistem kemudi
manual yang memiliki batasan masalah sebagai berikut :
1. Peraturan teknis rancangan sistem kemudi manual IEMC 2014
2. Beban yang diterima pada setiap spindle roda sama.
3. Dimensi sistem kemudi pada kanan dan kiri sama.
4. Perancangan sistem kemudi hanya menghitung beban dan besar
gaya yang bekerja pada setiap komponen.
1.6 Gambar Desain
1. Konsep desain
2
5
3
4
6
1
5
Keterangan Gambar :
1. Roda kemudi.
2. Batang kemudi.
3. Plat penghubung ball joint
4. Ball joint.
5. Batang penghubung ball joint.
6. Spindle
PERANCANGAN SISTEM KEMUDI MANUAL PADA MOBIL URBAN
DIESEL 1 (SATU) PENUMPANG
TUGAS AKHIR
BIDANG KONSTRUKSI
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program SarjanaTeknik (S1)
Oleh :
MOKAHAMAD YUSUF EFFENDI
201010120311083
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
i
POSTER
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Mokhamad Yusuf Effendi
201010120311083
Yang telah disahkan oleh :
Dosen pembimbing I
Dosen pembimbing II
(Ir. Daryono. MT)
(Ir. Eko Hariyadi, MT)
Nip. 108.8909.0124
Nip. 108.9303.0292
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
Nip. 108.8909.0124
iii
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
: Mokhamad Yusuf Effendi
Nama
Nim
: 201010120311083
Bidang Keahlian
: Konstruksi
No. ST. Pem. TA
: E.2 / 188 / FT / UMM / V / 2014
Judul
: Perancangan Sistem Kemudi Manual Pada Mobil Urban
Diesel 1 (Satu) Penumpang
: Ir. Daryono. MT
Pembimbing I
Paraf
No.
CatatanAsistensi
1
Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2
Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IVdan Seminar Hasil
Dosen pembimbing I
Malang, 20 Januari 2015
Dosen pembimbing I
Ir. Daryono, MT
iv
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
: Mokhamad Yusuf Effendi
Nama
Nim
: 201010120311083
Bidang Keahlian
: Konstruksi
No. ST. Pem. TA
: E.2 / 188 / FT / UMM / V / 2014
Judul
: Perancangan Sistem Kemudi Manual Pada Mobil Urban
Diesel 1 (Satu) Penumpang
: Ir. Eko Hariyadi. MT
Pembimbing II
Paraf
No.
CatatanAsistensi
1
Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2
Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3
Konsultasi Bab II
4
ACC Bab II
5
Konsultasi Bab III
6
ACC Bab III
7
Konsultasi Bab IV
8
ACC Bab IVdan Seminar Hasil
Dosen pembimbing II
Malang, 20 Januari 2015
Dosen pembimbing II
Ir. Eko Hariyadi, MT
v
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama
: Mokhamad Yusuf Effendi
Nim
: 201010120311083
Tempat/Tanggal Lahir
: Kebumen, 21 September 1991
Jurusan
: TeknikMesin
Fakultas
: Teknik
Instansi
: Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Sistem
Kemudi Manual Pada Mobil Urban Diesel 1 (Satu) Penumpang” yang
diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/
atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang
sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk
digunakan sebagaimana mestinya.
Malang, 20 Januari 2015
Yang menyatakan
Mokhamad Yusuf Effendi
vi
ABSTRAK
Sistem kemudi adalah salah satu bagian penting dari mobil yang harus
mampu untuk membelokkan arah kendaraan sesuai keinginan pengemudi, agar
kendaraan mampu diatur dalam medan jalan yang tidak diinginkan. Pada
perancangan ini, sistem kemudi yang dibuat adalah sistem kemudi untuk
memenuhi kriteria regulasi teknis dari IEMC. Tujuan dari perancangan ini
adalah untuk mendapatkan prosedur pembuatan sistem kemudi manual dan
mendapatkan sistem kemudi manual pada mobil urban diesel 1 (satu)
penumpang yang berfungsi untuk membelokkan atau mengatur arah kendaraan
yang akan digunakan pada perlombaan IEMC ( Indonesia Energi Marathon
Chalenge).
Untuk mendapatkan hasil perancangan sistem kemudi manual maka
dibutuhkan metode perancangan dengan langkah pertama menggambar desain
yang dilengkapi dengan dimensi ukurannya agar mempermudah saat proses
pembuatan,dilanjutkan pemilihan bahan, perhitungan komponen dan
pemotongan bahan. Komponen yang dirancang adalah spindle untuk
menyangga roda kendaraan, batang penghubung, ball joint, plat penghubung,
batang kemudi dan roda kemudi.
Dengan pemilihan bahan material pada komponen sistem kemudi ini
menggunakan material Baja Karbon Kontruksi Mesin (JIS G 4501). Dengan
perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan hasil : Spindle : F = 47,5
kg. Ball Joint Pada Spindle F = 22,03 kg. Batang Penghubung F = 22,40 kg.
Batang Kemudi F = 24,75 kg. Roda Kemudi F = 0,59 kg. Dengan hasil
perhitungan tegangan geser gabungan sebesar �
dari tegangan geser ijin sebesar �� = 88
digunakan.
Kata kunci : kemudi, mobil, urban, diesel.
vii
��
��2
,
=6 ,
��
��2
lebih kecil
masih dianggap aman untuk
ABSTRACT
Steering system is one of an important part of the car who should be able
to to deflect the direction of vehicles according to desire the driver, So that
vehicles capable of being regulated in terrain that is not desirable. On designing
this , a system of a rudder that made is a system steering wheel to meet the
criteria of technical regulations IEMC. The purpose of this design was to get the
wheel procedure manufacture of systems of manually and get manual steering
system on an automobile urban diesel 1 ( one ) passengers which serves to
deflect or set the direction of a vehicle that will be used in a race iemc. (
indonesia marathon energy chalenge )
Design to get the result it is required a method of manual steering system
design with the first step drawing design equipped with dimension is in the
process of manufacture, in order to restart the election materials, the component
of the ingredients. Components designed is propping spindle for wheeled
vehicles, connecting rod, ball joint, connecting plate stems steering wheel and
the wheel.
By election materials on the components of system the rudder material was
used in the construction carbon steel an engine ( JIS G 4501 ). With calculation
that has been done then was obtained the results : spindle: F = 47.5 kg, Ball joint
on spindles F = 22,03 kg. connecting rod F = 22,40 kg stems the rudder F =
24,75 kg steering wheel F = 0.59 kg. with the sliding voltage calculation of joint
�
,
=6 ,
��
��2
smaller than a permit voltage sliding as much as �� = 88
still considered safe for use.
Keywords: steering wheel, car, urban, diesel.
viii
��
��2
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syuku rkepada kehadirat Allah SWT yang
mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas
akhir dengan judul “PERANCANGAN SISTEM KEMUDI MANUAL PADA
MOBIL URBAN DIESEL 1 (SATU) PENUMPANG.” ini akhirnya dapat
terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa
ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih
atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran,
serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi
ini.Ungkapan terima kasih tersebut disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non
materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan
terlupakan. Adik saya bely wijayanti tanpa lelah memberi semangat, doa serta
dorongannya untuk saya.
2. Bapak Ir. Daryono. MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.
3. Bapak Ir. Eko Hariyadi. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide, serta saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.
5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.
ix
7. Teman – teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010
A, B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan
selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Dulur-dulur aremania sejagad raya, dulur aremania koclok ilakes, lion devil,
pazzo leone, original, hoolopes, curva sud arema, lionisme famiglia, 87
selobekity dll, serta keluarga besar aremania 86 yang saya banggakan yang
tidak henti-hentinya memberikan dorongan dan semangat.
9. Amurwa indraswari tercinta yang sampai saat ini tanpa lelah memberi
dorongan motifasi semangat hingga terselesaikannya tugas akhir.
10. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas.Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan
sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT
memberikan sifat Rahim – Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca
Malang 20 Januari 2015
Mokhamad Yusuf Effendi
x
DAFTAR ISI
COVER....................................................................................................................i
POSTER..................................................................................................................ii
LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I.............................iv
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II.............................v
LEMBAR PERNYATAAN..................................................................................vi
ABSTRAK............................................................................................................vii
KATA PENGANTAR...........................................................................................ix
DAFTAR ISI..........................................................................................................xi
DAFTAR GAMBAR...........................................................................................xiv
DAFTAR TABEL...............................................................................................xvi
BAB I ......................................................................................................................1
PENDAHULUAN...................................................................................................1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Latar belakang...................................................................................................1
Rumusan masalah..............................................................................................2
Tujuan...............................................................................................................3
Manfaat perancangan........................................................................................3
Batasan masalah...............................................................................................4
Gambar desain...................................................................................................4
BAB II.....................................................................................................................6
TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................................6
2.1 peraturan teknis rancangan kemudi pada regulasi IEMC 2014.......................6
2.1.1 Peserta ............................................................................................6
2.1.2 Pasal 47 dimensi...............................................................................7
2.1.3 Pasal 52 jangkauan pandang............................................................7
2.1.4 Pasal 55 kemudi dan radius belok....................................................8
2.2 Sistem kemudi ..................................................................................................9
2.2.1 Prinsip sistem kemudi....................................................................10
2.3 jenis sistem kemudi..........................................................................................10
2.3.1 berdasarkan tenaga yang digunakan...............................................10
xi
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.3.2 berdasarkan jumlah roda yang bergerak........................................11
komponen sistem kemudi...............................................................................12
2.4.1 Seering whell (roda kemudi)..........................................................12
2.4.2 Steering coloumn (batang kemudi) ...............................................13
2.4.3 Ball joint.........................................................................................15
2.4.4 Relay rod (batang penghubung).....................................................16
2.4.5 Spindle............................................................................................17
Poros...............................................................................................................18
Baut ................................................................................................................20
Pengelasan.......................................................................................................23
2.7.1 Macam-macam penggunaan sambungan las.................................23
Diagram gaya bebas pada kendaraan..............................................................24
Tabel perbandingan pada sistem kemudi........................................................26
BAB III..................................................................................................................28
METODE PERANCANGAN..............................................................................28
3.1
3.2
3.3
3.4
Waktu dan tempat .........................................................................................28
Bahan dan alat yang digunakan.....................................................................28
Diagram alir perancangan sistem kemudi......................................................29
Pembuatan alat ..............................................................................................30
3.4.1. Idenstifikasi gambar.......................................................................30
3.4.2. Perencanaan pemotongan (cutting plan).........................................30
3.4.3. Langkah pembuatan sistemkemudi................................................30
3.5 Langkah perakitan..........................................................................................35
3.6 Langkah finishing..........................................................................................35
BAB IV ................................................................................................................37
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN..........................................................37
4.1 Perhitungan....................................................................................................37
4.1.1 Spindle ...........................................................................................37
4.1.1.1 perhitungan poros tempat atau penyangga roda.................38
4.1.1.2 plat penghubung.................................................................41
4.1.2 Perhitungan ball joint pada spindle................................................42
4.1.3 Perhitungan batang penghubung....................................................44
4.1.3.1 perhitungan batang penghubung pada spindle....................44
4.1.3.2 perhitungan batang penghubung ke plat
penghubung.........................................................................45
4.1.4 Perhitungan ball joint pada plat penghubung.................................47
4.1.5 Perhitungan plat penghubung.........................................................49
4.1.6 Perhitungan batang kemudi............................................................51
xii
4.1.7 Perhitungan roda kemudi................................................................53
4.2 Pembahasan ...................................................................................................54
BAB V...................................................................................................................57
KESIMPULAN DAN SARAN...........................................................................57
5.1 Kesimpulan...................................................................................................57
5.2 Saran.............................................................................................................58
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Roda Kemudi Besar.........................................................................12
Gambar 2.2 : Roda Kemudi Kecil..........................................................................13
Gambar 2.3 : Roda Kemudi Ellips.........................................................................13
Gambar 2.4 : Steering Coloumn.............................................................................14
Gambar 2.5 : Ball Joint pada Suspensi Independen...............................................16
Gambar 2.6 : Relay Rod atau Batang Penghubung................................................26
Gambar 2.7 : Spindle Jenis Reverse Eliot..............................................................17
Gambar 2.8 : Spindle Jenis Eliot............................................................................17
Gambar 2.9 : Spindle Jenis Lemoine.....................................................................18
Gambar 2.10 : Spindle Jenis Marmon....................................................................18
Gambar 2.11 : Diagram Gaya Bebas Pada Saat Kecepatan Maksimum...............24
Gambar 2.12 : Diagram Bebas Kendaraan Saat Menanjak....................................24
Gambar 2.13 : Diagram Gaya Bebas Kendaraan Saat Menurun............................25
Gambar 2.14 : Diagram Gaya Bebas Pada Kemudi...............................................25
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan sistem kemudi manual.............................29
Gambar 3.2 : Spindle..............................................................................................31
Gambar 3.3 : Batang Penghubung atau Relay Rod................................................32
Gambar 3.4 : Plat Penghubung Ball Joint..............................................................34
Gambar 3.5 : Batang Kemudi atau Steering Coloumn...........................................33
Gambar 3.6 : Ball Joint..........................................................................................34
Gambar 3.7 : Roda kemudi....................................................................................34
Gambar 4.2 : diagram gaya bebas pada spindle.....................................................39
xiv
Gambar 4.3 : Plat Penghubung Pada Spindle.........................................................41
Gambar 4.4 : Ball Joint..........................................................................................42
Gambar 4.5 : Batang Penghubung.........................................................................44
Gambar 4.6 : Ball Joint Pada Plat Penghubung.....................................................47
Gambar 4.7 : Plat Penghubung...............................................................................49
Gambar 4.8. : Batang Kemudi................................................................................51
Gambar 4.9 : Roda Kemudi...................................................................................53
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.9 Tabel Perbandingan Pada Sistem Kemudi.............................................26
Tabel 4.1 Poros Shaft.............................................................................................35
Tabel 4.2 Bahan untuk baut dan mur.....................................................................42
xvi