PERENCANAAN GEARBOX DAN PERHITUNGAN DAYA MOTOR PADA MODIFIKASI DONGKRAK ULIR MEKANIS MENJADI DONGKRAK ULIR ELEKTRIK

PERENCANAAN

GEARBOX

DAN PERHITUNGAN DAYA

MOTOR PADA MODIFIKASI DONGKRAK ULIR MEKANIS

MENJADI DONGKRAK ULIR ELEKTRIK

Oleh

TRI GANANG PANDOYO

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2013

ABSTRACT

THE GEARBOX DESIGN AND MOTOR POWER ESTIMATION FOR MODIFICATION OF MANUAL JACKSCREW INTO

ELECTRIC JACKSCREW

By

TRI GANANG PANDOYO

Manual jackscrew is a lifting device used by automobile drivers when any disorders occur, especially when the automobile tires are deflated. Considering manual jackscrew shape and design, not all people are able to use it easily, especially women. This is the reason of manual jackscrew modification into electric jackscrew.

This jackscrew modification is conducted by adding a gearbox and DC motor. The ratio between gearbox input and output is 1 : 44.77 and the DC motor power is 160 Watt. The electric jackscrew working principle is that rotation from DC motor is reduced by the gearbox and forwarded to screw shaft in the jackscrew. The power source is from the automobile battery.

The results of electric jackscrew testing show that time of jacking is 10 seconds for tricycle motorbike, 12 seconds for GranMax PU car, and 14 seconds for Mazda Vantrend car. All the data is compared with the data manual jackscrew.

ABSTRAK

PERENCANAAN GEARBOX DAN PERHITUNGAN DAYA MOTOR PADA MODIFIKASI DONGKRAK ULIR MEKANIS MENJADI

DONGKRAK ULIR ELEKTRIK

Oleh

TRI GANANG PANDOYO

Dongkrak ulir mekanis merupakan suatu alat angkat yang digunakan oleh pengemudi mobil saat terjadi kerusakan, terutama pada saat roda kendaraan bocor atau kempes. 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. Perbandian antara input dan autput pada gearbox adalah 1 : 44,77 dan daya motor dc adalah 160 Watt. Prinsip kerja dongkrak ulir elektrik adalah putaran dari motor dc direduksi oleh gearbox dan diteruskan ke batang ulir pada dongkrak, sedangkan sumber tenaga berasal dari baterai mobil itu sendiri.

Dari pengujian dongkrak ulir elektrik yang telah dilakukan, didapatkan waktu proses pendongkrakan yaitu: pada motor 3 roda adalah 10 detik, Gran Max PU adalah 12 detik dan Mazda Vantrend adalah 14 detik. Semua data tersebut dibandingkan dengan data dongkrak ulir mekanis.

Namaldahasiswa No. PokokMahasiswa Jurusan

Fakultas

6t4Gffirrn1pondqp

D15021067

:

Teknik Mcsin

Teknik

' _rl

t.I$nisi

Pernbie&ing

_-'_--.-\

_--.'ft,

.\

MENJAI}I IX}NGKRAK ULIR

ELEIffRIK

}'

. .:"'.'

Ahmad Sutudi,

S.T.,

M.T.

'"dFi--tff

i'

;:.lit,i :'': r,f+\

--ft**

Nowi

Tanti,

S.T.,

M.T.

NIP.l9740s162000l21001.w;.:..HIP.l970llMl997$20al

Ilarmen Burhanuddin,

S.T.,

M.T,

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

SANWACANA ... i

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR SIMBOL... xi

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

B. Perumusan Masalah ... 3

C. Tujuan Penelitian... 4

D. Batasan Masalah ... 5

E. Sistematika Penulisan ... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Definisi Dongkrak ... 7

B. Dongkrak Ulir Mekanis ... 8

1. Komponen-komponen utama dongkrak ulir ... 8

2. Prinsip kerja dongkrak ulir mekanis ... 9

3. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak…..………. 10

C. Transmisi Daya………... 15

1. Pengertian transmisi daya... 15

2. Transmisi langsung/roda gigi (gearbox)... 16

3. Roda gigi lurus (spur gear)…... 18

D. Motor Arus Searah... 21

1. Pengertian motor arus searah... 21

2. Prinsip kerja motor DC... 24

E. Penghantar Listrik... 28

1. Pengertian kabel listrik………...…….…...……. 28

2. Analisa kabel... 31

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu Dan Tempat... 33

B. Alat dan Bahan ………...……… 34

C. Rancangan Pembuatan Alat ………..………. 35

D. Diagram Alir Penelitian ……….……… 38

E. Prosedur Pengujian ……… 40

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Perancangan Dongkrak Ulir Elektrik ………..……… 43

2. Pemilihan motor dc ……….… 47 3. Penentuan lokasi penempatan gearbox dan motor dc ……… 48 4. Hasil pemodifikasian dongkrak ulir elektrik …………..…… 50

B. Hasil Pengujian ………...….. 50

C. Data Hasil Perhitungan ……….... 53

D. Pembahasan ………..… 56

BAB V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan ... 60 B. Saran ... 61

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Faktor gesek untuk screw dan nut ... 14 2. Jenis-jenis material roda gigi dan tegangan lentur yang diizinkan ….. 19

3. Kabel yang sesuai pada Accu bertegangan 12 volt ………. 30

4. Untuk hasil waktu operasi dongkrak ulir elektrik tanpa beban ……... 41 5. Untuk data waktu proses pendongkrakan dongkrak ulir

mekanis saat mengangkat beban ……… 42 6. Untuk data waktu proses pendongkrakan dongkrak ulir

elektrik saat mengangkat beban ……….……… 42 7. Untuk torsi yang dibutuhkan agar dongkrak dapat mengangkat

beban ………..……. 43 8. Untuk torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar

dongkrak dapat mengangkat beban ………. 43

9. Spesifikasi hasil rancangan gearbox ……… 44

10.Jenis-jenis motor stater dengan tegangan 12 volt ………... 47 11.Data waktu operasi dongkrak ulir elektrik tanpa pembebanan …….... 51

12. Data waktu operasi dongkrak ulir mekanis saat mengangkat roda

belakang sebelah kanan kendaraan ……….. 52 13.Data waktu oprasi dongkrak ulir elektrik saat mengangkat roda

15.Torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar

dongkrak dapat mengangkat beban ……….… 56

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Komponen-komponen dongkrak ulir mekanis... 8

2. Pendongkrakan ... 10

3. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak ulir mekanis ... 11

4. DBB pada penyangga atas ... 11

5. DBB pada batang penyangga atas ... 12

6. DBB dongkrak ulir elektrik ... 13

7. Tata nama bagian-bagian roda gigi ... 18

8. Motor arus searah (dc) ... 21

9. Motor dc Sederhana... 25

10.Dongkrak ulir mekanis ... 34

11.Desain kedudukan gearbox dan motor ... 36

12.Desain gearbox ... 36

13.Desain plat tambahan dudukan bagian bawah ... 37

14.Desain tutup pelindung gearbox ... 37

15.Komponen-komponen gearbox... 45

16.Hasil rancangan gearbox pada dongkrak ulir elektrik... 46

20.Penempatan motor dc yang berada disamping ……… 49 21.Hasil pemodifikasian dongkrak ulir elektrik: a. tanpak samping,

b. tanpa atas, dan c. tanpa depan. ……….……... 50 22.Grafik perbandingan berat beban yang diangkat dengan waktu

operasi pada dongkrak ulir elektrik dan dongkrak mekanis ………… 57 23.Grafik perbandingan besar sudut dengan torsi inputan yang

dibutuhkan agar dongkrak ulir ………...………… 58 24.Grafik perbandingan besar sudut dengan torsi inputan yang

DAFTAR SIMBOL

Simbol Nama Satuan

A Penampang Inti (m2)

Ak Luas Penampang Kabel (mm2)

a Jumlah Paralel Konduktor Jangkar

B Kerapatan Medan Magnet (Vs/m2)

dm Diameter Rata-Rata Poros Ulir (m)

E Tegangan (volt)

Ea Tegangan Induksi (volt)

F Gaya Tekan Beban (N)

FT Gaya Tekan Tuas (N)

I Besar Arus (A)

Ia Arus Armatur (A)

K Konstanta

L Panjang Tuas Penggerak (m)

Lk Panjang kabel (m)

Jarak Maju Pada Ulir (m)

n Putaran (rpm)

p Jumlah Kutup

r Jari-Jari Motor Dc (m)

TD Torsi Yang Dibutuhkan Dongkrak (N.m)

TM Torsi Motor (N.m)

T1 Torsi Pada Roda Gigi 1 (N.m)

T6 Torsi Pada Roda Gigi 6 (N.m)

µ Koefisien Gesek

Z Jumlah Lilitan Kawat/Tembaga

Z1 Jumlah Gigi Pada Roda Gigi Ke 1

Z2 Jumlah Gigi Pada Roda Gigi Ke 2

Z3 Jumlah Gigi Pada Roda Gigi Ke 3

Z4 Jumlah Gigi Pada Roda Gigi Ke 4

Z5 Jumlah Gigi Pada Roda Gigi Ke 5

Z6 Jumlah Gigi Pada Roda Gigi Ke 6

Φ Fluksi Medan Magnet (mWb)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

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 transfortasi 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 meru pakan salah satu tekno logi modern yang

dimanfaatkan untu k mempermudah p eker jaan p ada saat pro ses pengangkatan beban berat sehingga beban b erat tersebut akan mudah terangkat sesuai dengan kebu tuhan 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 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

Dongkrak merupakan salah satu pesawat pengangkat yang digunakan untuk mengangkat beban guna mempermudah pekerjaan reparasi dibagian bawah kendaraan ataupun pada bagian-bagian yang lainya. Ketidaknyamanan dalam

proses pendongkrakkan secara manual sering terjadi, misalnya proses pendongkrakkan ditempat yang sulit untuk dijangkau atau tempat yang sempit. Dalam penelitian ini rumusan masalahnya adalah:

a. Menghitung dan merancang gearbox.

b. Menentukan motor listrik yang akan digunakan serta perhitungannya. c. Merancang konstruksi kedudukan gearbox dan motor listrik.

Adapun kriteria yang mestinya tercapai setelah peroses pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik adalah:

1. Dongkrak harus aman saat digunakan.

2. Dongkrak harus kuat untuk menahan beban maksimal 1 ton sesuai spesifikasi dongkrak ulir mekanis.

3. Waktu operasi dongkrak dalam pengangkatan beban harus lebih cepat dari dongkrak manual.

4. Dalam pengangkatan beban, proses naiknya beban stabil. 5. Bentuk dongkrak setelah dimodifikasi masih cukup ringkas.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menghitung kebutuhan daya motor untuk mengangkat beban.

2. Merancang gearbox

3. Membuat dan memodifikasi dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik.

D. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang diberikan agar penelitian ini lebih fokus dan terarah dalam hal penganalisaan yaitu sebagai berikut:

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

2. Tidak merubah konstruksi dan bahan dongkrak ulir mekanis.

E. Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah:

BAB I : PENDAHULUAN

Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan dari penelitian ini.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan tentang teori dongkrak, kalsifikasi dongkrak, komponen-komponen dongkrak elektrik dengan pengerak motor searah (DC) dan rumus-rumus persamaan yang digunakan.

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Terdiri atas hal-hal yang berhubungan dengan pelaksanaan penelitian, yaitu tempat penelitian, bahan penelitian, peralatan penelitian, prosedur pembuatan dan diagram alir pelaksanaan penelitian.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan hasil penelitian dan pembahasan dari data-data yang diperoleh setelah pengujian.

BAB V : SIMPULAN DAN SARAN

Berisikan hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Memuat referensi yang dipergunakan penulis untuk

menyelesasikan laporan Tugas Akhir.

LAMPIRAN

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Definisi Dongkrak

Dongkrak merupakan salah satu pesawat pengangkat yang digunakan untuk mengangkat beban ke posisi yang dikehendaki dengan gaya yang kecil.

Macam-macam dongkrak:

1. Dongkrak mekanis

Dongkrak mekanis contohnya dongkrak ulir menggunakan mekanisme drat seperti baut untuk meninggikan titik pusat penampang. Walau membutuhkan lebih banyak tenaga untuk mengoperasikannya, namun dongkrak ini memiliki kelebihan pada bentuknya yang ringkas saat terlipat dan bobotnya yang ringan.

2. Dongkrak hidrolik

Dongkrak hidrolik mengaplikasi fluida untuk menghasilkan tekanan yang diperlukan untuk pengangkatan, daya yang dihasilkan jauh lebih besar dan tenaga yang dibutuhkan untuk pengoprasian lebih sedikit dibandingkan

B. Dongkrak Ulir Mekanis

Dongkrak ulir mekanis merupakan salah satu jenis alat angkat yang dibuat dari plat baja, dimana pengangkatan beban digerakkan dengan sebuah batang berulir. Dongkrak ulir mekanis dapat dilipat dan dapat digunakan untuk mengangkat beban hingga 1-6 ton. Tinggi angkat dongkrak ulir mekanis ditentukan oleh panjang lengan baja atau panjang pelat baja dan batang ulir yang digerakkan secara mekanis oleh operator ketika akan digunakan untuk mengangkat kendaraan.

Pengoperasian dan perawatan yang sangat sederhana, merupakan salah satu keuntungan penggunaan dongkrak ulir mekanis. Sedangkan kekurangannya tidak dapat digunakan untuk kendaraan-kendaraan berat.

1. Komponen-komponen utama dongkrak ulir mekanis

Adapun komponen-komponen utama dari dongkrak ulir mekanis dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini:

Gambar 1. Komponen-komponen dongkrak ulir mekanis

8

5 7

6

4

1 2

Keterangan gambar:

1. Kaki penyangga (foot) 2. Lengan bawah (lower arms) 3. Nuts

4. Lengan atas (upper arms) 5. Penyangga atas (top bracket) 6. Poros ulir (screw)

7. Pins

8. Crank/handle (id.scribd.com)

2. Prinsip kerja dongkrak ulir mekanis.

Menaikkan beban:

 Pada saat handle diputar searah jarum jam, maka poros ulir akan ikut berputar mengikuti putaran handle dan pada poros ulirnya dihubungkan nuts.

 Maka nuts dan poros ulir akan berkerja seperti halnya sepasang baut dan mur yang dapat bergerak maju sesuai arah putaran.

 Bergeraknyaulir mengakibatkan rangka lengan atas dan bawah saling mendekat, sehingga ketinggian dongkrak pun berubah.

 Bertambahnya tinggi dongkrak mengakibatkan beban yang ada diatas penyangga atas pun terangkat.

Menurunkan beban:

 Pada saat handle diputar berlawanan arah jarum jam, maka poros ulir akan ikut berputar mengikuti putaran handle dan pada poros ulirnya dihubungkan nuts.

 Maka nuts dan poros ulir akan berkerja seperti halnya sepasang baut dan mur yang dapat bergerak mundur sesuai arah putarannya.

 Bergeraknyaulir mengakibatkan rangka lengan atas dan bawah saling menjauh, sehingga ketinggian dongkrak pun berubah.

 Berkurangnya tinggi dongkrak mengakibatkan beban yang ada diatas penyangga atas pun akan turun(www.scribd.com).

3. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak

Adapun contoh dongkrak ulir mekanis saat mengangkat beban dapat dilihat pada gambar 2 dibawah ini:

Dan pembebanan yang terjadi pada dongkrak ulir mekanis adalah sebagai berikut:

Gambar 3. Pembebanan yang terjadi pada dongkrak ulir mekanis

a. DBB yang terjadi pada batang ab dan ac

Gambar 4. DBB pada penyangga atas

 = 0

= 0

=

W

b c

a

d

W

F1Ax

A

t

L

1

F2Ax

F2Ay

F1Ay

 ∑ = 0

+ − = 0

= −

= −

2

=

b. DBB yang terjadi pada batang ab dan ac

Gambar 5. DBB pada batang penyangga atas

 ∑ = 0

=

=

 ∑ = 0

− . cos + . sin = 0

=

1′ _.

a a

B C

F1’Ax

F1’Ay F2’Ay

F2’Ax

FCx

FBx

= .

.

c. DBB yang terjadi pada batang bd dan cd

Gambar 6. DBB dongkrak ulir elektrik

Dimana :

= = = =

= 2

 ∑ = 0

+ − = 0

= +

= +

= W F1Dx

F1Dy F2Dy

F2Dx

F2’Dx

F1’Dx

F1’Dy F2’Dy

D F’By

F’By

F’Cx

Tabel 1. Faktor gesek untuk screw dan nut (id.scribd.com)

No Screw material

Nut material

Steel Brass Bronze Cast iron 1 Steel (Dry) 0,15-0,25 0,15-0,23 0,15-0,19 0,15-0,25

2

Steel (lubricated)

0,11-0,17 0,10-0,16 0,10-0,15 0,11-0,17

3

Bronze (lubricated)

0,08-0,12 0,04-0,06 - 0,06-0,09

a. Torsi yang diperlukan dongkrak untuk mengangkat beban (Josep E. Shingley. 1983).

TD =

. . .

. – .

………...………..(1)

Dimana: TD = torsi yang dibutuhkan dongkrak (N.m)

F = gaya tekan beban (N)

dm = diameter rata-rata poros ulir (m)

= jarak maju pada poros ulir (m) = koefisien gesek

b. Torsi yang diperlukan dongkrak untuk menurunkan beban

TD =

. . .

. .

……...

...………(2)

Dimana: TD = torsi yang dibutuhkan dongkrak (N.m)

dm = diameter rata-rata poros ulir (m)

= jarak maju pada poros ulir (m) = koefisien gesek

c. Beban yang mesti diberikan pada tuas penggerak (handle)

FT = ………..(3)

Dimana: FT = gaya tekan tuas (N)

TD = torsi pada dongkrak (N.m)

L = panjang tuas penggerak (m)

C. Transmisi Daya

1. Pengertian transmisi daya

Transmisi pada umumnya dimaksudkan suatu mekanisme yang

dipergunakan untuk memindahkan gerakan dan daya elemen mesin yang satu ke gerakan elemen mesin yang kedua. Gerakan ini dapat memiliki berbagai sifat, seperti halnya pada mekanisme batang hubung engkol, diamana gerakan putar sebuah poros dipindahkan ke gerakan lurus sebuah torak atau sebaliknya.

Transmisi putar dapat dibagi dalam 2 jenis yaitu:

 Transmisi langsung,dimana sebuah piringan atau roda pada poros yang satu dapat menggerakan roda serupa itu pada poros kedua melalui kontak langsung. Misalnya roda gesek dan roda gigi.

 Transmisi dengan mengunakan sabuk atau rantai (Jac. Stolk, 1981).

2. Transmisi langsung/roda gigi (gearbox)

a. Pengertian transmisi roda gigi/gearbok

Dalam beberapa unit mesin, mesin memiliki sistem pemindah tenaga yaitu gearbox. Gearbox berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya mesin ke salah satu bagian mesin lainnya, sehingga unit tersebut dapat bergerak menghasilkan sebuah pergerakan baik putaran maupun pergeseran. Gearbox merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk menyesuaikan daya atau torsi (momen/daya) dari motor yang berputar dan gearbox juga adalah alat pengubah daya dari motor yang berputar menjadi tenaga yang lebih besar.

b. Fungsi transmisi roda gigi/gearbox

Gearbox atau transmisi roda gigi adalah salah satu komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga, transmisi berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan feeding. Transmisi ini juga berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak, torsi dan membalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur.

Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox, mempunyai beberapa fungsi antara lain :

2. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin. 3. Menghasilkan putaran mesin tanpa selip (Jac. Stolk, 1981).

Pengolongan roda gigi dalam hal ini dibedakan tiga keadaan sesuai dengan kedudukan yang diambil oleh poros yang satu terhadap yang lain:

a. Poros sejajar satu sama yang lain: roda gigi silinderik.

Bentuk dasar roda gigi ini ialah dua buah silinder yang saling bersinggungan menurut sebuah garis-lukis dan sejajar. Dibandingkan dengan jenis roda gigi yang lain roda gigi lurus ini paling mudah dalam proses pengerjaannya (machining) sehingga harganya lebih murah. Roda gigi lurus ini cocok digunakan pada sistim transmisi yang gaya kelilingnya besar, karena tidak menimbulkan gaya aksial.

Jenis-jenis rodagigi lurus antara lain :

 Roda gigi lurus (external gearing)

Roda gigi lurus digunakan untuk menaikkan atau menurunkan putaran dalam arah yang berlawanan.

 Roda gigi dalam (internal gearing)

Roda gigi dalam dipakai jika diinginkan alat transmisi yang berukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar.

 Roda gigi rack dan pinion

Roda gigi Rack dan Pinion berupa pasangan antara batang gigi dan pinion roda gigi jenis ini digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus atau sebaliknya.

b. Poros saling memotong: roda gigi kerucut.

Bentuk dasar ialah dua buah kerucut dengan puncak gabungan yang saling menyingung menurut sebuah garis lukis.

Jenis-jenis roda gigi kerucut antara lain :

 Roda gigi kerucut lurus

 Roda gigi kerucut miring

c. Poros saling menyilang: roda gigi sekrup atau sekrup menerus (worm) dan roda ulir (bea-indonesia.org).

3. Roda gigi lurus (spur gear)

Roda gigi lurus (spur gear) dipakai untuk memindahkan gerakan putar antar poros-poros yang sejajar yang biasanya berbentuk silindris, dan gigi-giginya adalah lurus dan sejajar dengan sumbu putaran. Adapun tata nama bagian-bagian roda gigi dapat dilihat pada gambar 4 dibawah ini:

Gambar 7. Tata nama bagian-bagian roda gigi (Joseph,1983).

Tabel 2. Jenis-jenis material roda gigi dan tegangan lentur yang diizinkan

Kelompok bahan

Lambang bahan

Kekuatan tarik (kg/mm2)

Kekerasan (Brinell)

Tegangan lentur yang

diizinkan (kg/mm2)

FC 25 25 180-240 11 FC 30 30 190-240 13 Baja cor

SC 42 42 140 12 SC 46 46 160 19 SC 49 49 190 20 Baja karbon untuk

konstruksi mesin

S 25 C 45 123-183 21 S 35 C 52 149-207 26 S 45 C 58 167-229 30

Baja paduan dengan pengerasan kulit

S 15 CK 50

400 (dicelup dingin dalam

minyak

30 SNC 21 80 400 (dicelup

dingin dalam minyak

35-40 SNC 22 100 40-55 Baja khrom nikel

SNC 1 75 212-255 35-40 SNC 2 85 248-302 40-60 SNC 3 95 269-321 40-60 Perunggu Logam delta Perunggu fosfor (coran) Perunggu nikel (coran)

18 85 5 35-60 - 10-20 19-30 70-100 5-7 64-90 180-260 20-30 Damar phenol, dll 3-5

Adapun rumus persamaan yang digunakan untuk menghitung system transmisi adalah sebagai berikut: (Jac. Stolk, 1981).

= = =

…………...………..(4)

Dimana: T1 = torsi pada roda gigi 1 (N.m)

T6 = torsi pada roda gigi 6 (N.m)

Z1 = jumlah gigi pada roda gigi ke 1

Z2 = jumlah gigi pada roda gigi ke 2

Z3 = jumlah gigi pada roda gigi ke 3

Z4 = jumlah gigi pada roda gigi ke 4

Z5 = jumlah gigi pada roda gigi ke 5

Untuk menghitung torsi yang di transmisikan oleh roda gigi dari poros ulir pada dongkrak ke roda gigi pada poros inputan.

T1 =

. . .

. .

…...………..(5)

Dimana: T1 = torsi pada roda gigi 1 (N.m)

T6 = torsi pada roda gigi 6 (N.m)

Z1 = jumlah gigi pada roda gigi ke 1

Z2 = jumlah gigi pada roda gigi ke 2

Z3 = jumlah gigi pada roda gigi ke 3

Z4 = jumlah gigi pada roda gigi ke 4

Z5 = jumlah gigi pada roda gigi ke 5

Z6 = jumlah gigi pada roda gigi ke 6

Persamaan untuk menghitung beban yang dipindahkan oleh roda gigi:

= . ...(6) Dimana: Wt = beban yang dipindahkan (kg)

T = torsi (kg.m)

d = diameter roda gigi (m) Tegangan lentur yang terjadi pada roda gigi.

Persamaan untuk menghitung tegangan lentur yang terjadi pada roda gigi adalah sebagai berikut:

= .

. ...(7)

Dimana: = tegangan lentur (kg/m2) = tinggi gigi pada roda gigi (m)

t = tebal roda gigi (m)

Wt = beban yang dipindahkan (kg)

F = panjang dimensi penampang kontak (m)

D. Motor Arus Searah

1. Pengertian motor arus searah

Motor arus searah adalah mesin yang mengubah energy listrik menjadi energy mekanis dan konstruksi motor dc sangat mirip dengan generator dc. Kenyataannya, mesin yang berkerja baik sebagai generator akan baik pula sebagai motor. Adapun salah satu contoh jenis motor arus searah (DC) dapat dilihat ada gambar 5 dibawah ini:

Gambar 8. Motor arus searah (dc).

Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah (listrik dc) menjadi tenaga gerak atau mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada motor.

Adapun bagian-bagian penting pada motor arus searah (dc) adalah:

 Bagian yang tidak bergerak/rumah (stationary) yang disebut stator.

a. Rumah(stator)

Rumah (stator) merupakan bagian dari motor yang permanen atau tidak berputar. Bagian ini menghasilkan medan magnet, baik yang dihasilkan dari coil (elektromagnetik), maupun dari magnet.

Klasifikasi umum untuk rumah motor dc telah ditetapkan oleh pabrik motor yaitu motor terbuka dan motor tertutup sempurna. Motor terbuka mempunyai lubang ventilasi yang memungkinkan lewatnya udara pendingin luar ke sekeliling lilitan motor. Sedangkan motor tertutup sempurna benar-benar tertutup sehingga tidak ada udara ventilasi yang dapat memasuki motor (Eugene C. Liester. 1984) .

Bagian rumah (stator) ini terdiri dari:

 Gandar atau rangka

Fungsi utama dari rangka adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet, karena itu rangka motor dibuat dari bahan ferro magnetik. Disamping itu rangka motor juga berfungsi untuk melindungi stator dan rotor.

 Inti kutub dan lilitan penguat magnet

Lilitan penguat magnet berfungsi untuk mengalirkan arus listrik agar terjadi proses elektro magnet sehingga terjadi suatu magnet buatan sedangkan inti kutub magnet merupakan tempat dihasilkannya fluks magnet.

 Sikat –sikat dan slip ring

Fungsi dari sikat-sikat adalah untuk jembatan bagi aliran arus dari lilitan jangkar beban, aliran arus tersebut akan mengalir dari sumber dan diterima oleh kontaktor. Sedangkan fungsi dari slip ring adalah sebagai kontak hubung dengan sikat-sikat, yang dipakai untuk melewatkan aliran arus atau tegangan arus bolak-balik.

b. Rotor

Inti rotor motor berbentuk silinder yang berlaminasi dengan alur-alur aksial pada sekeliling permukaanya dimana ditempatkan kumparan rotor. Ada dua tipe rotor yaitu :

 Rotor tipe sangkar tupai

Konstruksi rotor sangkar tupai terdiri dari sebuah inti baja yang dilaminasi terpasang pada poros, di dalam inti terdapat rotor boxes yang terbuat dari aluminium atau tembaga rotor boxes tersebut tidak di isolasi dan pada ujung-ujung dihubungkan singkat dengan system gelang (ring).

 Rotor tipe belitan

Konstruksi rotor tipe belitan terdiri dari banyak gulungan, dimana gulungan tersebut membuat silangan kecil dan ujung-ujungnya dibawa keluar dan dihubungkan slip ring melalui poros yang terhubung. (Daryanto, 2002).

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban dalam hal ini mengacu kepada

keluaran tenaga putar/torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan ke dalam tiga kelompok:

a. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torquenya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah corveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

b. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatn operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan).

c. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

2. Prinsip kerja motor DC

Daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor), maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet. Dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi dan daerah tersebut dapat dilihat pada gambar 6 dibawah ini:

Gambar 9. Motor dc Sederhana

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum :

 Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

 Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah

lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

 Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/torque untuk memutar kumparan.

 Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk

memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan (dunia-listrik.blogspot.com)

a. Fluksi medan magnet

Fluksi medan magnet adalah daerah sekitar yang ditembus oleh garis gaya magnet disebut gaya medan magnetik atau medan magnetik. Jumlah garis gaya dalam medan magnet disebut fluksi magnetic (Owen Bishop. 2004).

Persamaan untuk menentukan fluksi medan magnet:

ф =

. ………..….(8)

Dimana; ф = Fluksi medan magnet (Wb) Ea = tegangan induksi (volt)

C = (p/a) x (Z/60) = konstanta n = putaran (rpm)

p = jumlah kutup

a = jumlah paralel konduktor jangkar Z = jumlah lilitan kawat/tembaga b. Kerapatan fluksi magnet

Efektivitas medan magnetik dalam pemakaian sering ditentukan oleh besarnya “kerapatan fluksi magnet”, artinya fluksi magnet yang berada pada permukaan yang lebih luas kerapatannya rendah dan intensitas medannya lebih lemah. Sedangkan pada permukaan yang lebih sempit kerapatan fluksi magnet akan kuat dan intensitas medannya lebih tinggi

Persamaan untuk menentukan fluksi medan magnet: (Yon Rijono.1977).

B =ф

………...(9)

Dimana; B = Kerapatan medan magnet (Vs/m2)

Φ = Fluksi medan magnet (mWb)

c. Persamaan untuk menentukan besar gaya

F = B.I.L ... (10)

Dimana : F = gaya (N)

B = Kerapatan medan magnet (Vs/m2) I = besar arus (A)

L = panjang penghantar/konduktor (m) d. Persamaan untuk menentukan torsi motor

TM = B.I.L.r ...(11)

Dimana : TM = torsi motor (N.m)

r = jari-jari motor DC (m)

B = Kerapatan medan magnet (Vs/m2) I = besar arus (A)

L = panjang penghantar/konduktor (m) Atau dengan persamaan sebagai berikur:

TM = K.Φ.Ia ...(12)

Dimana : TM = torsi motor (N.m)

Ia = arus armatur (A)

Φ = Fluksi medan magnet (mWb) k = konstanta

E. Penghantar Listrik

1. Pengertian kabel listrik

Kabel listrik adalah media untuk mengantarkan arus listrik ataupun informasi. Bahan dari kabel ini beraneka ragam, khusus sebagai pengantar arus listrik, umumnya terbuat dari tembaga dan umumnya dilapisi dengan pelindung. Selain tembaga, ada juga kabel yang terbuat dari serat optik, yang disebut dengan fiber optic cable.

Penghantar atau kabel yang sering digunakan untuk instalasi listrik penerangan umumnya terbuat dari tembaga. Pemakaian tembaga sebagai penghantar adalah dengan pertimbangan bahwa tembaga merupakan suatu bahan yang mempunyai daya hantar yang baik setelah perak.

Berdasarkan konstruksinya, penghantar diklasifikasikan sebagai berikut: a) Penghantar pejal (solid); yaitu penghantar yang berbentuk kawat pejal

yang berukuran sampai 10 mm². Tidak dibuat lebih besar lagi dengan maksud untuk memudahkan penggulungan maupun pemasangannya b) Penghantar berlilit (stranded); penghantarnya terdiri dari beberapa

urat kawat yang berlilit dengan ukuran 1 mm² – 500 mm²

c) Penghantar serabut (fleksibel); banyak digunakan untuk tempat-tempat yang sulit dan sempit, alat-alat portabel, alat-alat ukur listrik dan pada kendaraan bermotor. Ukuran kabel ini antara 0,5 mm² - 400 mm².

d) Penghantar persegi (bu sbar); penamp ang penghantar ini

(papan hubung bagi) sebagai rel-rel pembagi atau rel penghubung. Penghantar ini tidak berisolasi (Eugene C. Lister. 1984).

Beberapa jenis-jenis kabel

 Kabel NYA

Kabel NYA berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar/kabel udara dan harganya yang relatif murah. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat dan tidak tahan air.

 Kabel NYM

Kabel NYM memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu) ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam.

 Kabel NYAF

Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut terisolasi PVC. Kabel ini digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi.

 Kabel NYY

Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah) dan kabel ini memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM.

 Kabel NYFGbY

Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluran-saluran dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan mekanis dibutuhkan.

 Kabel ACSR

Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi. (duniatehnikku.wordpress.com).

Tabel 3. Kabel yang sesuai pada Accu bertegangan 12 volt (www.saft7.com)

Accu 12 volt Diameter kabel terhadap panjang kabel

Arus Daya 2 m 3 m 4.5 m 6 m

0 – 5 A 30 W 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm

6 A 36 W 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm

7 A 42 W 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm

8 A 48 W 0.8 mm 0.8 mm 0.8 mm 1 mm

10 A 60 W 0.8 mm 0.8 mm 1 mm 1 mm

11 A 66 W 0.8 mm 0.8 mm 1 mm 1 mm

12 A 72 W 0.8 mm 0.8 mm 1 mm 1 mm

15 A 90 W 0.8 mm 0.8 mm 2 mm 2 mm

18 A 108 W 1 mm 1 mm 2 mm 2 mm

20 A 120 W 1 mm 1 mm 2 mm 3 mm

24 A 144 W 1 mm 1 mm 3 mm 3 mm

30 A 180 W 1 mm 2 mm 5 mm 5 mm

40 A 240 W 2 mm 3 mm 5 mm 5 mm

50 A 300 W 3 mm 3 mm 5 mm 5 mm

100 A 600 W 5 mm 5 mm 13 mm 13 mm

150 A 900 W 8 mm 8 mm 19 mm 19 mm

200 A 1200 W 8 mm 13 mm 19 mm 19 mm

2. Analisa kabel

Analisa pada sebuah antara lain: a. Tahanan (resistant)

Faktor–faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, disebabkan oleh tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :

- Panjang penghantar

- Luas penampang konduktor

- Jenis konduktor

- Temperatur

Persamaan tahanan dari suatu kawat penghantar/kabel: (F. Suratmo. 1996).

R = ………(13)

Dimana : R = tahanan (Ω)

Lk = panjang kabel (m)

Ak = luas penampang kabel (mm2)

b. Persamaan arus yang mengalir pada suatu kawat penghantar/kabel:

I = ………(14)

Dimana: I = Besar arus (A)

E = tegangan (volt) R = tahanan (Ω)

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu Dan Tempat

Pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik dengan penggerak motor arus searah (dc) ini dilakukan di beberapa bengkel sebagai berikut:

1. Bengkel las SEJAHTERA beralamat di Lesung Bakti Jaya Unit 7 Blok B Kec. Lambu Kibang Kab. Tulang Bawang Barat.

2. Bengkel ROMLAN beralamat di Lesung Bakti Jaya Unit 7 Blok B kec. Lambu Kibang Kab. Tulang Bawang Barat.

Untuk pengujian dongkrak ulir elektrik dilaksanakan di dua tempat sebagai berikut:

a. Bengkel mobil EGIK beralamat di Jln. Rahayu No. 76 Way Halim Kec. Sukarame. Pada bengkel ini dilakukan pengujian proses pendongkrakan Pick Up Gran Max.

b. Pondok sungkan paturai PSP 2 beralamat di Jln. Bumi Manti III No. 45 Kampung Baru Unila. Pada PSP 2 ini dilakukan pengujian proses pendongkrakan motor 3 roda dan Mazda Vantrend.

Sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk pembuatan dan pangujian dongkrak ulir elektrik ini terhitung dari mulai bulan Desember 2012 – April 2013.

B. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini : 1. Dongkrak ulir mekanis

Gambar 10. Dongkrak ulir mekanis

Adapun spesifikasi dari dongkrak ulir mekanis ini adalah:

 Beban max : 1 ton

 Tinggi max angkat : 30 cm 2. Roda gigi

3. Motor dc

4. Kawat penghantar (kabel)

5. Alat pengukur (pengaris dan jangka sorong)

Alat pengukur (mistar dan jangka sorong) digunakan untuk mengukur dimensi dari dudukan gearbox dan menentukan jarak kedudukan motor pengerak.

6. Kunci pas 10 dan 12

Alat ini digunakan untuk memasang baut-baut motor pengerak dan rumah

7. Mesin gerinda

Pengunaan mesin ini adalah untuk menghaluskan bagian-bagian yang kasar akibat dari proses penyambunagan dari hasil pengelasan.

8. Mesin bor tangan

Mesin ini digunakan untuk mengebor atau melubanggi bagian-bagian yang diinginkan untuk pemasangan dudukan baut.

9. Las listrik dan las asetilin

Mesin las listrik ini digunakan untuk menyambung dudukan gearbox, dudukan motor listrik, menyambung plat dudukan bawah dongkrak, dan tutup gearbox.

C. Rancangan Pembuatan Alat

Pada proses rancangan pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak elektrik dengan kapasitas 1 ton memiliki beberapa langkah-langkah kerja pertama adalah pendisainan gambar pada dudukan gearbox, dudukan motor dan tutup gearbox. Tujuan pendisainan gambar ini untuk mempermudah pembuatan sesuai dengan keinginan dan langkah kerjanya.

Pemmodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik mempunyai desain-desain komponen diantaranya:

1. Desain dudukan gearbox dan motor dc

Desain dudukan gearbox dan motor dc dapat dilihat pada gambar 11.

Gambar 11. Desain kedudukan gearbox dan motor. 2. Desain gearbox

Desain gearbox pada dongkrak elektrik, terlihat pada gambar 12 dibawah ini.

3. Desain plat tambahan plat dudukan bagian bawah

Desain plat tambahan dudukan bagian bawah yang akan dibuat pada dongkrak elektrik, terlihat pada gambar 13 dibawah.

Gambar 13. Desain plat tambahan dudukan bagian bawah

4. Desain tutup pelindung gearbox

Desain tutup pelindung gearbox yang akan dibuat pada dongkrak ulir elektrik, terlihat pada gambar 14 dibawah.

Keterangan diagram alir penelitian:

1. Studi literature

Yang dipelajari dalam pembuatan laporan ini adalah: a. Perhitungan torsi

 Torsi yang dibutuhkan oleh dongkrak ulir mekanis

 Torsi yang ditranmisikan oleh gearbox

b. Jenis roda gigi 2. Perancangan gearbox

Pada perancangan gearbox ini, hal yang digunakan sebagai input adalah: a. Jenis roda gigi yang digunakan roda gigi lurus

b. Material roda giginya adalah baja (stell)

c. Perhitungan torsi yang ditransmisikan oleh gearbox

3. Pemilihan motor dc

Dalam pemilihan motor dc, hal yang digunakan sebagai input adalah:

 Jenis motor dc dengan magnet permanen.

 Besaran torsi yang dibutuhkan untuk mengerakan gearbox, agar

dongkrak dapat mengangkat beban.

4. Penentuan lokasi penempatan gearbox dan motor dc

Dalam penentuan lokasi penempatan gearbox dan motor dc, hal yang mesti diperhatikan adalah:

 Keamanan

Adapun faktor keamanannya adalah saat dongkrak ulir elektrik ini dioperasikan, maka arus pada motor dc ini tidak menyebabkan konsleting.

 Keefektivan

Saat gearbox dan motor dc dipasang pada dongkrak, maka gearbox dan motor tidak mempersulit dalam proses pendongkrakan serta tidak makan tempat.

5. Pengujian dongkrak ulir elektrik dengan berat kosong kendaraan 330 kg, 1015 kg, dan 1780 kg.

Dalam pengujian dongkrak ulir elektrik ini, variasi yang diberikan adalah sebagai berikut:

 Beban 330 kg contohnya motor roda tiga, bajaj, dll.

 Beban 1015 kg contohnya mobil Daihatsu pick up Gan Max, Suzuki carry dll.

 Beban 1780 kg contohnya mobil Mazda Vantrend, Daihatsu Gran Max, Mazda 8 dll.

E. Prosedur Pengujian

Adapun langkah-langkah pengujian saat proses pengambilan data adalah sebagai berikut :

1. Pengujian pertama proses pendongkrakan dengan mengunakan dongkrak ulir elektrik.

2. Pengujian ini dilakukan tanpa mengunakan beban, pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah dongkrak ini dapat berkerja/berfungsi.

3. Pengujian ini dilakukan sebanyak 3 kali dan catat waktu kerja dongkrak tanpa beban.

4. Pengujian kedua proses pendongkrakan dengan mengunakan dongkrak ulir mekanis dan dongkrak ulir elektrik.

5. Dongkrak diletakkan dibawah kendaraan pada bagian yang akan dilakukan proses pendongkrakan.

6. Kemudian dilakukan proses pendongkrakan dan catat waktu proses pendongkrakan.

7. ulangi langkah 5-6 dengan variasi berat kosong kendaraan yaitu sebesar 330 kg, 1015 kg, dan 1780 kg.

Setelah dilakukan pengujian, adapun data tabel hasil untuk pengujiannya yaitu dapat terlihat pada tabel di bawah ini:

Tabel 4. Untuk hasil waktu operasi dongkrak ulir elektrik tanpa beban

No Pengujian Waktu oprasi dongkrak elektrik (detik)

1 Tanpa beban

2 Tanpa beban

3 Tanpa beban

Tabel 5. Untuk data waktu proses pendongkrakan dongkrak ulir mekanis saat mengangkat beban

No Berat kosong

kendaraan

Waktu oprasi dongkrak ulir

mekanis (detik) Rata-rata

1 330 kg (Motor 3 roda)

2 1015 kg (Pick up gran max)

3 2100 kg (Gran max)

Tabel 6. Untuk data waktu proses pendongkrakan dongkrak ulir elektrik saat mengangkat beban

No Berat kosong

kendaraan

Waktu oprasi dongkrak ulir

elektrik (detik) Rata-rata

1 330 kg (Motor 3 roda)

2 1015 kg (Pick up gran max)

3 2100 kg (Gran max)

Tabel 7. Untuk torsi yang dibutuhkan agar dongkrak dapat mengangkat beban.

No Pengujian

Torsi Yang Dibutuhkan Dongkrak (N.m)

300 450 600

1 Beban 110 kg 2 Beban 253,75 kg 3 Beban 525 kg

Tabel 8. Untuk torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar dongkrak dapat mengangkat beban

No Pengujian

Torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar dongkrak

dapat mengangkat beban (N.m)

300 450 600

1 Beban 110 kg 2 Beban 253,75 kg 3 Beban 525 kg

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan, maka peneliti dapat menyimpulkan sebagai berikut :

1. Nilai torsi yang dibutuhkan oleh dongkrak ulir elektrik untuk mengangkat beban 110 kg adalah 0,028 N.m, 235,75 kg adalah 0,066 N.m serta pada beban 445 kg adalah 0,119 N.m.

2. Pada perancangan gearbox yang telah dilakukan, maka diketahui perbandingan torsi input dan autput adalah 1 : 44,77. Dan jumlah roda gigi yang digunakan termasuk pada ujung poros rotor motor dc adalah 6 roda gigi.

3. Pada pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik ini, mengunakan motor stater karisma dengan nilai torsi spesifikasi adalah 4,5 N.m dan dengan harga Rp 125.000.

4. Penempatan motor dc pada pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik ini, dipasang berada disamping.

B. Saran

Adapun saran-saran yang ingin penulis sampaikan untuk penelitian yang lebih baik adalah:

1. Untuk mengurangi rugi-rugi tegangan yang akan diberikan ke motor dc, maka hendaknya mengunakan kabel penghantar dengan diameter besar atau dengan diameter kecil tapi pendek.

2. Saat melakukan proses pemasangan motor dc terhadap gearbox,

hendaknya diperhatikan titik senter poros-porosnya. Agar motor motor dc dapat berkerja optimal saat mengerakan gearbox.

3. Untuk lebih meningkatkan prestasi dongkrak ulir mekanis dengan ditambah gearbox dan motor DC, maka percobaan dengan menggunakan dongkrak ulir mekanis dengan kapasitas angkat yang lebih besar perlu dilakukan jika ingin mendapatkan kinerja dongkrak yang lebih baik lagi dalam mengangkat beban.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Z. 2006. Elemen mesin 1. Refika Aditama. Bandung.

Daryanto. 2002. Pengetahuan teknik listrik. PT. Bumi Aksara. Jakarta

Eugene C. Lister. 1984. Mesin Dan Rangkaian Listrik. Erlangga. Jakarta

F. Suratmo. 1996. Teknik Listrik Instalasi Penerangan. PT Rineka Cipta. Jakarta.

Jac. STOLK and C. KROS. 1981. Elemen Mesin 21. PT. Gelora aksara pratama. Jakarta.

Josep E. Shingley and Larry D. Mitchell. 1983. Perencanaan Teknik Mesin 2. PT. Gelora aksara pratama.

Owen Bishop. 2004. Dasar-dasar Elektronika. PT. Gelora aksara pratama. Jakarta.

Yon Rijono. 1977. Dasar Teknik Tenaga Listrik. Andi Offset. Yongyakarta

http://dunia tehnikku.wordpress.com/2011/02/05/beberapa-type-dan-jenis-kabel-listrik 08/09/2012.

http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/motor-listrik.html 25/08/2012.

www.dongkrak.com. 10/10/2012.

http://id.scribd.com/doc/23191468/Design-of-the-Toggle-Jack 15/09/2012.

PERHITUNGAN

1. Dongkrak

A. Torsi Yang Dibutuhkan Dongkrak Untuk Mengangkat Roda Pada Motor Roda

3 Dengan Berat 330 Kg

W =

= 110 kg

=

.

.

Sudut 300 Sudut 450 Sudut 600

= .

.

=

.

.

=

.

.

= ,

= ,

,

= ,

= 95,26

= 55

= 31,75

 Sudut 300

F = W.g

= 95,26 kg. 9,81 m/s2 = 934,5 N

Diketahui: dm = 0,0105 m

= 0,2

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 4,9 ( 0,2638)

= 1,29 N.m

 Sudut 450

F = W.g

= 55 kg. 9,81 m/s2 = 539,55 N

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 2,83 ( 0,2638)

= 0,74 N.m

 Sudut 600

F = W.g

= 31,75 kg. 9,81 m/s2 = 311,46 N

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 1,63 ( 0,2638)

= 0,43 N.m

B. Torsi Yang Dibutuhkan Dongkrak Untuk Mengangkat Roda Pada Mobil Pick

Up Gran Max Dengan Berat 1015 Kg

W = = 253,75

=

.

.

Sudut 300 Sudut 450 Sudut 600

= , .

.

=

, .

.

=

, .

.

= ,

= ,

,

= , ,

= 219,75

= 126,88

= 73,25

 Sudut 300

F = W.g

= 219,75 kg. 9,81 m/s2 = 2155,74 N

Dalam 1 cm berjumlah N = 5 ulir jadi P = 1 ₅ cm = P = 0,2 = 0,002 m

= 0,2

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 11,31 ( 0,2638)

= 2,98 N.m

 Sudut 450

F = W.g

= 126,88 kg. 9,81 m/s2 = 1244,69 N

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 6,53 ( 0,2638)

= 1,72 N.m

 Sudut 600

F = W.g

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 3,77 ( 0,2638)

= 0,99 N.m

C. Torsi Yang Dibutuhkan Dongkrak Untuk Mengangkat Roda Pada Mobil Gran

Max Dengan Berat 1780 Kg

W =

= 445 kg

=

.

.

Sudut 300 Sudut 450 Sudut 600

= .

.

=

.

.

=

.

.

= ,

= ,

,

= , ,

= 385,38

= 222,53

= 128,46

 Sudut 300

F = W.g

= 385,38 kg. 9,81 m/s2 = 3780,57 N

Dalam 1 cm berjumlah N = 5 ulir jadi P = 1 ₅ cm = P = 0,2 = 0,002 m

= 0,2

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 20,3 ( 0,2638)

= 5,35 N.m

 Sudut 450

F = W.g

= 222,53 kg. 9,81 m/s2 = 2183,02 N

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 11,46 ( 0,2638)

= 3,02 N.m

 Sudut 600

F = W.g

T = . . .

. – .

= , . , , , . , . ,

, . , , . ,

= 6,6 ( 0,2638)

= 1,74 N.m

Tabel 15. Torsi yang dibutuhkan agar dongkrak dapat mengangkat beban.

No Pengujian

Torsi Yang Dibutuhkan Dongkrak (N.m)

300 450 600

1 _{Beban 110 kg} 1,29 0,74 0,43

2 _{Beban 253,75 kg} 2,98 1,72 0,99

3 _{Beban 445 kg} 5,35 3,02 1,74

2. Gearbox

Table 16. Jenis-jenis material roda gigi dan tegangan lentur yang diizinkan

Kelompok bahan

Lambang bahan

Kekuatan tarik (kg/mm2)

Kekerasan (Brinell)

Tegangan lentur yang

diizinkan (kg/mm2)

Besi cor

FC 15 15 140-160 7 FC 20 20 160-180 9 FC 25 25 180-240 11 FC 30 30 190-240 13

SC 49 49 190 20 Baja karbon untuk

konstruksi mesin

S 25 C 45 123-183 21 S 35 C 52 149-207 26 S 45 C 58 167-229 30

Baja paduan dengan pengerasan kulit

S 15 CK 50

400 (dicelup dingin dalam

minyak

30

SNC 21 80 400 (dicelup dingin dalam

minyak

35-40 SNC 22 100 40-55

Baja khrom nikel

SNC 1 75 212-255 35-40 SNC 2 85 248-302 40-60 SNC 3 95 269-321 40-60 Perunggu

Logam delta Perunggu fosfor

(coran) Perunggu nikel (coran)

18 85 5 35-60 - 10-20 19-30 70-100 5-7 64-90 180-260 20-30

Damar phenol, dll 3-5

Tabel 17. Standart

Nama

Standart jepang (JIS)

Standart Amerika (AISI) Inggris (BS) Dan Jerman (DIN)

Baja karbon konstruksi mesin

S 25 C AISI 1025, BS060 A30

S 30 C AISI 1030, BS060 130

S 35 C AISI 1030, BS060 A35, DINC35

S 40 C AISI 1040, BS A40

S 45 C AISI 1045, BS060 A45, DINC45,

S 55 C AISI 1050, BS 060 A45

Baja Tempa SF 40, 45, 50, 55 ASTM A105-7

Baja Nikel Chrom SNC BS 653 M31

SNC22 BS En36

Tabel 18. Chemical composition and Mechanical properties AISI 1025

Element Weight %

C 0.22-0.28

Mn 0.30-0.60

P 0.04 (max)

S 0.05 (max)

Si 0.07-0.6

Tabel 19. Mechanical Properties

Properties Conditions

T (°C) Treatment

Density (×1000 kg/m3) 7.7-8.03 25 Poisson's Ratio 0.27-0.30 25 Elastic Modulus (GPa) 190-210 25

Tensile Strength (Mpa) 1158 25 oil quenched, fine grained, tempered at 425°C Yield Strength (Mpa) 1034

Elongation (%) 15 Reduction in Area (%) 53

Hardness (HB) 335 25 oil quenched, fine grained, tempered at 425°C

W = 110 kg

T

1

=

. . . . _.

 Sudut 300

Diketahui: T6 = 1,29 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

. .

T

1

=

, . . .

. .

= 0,028 N.m

 Sudut 450

Diketahui: T6 = 0,74 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

 Sudut 600

Diketahui: T6 = 0,43 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

. .

T

1

=

, . . .

. .

= 0,009 N.m

B. Torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar dongkrak dapat mengangkat beban

W = 253,75 kg

T

1

=

. . . . _.

 Sudut 300

Diketahui: T6 = 2,98 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

T

1

=

, . . .

. .

= 0,066 N.m

 Sudut 450

Diketahui: T6 = 1,72 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

. .

T

1

=

, . . .

. .

= 0,038 N.m

 Sudut 600

Diketahui: T6 = 0,99 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

. .

T

1

=

, . . .

W = 445 kg

T

1

=

. . . . _.

 Sudut 300

Diketahui: T6 = 5,35 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

. .

T

1

=

, . . .

. .

= 0,119 N.m

 Sudut 450

Diketahui: T6 = 3,02 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

 Sudut 600

Diketahui: T6 = 1,74 N.m

Z1 = 9 Z4 = 27

Z2 = 75 Z5 = 14

Z3 = 14 Z6 = 39

T

1

=

. . .

. .

T

1

=

, . . .

. .

= 0,038 N.m

Tabel 20. Torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar dongkrak dapat mengangkat beban (N.m)

No Pengujian

Torsi yang dibutuhkan untuk ditransmisikan gearbox agar dongkrak dapat mengangkat

beban

300 450 600

1 Beban 110 kg 0,028 0,016 0,009

2 Beban 253,75 kg 0,066 0,038 0,022

Table 21. Bahan penghantar dan tahanan jenisnya Bahan penghantar Tahanan jenis ) m mm . ( 2    Perak Tembaga Campuran aluminium Wolfram Nikel Besi, baja Konstantan 0,0164 0,0178 0,03 0,0550 0,0780 0,12 – 0,16 0,10

A. Tahanan kabel 1

R1 =

Dimana : = 0,078 Ω . L = 2 m

d = 6 mm r = 3 mm

A = . = 3,14 . 32 = 28,26 mm2 Jadi tahanan yang terjadi adalah:

R1 =

= , .

,

2

Dimana : = 0,078 Ω .

L = 1,5 m n = 2 kabel

d = 2 mm r = 1 mm

A = . = 3,14 . 12 = 3,14 mm2

Jadi tahanan yang terjadi adalah:

R2 = x 2

= , . ,

, x 2

= 0,017 Ω Tahanan total Rtotal = R1 + R2

= 1,259 x 10-3 + 0,017 = 0,018259 Ω

C. Tegangan jatuh

R1 R2

R1 R2

M ot or Vt

Imotor = 2 Amper

V1 = V2 = Rtotal . Imotor

= 0,018259 . 2

= 0,0365 Volt

Jadi tegangan jatuhnya adalah :

V = Vt – (V1 + V2)

= 12 – (0,0365 + 0,0365) = 11,927 Volt

4. Data Hasil Pengujian

Tabel 22. Data waktu operasi dongkrak ulir mekanis saat mengangkat roda belakang sebelah kanan kendaraan.

No Berat kosong kendaraan

Waktu oprasi dongkrak ulir

mekanis (detik) Rata-rata

1 330 kg

(Motor 3 roda)

34,53 35 35,16 34,40 35,11 2 1015 kg (Pick up gran

max) 43,03 43 43,07 42,48 43,02

54,09

Tabel 23. Data waktu proses pendongkrakan dongkrak ulir elektrik saat mengangkat roda belakang sebelah kanan kendaraan.

No Berat kosong kendaraan

Waktu oprasi dongkrak ulir

elektrik (detik) Rata-rata

1 330 kg

(Motor 3 roda)

9,55 10 10,11 10,03 9,51 2 1015 kg (Pick up gran

max) 12,11 12 12,02 12,03 11,44 3 1780 kg (Mazda Vantrend) 13,56 14 14,03 14,08 13,53

Gambar Hasil Pemodifikasian Dongkrak Ulir Mekanis Menjadi Dongkrak Ulir Elektrik

Gambar 25. Tutup gearbox

Gambar 26. Gearbox

1.

Pengujian Dongkrak Ulir Elektrik

a. Pick up gran max

Gambar 29. Dongkrak belum mengangkat mobil pick up gran max

Gambar 31. Dongkrak belum mengangkat mobil gran max

Gambar 32. Dongkrak telah mengangkat mobil gran max

c. Motor 3 roda

Dikettahui : Vt = 12 Volt Rtotal = 0,018259 Ω Imotor = 2 Amper V1 = V2 = Rtotal . Imotor

= 0,018259 . 2 = 0,0365 Volt Jadi tegangan jatuhnya adalah : V = Vt – (V1 + V2)

= 12 – (0,0365 + 0,0365) = 11,927 Volt

4. Data Hasil Pengujian

Tabel 22. Data waktu operasi dongkrak ulir mekanis saat mengangkat roda belakang sebelah kanan kendaraan.

No Berat kosong

kendaraan

Waktu oprasi dongkrak ulir

mekanis (detik) Rata-rata

1 330 kg

(Motor 3 roda)

34,53 35 35,16 34,40 35,11 2 1015 kg (Pick up gran

max) 43,03 43 43,07 42,48 43,02

(Mazda Vantrend)

53,57 54,01 54,09

Tabel 23. Data waktu proses pendongkrakan dongkrak ulir elektrik saat mengangkat roda belakang sebelah kanan kendaraan.

No Berat kosong

kendaraan

Waktu oprasi dongkrak ulir

elektrik (detik) Rata-rata

1 330 kg

(Motor 3 roda)

9,55 10 10,11 10,03 9,51 2 1015 kg (Pick up gran

max) 12,11 12 12,02 12,03 11,44 3 1780 kg (Mazda Vantrend) 13,56 14 14,03 14,08 13,53

Gambar Hasil Pemodifikasian Dongkrak Ulir Mekanis Menjadi Dongkrak Ulir Elektrik

Gambar 25. Tutup gearbox

Gambar 26. Gearbox

Gambar 28. Dongkrak ulir elektrik, saklar dan kabel

1.

Pengujian Dongkrak Ulir Elektrik

a. Pick up gran max

Gambar 29. Dongkrak belum mengangkat mobil pick up gran max

b. Mazda Vantrend

Gambar 31. Dongkrak belum mengangkat mobil gran max

Gambar 32. Dongkrak telah mengangkat mobil gran max

c. Motor 3 roda