Puspa Iriyanto I8608051

commit to user

LAPORAN TUGAS AKHIR

ENGINE STAND SEPEDA MOTOR VIAR

Disusun dan Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat Guna

Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik Mesin Otomotif

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

Disusun Oleh :

PUSPA IRIYANTO I 8608051

PROGRAM STUDI D-III TEKNIK MESIN OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

commit to user

commit to user

commit to user

commit to user

v

MOTTO

Keberhasilan kita tidak lepas dari campur tangan orang lain walau hanya sekecil debu.

Yang terbaik di antara kalian adalah mereka yang berakhlak paling mulia. ~ (Nabi Muhammad SAW)

Dengan ILMU hidup menjadi mudah, dengan SENI hidup menjadi indah dan dengan IMAN hidup menjadi bahagia.

Tidak ada kebaikan ibadah yang tidak ada ilmunya dan tidak ada kebaikan ilmu yang tidak difahami dan tidak ada kebaikan bacaan kalau tidak ada perhatian untuknya. – (Sayidina Ali Karamallahu Wajhah)

Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah. – (Thomas Alva Edison)

Berusahalah untuk tidak menjadi manusia yang berhasil tapi berusahalah menjadi manusia yang berguna. – ( Einstein)

Tinggalkanlah kesenangan yang menghalangi pencapaian kecemerlangan hidup yang diidamkan. Dan berhati-hatilah, karena beberapa kesenangan adalah cara gembira menuju kegagalan. – (Mario Teguh)

Lupa merupakan Karunia ILAHI untuk meringankan beban pikiran hamba-Nya agar sekadar terlepas dari beban kehidupan yang membelenggunya.

commit to user

vi

PERSEMBAHAN

Laporan Proyek Akhir ini kami persembahkan kepada :

1. Kedua Orang tuaku tercinta, terima kasih atas semua dukungan, do_’

a materi dan segala bimbingannya.

2. Semua keluargaku yang tersayang terima kasih atas semua dukung

an, do_’a dan materi yang telah diberikan.

3. Teman-teman kelompok Proyek Akhir ( Fery, Puspa, Rinto ) terima

kasih atas semua kerja sama dan bantuannya.

4. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Universitas Sebelas M

aret Surakarta angkatan 2008 terima kasih atas semua bantuanny a.

5. Semua orang yang telah berjasa bagi penulis atas terselesainya

laporan ini.

6. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian Proyek Akh

ir ini.

commit to user

vii

ABSTRAKSI

NANANG NOPI SANTOSO, 2011. PEMBANGUNAN ALAT PERAGA MOTOR VIAR 100 CC. D-III TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA.

PROYEK AKHIR.

Pembuatan engine stand menggunakan mesin bensin sepeda motor viar dikerjakan di Laboratorium Motor Bakar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, bertujuan untuk membuat alat praktek guna memudahkan belajar cara perawatan dan overhole dalam proses praktikum.

Proses pembuatan engine stand menggunakan sistematika yang diawali dengan pengumpulan data, pembuatan desain, perhitungan statik, pembuatan dan perakitan produk kemudian dihasilkan produk. Pemilihan rangka disesuaikan dengan dimensi panjang dan lebar mesin motor.

Pemilihan bahan untuk pembuatan rangka pada motor tersebut menggunakan beberapa profil besi yang sudah diperhitungkan mampu atau layak untuk menopang beban mesin dan beban rangka itu sendiri. Total biaya yang dikeluarkan kurang lebih 3,7 juta rupiah.

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Proyek Akhir dan laporan yang berjudul ” Pembangunan Alat Peraga Motor Viar 100 cc ”.

Proyek akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Ahli Madya dan untuk menyelesaikan program studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Banyak upaya dan usaha keras yang penulis kerjakan untuk mengatasi hambatan dan kesulitan yang ada selama pengerjaan proyek akhir ini. Dan berkat rahmat Allah SWT dan bantuan dari segala pihak, akhirnya tugas ini dapat terselesaikan. Untuk itu dalam kesempatan yang bahagia ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya.

2. Bp. Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Bp. Didik DS, S.T, M.T. Selaku Ketua Jurusan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bp. Heru Sukanto, S.T., M.T. Selaku Ketua Program D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Bp. Jaka Sulistya Budi, S.T. Selaku Koordinator Proyek Akhir. 6. Bp. Ubaidilah M.Sc Selaku Dosen Pembimbing I Proyek Akhir. 7. Bp. Wibawa Endra Juwana, S.T., M.T. Selaku Dosen Pembimbing II

commit to user

ix

8. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

9. Bapak dan Ibu tercinta beserta semua keluarga yang telah memberikan dukungan, do’a dan bimbingan kepada penulis.

10.Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Otomotif angkatan 2007 yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. 11.Semua orang yang telah memberi kasih sayang, cinta, do'a dan

semangat untuk penulis.

12.Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Proyek Akhir dan penyusunan laporan ini.

Penulis yakin tanpa bantuan dari semua pihak, karya ini akan sulit terselesaikan dalam hal perancangan, pengerjaan alat, pembuatan laporan, dan dalam ujian pendadaran. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kemajuan bersama.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya dan serta dapat menambah wawasan keilmuan bersama.

Surakarta, Agustus 2011

commit to user

xi

DAFTAR ISI

halaman HALAMAN JUDUL...

HALAMAN PERSETUJUAN ... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO ... PERSEMBAHAN ... ABSTRAKSI ... KATA PENGANTAR ... DAFTAR ISI ... DAFTAR GAMBAR ... BAB I PENDAHULUAN ... 1.1. Latar Belakang Masalah ... 1.2. Perumusan Masalah ... 1.3. Batasan masalah ... 1.4. Tujuan Proyek Akhir ... 1.5. Manfaat Proyek Akhir ... 1.6. Sistematika Penulisan ... BAB II DASAR TEORI ... 2.1. Engine Stand ... 2.2. Motor Bakar ... 2.3. Uraian Umum Motor Diesel dan Motor Otto ... 2.3.1. Motor 4 langkah (4-tak) ... 2.3.2. Motor 2 langkah (2-tak) ... 2.4. Statika ... 2.4.1. Analisa Struktur ... 2.4.2. Beban ... 2.4.3. Tipe Dukungan ... 2.4.4. Gaya Lintang, Lentur, dan Aksial ... 2.4.5. Perjanjian tanda ...

i ii iii iv v vi viii ix xi 1 1 2 2 2 2 3 4 4 4 5 5 7 8 8 10 10 11 12

commit to user

xii

2.4.6. Diagram Benda Bebas (FBD) ... 2.4.7. Kesetimbangan ... 2.4.7.1. Kesetimbangan Benda ... 2.4.7.2. Benda Tegar ... 2.4.7.3. Pusat Gravitasi ... 2.4.7.4. Sistem Keseimbangan ... 2.5. Safety Factor ... 2.6. Proses Pengelasan ... 2.6.1. Proses Las Listrik ... 2.6.2. Jenis Sambungan Las ... 2.7. Proses Machining ... BAB III LANGKAH PENGERJAAN ... 3.1. Mencari dan Mengumpulkan Data ... 3.2. Menentukan dan Konsultasi Desain Gambar ... 3.3. Menggambar Desain dalam 2D dan 3D ... 3.4. Perhitungan Statika Rangka ... 3.5. Memanufaktur Komponen ... 3.5.1. Menentukan Bahan yang Digunakan ... 3.5.2. Mengukur dan Memotong Bahan ... 3.6. Assembling Komponen ... 3.6.1. Rangka Bawah ... 3.6.2. Tiang Penyangga ... 3.6.3. Rangka Atas ... 3.7. Finishing Rangka ... 3.8. Kelengkapan Engine Stand ... 3.9. Uji Kelayakan ... 3.10. Gambar Sketsa 2D dan 3D Produk ... 3.11. Analisa Biaya Pembuatan Alat Peraga ... A BAB IV PERHITUNGAN STATIKA RANGKA ...

4.1. Pipa Silinder 1 ... 4.2. Pemegang Mesin ...

12 13 13 13 14 14 15 16 16 17 17 19 20 20 20 20 21 21 21 22 22 25 30 35 35 36 36 37 39 40 45

commit to user

xiii

4.3. Pipa Slinder 2 ... 4.4. Kotak Penyangga ... 4.5. Tiang Penyangga ... 4.6. Rangka Bawah ... BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ... 5.2. Saran ... DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

49 55 58 64 67 67 67

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Langkah Kerja Motor 4 tak ... Gambar 2.2. Langkah Pembilasan pada Motor 2-tak ... Gambar 2.3. Model Struktur ... Gambar 2.4. Bentuk-bentuk Beban ... Gambar 2.5. Tipe Dukungan ... Gambar 2.6. Perjanjian Tanda pada Elemen Balok ... Gambar 2.7. Benda Tegar ... Gambar 3.1. Diagram Alur Pembuatan Engine Stand ... Gambar 3.2. Rangka Bawah ... Gambar 3.3. Tiang Penyangga ... Gambar 3.4. Rangka Atas ... Gambar 3.5. Hasil Akhir Kerangka ... Gambar 3.6. Finising engine stand ... Gambar 4.1. Pembebanan rangka ... Gambar 4.2. Pipa Silinder Rangka Atas ... Gambar 4.3. FBD Pipa Silinder Atas ... Gambar 4.4. Potongan x-x Pipa Silinder Rangka Atas ... Gambar 4.5. Potongan y-y Pipa Silinder Rangka Atas ... Gambar 4.6. Diagram Gaya Pipa Silinder Rangka Atas ... Gambar 4.7. Sambungan Las pada Pipa Silinder Rangka Atas ... Gambar 4.8. Reaksi Sambungan Las Pipa Silinder Rangka Atas ... Gambar 4.9. Pembebanan Tumpuan terhadap Beban Mesin ... Gambar 4.10. Reaksi Tumpuan pada Pemegang Mesin ... Gambar 4.11. Reaksi Sambungan Las Pipa Diameter 65mm pada Pemegang Mesin ... Gambar 4.12. Reaksi Tumpuan Pipa Silinder pada Box Tiang Atas ... Gambar 4.13. FBD pipa silinder pada box ... Gambar 4.14. Potongan x-x pipa silinder pada box ...

6 7 9 10 11 12 13 19 22 25 30 34 36 39 40 40 41 41 42 42 42 45 46 47 49 50 50

commit to user

xii

Gambar 4.15. Potongan y-y pipa silinder pada box ... Gambar 4.16. Potongan z-z pipa silinder pada box ... Gambar 4.17. Diagram gaya pipa silinder pada box ... Gambar 4.18. Reaksi sambungan las pada pipa terhadap plat lingkaran ... Gambar 4.19. Reaksi tumpuan pada box rangka atas ... Gambar 4.20. Reaksi sambungan las pada box rangka atas ... Gambar 4.21. Reaksi tumpuan tiang penyangga ... Gambar 4.22. FBD tiang penyangga ... Gambar 4.23. Potongan x-x dan y-y tiang penyangga ... Gambar 4.24. Diagram gaya tiang penyangga ... Gambar 4.25. Reaksi sambungan las pada tiang penyangga bagian atas .... Gambar 4.26. Reaksi sambungan las pada tiang penyangga bagian bawah Gambar 4.27. Reaksi tumpuan rangka bawah ... Gambar 4.28. Reaksi sambungan baut pada tiang penyagga ...

51 51 52 53 55 56 58 58 59 60 60 61 64 65

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Perkembangan teknologi yang terjadi sekarang ini sangatlah pesat, tidak terkecuali dengan perkembangan pada dunia otomotif. Dengan semakin meningkatnya kecanggihan alat-alat yang digunakan, maka secara otomatis dapat meningkatkan efisiensi, keamanan dan kenyamanan serta kemudahan operasional dari berbagai macam alat-alat otomotif. Perkembangan otomotif semakin meningkat pesat pada sistem operasional kendaraan, baik pada engine, chasis, body electrical kendaraan dan lain-lain (Purwono, 2008).

Dunia pendidikan harus mampu menghasilkan lulusan yang mampu berkompetisi pada era yang serba canggih seperti ini. Pada jenjang perguruan tinggi, mahasiswa seyogyanya dapat mengikuti program perkuliahan dengan baik dan dapat memahami serta mengaplikasikan disiplin ilmu yang dipelajari sehingga dihasilkan ahli madya yang berkwalitas. Mahasiswa D3 teknik mesin otomotif selain mendapat teori perkuliahan juga harus mengikuti program mata kuliah praktikum. Kegiatan praktikum tersebut merupakan salah satu sarana untuk menerapkan teori-teori yang telah di dapat dibangku perkuliahan (Purwono, 2008).

Lembaga pendidikan otomotif harus memiliki fasilitas laboratorium praktek yang lengkap untuk memperlancar dan mempermudah pembelajaran. Engine stand merupakan salah satu fasilitas yang digunakan untuk memudahkan belajar cara perawatan dan overhaul mesin dalam proses praktikum. Pada pembuatan engine stand motor viar ini diharap mampu memberikan suatu gambaran bagaimana suatu mesin sepeda motor dapat digunakan sebagai bahan praktikum (Purwanto, 2010).

commit to user 1.2. Perumusan Masalah

Rumusan masalah pada proyek akhir ini adalah :

Bagaimana mendesain dan membuat prototypeengine stand yang sesuai dengan kaidah desain mekanika.

1.3. Pembatasan Masalah

Cakupan kerja proyek akhir dibatasi dengan hal-hal berikut ini : 1. Perhitungan hanya dilakukan dalam keadaan statik.

2. Software gambar yang digunakan Auto CAD 2002.

3. Part standart tidak digambar dalam gambar teknik.

1.4. Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini antara lain :

1. Mendesain prototype engine stand sepeda motor dalam wujud gambar 2D dan 3D.

2. Melakukan perhitungan statik terhadap struktur engine stand. 3. Membuat prototype engine stand sepeda motor.

1.5. Manfaat Proyek Akhir

Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut : 1. Secara Teoritis

Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam perancangan serta pembuatan sebuah peralatan baru maupun modifikasi dari peralatan yang sudah ada.

2. Secara Praktis

Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama masa perkuliahan dan melatih keterampilan dalam bidang perancangan, pengelasan dan proses permesinan.

commit to user 1.6. Sistematika Penulisan Laporan

Penyusunan tugas akhir ini terdiri dari :

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, pembatasan masalah, tujuan dan manfaat tugas akhir serta sistematika penulisan laporan.

BAB II DASAR TEORI

Berisi tentang penjelasan umum konsep motor pembakaran dalam, kemudian dilanjutkan dengan konsep dari perhitungan mekanika statik. Proses manufaktur dasar yang dipakai pada pembuatan prototype juga dijelaskan pada bab ini.

BAB III PEMBUATAN ENGINE STAND

Pada bab ini dijelaskan secara rinci pengerjaan engine stand, mulai dari perancangan model engine stand hingga proses pembuatannya.

BAB IV PERHITUNGAN STATIKA RANGKA

Berisi laporan tentang bagaimana proses perhitungan rangka terhadap beban statik, kekuatan bahan dan sambungan yang digunakan.

BAB V PENUTUP

Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari kerja yang dilakukan.

commit to user

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Engine Stand

Engine stand merupakan alat peraga yang berfungsi untuk memudahkan

cara mengetahui dan memahami komponen-komponen yang ada pada suatu mesin. Proses pembuatan alat dimaksudkan untuk memperoleh rangkaian alat peraga dengan mempertimbangkan faktor fungsi alat, artistic dan kekuatan rangka.

2.2. Motor Bakar

Motor bakar merupakan salah satu mesin pengerak mula yang menggunakan energi termal untuk melakukan kerja mekanik. Energi termal tersebut dapat diperoleh dari proses pembakaran. Ditinjau dari cara memperoleh energi termal ini motor bakar dibagi menjadi dua golongan, yaitu mesin pembakaran luar dan mesin pembakaran dalam (Arismunandar, 1978).

Pada mesin pembakaran luar (External Combustion Engine), proses pembakaran terjadi di luar mesin, energi termal dari gas hasil pembakaran dipindahkan ke fluida kerja mesin melalui dinding pemisah. Contohnya mesin uap. Sedangkan pada mesin pembakaran dalam (Internal Combustion Engine), proses pembakaran berlangsung di dalam motor bakar itu sendiri sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja. Sehingga panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah menjadi tenaga mekanik. Misalnya pada turbin gas dan motor bakar torak. Menurut bahan bakar yang digunakan, motor pembakaran dalam terdiri dari motor otto dan motor diesel (Arismunandar, 1978).

commit to user 2.3. Uraian Umum Motor Diesel dan Motor Otto

Pada motor diesel, udara di dalam silinder dikompresikan hingga menjadi panas. Bahan bakar motor diesel yang berbentuk kabut kemudian disemprotkan dalam silinder-silinder. Pada motor bensin, bahan bakar dicampur dengan udara, dikompresikan dan kemudian dibakar dengan loncatan bunga api listrik. Sedangkan pada motor diesel, bahan bakar dibakar oleh panas udara yang telah dikompresikan di dalam silinder. Untuk memenuhi kebutuhan pembakaran tersebut, maka temperatur udara yang dikompresikan dalam ruang bakar harus mencapai suhu 500°C (932°F) atau lebih. Oleh karena itu, motor diesel perbandingan kompresinya dibuat (15:1 – 22:1) lebih tinggi dari pada motor bensin (6:1 – 12:1) dan juga motor diesel dibuat dengan konstruksi yang lebih kuat dari pada motor Otto (Arismunandar, 1978).

Menurut siklus kerjanya, motor Otto (bensin) dibagi menjadi:

2.3.1. Motor 4 langkah (4-tak)

Motor 4-tak dalam satu siklus kerjanya terdiri dari empat tahap (langkah) yaitu langkah hisap, langkah tekan, langkah usaha / ekspansi dan langkah buang yang diselesaikan dalam dua putaran crankshaft.

Posisi tertinggi yang dicapai oleh torak dalam silinder disebut titik mati atas (TMA) dan posisi terendah yang dicapai torak disebut titik mati bawah (TMB). Jarak geraknya torak antara TMA dan TMB disebut langkah torak

(stroke). Proses menghisap campuran bensin dan udara ke dalam silinder,

mengkompresikan, membakarnya dan mengeluarkan gas sisa pembakaran dari dalam silinder, disebut satu siklus (Arismunandar, 1978).

· . Langkah Hisap

Torak didalam silinder bergerak dari TMA (titik mati atas) menuju

TMB (titik mati bawah), katup hisap terbuka dan katup buang dalam

keadaan tertutup. Melalui katup hisap, campuran bahan bakar dan udara terhisap masuk ke dalam silinder (Arismunandar, 1978).

commit to user · Langkah Kompresi

Dalam langkah ini, torak bergerak dari TMB menuju TMA, sementara katup hisap dan katup buang dalam keadaan tertutup. Campuran bahan bakar dan udara dimampatkan oleh torak yang bergerak menuju TMA. Akibatnya tekanan dan temperaturnya menjadi naik, sehingga akan mudah terbakar. Poros engkol berputar satu kali, ketika torak mencapai TMA (Arismunandar, 1978).

· Langkah Usaha

Sesaat sebelum torak mencapai TMA campuran bahan bakar dan udara yang terkompresi dinyalakan oleh loncatan bunga api dari busi, terjadilah proses pembakaran. Sementara itu torak masih bergerak menuju TMA, maka volume dalam ruang bakar semakin kecil sehingga tekanan dan temperatur gas di dalam silinder menjadi semakin tinggi. Akhirnya torak mencapai TMA dan gas pembakaran mampu mendorong torak dari TMA menuju ke TMB. Katup hisap dan katup buang masih dalam keadaan tertutup. Selama torak bergerak dari TMA ke TMB volume gas pembakaran di dalam silinder bertambah besar dan karena itu tekanannya turun (Arismunandar, 1978).

· Langkah Buang

Katup buang terbuka dan katup hisap tertutup, torak bergerak dari TMB ke TMA, mendorong gas hasil sisa pembakaran keluar dari dalam silinder melalui saluran katup buang. Setelah langkah buang selesai siklus dimulai lagi dari langkah hisap dan seterusnya (Arismunandar, 1978).

commit to user 2.3.2. Motor 2 langkah (2-tak)

Jika pada motor 4-tak memerlukan 2 putaran crankshaft dalam satu siklus kerjanya, maka untuk motor 2-tak hanya memerlukan satu putaran saja. Hal ini berarti dalam satu siklus kerja motor 2-tak melakukan satu kali gerakan naik dari TMB ke TMA dan satu kali gerakan turun dari TMA ke TMB. Desain dari ruang bakar motor 2 tak memungkinkan terjadinya hal semacam itu (Arismunandar, 1978).

Proses pemasukan campuran bahan bakar dan udara ke dalam silinder tidak dilakukan oleh gerakan hisap dari torak seperti pada motor empat langkah, melainkan dari lubang masuk (inlet port) melalui bawah torak (keadaan torak pada posisi TMA) dan dibantu oleh gerakan putar crankshaft yang memompa campuran bahan bakar dan udara tersebut naik melalui transfer port dalam silinder. Sementara torak bergerak dari TMA menuju TMB. Disebut juga langkah pembilasan dimana proses pembersihan silinder dari gas buang dan pengisian silinder dengan campuran bahan bakar dan udara (Arismunandar, 1978).

Torak bergerak dari TMB ke TMA. Gas buang sisa pembakaran didesak ke luar dari dalam silinder melalui lubang buang (exhaust) oleh campuran bahan bakar dan udara yang disuplai ke dalam silinder. Campuran bahan bakar dan udara segar akan ikut keluar dari dalam silinder bersama-sama dengan gas sisa pembakaran. Khususnya pada motor bensin 2 langkah hal tersebut merupakan kerugian karena bahan bakar terbuang percuma. Pada motor diesel hanya udara saja yang dipergunakan untuk melakukan pembilasan sehingga hanya pada kerugian daya pembilasan saja (Arismunandar, 1978).

Keterangan:

A : Transfer port B : Exhaust C : Inhaust

commit to user 2.4. Statika

Statika adalah cara perhitungan dalam analisis sruktur, khususnya untuk sistem yang statis tentu, yang komponen reaksi perletakan dan gaya dalam ditentukan dengan mengunakan kriteria kesetimbangan. Struktur adalah gabungan dari komponen-komponen yang menahan gaya desak atau tarik, mungkin juga momen untuk meneruskan beban-beban ke tanah dengan aman. Rekayasa struktur biasa dipakai untuk jembatan bangunan gedung, menara dan lain-lain (Hariandja, 1996).

2.4.1. Analisis Struktur

Struktur yang paling sederhana yang lazim dipelajari berupa sebuah balok sederhana. Hal ini disebabkan karena konstruksi bangunan umumnya terdiri dari bagian-bagian berupa balok. Dengan mempelajari sifat balok ini dapat dipelajari lebih lanjut bentuk-bentuk konstruksi lain seperti konstruksi portal, rangka batang atau gabungan balok sepanjang masih dalam batas konstruksi statik tertentu (Kamarwan, 1995).

Struktur balok merupakan system yang diletakkan horizontal dan yang terutama diperuntukkan memiliki beban lateral, yaitu beban yang bekerja tegak lurus sumbu aksial batang. Beban semacam ini khususnya muncul sebagai beban gravitasi, seperti misalnya bobot sendiri, beban hidup vertikal dan lain-lain. Dalam menjalankan fungsinya gaya yang bekerja pada balok berupa momen lentur dan geser. Kalaupun timbul aksi normal, itu ditimbulkan oleh beban luar yang relatif kecil, misalnya akibat perletakan yang dibuat miring (Hariandja, 1996).

Struktur balok mampu untuk mendukung gaya aksial, geser dan momen. Struktur yang lebih kompleks adalah struktur portal. Struktur tersebut terdiri dari batang dan tiang yang dibebani muatan di atasnya akan muncul gaya lentur pada balok saja dan akan meneruskan gaya-gaya tersebut pada tiang berupa gaya normal. Sambungan antara batang-batang yang menyusun sebuah portal adalah sambungan kaku (jepit), sehingga struktur portal dapat didefinisikan

commit to user

sebagai suatu struktur yang terdiri dari sejumlah batang yang dihubungkan bersama-sama dengan sambungan-sambungan, yang sebagian atau semuanya adalah kaku (jepit), yaitu yang mampu menahan gaya geser, gaya aksial maupun momen lentur. Struktur rangka adalah suatu struktur dimana komponen struktur rangka batangnya hanya mampu untuk mendukung gaya aksial (desak atau tarik) (Kamarwan, 1995).

(a). Struktur balok

(b). Struktur rangka

(c). Struktur portal

commit to user 2.4.2. Beban

Jenis beban yang ada pada rekayasa struktur (Hariandja, 1996): a. Beban Mati

Beban Mati adalah berat dari semua bagian struktur yang bersifat tetap termasuk berat sendiri dari bagian struktur tersebut. Contohnya beban benda itu sendiri, lemari, mesin-mesin.

b. Beban Hidup

Beban Hidup adalah semua beban yang sifatnya dapat berpindah-pindah (tidak tetap).

Contohnya manusia, hewan, air yang mengalir atau beban yang berpindah seperti kendaraan.

c. Beban Angin

Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada struktur yang disebabkan oleh selisih tekanan udara (angin).

d. Beban Gempa

Beban gempa adalah semua beban yang bekerja pada struktur yang diakibatkan oleh gerakan yang merupakan akibat dari gempa bumi (baik gempa tektonik atau vulkanik) yang akan mempengaruhi struktur tersebut.

2.4.3. Tipe Tumpuan

Jenis-jenis tumpuan yang biasa dipakai dalam perhitungan adalah (Hariandja, 1996):

a. Sendi( hinge )

Sendi adalah tipe tumpuan/perletakan struktur yang dapat menahan gaya vertikal dan gaya horizontal atau dengan kata lain sendi adalah tipe tumpuan yang dapat menahan gaya yang searah dan tegak lurus dengan bidang perletakan tumpuan.

b. Rol ( roller )

Rol adalah tipe tumpuan yang hanya mampu menahan gaya yang tegak lurus dengan bidang perletakan.

commit to user

c. Jepit ( fixed end )

Jepit adalah tipe tumpuan yang mampu menahan gaya yang tegak lurus dan searah bidang perletakan tumpuan serta mampu menahan momen.

a).Tumpuan Sendi (b). Tumpuan Rol

(c).Tumpuan Jepit

Gambar 2.5. Tipe Tumpuan (Hariandja, 1996).

Reaksi Tumpuan

Untuk menghitung reaksi tumpuan digunakan persamaan kesetimbangan statika yaitu (Hariandja, 1996):

Jumlah momen = 0 atau ∑ = 0

Jumlah gaya lintang = 0 atau ∑ = 0

Jumlah gaya normal = 0 atau ∑ = 0

2.4.4. Gaya Lintang, Lentur, dan Aksial

Dalam analisis rekayasa struktur yang harus dipahami adalah gaya-gaya dalam yang timbul/terjadi pada potongan-potongan elemen struktur (Kamarwan, 1995):

- Gaya Lintang ( Shearing Force )

Gaya lintang adalah jumlah aljabar dari gaya-gaya luar sebelah kiri atau sebelah kanan dari suatu potongan yang tegak lurus sumbu balok.

commit to user

- Momen Lentur (Bending Moment)

Momen lentur adalah jumlah aljabar dari momen dari semua gaya-gaya luar sebelah kiri atau sebelah kanan dari suatu potongan yang tegak lurus sumbu balok.

- Gaya Aksial (Normal Force)

Gaya aksial adalah jumlah aljabar dari gaya-gaya luar sebelah kiri atau sebelah kanan dari suatu potongan yang searah dengan sumbu balok.

2.4.5. Perjanjian Tanda

Perjanjian tanda adalah suatu pernyataan untuk membedakan struktur yang mengalami gaya tarik, desak, ataupun momen (Hariandja, 1996):

- Untuk batang tarik digunakan tanda positif ( + ) ataupun arah panah gaya normal meninggalkan batang.

- Untuk batang desak digunakan tanda negatif ( - ) ataupun arah panah gaya normal menuju batang.

(a).Tanda Positif (b).Tanda negative

Gambar 2.6. Perjanjian tanda pada elemen balok (Hariandja, 1996).

2.4.6. Diagram Benda Bebas ( Free Body Diagram )

Suatu struktur harus seimbang pada setiap bagian dari struktur. Untuk menjaga suatu struktur tetap pada porsinya, dengan memasukkan beberapa gaya (aksial, lintang, dan momen) yang secara nyata diberikan oleh bagian lainnya. Suatu bagian dari sebuah struktur kaku dengan gaya-gaya yang bekerja padanya, dan gaya-gaya dalam yang

commit to user

diperlukan untuk mendapatkan kesetimbangan disebut free body (benda bebas). Perjanjian tanda yang telah dibahas sebelumnya, juga berlaku

pada free body diagram (Hariandja, 1996).

2.4.7. Kesetimbangan

2.4.7.1. Kesetimbangan benda

Sebuah benda dikatakan setimbang jika (Anonim, 2010):

∑ = 0

+ + … + ₃₎ = 0ÅeÅ ∑ = 0 + + … + ₃ = 0ÅeÅ ∑ = 0 + + … + ₃ = 0ÅeÅ ∑ = 0

∑ = 0

∑ = 0 _, ∑ = 0 _, ∑ = 0

2.4.7.2. Benda tegar

Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk bila gaya dikerjakan pada benda tersebut. Benda tegar berada dalam kesetimbangan statik, jika gaya luar dan momen luar setimbang. Kondisi yang dibutuhkan dan cukup untuk kesetimbangan statik benda adalah resultan gaya dan kopel dari semua gaya luar sama dengan nol (Anonim, 2010)

F

commit to user 2.4.7.3. Pusat gravitasi

Bila kita perhatikan benda tegar, salah satu gaya yang perlu diperhatikan adalah berat benda, yaitu gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Untuk menghitung torsi dari gaya berat tersebut, gaya berat dapat dipertimbangkan terkonsentrasi pada sebuah titik yang disebut pusat gravitasi(Anonim, 2010).

Perhatikan benda berbentuk sembarang pada bidang xy. Benda kita bagi-bagi menjadi partikel-partikel dengan massa m1, m2, …yang mempunyai koordinat (x1, y1) , (x2, y2) ,…pusat massanya dapat dinyatakan sebagai (Anonim, 2010).

B =

+ + + …

+ + + …

2.4.7.4. Sistem keseimbangan

Di dalam menyelesaikan suatu sistem keseimbangan di bawah pengaruh beberapa gaya, ada beberapa prosedur yang perlu diikuti (Anonim, 2010):

a. Tentukan objek/benda yang menjadi pusat perhatian dari sistem keseimbangan.

b. Gambar gaya gaya eksternal yang bekerja pada obyek tersebut. c. Pilih koordinat yang sesuai, gambar komponen-komponen gaya

dalam koordinat yang telah dipilih tersebut.

d. Terapkan sistem keseimbangan untuk setiap komponen gaya. e. Pilih titik tertentu untuk menghitung torsi dari gaya-gaya yang

ada terhadap titik tersebut. Pemilihan titik tersebut sembarang, tetapi harus memudahkan penyelesaian.

f. Dari persamaan yang dibentuk, dapat diselesaikan variabel yang ditanyakan.

commit to user 2.5. Safety Factor

Perancang dalam proses perancangan harus mengetahui bahwa perencanaan yang akan dibuat aman (Deutschman, 1975):

a. Material yang akan digunakan.

b. Efek ukuran material yang berpengaruh pada kekuatan material. c. Tipe beban bahan .

d. Efek dari mekanisme dan proses pembentukan. e. Efek panas.

f. Efek dari umur mesin.

g. Keselamatan manusia secara umum.

Joseph P. Vidosic pada tahun 1957, memperkirakan beberapa faktor keselamatan yang layak. Berdasarkan faktor kekuatan keseluruhan (Deutschman, 1975):

a. N= 1,25-1,5 untuk material yang digunakan dibawah kondisi yang terkontrol.

b. N= 1,5-2 untuk material yang diterima dilengkungan (kondisi) konstan. c. N= 2-2,5 untuk material (rata-rata/biasa) yang dioperasikan di lingkungan

biasa.

d. N= 2,5-3 untuk material yang lemah yang dioperasikan di lingkungan dengan kondisi rata-rata.

e. N= 3-4 untuk material yang belum dicoba digunakan di lingkungan dengan kondisi di bawah rata-rata.

f. N= 3-4 untuk material yang lumayan dikenal tapi dioperasikan di lingkungan kurang baik.

g. Beban berulang : factor penempatan 1-6 yang diterima dan digunakan dengan ketahanan limit (batas) dari pada kekuatan keseluruhan material. h. Pengruh gaya : factor yang diberikan 3-6 diterima, tapi factor gaya harus

dimasukkan.

i. Material rapuh ketika kekuatan utama yang digunakan adalah teori maksimum dan factor yang didapat 1-6.

commit to user

j. Ketika factor tertinggi yang keluar diperlukan analisis untuk masukkan ini harus dilakukan sebelum ditentukan untuk digunakan.

2.6. Proses Pengelasan

Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las listrik dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang kuat.

2.6.1. Proses las listrik

Dalam las listrik panas yang digunakan untuk mencairkan logam diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dengan kawat logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi atau timbul panas antara ujung elektroda dan benda kerja yang dapat mencairkan logam(Wiryosumarto, 2000):

a. Elektroda

Elektroda yang digunakan adalah E6013 E = Elektroda

60 = Tegangan tarik 60 ksi = 60000 psi 1 = Posisi pengelasan (semua posisi) 3 = Arus yang digunakan (AC/DC) b. Mengatur busur las

Pada pesawat las AC busur dinyalakan dengan menggoreskan elektroda pada benda kerja, sedang pada pesawat las DC busur dinyalakan dengan menyentuhkan elektroda dari atas ke bawah pada benda kerja. Agar hasil yang baik maka harus diatur jarak panjang busur las. Bila diameter elektroda = d dan panjang busur, yaitu jarak elektroda dengan benda kerja = L, maka pengelasan harus diatur supaya L – d sehingga diperoleh alur rigi-rigi yang baik dan halus. Bila L > d maka alur rigi-rigi las kasar, penetrasi dangkal dan percikan kerak keluar dari jalur las. Dan bila L < d, maka biasanya terjadi pembekuan pada ujung

commit to user

elektroda dan benda kerja, alur rigi tidak merata, penetrasi kurang dan percikan kerak kasar dan berbentuk bola.

c. Mengatur gerak elektroda

o Gerak ayunan turun sepanjang sumbu elektroda.

Gerakan arah turun sepanjang sumbu elektroda dilakukan untuk mengatur jarak busur las ke benda kerja supaya panjang busur las sama dengan diameter elektroda.

o Gerak ayunan dari elektroda untuk mengatur kampuh las

Gerakan ayaunan elektroda dilakukan untuk mengatur lebar las yang dikendaki atau kampuh las.

2.6.2. Jenis Sambungan Las

Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu (Wiryosumarto, 2000):

a. Butt join yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang

yang sama.

b. Lap join yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang

yang paralel.

c. Edge join yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada

bidang pararel, tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya.

d. T- join yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu

sama lain membentuk huruf T.

e. Corner join yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus

satu sama lain membentuk huruf L.

2.7. Proses Machining

a. Gerinda duduk (Cutting tool) : untuk memotong benda kerja yang memiliki tingkat kekerasan yang tinggi. Misalnya besi pipa, besi L, plat lembaran tebalnya lebih dari 2mm (Sucahyo, 2004).

b. Gerinda potong tangan : untuk memotong benda kerja yang memiliki tingkat kekerasan yang rendah. Misalnya plat lembaran tebalnya kurang dari 2mm (Sucahyo, 2004).

commit to user

c. Mesin Gerinda : suatu alat yang diganakan untuk menghaluskan benda kerja atau untuk menajamkan alat- alat perkakas, misalnya mata bor, pahat, pengores dan lain-lain. Yang perlu diperhatikan dalam pemakaian mesin gerinda adalah jenis pemukaan batu gerinda yang digunakan untuk permukaan kasar biasanya digunakan untuk penghalusan awal, sedangkan batu gerinda dengan permukaan halus digunakan untuk penghalusan atau pengasahan penajaman mata bor (Sucahyo, 2004).

d. Bor tangan : merupakan suatu alat pembuat lubang, alur atau biasa untuk perluasan dan penghalusan suatu bidang yang efisien. Sebagai pisau penyayatnya pada mesin bor ini dinamakan mata bor yang mempunyai diameter bermacam-macam (Sucahyo, 2004).

e. Mesin frais

- milling : untuk meratakan permukaan benda kerja.

- drilling : suatu proses pengerjaan pemotongan menggunakan mata bor (twist drill) untuk menghasilkan lubang yang bulat pada material logam maupun non logam yang masih pejal atau material yang sudah berlubang (Marsyahyo, 2002).

commit to user

19

BAB III

LANGKAH PENGERJAAN

Gambar 3.1. Diagram alur pembuatan engine stand

Finishing rangka

Memuaskan

Sketsa 2D dan 3D produk Uji kelayakan Overhole

Memuaskan

Kelengkapan engine stand Start

Membuat dan konsultasi desain gambar Mencari dan mengumpulkan data : 1. Observasi ke STP (Sragen Techno Park) 2. Searching dan browsing di internet

Menggambar desain dalam 2D dan 3D

Memanufaktur komponen

Assembly komponen Perhitungan statika rangka

Finish Memuaskan

commit to user 3.1. Mencari dan Mengumpulkan Data

Pengumpulan data dilakukan dengan cara sebagai berikut :

1. Observasi di Sragen Techno Park dengan mengumpulkan photo-photo dan referensi buku panduan engine stand.

2. Searching dan browshing di internet dengan mencari data gambar desain

engine stand sepeda motor.

3.2. Menentukan dan Konsultasi Desain Gambar

Membuat desain gambar dengan referensi yang diperoleh dari pengumpulan data. Desain gambar dibuat dengan membuat sketsa gambar tangan berupa rangka engine stand. Desain dibuat dalam beberapa pilihan desain yang kemudian dikonsultasikan kepada pembimbing atau orang yang lebih memahami dalam pembuatan produk. Setelah konsultasi maka diperoleh hasil desain sketsa gambar yang paling sesuai dengan pembuatan engine stand.

3.3. Menggambar Desain dalam 2D dan 3D

Desain gambar 2D dan 3D dikerjakan dengan software AutoCAD 2002. Desain gambar 2D menggunakan sudut pandang amerika. Yang dibuat dalam tiga tahap, tahap pertama membuat rangka bawah, tahap kedua membuat tiang penyangga dan tahap ketiga membuat rangka atas. Sedang desain gambar 3D dibuat sesuai dengan gambar sketsa yang digambar dalam pandangan 3D lengkap dengan gambaran umum engine.

3.4. Perhitungan Statika Rangka

Menghitung kekuatan dengan beban rangka pada desain yang telah dikerjakan. Pembebanan rangka desain memakai beban mesin sepeda motor yang sudah ada serta beban rangka desain itu sendiri. Komponen-komponen rangka disambung menggunakan las dan baut. Pada setiap sambungan dihitung berdasarkan beban gaya yang terjadi pada batang rangka. Perhitungan kekuatan sambungan memakai safety factor dengan nilai 2. Jika hasil perhitungan pada sambungan kurang aman, maka mendesain ulang gambar dan perhitungannya.

commit to user 3.5. Memanufaktur Komponen

3.5.1. Menentukan bahan yang digunakan

Dalam mendesain rangka, berbagai alternatif, model, bentuk dan konstruksi rangka dipilih berdasar kemampuan dalam menopang beban. Setelah desain selesai dikerjakan maka langkah berikutnya adalah menentukan bahan yang akan digunakan dalam pembuatan produk. Bahan rangka yang dipilih adalah mild steel dengan faktor kekuatan dan faktor kemudahan pengerjaan. Ukuran rangka disesuaikan dengan dimensi mesin yang telah ada.

Desain dibuat dalam tiga tahap : 1. Rangka bawah

2. Tiang penyangga 3. Rangka atas

Untuk rangka atas bahan yang dibutuhkan antara lain : pipa silinder dengan diameter 48 mm dan ketebalan 1,5 mm, plat lembaran dengan ketebalan 3 mm sebagai pemegang mesin dan pipa silinder dengan diameter 76 mm, ketebalan 2 mm, serta plat lembaran dengan ketebalan 8 mm yang digunakan untuk pengatur rotasi rangka atas.

Pada rangka bawah dibutuhkan besi profil L dengan ketebalan 4 mm, ketebalan 2 mm dan plat strip dengan lebar 40 mm, ketebalan 4 mm serta plat lembaran dengan ketebalan 1 mm.

Sedang pada tiang penyangga atau rangka tengah bahan yang dibutuhkan adalah plat lembaran dengan tebal 5 mm, plat lembaran dengan tebal 3 mm dan pipa silinder dengan diameter 90 mm dengan tebal 3 mm, serta besi L dengan ketebalan 2 mm.

3.5.2. Mengukur dan memotong bahan

Menentukan ukuran bahan sesuai desain yang telah dibuat dan setelah itu memotongnya menjadi beberapa ukuran untuk pembuatan rangka.

1. Rangka bawah

commit to user

p1 = 810 mm = 2 buah p2 = 802 mm = 2 buah p3 = 554 mm = 2 buah b. Besi L 20 x 20 x 2 mm :

p = 565 mm = 2 buah l = 554 mm = 2 buah

c. Plat strip 40 x 2 mm : p = 474 mm = 2 buah d. Plat lembaran 561 x 550 x 1 mm

2. Tiang Penyangga

a. Besi pipa silinder : d = 90 mm, p = 350 mm b. Plat lembaran 245 x 200 x 5 mm = 2 buah c. Plat lembaran tebal 3 mm :

1. 245 x 168 mm ; 167 x 165 mm = 2 buah ; 336 x 245 mm d. Besi profil L tebal 2 mm

3. Rangka atas

a. Besi pipa silinder : d = 48 mm, p = 480 mm b. Besi pipa silinder : d = 76 mm, p = 300 mm c. Plat lembaran tebal 3 mm

d. Plat lembaran tebal 8 mm

3.6. Assembling komponen

Potongan yang dihasilkan akan disambung dengan proses pengelasan, hingga diperoleh hasil yang diharapkan. Pada pembuatan rangka yaitu rangka bawah, tiang penyangga, rangka atas.

3.6.1. Rangka bawah

commit to user

No Nama bahan dan Spesifikasi Keterangan

1 Besi L1

40 x 40 x 4 mm

p1 = 810 mm = 2 buah p2 = 802 mm = 2 buah p3 = 554 mm = 2 buah

·Besi L ( p1 dan p3 ) masing-masing dipotong pada kedua sudutnya dengan kemiringan 45°. Agar pada saat pengelasan dapat tersambung dengan tepat dan membentuk siku-siku.

·Kemudian disambung menggunakan las pada bagian-bagian yang telah dipotong sudutnya sehingga terbentuk seperti pada gambar. Pada saat pengelasan menggunakan besi penguat yang dilas sementara pada siku, agar hasil las tidak membengkok.

·Menyambung dengan menggunakan las, besi L (p2) pada kerangka persegi yang telah terbentuk dengan ketentuan jarak seperti pada gambar.

2 Plat strip 40 x 2 mm p : 474 mm sebanyak 2 strip

·Melakukan pengelasan dengan jarak 250 mm dari tepi kerangka, yang nantinya digunakan untuk dasar penopang tiang penyangga. Yang kedua dilas dengan jarak 530 mm dari tepi yang sama, digunakan untuk penguat kerangka.

commit to user

3 Besi L2

20 x 20 x 2 mm p : 565 mm x 2 buah l : 554 mm x 2 buah

· Menyambung menggunakan las pada sisi-sisinya hingga terbentuk seperti pada gambar.

· Prosesnya sama pada tahap pengelasan besi L1

· Kemudian memasang besi L2 tersebut pada besi L1 dengan menggunakan sambungan las pada sisi-sisinya seperti yang ada pada gambar.

4 Plat lembaran 1 mm 561 x 550 x 1 mm

· memasang plat lembaran 1mm tepat di atas besi L2, kemudian membuat lubang dengan mata bor 4 mm pada bagian tepi-tepinya dengan jarak antar lubang 15 cm, lalu pasang keling agar plat tidak lepas.

5 Roda D = 60 mm

· Roda dibaut dengan dudukan

berbentuk segitiga dengan ketebalan 3 mm yang kemudian dilas pada sudut rangka bawah.

commit to user 3.6.2. Tiang penyangga

Gambar 3.3. Tiang penyangga

No Nama bahan dan Spesifikasi Keterangan

1 Plat lembaran 5 mm

·245 x 200 x 5 mm = 2 buah

Untuk dipasang pada atas dan bawah tiang penyangga.

Membuat 4 lubang pada plat yang dipasang dibawah dengan mata bor 10 mm pada tiap siku, pengeboran

disesuaikan dengan rangka bawah dengan jarak 20 x 20 dari siku plat. Yang nantinya digunakan untuk dudukan tiang penyangga pada rangka bawah.

commit to user

Plat lembaran 5 mm

·Bentuk segitiga siku-siku seperti gambar sebanyak 8 buah, untuk penguat tiang penyangga.

2 Besi pipa

Poros penyangga : d = 90 mm

t = 350 mm

· Meletakan pipa silinder pada titik tengah plat lembaran 5 mm kemudian dititik dengan las terlebih dahulu. · Memastikan tiang penyangga dalam

keadaan siku dengan bantuan penyiku saat pengelasan.

· Mengelas keliling pipa silinder pada plat.

· Las juga plat 5 mm pada bagian atas.

· Memasang plat 5 mm yang berbentuk segitiga pada plat atas dan bawah, masing-masing 4 buah dengan sudut 39° kemudian dilas.

commit to user

3 Plat lembaran 3 mm 1. 245 x 168 mm

2. 167 x 165 mm = 2 buah a. depan

b. belakang 3. 336 x 245 mm

· Membuat lubang plat 167 x 165 (depan) dengan ukuran diameter 76 mm pada titik tengah dengan menggunakan mesin frais.

· Kemudian membuat lubang pada plat 167 x 165 (belakang) dengan diameter 20 mm tepat ditengah plat dan dua lubang diameter 14 mm dengan menggunakan bor listrik, seperti yang terlihat pada gambar.

· Membuat garis tengah plat 336 x 245 dengan jarak 168 mm menggunakan penggores.

· Membuat goresan dengan gerinda tangan sepanjang garis dengan kedalaman setengah dari ketebalan plat.

· Menekuk plat pada garis yang telah dibuat.

· Proses penekukan membentuk siku menggunakan bantuan ragum dan palu.

commit to user · Las titik plat 245 x 168 pada atas tiang

penyangga dengan ketentuan jarak seperti pada gambar.

· Mengelas plat menggunakan bantuan penyiku agar hasil benar-benar siku.

· Memasang plat 167 x 165 ( belakang ) pada tiang penyangga dengan jarak sesuai desain gambar.

· Memposisikan plat pada keadaan siku dengan plat pada tiang penyangga. · Melakukan pengelasan plat sepanjang

sisi plat pada bidang horizontal dan vertikal. Pengelasan dilakukan pada sisi luar saja.

commit to user

4 Besi L 20 x 20 x 2 mm

· Memotong besi menggunakan gerinda potong dengan ukuran panjang : 80 mm = 2 buah

120 mm = 2 buah 100 mm = 1 buah 35 mm = 2 buah

· Melakukan pengelasan pada bahan yang telah dipotong sesuai gambar desain.

· Kemudian lakukan pengelasan dudukan stop lamp pada bagian

belakang tiang penyangga seperti pada gambar desain.

· Langkah selanjutnya membuat rangka atas terlebih dahulu sebelum

melanjutkan pada pembuatan tiang penyangga.

commit to user 3.6.3. Rangka atas

Gambar 3.4. Rangka atas

No Nama bahan dan Spesifikasi Keterangan

1

Plat lembaran 3 mm

· Membuat sketsa pemegang mesin menggunakan kardus bekas, dengan cara mengemal dimensi mesin. · Menempelkan kardus hasil mal dan

menggambar pada plat lembaran 3 mm menggunakan penggores.

· Memberi toleransi penekukan pada garis setebal plat dalam penggambaran sketsa karena menggunakan sistem tekuk.

· Setelah sketsa jadi, memotong plat sesuai garis dimensi mesin dengan menggunakan gerinda tangan. · Menggerinda bagian garis yang telah

di buat untuk penekukan dengan menggunakan gerinda tangan.

· Menekuk plat dengan bantuan ragum dan palu serta balok kayu.

· Setelah mulai terbentuk sesuai dimensi mesin langkah selanjutnya adalah melakukan pengemalan pada mesin kembali, untuk memperdetail dimensi dari mesin.

· Bila ada yang kurang pas pada mesin, kemudian menggerinda bagian tersebut sampai sesuai dimensi pada mesin.

commit to user · Mengelas plat yang sudah dibentuk

dengan las listrik.

· Membuat 4 lubang diameter 8 mm untuk baut dudukan sesuai dengan dimensi mesin.

Pembuatan lubang dilakukan dengan menggunakan mata bor 6 mm

kemudian dilebarkan dengan diameter 8 mm.

· Membuat lubang bagian belakang plat menggunakan mesin frais dengan diameter 76 mm dibuat tepat di tengah garis diagonal plat bagian belakang. Sedang lubang diameter 48 tepat di garis tengah diagonal plat bagian depan dengan menggunakan las kemudian mengikir hingga pipa diameter 48 mm dapat terpasang.

2

Pipa silinder diameter 48 mm

· Memasang dan mengelas pipa silinder diameter 48 dengan panjang 480 mm pada plat dudukan mesin.

commit to user

3

Plat lembaran 8 mm

· Menentukan titik tengah pada plat untuk membentuk menjadi lingkaran. · Memotong plat lembaran menjadi

lingkaran dengan diameter 160 mm menggunakan las potong (asetilin). · Membuat bentuk lingkaran dengan menggunakan mesin frais menjadi diameter 150 mm.

· Membuat lubang diameter 20 mm tepat ditengah plat lembaran diameter 150. · Memasang dan mengelas pipa silinder

diameter 20 mm dengan panjang 30 mm pada lubang yang telah dibuat. · Membuat lubang membentuk C pada

plat dengan ukuran seperti gambar.

4

Pipa silinder diameter 76 mm panjang 300 mm

· Mengelas pipa silinder pada plat berbentuk lingkaran tepat ditengah.

· Masukan plat tebal 3 mm dengan lubang 65 mm pada pipa silinder yang sudah tersambung pada plat lingkaran.

· Mengelas pipa silinder pada plat dudukan mesin.

commit to user · Memasang rangka atas pada tiang

penyangga, sesuai lubang yang telah dibuat.

· Menggeser plat persegi rangka atas pada jarak yang sesuai pada gambar desain, kemudian mengelas sepanjang bidang luar dari plat.

· Mengelas mur 17 mm pada box tiang penyangga bagian belakang.

· Membuat dudukan engsel pada box tiang penyangga menggunakan gerinda tangan.

· Mengelas engsel pada dudukan engsel dan tutup box dengan menggunakan las listrik.

commit to user · Membuat dan mengelas pegangan

untuk membuka box.

3.7. Finishing rangka

Finishing adalah proses yang terakhir dari proses pembuatan benda kerja,

yaitu:

·Membersihkan kerak las menggunakan sikat kawat, kemudian menutup bagian yang dilas dengan dempul.

·Mengamplas seluruh permukaan rangka agar tampak halus dan rata. ·Mengecat rangka dengan epoxy

·Kemudian mengecat tipis dengan warna dasar biru.

·Mengecat ulang keseluruhan rangka dengan rata warna biru.

commit to user

Mengeringkan cat dengan bantuan sinar matahari.Jika pembuatan benda kerja sesuai dengan ketentuan maka langsung dilengkapi dengan kelengkapan engine stand. Jika tidak sesuai dengan ketentuan maka dilakukan pengulangan pada pengukuran dan pemotongan bahan kerja (pembuatan ulang) manufaktur komponen.

3.8. Kelengkapan engine stand

Menyiapkan segala kelengkapan sepeda motor yang digunakan untuk menghidupkan mesin dan kelistrikannya. Antara lain :

· Kick starter

· Knalpot · Kiprok · Coil · Cdi

· Kabel body · Oli mesin · filter

· Holder · Bohlam

· Spidometer

· Stop lamp

· Karburator

· Spark plug

· Baterai/accu

· Tangki bensin

Setelah semua komponen terkumpul, maka langkah selanjutnya adalah memasang mesin pada alat peraga (engine stand). Di bawah ini adalah proses pemasangan mesin sepeda motor pada alat peraga :

a. Memasang mesin pada dudukan mesin. b. Mengisi oli pada engine.

c. Merangkai sistem pengapian.

d. Memasang komponen motor seperti karburator dan filter udara serta menyiapkan bahan bakar.

e. Menghidupkan mesin.

f. Mengkondisikan mesin pada posisi stasioner.

g. Setelah mesin stasioner, matikan mesin dan kemudian mulai memasang kelengkapan sepeda motor lainnya.

commit to user 3.9. Uji kelayakan

Pada langkah uji kelayakan ini yaitu menguji kelayakan mesin apakah mesin masih dapat hidup atau tidak. Jika mesin masih dapat hidup dan berfungsi dengan baik maka pengerjaan benda kerja telah selesai. Jika mesin tidak dapat berfungsi dengan baik maka dilakukan langkah

overhaul. Setelah dilakukan overhaul, maka pengerjaan engine stand

selesai dan dilanjut ke proses selanjutnya. Jika engine stand masih dalam keadaan kurang baik maka dilakukan overhaul ulang ampai benar-benar dalam keadaan layak pakai.

3.10. Gambar sketsa 2D dan 3D

Menggambar engine stand pada 2D dan3D. Pada gambar 2D berisi gambar dimensi dari komponen rangka engine stand. Sedang pada 3D berisi gambar keseluruhan engine stand beserta komponen motor yang digunakan.

FINISH

commit to user 3.11. Analisa Biaya Pembuatan Alat Peraga

Biaya pembuatan engine stand dilampirkan dalam tiga tahap. Di bawah ini adalah rincian biaya yang diperlukan untuk membuat engine stand sepeda motor viar :

1. Pembuatan Rangka

No. Nama bahan Spesifikasi Harga satuan Total

1 Besi L 20 x 20 x 2 mm Rp 10.000,-/kg Rp 40.000,-

2 Besi L 40 x 40 x 4 mm Rp 68.000,-/lbr Rp 68.000,-

3 Besi pipa d = 48 mm

Rp 12.000,-/kg Rp 72.000,-

4 Besi pipa d = 76 mm

5 Besi pipa d = 90 mm

6 Plat lembaran 1 x 1 m x 1 mm Rp 10.000,-/ kg Rp 40.000,- 7 Plat lembaran 900x700x3 mm Rp 12.000,-/kg Rp 180.000,- 8 Plat lembaran 1 x 1 m x 5 mm Rp 10.000,-/kg Rp 60.000,-

9 Plat strip 40 x 2 mm Rp 12.000,-/kg Rp 12.000,-

10 Roda d = 40 mm x 4 Rp 15.000,- Rp 60.000,-

11 Mata gerinda Potong kecil Rp 6000, Rp 39.000,-

12 Elektroda 5kg Rp 20.000,/kg Rp 100.000,-

13 Amplas C 800 Rp 5.000,- Rp 5.000,-

14 Mata gerinda Potong besar Rp 28.000,- Rp 28.000,-

15 Meteran Rp 5.500,- Rp 5.500,-

16 Plat lembaran 8 mm Rp 8.000,-/kg Rp 16.000,-

17 Ongkos potong seluruhan - Rp 48.000,-

18 Ongkos bubut - - Rp 180.000,-

18 Mur baut - - Rp 26.500,-

19 transport - - Rp 40.000,-

TOTAL Rp 1.092.000,-

2. Kelengkapan Mesin dan Finishing

No. Nama bahan Spesifikasi Harga satuan Total

1 Accu Yuasa YBSL Rp 100.000,- Rp 100.000,-

2 Cdi - Rp 90.000,- Rp 90.000,-

3 Kabel body Supra Rp 80.000,- Rp 80.000,-

commit to user

5 Karburator Supra Rp 115.000,- Rp 115.000,-

6 Knalpot Revo Rp 120.000,- Rp 120.000,-

7 Perpak - Rp 3.000,- Rp 3.000,-

8 Holder supra Kanan kiri Rp 63.000,- Rp 63.000,-

9 Pipa + kabel gas Supra Rp 15.000,- Rp 15.000,-

10 Hanspat - Rp 20.000,- Rp 20.000,-

11 Switch rem - Rp 6.000,- Rp 6.000,-

12 Handel rem - Rp 10.000,- Rp 10.000,-

13 Klem handel - Rp 10.000,- Rp 10.000,-

14 Kiprok - Rp 50.000.- Rp 50.000.-

15 Cat epoxy thinner - Rp 76.000,- Rp 76.000,-

16 Stang Supra Rp 80.000,- Rp 80.000,-

17 Perseneleng - Rp 25.000,- Rp 25.000,-

18 Botol oli - Rp 20.000,- Rp 20.000,-

19 Filter + karet filter Supra Rp 35.000,- Rp 35.000,-

20 Oli mesin Motul 4T Rp 51.000.- Rp 51.000.-

21 Selang filter bensin - Rp 18.500,- Rp 18.500,-

22 Cop busi - Rp 5.000,- Rp 5.000,-

23 Mur baut - Rp 17.000,- Rp 17.000,-

24 Amplas - Rp 26.500,- Rp 26.500,-

25 Sekrap - Rp 11.500,- Rp 11.500,-

26 Klem - Rp 10.000,- Rp 10.000,-

27 Kurangan tahap I - Rp 100.000,- Rp 100.000,-

28 Lain-lain - Rp 117.500,- Rp 117.500,-

TOTAL

Rp 1.305.000,-

3. Kelengkapan Kelistrikan

No. Nama bahan Spesifikasi Harga satuan Total

1 Head lamp - Rp 155.000, Rp 155.000,-

2 Cover head lamp Depan blkng Rp 80.000, Rp 80.000,-

3 Bohlam 7 buah - Rp 90.000,-

4 Spidometer set Rp 500.000, Rp 500.000,-

5 Selotip - Rp 20.000, Rp 20.000,-

6 Stop lamp - Rp 79.500, Rp 79.500,-

7 Lain-lain - Rp 50.000, Rp 50.000,-

TOTAL Rp 974.500,-

Jadi total biaya pembuatan engine stand sepeda motor ini adalah sebesar : Rp 3.371.500,00

commit to user

39

BAB IV

PERHITUNGAN STATIKA RANGKA

Secara umum berikut ini adalah bagian titik-titik beban penting yang digunakan pada perhitungan statika rangka. Bahan yang digunakan adalah mild steel. Dari tabel dapat diketahui density = 7,85 gr/cm3.

Gambar 4.1. Pembebanan rangka

b, = 30 N b = . _gĖg1 . g

= 0,00785 ⁄ úr. 103 úr . 10 ú⁄  = 8,1 N

b = . _g10 . g

= 0,00785 ⁄ úr . 243,25 úr . 10 ú⁄  = 19,1 N

b = . _gĖg1 . g

= 0,00785 ⁄ úr. 139,5 úr . 10 ú⁄  = 10,95 N

b = . _g10 . g

= 0,00785 ⁄ úr . 533,88 úr . 10 ú⁄  = 41,91 N

b = . _gĖg1 . g

= 0,00785 ⁄ úr. 295,2 úr . 10 ú⁄  = 23,2 N

commit to user 4.1. Pipa silinder 1

Gambar 4.2. Pipa silinder rangka atas

FBD

Gambar 4.3. FBD pipa silinder atas

θ = 36°

b, = 30 N

θ = α = 36°

β = 90° - 36° = 54°

b = 8,1 N L = 0,47 m

,4 = b, . sin = 30 N . sin 54 = 24,27 N , = b, . cos = 30 N . cos 54 = 17,63 N

4 = b . sin = 8,1 N . sin 54 = 6,55 N

= b . cos = 8,1 N. cos 54 = 4,76 N

commit to user

Reaksi tumpuan :

∑ = 0

= + _, = 4,76 +17,63 = 22,39 N

∑ 4 = 0

4 = 4 + ,4

= 6,55 + 24,27 = 30,82 N

∑ , = 0

= ₄.L − ₄. ⁄2

= 14,49 – 1,9 = 12,95 N.m

Pot x-x ( A –> B )

Gambar 4.4. Potongan x-x pipa silinder rangka atas

= _, = −17,63 N = _,4 = 24,27 N

= − _,4 . x = − 24,27. x N.m

Titik A ( x = 0 )

, = −17,63 N , = 24,27 N

, = 0

Titik B ( x = 0,235 ) = −17,63 N = 24,27 N

= − 24,27. 0,235 = − 5,7 N.m

Pot y-y ( B –> C )

commit to user

= - _, - =-22,39 N = _,4+ ₄ = 30,82 N = - _,4.x- ₄.(x-0,235) = −24,27 . x – 6,55 .

(x-0,235) N.m

Titik B ( x = 0,235 ) = −22,39 N = 30,82 N

= − 5,7 N.m

Titik C ( x = 0,47 ) = −22,39 N = 30,82 N = − 12,95 N.m

Gambar 4.6. Diagram gaya pipa silinder rangka atas

Reaksi sambungan :

Gambar 4.7. Sambungan las pada pipa silinder rangka atas

= 12,95 N.m =12950 N.mm D = 48 mm s = 7 mm

commit to user

A = t.π.D

= 0,707 . s . π . D = 0,707 . 7 . π . 48 = 746,29 úú

τ

=

,

=

,

=

,r=

H .,=

= 0,0367 _úú

Z =

0

=

. 5,H5H. H.

=

8955,5 úúr

=

=

"= 5

= , = 1,45 úú

Maka diperoleh :

12 = "

 

+ 4



= "

 1,45+ 4. 0,0367

= 0,726 _úú

an =

"



+

12

= "

1,45 + 0,726

= 1,45 _úú Teori kegagalan :

a. Pada sambungan

Diketahui: tipe elektroda = E6013

kekutan tarik = 60.000 psi = 42,2 kg/úú

yield strength = 38,7 kg/úú = 387 N/úú

Safety factor = 2

12 ≤ _

g dan

an ≤

g

12 ≤ _ g

0,73 ≤ rH

.

0,73 ≤ 96

_an ≤ g

1,45 ≤ rH



1,45 ≤ 193,5

commit to user

b. Pada kekuatan bahan: Diketahui:

12 pada batang = = 12,95 N.m = 12950 N.mm

_

ijin profil O mild steel A106 = 48000 psi = 337,5 N/úú Momen inersia profil O = ( )

.

=

( – )

.

=

59287,3 úú

Jarak titik berat pada sisi luar ( y ) =24mm

= "= 5 .

=H,r = 

= "= 5 . .  =H,r

= 5,24 /úú

Tegangan tarik yang dihasilkan dari perhitungan = 5,24 N/úú < kekuatan tarik ijin dari bahan material yang digunakan

σ_

ijin= 337,5 N/úú. Jadi profil O yang digunakan aman.

commit to user 3.2. Pemegang mesin

Mencari reaksi tumpuan terhadap beban mesin,

m = 0,035 m o = 0,141 m n = 0,13 m b = 270 N

Gambar 4.9. Pembebanan tumpuan terhadap beban mesin

∑ 4 = 0

b − 4− 4 = 0

270 = ₄ + ₄

4 = 270 − 4 ∑ = 0

− b . + ₄. + ₄ . m = 0

− 270 .0,141 + 0,13 ₄+ 0,035 ₄ = 0

0,13 ₄+ 0,035 ₄ = 38,07 N.m

0,13 (270 − ₄) + 0,035 ₄ = 38,07 N.m 35,1− 0,13 ₄ + 0,035 ₄ = 38,07 N.m − 0,095 ₄ = 2,97 N.m ₄ = − 31,26 N

4 = 270 − 4 4 = 270 – −31,26

commit to user

Pemegang mesin

Gambar 4.10. Reaksi tumpuan pada pemegang mesin

∑ = 0

= . cos

= 22,39 . cos 36°

= 18,11 N

∑ = 0

. sin + ₄ . cos + ₄ + ₄− ₄− ₄ = 0 22,39. sin 36 + 30,82 . cos 36 + 301,26 + 19,1− 31,26 − ₄ = 0

₄ = 327,19 N m = 0,035 m

n = 0,13 m l = 0,054 m

commit to user

∑ = 0

( + ₄ . m) – ( + . 0,15 + ₄. 0,017 + ₄ . n + ₄ . l ) = 0 ( + 31,26 . 0,035)− (12,95 + 22,39. 0,15 + 30,82. 0,017 + 301,26 . 0,13

+ 19,1 . 0,054) = 0 + 1,1 = 57,03

= 56,9 N.m

Reaksi sambungan :

D = 76 mm s = 7 mm

Gambar 4.11. Reaksi sambungan las pipa diameter 65mm pada pemegang mesin

A = t.π.D

= 0,707 . s . π . D = 0,707 . 7 . π . 76 = 1181,63 úú

τ

=

, =

, =

rH, r

""",.r

commit to user

Z =

0

=

. 5,H5H. H. H. = 22450,94 úúr =

=

.=55

 ,=5 = 2,53 úú

Maka diperoleh :

12 = "

 

+ 4



= "

 2,53+ 4. 0,277

= 1,3 _úú

an =

"



+

12

= "

2,53 + 1,3

= 2,56 _úú

Teori kegagalan :

Diketahui: tipe elektroda = E6013

kekutan tarik = 60.000 psi = 42,2 kg/úú

yield strength = 38,7 kg/úú = 387 N/úú

Safety factor = 2

12 ≤ _

g dan

_an ≤ g

12 ≤ _ g

1,29 ≤ rH

.

1,29 ≤ 96

_{an ≤} g

2,56 ≤ rH



2,56 ≤ 193,5

commit to user 4.3. Pipa silinder 2

Gambar 4.12. Reaksi tumpuan pipa silinder pada box tiang atas.

4 = 327,19 N 4 = 10,95 N

L = 0,295 m a = 0,22 m b = 0,075

∑ = 0 = 18,01 N =

∑ ₄ = 0

4+ 4− 4− 4 = 0

327,19 + 10,95 − ₄− ₄ = 0

₄+ ₄= 338,14 N ∑ = 0

+ ₄ . L + ₄ . L/2 − ₄ . a = 0 + ₄ . L + ₄ . L/2 − ₄ . a = 0 56,9 + 96,52 + 1,62 − ₄ . 0,22 = 0

0,22 ₄ = 155,04 ₄ = 704,73 N

4 = 338,14 – 704,73 4 = – 366,59 N

commit to user

Gambar 4.13. FBD pipa silinder pada box

Potongan x-x ( G H )

Gambar 4.14. Potongan x-x pipa silinder pada box

= − = −18,01 N = ₄ = 327,19 N

= − ₄ . x −

Titik G ( x = 0 ) = −18,01 N = 327,19 N

= −56,9

Titik H ( x = 0,075 ) = −18,01 N = 327,19 N

commit to user

Potongan y-y ( H I )

Gambar 4.15. Potongan y-y pipa silinder pada box

= − = −18,01N

= ₄− ₄ = 327,19 − 704,73 = −377,54 N = − ₄ . x − + ₄ . ( x – 0,075 )

= −327,19 . x – 56,9 + 704,73 . ( x – 0,075 )

Titik H ( x = 0,075 ) = −18,01 N = −377,54 N

= −81,4 N.m

Titik I ( x = 0,1475 ) = −18,01 N = −377,54 N

= −54,1 N.m

Potongan z-z ( I J )

Gambar 4.16. Potongan z-z pipa silinder pada box

= − = −18,01 N

= ₄+ ₄− ₄ = 327,19 + 10,95 –704,73= −366,59 N = − ₄ . x + ₄ . ( x – 0,075 ) − ₄ . ( x – 0,1475 )−

commit to user

Titik I ( x = 0,1475 ) = −18,01 N = −366,59 N

= −54,1 N.m

Titik J ( x = 0,295 ) = −18,01 N = −366,59 N

= 0

NFD

SFD

BMD

commit to user

Reaksi sambungan :

d = 76 mm s = 7 mm

Gambar 4.18. Reaksi sambungan las pada pipa terhadap plat lingkaran

A = t.π.D

= 0,707 . s . π . D = 0,707 . 7 . π . 76 = 1181,63 úú

τ

=

, =

, =

rH,"=

""",.r

= 0,277 _úú

Z =

0 =

. 5,H5H. H. H. = 22450,94 úúr M = ₄. a− ₄ . L − ₄ . L/2−

= 704,73 . 220 – 327,19 . 295 – 10,95 . 147,5 – 56,9

= 56847,53 N.mm = = . H, r

 ,=5 = 2,5 úú

Maka diperoleh :

12 = "

 

+ 4



= "

 2,5+ 4. 0,277

= 1,28 _úú

an =

"



+

12

= "

2,5 + 1,28

commit to user

Teori kegagalan : a. Pada sambungan

Diketahui: tipe elektroda = E6013

kekutan tarik = 60.000 psi = 42,2 kg/úú

yield strength = 38,7 kg/úú = 387 N/úú

Safety factor = 2

12 ≤ _ g

1,28 ≤ rH

.

1,28 ≤ 96

an ≤

g

2,53 ≤ rH



2,53 ≤ 193,5 Berdasarkan hasil perbandingan di atas maka sambungan las yang digunakan dinyatakan aman.

b. Pada kekuatan bahan: Diketahui:

12 pada batang = = 81,4 N.m = 81400 N.mm

σ_

ijin profil O mild steel A106 = 48000 psi = 337,5 N/úú Momen inersia profil O = ( )

.

=

(H. –H )

.

=

318494,66 úú

Jarak titik berat pada sisi luar ( y ) = 38 mm

=

" 55 .

r" =,.. = r

= " 55 . . r r" =,..

= 9,7 /úú

Tegangan tarik yang dihasilkan dari perhitungan = 9,7 N/úú < kekuatan tarik ijin dari bahan material yang digunakan

σ_

ijin= 337,5 N/úú. Jadi profil O yang digunakan aman.

commit to user 4.4. Kotak penyangga

L = 0,22 m

b = ₄ = 41,91 N

Gambar 4.19. Reaksi tumpuan pada box rangka atas

∑ = 0

=

= 18,01 N

∑ 4 = 0

4 = 4 + 4− 4

=704,73 + 41,91 – 366,59

=

380,05 N

∑ = 0

= ₄ . L + ₄ . L/2 + . 0,09 − ₄ . L/2

= 704,73 . 0,22 + 41,91 . 0,11 + 18,01 . 0,09 – 380,05 . 0,11

=

119,47 N.m

commit to user

Reaksi sambungan :

= 18,01 N L = 90 mm a = 167 mm b = 245 mm

Gambar 4.20. Reaksi sambungan las pada box rangka atas

A = 2.t.a + t.b

= 2 . 0,707 . s . a + 0,707 . s . b = 2 . 0,707 . 7 . 167 + 0,707 . 7 . 245 = 2865,47 úú

τ

=

,

=

,

=

",5"

. , H

= 0,00629 _úú Z = t.c.a + 0.

.

= 0,707 . s . a + 5,H5H. .

.

= 0,707 . 7 . 167 + 5,H5H.H.

.

= 231336,88 úúr

M = . L = 18,01 . 90 = 1620,9 N.mm

=

=

".5,=

r"rr.,

commit to user

12 = "

 

+ 4



= "

 0,007+ 4. 0,00629

= 0,0072 _úú

an =

"



+

12

= "

0,007+ 0,0072

= 0,012 _úú

Teori kegagalan :

Diketahui: tipe elektroda = E6013

kekutan tarik = 60.000 psi = 42,2 kg/úú

yield strength = 38,7 kg/úú = 387 N/úú

Safety factor = 2

12 ≤ _

g dan

_an ≤ g

12 ≤ _ g

0,0072 ≤ rH

.

0,0072 ≤ 96

_{an ≤} g

0,012 ≤ rH



0,012 ≤ 193,5

Berdasarkan hasil perbandingan di atas maka sambungan las yang digunakan dinyatakan aman.

commit to user 4.5. Tiang penyangga

Gambar 4.21. Reaksi tumpuan tiang penyangga

∑

=

0

= = 18,01 N

∑ ₄ = 0

4 = 4 + 4

= 23,2 + 380,05

= 403,25 N

∑ = 0

= + . 0,36

=125,95 N.m

commit to user

Pot x-x (L M) Pot y-y (M N)

Gambar 4.23. Potongan x-x dan y-y tiang penyangga

= − ₄ = −380,05N = = 18,01 N

= − . x −

= −18,01. x −119,47 N.m

= − ₄− ₄= −403,25N = = 18,01 N

= − . x −

= −18,01. x – 119,47 N.m

Titik L ( x = 0 ) = −380,05 N = 18,01 N

= −119,47 N.m

Titik M ( x = 0,18) = −403,25N = 18,01 N

= −122,7N.m

Titik M ( x = 0,18) = −380,05 N = 18,01 N

= −122,7N.m

Titik N ( x = 0,36) = −403,25N = 18,01 N

commit to user

NFD SFD BMD

Gambar 4.24. Diagram gaya tiang penyangga

Reaksi sambungan : a. Di titik L

Gambar 4.25. Reaksi sambungan las pada tiang penyangga bagian atas

D = 90 mm S = 7 mm A = t.π.D

= 0,707 . s . π . D = 0,707 . 7 . π . 90 = 1399,3 úú

τ

=

,

=

,

=

",5"

"r==,r

= 0,0129 _úú

Z =

0 =

. 5,H5H. H. =5 = 31484,2 úúr

= = ""= H5

commit to user

12 = "

 

+ 4



= "

 3,79+ 4. 0,0129

= 1,9 _úú

an =

"



+

12

= "

3,79+ 1,9

= 5,69 _úú

Reaksi sambungan : b. Di titik N

Gambar 4.26. Reaksi sambungan las pada tiang penyangga bagian bawah

D = 90 mm s = 7 mm A = t.π.D

= 0,707 . s . π . D = 0,707 . 7 . π . 90 = 1399,3 úú

τ

=

,

=

,

=

",5"

"r==,r

= 0,0129 _úú Z =

0 =

. 5,H5H. H. =5 = 31484,2 úúr

= = " = 5

r" , = 4 N

12 = "

 + 4 

= "

 4+ 4. 0,0129

= 2 _úú

an =

"



+

12

= "

4 + 2

commit to user

Teori kegagalan :

a. Pada sambungan titik L:

Diketahui: tipe elektroda = E6013

kekutan tarik = 60.000 psi = 42,2 kg/úú

yield strength = 38,7 kg/úú = 387 N/úú

Safety factor = 2

₁₂ ≤ g



dan

an ≤

g

₁₂ ≤ g 

1,9≤ rH

.

1,9 ≤ 96

an ≤

g

5,69 ≤ rH



5,69 ≤ 193,5

Berdasarkan hasil perbandingan di atas maka sambungan las yang digunakan dinyatakan aman.

b. Pada sambungan titik N:

Diketahui: tipe elektroda = E6013

kekutan tarik = 60.000 psi = 42,2 kg/úú

yield strength = 38,7 kg/úú = 387 N/úú

Safety factor = 2

12 ≤ _

g dan

an ≤

g

₁₂ ≤ g 

2 ≤ rH

.

2≤ 96

_an ≤ g

4 ≤ rH



4 ≤ 193,5

Berdasarkan hasil perbandingan di atas maka sambungan las yang digunakan dinyatakan aman.

commit to user

c. Pada kekuatan bahan: Diketahui:

12 pada batang = = 125,96 N.m = 125950 N.mm

σ_

ijin profil O mild steel A106 = 48000 psi = 337,5 N/úú Momen inersia profil O = ( )

.

=

(=5 – )

.

=

776703,02 úú

Jarak titik berat pada sisi luar ( y ) = 45 mm

=

" = 5.

HH.H5r,5 =

= " = 5. . HH.H5r,5

=7,3 /úú

Tegangan tarik yang dihasilkan dari perhitungan = 7,3 N/úú < kekuatan tarik ijin dari bahan material yang digunakan

σ_

ijin= 337,5 N/úú. Jadi profil O yang digunakan aman.

commit to user 4.6. Rangka bawah

Gambar 4.27. Reaksi tumpuan rangka bawah

b = ₄ = . _g10 . g

= 0,00785 ⁄ úr . 2147,95 úr . 10 ú⁄  = 168,6 N

∑ =0 ₄ + ₄− ₄− ₄ = 0 403,25 + 168,6 − ₄− ₄ = 0

₄+ ₄ = 571,85 N

∑ =0

4 . 0,75− 4. 0,381− 4. 0.095 − = 0

0,75 ₄– 64,24 – 38,31 – 125,95 = 0 0,75 ₄ = 228,5 ₄ = 304,67 N ₄ = 571,85 – 304,67

commit to user

Reaksi sambungan baut pada titik N

Gambar 4.28. Reaksi sambungan baut pada tiang penyagga

Diketahui : D = 90 mm

= 18,01 N

= 220 mm " = 20 mm

= 143,69 N.m = 143690 N.mm

Beban geser pada baut :

b =

=

=

",5"

=

4,5 N

Beban tarik maksimum terjadi pada titik 3 dan 4 :

b0 = _( . ₎ = _" = 5_{(5 5}. 5₎ = HH5=555_=H.55 = 283,9 N

Maka,

b0 = "_ (b0 + b0+ 4.b )

=

"



(

283,9 + 283,9+ 4 . 4,5

)

commit to user

Baut yang digunakan adalah M 14 = 11,546

b0 =

.



.

0

303,95 =

. 11,546



.

₀

0

=

rr_"5,=_,H = 2,9 N/úú

Z =

0 =

. r. =5 = 19085,18 úúr = = " = 5

"=5 ," = 6,6 N/úú 

commit to user

67

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah menyelesaikan proyek tugas akhir “Pembuatan Engine Stand Sepeda Motor “ beserta laporannya penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Perancangan dan pembuatan engine stand sepeda motor viar didesain pada autocad 2002 dalam bentuk 2D dan 3D.

2. Perhitungan statika rangka pada engine stand dinyatakan aman setelah dihitung menggunakan ilmu statika.

3. Prototype engine stand sepeda motor viar telah selesai dibuat di

Laboratorium Motor Bakar Fakultas Teknik UNS.

5.2 Saran

Selama proses pembuatan Tugas Akhir yaitu “Pembuatan Engine Stand Sepeda Motor“, penulis masih memiliki beberapa kendala, baik menyangkut masalah teknis maupun masalah non-teknis. Oleh karena itu, penulis memberikan saran sebagai berikut :

1. Utamakan safety factor pada saat proses manufacture dan assembling. 2. Untuk mendukung pelaksanaan rekondisi perlu dipersiapkan buku

panduan mesin yang diperbaiki supaya dalam pengerjaan tidak terjadi kesalahan.

3. Melakukan pemeriksaan ulang pada spare part pengganti dan memastikan fungsi dan kapasitasnya sama dengan spare part yang asli.

commit to user

DAFTAR PUSTAKA

Anonim 2010, Keseimbangan Benda Tegar Dan Elastisitas, dilihat 22 November 2011,

<http://www.ziddu.com/download/6612561/Mekanika-statik.doc.html> Arismunandar, Wiranto 1973, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, Bandung:

ITB.

Deutschman, AD, Michels, WJ & Wilson, CE 1975, Machine Design Theory And

Practice, New York : Macmillan Publishing Co.,Inc.

Hariandja, Binsar 1996, Statika dalam Analisis Struktur Berbentuk Rangka, Jakarta: Erlangga.

Kamarwan, Sidharta S 1995, Statika Bagian dari Mekanika Teknik, Jakarta: Universitas Indonesia.

Khurmi, RS, Gupta, JK 1982, A Text Book Of Machine Design, New Delhi : Eurasia Publishing House, Ram Nagar.

Marsyahyo, Eko 2002, Mesin Perkakas Pemotongan Logam, Malang : Bayu Media Publishing.

Purwanto, SS 2010, Laporan Proyek Akhir Rekondisi dan Pembuatan Engine

Stand Menggunakan Motor Bensin Honda Accord, Surakarta : Laporan

Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

commit to user

Purwono, Aji 2008, Perhitungan Ulang Kinerja Mesin Diesel 4 Langkah 1 Silinder Berpendingin Radiator (Performance calculation of diesel engine

4 stroke 1 cylinder with radiator cooling system), Semarang : Laporan

Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro, dilihat 22 November 2011,

<http://eprints.undip.ac.id/20426/2/Perhit_Ulang_Kinerja_Msn_Radiator.p df>

Sucahyo, Bagyo 2004, Pengerjaan Logam Dasar, Jakarta : PT Grasindo.

Wiryosumarto, H & Okumura, T 2000, Teknologi Pengelasan Logam, Jakarta: PT Pradnya Paramita.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user 4.6. Rangka bawah

Gambar 4.27. Reaksi tumpuan rangka bawah

b = ₄ = . _g10 . g

= 0,00785 ⁄ úr . 2147,95 úr . 10 ú⁄  = 168,6 N

∑ =0 ₄ + ₄− ₄− ₄ = 0 403,25 + 168,6 − ₄− ₄ = 0

₄+ ₄ = 571,85 N

∑ =0 4 . 0,75− 4. 0,381− 4. 0.095 − = 0 0,75 ₄– 64,24 – 38,31 – 125,95 = 0 0,75 ₄ = 228,5 ₄ = 304,67 N ₄ = 571,85 – 304,67

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Reaksi sambungan baut pada titik N

Gambar 4.28. Reaksi sambungan baut pada tiang penyagga

Diketahui : D = 90 mm

= 18,01 N

= 220 mm " = 20 mm

= 143,69 N.m = 143690 N.mm

Beban geser pada baut :

b =

=

=

",5"

= 4,5 N

Beban tarik maksimum terjadi pada titik 3 dan 4 :

b0 = _( . ₎

=

_" = 5_{(5 5}. 5₎

=

HH5=555_=H.55

= 283,9 N

Maka,

b0 = "_ (b0 + b0+ 4.b )

=

"



(283,9 +

283,9+ 4 . 4,5

)

= 303,96 N

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

Baut yang digunakan adalah M 14 = 11,546

b0 =

.



.

0 303,95 =

.

11,546

.

₀

0

=

rr_"5,=_,H = 2,9 N/úú

Z =

0 =

. r. =5 = 19085,18 úúr

=

= " = 5

"=5 ," = 6,6 N/úú

commit to user

67

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah menyelesaikan proyek tugas akhir “Pembuatan Engine Stand

Sepeda Motor “ beserta laporannya penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Perancangan dan pembuatan engine stand sepeda motor viar didesain pada autocad 2002 dalam bentuk 2D dan 3D.

2. Perhitungan statika rangka pada engine stand dinyatakan aman setelah dihitung menggunakan ilmu statika.

3. Prototype engine stand sepeda motor viar telah selesai dibuat di Laboratorium Motor Bakar Fakultas Teknik UNS.

5.2 Saran

Selama proses pembuatan Tugas Akhir yaitu “Pembuatan Engine Stand

Sepeda Motor“, penulis masih memiliki beberapa kendala, baik menyangkut masalah teknis maupun masalah non-teknis. Oleh karena itu, penulis memberikan saran sebagai berikut :

1. Utamakan safety factor pada saat proses manufacture dan assembling.

2. Untuk mendukung pelaksanaan rekondisi perlu dipersiapkan buku panduan mesin yang diperbaiki supaya dalam pengerjaan tidak terjadi kesalahan.

3. Melakukan pemeriksaan ulang pada spare part pengganti dan memastikan fungsi dan kapasitasnya sama dengan spare part yang asli.

commit to user

DAFTAR PUSTAKA

Anonim 2010, Keseimbangan Benda Tegar Dan Elastisitas, dilihat 22 November 2011,

<http://www.ziddu.com/download/6612561/Mekanika-statik.doc.html> Arismunandar, Wiranto 1973, Penggerak Mula Motor Bakar Torak, Bandung:

ITB.

Deutschman, AD, Michels, WJ & Wilson, CE 1975, Machine Design Theory And Practice, New York : Macmillan Publishing Co.,Inc.

Hariandja, Binsar 1996, Statika dalam Analisis Struktur Berbentuk Rangka,

Jakarta: Erlangga.

Kamarwan, Sidharta S 1995, Statika Bagian dari Mekanika Teknik, Jakarta: Universitas Indonesia.

Khurmi, RS, Gupta, JK 1982, A Text Book Of Machine Design, New Delhi : Eurasia Publishing House, Ram Nagar.

Marsyahyo, Eko 2002, Mesin Perkakas Pemotongan Logam, Malang : Bayu Media Publishing.

Purwanto, SS 2010, Laporan Proyek Akhir Rekondisi dan Pembuatan Engine Stand Menggunakan Motor Bensin Honda Accord, Surakarta : Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

commit to user

Purwono, Aji 2008, Perhitungan Ulang Kinerja Mesin Diesel 4 Langkah 1 Silinder Berpendingin Radiator (Performance calculation of diesel engine 4 stroke 1 cylinder with radiator cooling system), Semarang : Laporan Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro, dilihat 22 November 2011,

<http://eprints.undip.ac.id/20426/2/Perhit_Ulang_Kinerja_Msn_Radiator.p df>

Sucahyo, Bagyo 2004, Pengerjaan Logam Dasar, Jakarta : PT Grasindo.

Wiryosumarto, H & Okumura, T 2000, Teknologi Pengelasan Logam, Jakarta: PT Pradnya Paramita.