MUHAMAD NUR HIDAYAT I 8109029
in2=°
= 962,49 z 5 = cos 35°
= 962,49 z cos 35°
= 788,43 z ∑ â = 0
− â − = 0
552,06 z − 679,46 z − = 0
=−127,4 z
= sin 86° −127,4 z= sin 86°
= ˔ ,
ins °
=−127,71 z 5 = cos 86°
5 =−127,71 z cos 86°
=−8,91 z ∑ â̊= 0
5− â 5+ 5− = 0
788,43 z − 144,42 z+ (−8,91 z)− = 0
(66)
b. Gaya Dalam
· Potongan P-P Kiri
z̊=− 5
z =− 5 (desak)
=−788,43 z z =−788,43 z
̊=
=
= 552,06 z
= 552,06 z
̊= .
= 0 = . 0 = 0
= 60 88 = . 60 88
= 552,06 z . 60 88
(67)
· Potongan Q-Q kiri
z̊=− 5+â5
z =− 5+â5
z =−788,43 z+ 144,42 z
=−644,01 z z =−644,01 z
̊= − â
= − â
= 552,06 z − 679,46 z
=−127,4 z
=−127,4 z
̊= . − (â − 60 88 )
= 60 88
= . −(â − 60 88 )
= 552,06 z. 60 88 − (648,5 z60 88 − 60 88 )
= 552,06 z. 60 88+ 0
= 33123,6 z88
= 320 88
= . − (â − 60 88 )
= 552,06 z. 320 88 − (679,46 z320 88 − 60 88 ) = 0 z88
(68)
Free Body Diagram NFD
BMD SFD
(69)
c. Pada lengan ayun motor
Pada lengan ayun penyangga motor dihitung gaya mengenai tumpuan pada roller dan lengan ayun.
Gambar 2.27 Lengan ayun motor
· Gaya luar
â= 731,926 z âcos 50° = 470,47 z âsin 50° = 560,68 z a= 130 88
= 80 88
(70)
Gaya yang terjadi pada kasus tersebut dapat diselesaikan dengan menggunakan hukum Newton
∑ = 0 Titik C sebagai acuan,maka :
∑ = 0
âsin 50°( ) +âcos 50°(a)− sin 25° + + cos 25° a = 0
44854,41 + 61160,64− 169,05 + 117,82 = 0
106015,05− 51,23 = 0
=˔, ,˔=,,=
=˔, 2 = 2069,39 z ∑ â̊= 0
5− âcos 50°− cos 25° = 0
5 = 470,47 z+ 2069,39 z (cos 25°)
= 2353,62 z ∑ â = 0
+âsin 50°− sin 25° = 0
=−560,68 z+ 2069,39 z (sin 25°)
= 308,46 z · Gaya dalam
· Potongan P-P Kiri
z̊=− 5
z =− 5
=−2353,62 z z =−2353,62 z
(71)
=−
=−308,46 z
=−308,46 z
̊=− + 5(a)
= 0 = 0
= 80 88,k= 130 88
=−308,46 z80 88 + 2353,62 z(130 88)
= 281293,8 z88 · Potongan Q-Q kiri
z̊=− 5+âcos 50°
z =− 5+âcos 50° z =−2353,62 z+ 470,47 z
=−1883,15 z z =−1883,15 z
̊=− +âsin 50°
=− +âsin 50°
=−308,46 z+ 560,68 z
= 252,22 z
(72)
̊=− − âsin 50°( − ) + 5(a)
= 80
=−308,46 z80 88 − 560,68 z(0) + 2353,62 z(130 88)
= 281293,8 z88
= 400
=− − âsin 50°( − ) + 5(a)
=−308,46 z400 88 −560,68 z(400 88) + 2353,62 z(130 88)
= 3033 z88 · Free Body Diagram
NFD
SFD
(73)
d. Pada Lengan Ayun belakang
Pada lengan ayun bagian belakang dihitung gaya mengenai tumpuan pada roller dan lengan ayun.
Gambar 2.28 Lengan ayun belakang
a. Gaya luar
â = 416,785 z
â5=â cos 62° = 416,785 z cos 62° = 195,67 z â =â sin 62° = 416,785 z sin 62° = 367,99 z
5= cos 80°
= sin 80° 5 = sin 63°
= cos 63°
∑ = 0 â 260 88 − 320 = 0
= 298,99 z
(74)
298,99 z= cos 63°
= os,oo
e 2°
= 658,59 z 5 = sin 63°
= 298,99 z sin 63°
= 586,8 z ∑ â = 0
− +â + = 0
−298,99 z+ 367,99 z+ = 0
=−69 z
= sin 80° −69 z= sin 80°
= o
ins,°
=−70,06 z 5 = cos 80°
5 =−70,06 z cos 80°
=−12,17 z ∑ â̊= 0
5+â5− 5+ = 0
−12,17 z+ 195,67 z+ 586,8 z − = 0
(75)
b. Gaya dalam
· Potongan Q-Q Kanan
z̊=− 5
z =− 5 (desak)
=−586,8 z z =−586,8 z
̊=−
=−
=−298,99 z
=−298,99 z ̊= .
= 0
= . 0
= 0
= 60 88 = . 60 88
= 298,99 z . 60 88
(76)
· Potongan P-P kanan
z̊=− 5+â5
z =− 5+â5
z =−586,8 z − 195,67 z
=−391,13 z z =−391,13 z
̊=− +â
=− +â
=−298,99 z+ 195,67 z
=−103,32 z
̊= . − (â − 60 88 )
= 60 88
= 298,99 z. 60 88 − (195,67 z 60 88 − 60 88 ) = 298,99 z. 60 88 − 0
= 17939,4 z88
= 320 88
= . − (â − 60 88 )
= 298,99 z. 320 88 − (195,67z320 88 − 60 88 ) = 44802,6 z88
(77)
c. Free Body Diagram NFD
SFD
(78)
4.3.2 Analisa Kinematika
Analisa sistem kinematika gerak dasar dilakukan untuk mengetahui besarnya waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan maksimum.
Asumsi :
1. Berat dua buah roda sebesar 10 kg
2. Berat rangka dalam,rangka tengah,motor penggerak,roller,lenga n ayun,pengemudi dan komponen yang ada di dalamnya sebesar 150 kg 3. Diameter luar roda 1,5 m
4. Diameter motor penggerak 16 cm = 0,16 m
5. Besar putaran motor 330 Rpm (kecepatan tanpa beban diukur denga n menggunakan tachometer)
6. Daya motor sebesar 350 watt (diketahui dari spesifikasi sistem kontrol)
Dengan diketahui putaran per menit,maka dapat menghitung kecepatan sudut pada motor :
330 Rpm = 5,5 Rps Setelah itu diubah kedalam bentuk radian :
˲è.5= 330
rĖ ˲ t r
Ė
, r
(79)
Setelah diketahui kecepatan sudut maksimum motor,maka dapat diketahui kecepatan sudut maksimum roda dengan persamaan 2.5 sebagai berikut :
è.5 èè.5=
è
è.5=
è̊ èè.5
=,,,s˲̊2,= Ė /
,, =˲
= 3,69 rad/s
Setelah diketahui kecepatan sudut maksimum roda,maka dapat diketahui kecepatan maksimum roda dengan menggunakan persamaan 2.6 sebagai berikut (Hibbeler,2010) :
è.5= è.5 d
= 3,69Ė 0,75 8
= 2,76 m/s
Dengan diketahuinya daya motor dan kecepatan sudut motor maksimum,maka dapat menghitung torsi motor dengan menggunakan persamaan 2.7 sebagai berikut :
Ćaka= d/ ˲è.5
= ˲ ˲è.5
˲ =
èè.5
= 2=, Ėrr
2 ,= Ė /
= 10,13 Nm
Setelah diketahui torsi motor maka dapat diketahui torsi roda dengan menggunakan persamaan 2.8 sebagai berikut :
è= è
= ̊èè
=˔,,˔2 ˲̊,,˔,=˲
,,˔ ˲
(80)
Kemudian dihitung momen inersia pada roda menggunakan persamaan 2.9.
=˔ 8 − d
=˔ 10 0,75 −0,7
= 5,26 .8
Setelah diketahui momen inersia,maka dapat menghitung percepatan sudut maksimum roda dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut :
= è.5
è.5=
è.5=
o ,o ˲
=, .˲
= 18,05 da //
Kemudian dengan diketahui percepatan sudut,maka dapat menghitung percepatan maksimum roda dengan menggunakan persamaan 2.11 sebagai berikut :
aè.5= è.5 d
aè.5= 18,05 da // 0,75 8
= 13,54 8//
Setelah percepatan maksimum diketahui,maka dapat mmenghitung waktu maksimum untuk mencapai kecepatan maksimum dengan pesamaan 2.12 sebagai berikut :
˲Ė̊=Ėè.5
è.5
= , ˲/
˔2,= ˲/
= 0,2
Dengan melakukan analisa diatas,dapat diketahui bahwa dengan daya sebesar 350 watt, putaran motor sebesar 330 Rpm , diameter roda sebesar 1,5 m dan diameter motor sebesar 0,16 m Electric Two Wheeled Vehicle dapat mencapai kecepatan maksimum sebesar 2,76 m/s dalam 0,2 detik.
(81)
4.4 Perhitungan waktu proses produksi a. Perhitungan waktu pe mbuatan flangedesk Pengeboran lubang kecil diameter 8mm
1. Centre drill : Tm = e ,,2.
ȴ .n = ,,2 .=
,,˔ .˔ , =2,=
˔
= 0,22 menit x 40 = 8,8 menit
2. Lubang pre-drill diameter 8mm : Tm = e ,,2.
ȴ .n = ,,2 .s ,,˔ s .˔ , = ,
2, s
= 0,3 menit x 40 = 12 menit
Pengeboran lubang flangedesk diameter 25mm : 1. Centre drill
= 0,22 menit x 10 = 2,2 menit 2. Bor Ø8
= 0,3 menit x 10 = 3 menit 3. Bor Ø15
= ,,2 .˔= ,, = .˔ , =s,=
, = 0,2125 menit x 10 = 2,1 menit 4. Bor Ø20
= ,,2 . , ,, s .˔,, =˔,
(82)
5. Bor Ø22 = ,,2 .
,, o .˔,, =˔,,
o = 0,36 menit x 10 = 3,6 menit 6. Bor Ø25
= ,,2 . = ,,2˔ .˔,, =˔˔,=
2˔ = 0,4 menit x 10 = 4 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran flangedesk adalah 58,5 menit a. Pengeboran untuk lubang keling
Diketahui : Jumlah lubang = 100 Diameter lubang = 4 mm Diameter bor = 4 mm
Kecepatan bor tangan = 300 rpm Tm = ,,2.
ȴ .n = ˔, ,,2
,,,s 2,,
=˔,o = 0,1 menit x 100 = 10 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lubang keling adalah 21 menit b. Pengeboran lengan ayun
1. Pengeboran awalan dengan Centre drill : Tm = ,,2.
ȴ .n = , ,,2 .=
,,˔ ˔ , = ˔,=
˔ = 0,24 menit
Pengeboran center drill pada 16 titik sehingga: 0,24 x 16 = 3,84 menit 2. Pengeboran diameter 8mm
Tm = ,,2. ȴ .n = , ,,2 .=
,,˔ = ˔ , = ,
(83)
Pengeboran center drill pada 16 titik sehingga: 0,97 x 16 = 15,52 menit 3. Pengeboran diameter 15mm
Tm = ,,2. ȴ .n = , ,,2 .=
,, = ˔ , = ,=
, = 0,6 menit
Pengeboran center drill pada 16 titik sehingga: 0,6 x 16 = 9,6 menit 4. Pengeboran diameter 20mm
Tm = ,,2. ȴ .n = , ,,2 . ,
,, s .˔,, =
s = 0,92 menit
Pengeboran center drill pada 16 titik sehingga: 0,92 x 16 = 14,72 menit 5. Pengeboran diameter 22mm
Tm = ,,2. ȴ .n = , ,,2 .
,, o .˔,, = ,
o = 0,92 menit
Pengeboran center drill pada 16 titik sehingga: 0,92 x 16 = 14,72 menit
6. Pengeboran diameter 25mm Tm = ,,2.
ȴ .n = , ,,2 . =
,,2˔ .˔,, = ,=
2˔ = 0,9 menit
Pengeboran center drill pada 16 titik sehingga: 0,9 x 16 = 14,4 menit Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lengan ayun adalah 76 menit
(84)
Pengeboran lubang as roller pada lengan ayun 1. Centre drill :
Tm = ,,2. ȴ .n = ,,2 .=
,,˔ .˔ ,
=0,2 menit x 6 = 1,2 menit 2. Pengeboran diameter 10mm
Tm = ,,2. ȴ .n = , ,,2 .˔,
,,˔s .˔ , = 2
s,s = 0,79 menit x 6 = 4,74 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lubang as roller adalah 45,94 menit
Pengeboran lubang dudukan shock absorber pada lengan ayun 1. Awalan dengan Centre drill
Tm = ,,2. ȴ .n = ,,2 .=
,,˔ .˔ ,
= 0,9 menit x 8 = 7,2 menit 2. Pengeboran diameter 10mm
Tm = ,,2. ȴ .n = , ,,2 .˔,
,,˔s .˔ ,
= 0,79 menit x 8 = 6,32 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran dudukan shock absorber
adalah 47,92 menit
c. Pengeboran dudukan lengan ayun 1. Awalan dengan Centre drill
Tm = ,,2. ȴ .n = ,,2 .=
,,˔ .˔ , = =,=
(85)
2. Pengeboran diameter 10mm Tm = ,,2.
ȴ .n = ,,2 .˔,
,,˔ .˔ , =
s,s = 0,29 menit x 16 = 3,84 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran dudukan lengan ayun adalah 49,34 menit
d. Pengeboran dudukan shock absorber 1. Awalan dengan entrel drill
Tm = ,,2. ȴ .n = ,,2 .=
,,˔ .˔ , =
s,s = 0,34 menit x 16 = 5,5 menit 2. Pengeboran diameter 12mm
Tm = ,,2. ȴ .n = ,,2 .˔
,, ,s .˔ , = ,
22, s = 0,22 menit x 16 = 3,6 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran dudukan shock absorber adalah 49,1 menit
e. Perhitungan waktu proses pembuatan Roller 1. Waktu proses facing pembuatan roller:
Jumlah langkah pemakanan i =
= s, , ,,=
= 20 x 2 = 40 kali Waktu facing
Tm = ȴ .i ȴ .n = 2,= . ,
,, . == = 0,93 menit
(86)
2. Waktu pengeboran pembuatan roller Centre drill
Tm = e ,,2. ȴ .n = = ,,2 .=
,,˔ . == = ,=
=,= = 0,09 menit Pengeboran Ø 5mm
Tm = e ,,2. ȴ .n = = ,,2 .= ,,˔ . == = ,=
=,= = 1,01 menit Pengeboran Ø 10mm
Tm = e ,,2. ȴ .n = = ,,2 .˔,
,,˔s . == = ,=
˔2=,o = 0,6 menit Drill Ø 15mm Tm = e ,,2.
ȴ .n = = ,,2 .˔=
,, = . == = o,=
˔ss, = = 0,42 menit
Total = Tm+Ts+Tv
= (0,09 + 1,01 + 0,6 + 0,4) + 20 + 8) = 30,1 menit
Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran dudukan lengan ayun adalah 30,1 menit
3. Perhitungan waktu bubut dalam Jumlah pemakanan :
i = e ˔ = ˔
,,=
(87)
Waktu
Tm = .i ȴ .n = s . ,
,, . == = 2 ,
˔=˔ = 2,1 menit 4. Perhitungan waktu pembubutan alur
Jumlah pemakanan i = e ˔ = ,
,,=
= 44 x 2 = 88 kali Waktu
Tm = .i ȴ .n = , .ss
,, . == = ˔ o,
˔=˔ = 14,1 menit 5. Perhitungan waktu tirus
Jumlah langkah pemakanan i =
= ˔ , ,,=
= 25,24 x 2 = 52 kali Waktu
Tm = ȴ .i ȴ .n = ,s .=
,, . == = ˔2o ,
˔=˔ = 9,25 menit x 2 = 18,5 menit/roller
Jadi, total waktu yang dibutuhkan untuk membuat sebuah roller adalah 65,75 menit/roller
(1)
4.5 Biaya
Dana yang digunakan dalam pembuatan prototipe electric two wheeled vehicle berasal dari dua sumber, yaitu:
1. Program studi, yang merupakan iuran mahasiswa sebesar Rp. 4.000.000,00 2. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc., sebesar Rp. 3.600.000,00
3. Biaya tambahan pribadi sebesar Rp. 436.400,00
Rincian biaya yang digunakan dalam pembuatan electric two wheeled vehicle
sebagai berikut:
No Nama Barang Banyak Harga Jumlah
1. Almunium 2'' 2 153.000 306.000
2. Amplas duco 10 2000 20.000
3. As 10x150 23 8500 195.500
4. Ban dalam bekas 7 1000 7.000
5. Ban Sepeda 5 24000 120.000
6. Bearing NTN 6000 12 9500 114.000
7. Bor Diameter 4mm 1 12.000 12.000
8. Bordes almunium 3,5kg 40000 140.000
9. Bush arm 8 set 6000 48.000
10. Cat Altec kuning 2 23000 46.000
11. Cat Altec merah 1 23000 23.000
12. Dempul 4 14000 56.000
13. Elektroda las 2mm 1 92000 92.000
14. Epoxy 1,5kg 42000 63.000
15. Gerinda Profil 1 20000 20.000
16. Handle rem 2 12500 25.000
17. Inverter 12v-42v 1 71500 71.500
18. Isolasi 1 4500 4.500
19. Jasa Rol pipa 2'' 2 150000 300.000
20. Jasa Rol pipa 3/4'' 5 30000 150.000
21. Jok 1 300000 300.000
22. Kabel 4m 4600 18.400
23. Kabel rem 2 7500 15.000
24. Kit Motor + kontrol 2 1250000 2.500.000
25. Las almunium 2 50000 100.000
26. Lem Aibon 2,5kg 45000 120.000
27. Lem Alteco 3 5000 15.000
28. Mur baut 3/8'' 2 500 1.000
29. Mur baut 3/8''x6 baja 2 3500 7.000
30. Mur baut 3/8''x7,5 2 3500 7.000
(2)
32. Mur baut M12x40mm 4 2200 8.800
33. Mur baut M12x50mm 16 2800 44.800
34. Mur baut M8x70mm 40 500 20.000
35. Nylon 5kg 81300 406.500
36. Paku keling 100 100 10.000
37. Pilox 1 20000 20.000
38. Pipa almunium 5/8'' 1 28000 28.000
39. Rem cakram 2set 42500 85.000
40. Reparasi Jok 1 450000 450.000
41. Resibon Gerinda 1 9000 9.000
42. Ring plat 10mm 80 250 20.000
43. Ring Plat 12mm 24 200 4.800
44. Ring Plat 8mm 200 60 12000
45. Sabuk Pengaman 1 320000 320.000
46. Shock Wildwood 4set 150000 600.000
47. Skun ce 2 1500 3.000
48. Skun co 8 1500 12.000
49. Soket kosongan H1- 2 2000 4.000
50. Soket kosongan H1+- 4 4000 16.000
51. Soket kosongan H2- 2 2500 5.000
52. Soket kosongan H2+ 2 2000 4.000
53. Soket kosongan H3- 4 3500 14.000
54. Soket kosongan H3+ 4 3000 12.000
55. Stang bengkong 1 22500 22.500
56. Steel pipe 3/4 '' 2mm 3 67000 201.000 57. Steel Square 20x40 2mm 1 120000 120.000 58. Steel Square 50x50 1,8mm 1 163000 163.000
59. Stem GEKO 1 50000 50.000
60. Strip plat 7kg 12000 84.000
61. Tiner ND 3L 15000 45.000
62. Jasa rol besi roda 2 150000 300.000
63. Ongkos kirim roda 30000 30000
64. Keling 100 200 20000
(3)
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan pembuatan electric two wheeled vehicle
yang telah dilaksanakan dari bulan Februari hingga Juni 2012 dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
a. Pada proyek akhir ini kegiatan yang dilakukan adalah merancang dan membuat sebuah alat transportasi baru yang disebut electric two wheeled vehicle. Komponen utama yang dibutuhkan merupakan komponen yang sulit di cari di pasaran, sehingga mahasiswa dituntut untuk kreatif, teliti dan mampu berimprofisasi untuk menghasilkan komponen yang dibutuhkan yang harus dapat dirangkai dan bekerja sesuai fungsinya. Kini kendaraan itu telah selesai dikerjakan dan dapat dikendarai dengan aman, nyaman dan nol emisi gas buang sesuai dengan target pembuatan Electric Two Wheeled Vehicle.
b. Analisa sistem kinematika dan statika dilakukan untuk mengetahui besarnya waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan maksimum dan mengetahui gaya terbesar yang mengenai tumpuan pada lengan ayun. Dari perhitungan kinematika,banyaknya waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan maksimum adalah 0,2 detik. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai Electric Two Wheeled Vehicle adalah sebesar 2,76 m/s. Pada perhitungan statika,digunakan untuk menghitung besarnya gaya luar dan gaya dalam yang mengenai tumpuan lengan ayun dan kemudian digambar free body diagram. Dari perhitungan,diketahui gaya luar yang mengenai masing-masing penumpu lengan ayun. Pada lengan ayun atas sebesar 139,7 N , lengan ayun depan sebesar 962,49 N , lengan ayun motor sebesar 2069,39 N ,lengan ayun belakang sebesar 658,59 N.
(4)
5.2 Saran
Untuk memperlancar dalam proses pengerjaan proyek akhir maka : a. Proses peminjaman alat yang dibutuhkan untuk pelaksanaan pembuatan
proyek akhir terganggu karena jadwal praktikum mahasiswa Teknik Mesin yang lain dengan waktu dan alat yang sama
b. Kerjasama dan rasa tanggungjawab setiap individu sangat diperlukan dalam proses pengerjaan proyek akhir untuk dapat menyelesaikan secara tepat waktu dan memperoleh hasil yang maksimal.
(5)
DAFTAR PUSTAKA
Beer,F.P,dkk, 2007, Vector Mechanics for Engineers Statics, McGraw Hill, New York
Fretz, Burgler, 1978, Teknik Bengkel Volume 5, Institut Teknologi Bandung, Indonesia
Hart, Samuel, 2011, Final Prelim Report EDWARD, University of Adelaide, Australia
Hibbeler, R.C, 1997, Mechanics of Material 3th Edition, Prentice Hall, New Jersey
Hibbeler, R.C, 2010, Engineering Mechanics Statics 12th Edition, Prentice Hall, New Jersey
Hibbeler, R.C, 2010, Engineering Mechanics Dinamics 12th Edition, Prentice Hall, New Jersey
Scharkus, Eduard., Jutz, Herman., 1996, Westernmann Tables, New Delhi, India
Smith, William M., Tjitrosoepomo, 1992, Mesin dan Peralatan Usaha Tani, UGM PRESS, Yogyakarta, Indonesia
http://okbozz.com/products_pictures/penggaris_besi.jpg
http://lh4.ggpht.com/-cGkZvvGVPg4/Tz87TEIYmhI/AAAAAAAAASM/viHeDt7j4XE/clip_ima ge008%25255B3%25255D.jpg
http://3.bp.blogspot.com/-7noHswz0Rvk/TbcecssJ-HI/AAAAAAAAB4E/ERLV7Egsrr0/s1600/scribers.gif http://www.ask.com/encyclopedia/strange_vehicles
http://sites.mencheng.adelaide.edu.au/robotics/robotics http://victorpramusanto272.wordpress.com/green-technology/
http://www.solopos.com/2012/berita-pilihan/mobil-listrik-2014-mobil-listrik-diproduksi-masal-189430
(6)