Rancang bangun bagian roda gigi dan poros drum penggulung pada mesin katrol elektrik COVER
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
RANCANG BANGUN BAGIAN RODA GIGI DAN POROS
DRUM PENGGULUNG PADA MESIN
KATROL ELEKTRIK
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Ahli Madya
Disusun oleh :
BAGUS ANGGEGANA ADP
NIM. I 8612013
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Alhamdulillahhirobbil’alamin, Dengan mengucap rasa syukur kepada
Allah SWT telah dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA). Pada
kesempatan kali ini, karya saya persembahkan kepada :
Ayahanda dan Ibunda tercinta
“Dan rendahkanlah dirimu terhadap
mereka berdua dengan penuh
kesayangan dan ucapkanlah; “Wahai
Tuhanku, kasihilah mereka keduanya,
sebagaimana mereka berdua telah
mendidik aku waktu kecil.”
(Q.S Al Israa’, 17:24)
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini
dengan judul ”Rancang Bangun Bagian Roda Gigi Dan Poros Drum Penggulung
Pada Mesin Katrol Elektrik”. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah
menambah ilmu pengetahuan dan teknolo gi khususnya di bidang Teknik Mesin.
Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma Tiga
di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta,
maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir untuk
menerapkan dan meningkatkan pemahaman tentang ilmu yang diperoleh di
bangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari
bulan juli sampai desember 2015
Atas
terselesaikannya
laporan
proyek
akhir
ini,
maka
penulis
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi D-III Teknik
Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T, selaku Koordinator proyek akhir D-III
Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Bapak Dr. Triyono, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing I proyek akhir DIII Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
4. Bapak Purwadi, S.T.,M.Kom, selaku dosen pembimbing II proyek akhir DIII Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
5. Kedua orang tua, yang selalu memberikan restu dan doa untuk kelancaran
proyek akhir.
6. Rekan - rekan Mahasiswa D-III Teknik Mesin Minat Otomotif angkatan
2011, yang selalu memberikan dukungan berupa motivasi untuk
menyelesaikan proyek akhir.
7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, baik secara
langsung maupun tidak langsung telah banyak membantu dalam
menyelesaikan proyek akhir dan penyusunan laporan proyek akhir.
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tidak ada yang sempurna, melainkan
hanya sebatas berusaha semaksimal mungkin untuk memberikan yang terbaik.
Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk
kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan proyek akhir ini dapat dipergunakan
sebagaimana mestinya.
Surakarta, Juli 2016
PENULIS
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
BAGUS ANGGEGANA ADP, 2016, “RANCANG BANGUN BAGIAN
RODA GIGI DAN POROS DRUM PENGGULUNG PADA MESIN
KATROL ELEKTRIK”, Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Teknik
Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta
Di era globalisasi ini pembangunan industri-industri (industri menengah,
industri rumah tangga) serta keinginan berwirausaha masyarakat berkembang
cukup pesat. Namun terbatasnya tenaga manusia untuk mengangkat dan
memindahkan bahan atau barang-barang khususnya yang berat (mesin kendaraan)
dapat menghambat proses suatu produksi dalam berwirausaha. Tujuan dalam
proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat yang mampu mempermudah
proses pengangkatan dan pemindahan barang agar dapat dilakukan secara efektif
dan efisien.
Metode yang digunakan adalah perencanaan desain 3 dimensi dan 2
dimensi, perencanaan dan pemilihan material rangka, perhitungan desain rangka
dan sambungan las, proses pembuatan, proses perakitan, uji mesin katrol elektrik,
analisis dan perbaikan.
Berdasarkan pembuatan mesin katrol elektrik menggunakan motor listrik
dengan daya 0,5 HP agar mampu mengangkat beban dengan berat maksimal 500
Kg dan menggunakan reducer dengan perbandingan 1:23 agar aman saat beban
diangkat atau dipindahkan. Perakitan dilakukan menggunakan las listrik. Proses
finishing meliputi penggerindaan, pendempulan, paengamplasan dan pengecatan.
Kata kunci: katrol elektrik, mengangkat beban, engine mobil 500 kg
commitvto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii
ABSTRAK ....................................................................................................... v
PERSEMBAHAN…………………………………………………………….. vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix
DAFTAR RUMUS .......................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Batasan Masalah ............................................................................... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir ................................................... 2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Roda Gigi .......................................................................................... 3
2.1.1 Klasifikasi Roda Gigi .................................................................... 3
2.1.2 Perhitungan Roda Gigi .................................................................. 4
2.2 Poros ................................................................................................. 7
2.2.1 Perhitungan Poros .......................................................................... 8
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Alur Perencanaan ............................................................... 10
3.2 Konsep Desain Katrol Elektrik ......................................................... 11
3.3 Perhitungan Roda Gigi ..................................................................... 12
3.3.1 Perbandingan Transmisi Roda Gigi .............................................. 13
3.3.2 Faktor Kecepatan Dinamis ............................................................ 13
3.3.3 Jarak Sumbu Pada Poros............................................................... . 14
3.4 Perhitungan Poros Drum…………………………………………… 14
3.4.1 Perhitungan Reaksi Gaya………………………………………… 15
commit to user
3.4.2 Momen Puntir…………………………………………………….
18
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.4.3 Mencari Twisting Momen………………………………………… 19
3.4.4 Mencari Diameter Poros ................................................................ 19
3.4.5 Mencari Tegangan Maksimal ........................................................ 20
BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN
4.1 Desain ............................................................................................... 21
4.2 Sistem Kerja Katrol Elektrik ............................................................ 21
4.3 Proses Pengerjaan ............................................................................. 22
4.4 Alat dan Bahan ................................................................................. 22
4.5 Proses Pengerjaan Rangka…………………………………………. 23
4.6 Proses Pengecetan ............................................................................. 24
4.7 Proses Perakitan…………………………………………………….. 24
4.8 Uji Fungsional Rangka……………………………………………... 27
4.9 Pembahasan………………………………………………………… 28
4.10 Hasil Pengujian Mesin .................................................................... 29
4.11 Perawatan Mesin ............................................................................. 29
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 31
5.2 Saran ........................................................................................................... 31
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi……………………………………...............4
Gambar 3.1 Perencanaan alur pengerjaan………………………………………..10
Gambar 3.2 Desain 3D mesin katrol elektrik………………………………….....12
Gambar 3.3 Transmisi roda gigi…………………………………………….........13
Gambar 3.4 Drum penggulung……………………………………………….......14
Gambar 3.5 Reaksi gaya pembebanan vertikal pada poros drum……………......15
Gambar 3.6 Reaksi gaya pembebanan horizontal pada poros drum…………......16
Gambar 3.7 Diagram SFD vertikal dan BMD vertikal……………………..........17
Gambar 3.8 Diagram SFD horizontal dan BMD horizontal…………………......18
Gambar 4.1 Konsep rancangan komponen 3D…………………………………..21
Gambar 4.2 Proses pembuatan rangka…………………………………………...23
Gambar 4.3 Proses pengelasan rangka…………………………………………...24
Gambar 4.4 Proses pemasangan motor listrik……………………………………25
Gambar 4.5 Proses pemasangan reducer………………………………………...26
Gambar 4.6 Proses pemasangan drum penggulung……………………………...26
Gambar 4.7 Proses pemasangan rangka atas dan rangka bawah………………....26
commitixto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1 Rasio roda gigi………………………………………………………...4
Rumus 2.2 Jarak bagi/pitch………………………………………………………..5
Rumus 2.3 Diameter lingkaran pitch……………………………………………...5
Rumus 2.4 Modul…………………………………………………………………5
Rumus 2.5 Jarak sumbu poros…………………………………………………….5
Rumus 2.6 Diameter lingkaran kepala…………………………………………….6
Rumus 2.7 Diameter lingkaran kaki………………………………………………6
Rumus 2.8 Tinggi kepala gigi……………………………………………………..6
Rumus 2.9 Tinggi kaki gigi………………………………………………………..6
Rumus 2.10 Tinggi gigi……………………………………………………………7
Rumus 2.11 Gaya tangensial………………………………………………………7
Rumus 2.12 Faktor kecepatan dinamis……………………………………………7
Rumus 2.13 Momen punter………………………………………………………..8
Rumus 2.14 Tegangan tarik ijin…………………………………………………...8
Rumus 2.15 Twisting momen……………………………………………………...9
Rumus 2.16 Diameter poros……………………………………………………….9
Rumus 2.17 Tegangan maksimal………………………………………………….9
commitxto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi roda gigi…………………………………………………….3
commitxito user
digilib.uns.ac.id
RANCANG BANGUN BAGIAN RODA GIGI DAN POROS
DRUM PENGGULUNG PADA MESIN
KATROL ELEKTRIK
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Ahli Madya
Disusun oleh :
BAGUS ANGGEGANA ADP
NIM. I 8612013
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Alhamdulillahhirobbil’alamin, Dengan mengucap rasa syukur kepada
Allah SWT telah dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA). Pada
kesempatan kali ini, karya saya persembahkan kepada :
Ayahanda dan Ibunda tercinta
“Dan rendahkanlah dirimu terhadap
mereka berdua dengan penuh
kesayangan dan ucapkanlah; “Wahai
Tuhanku, kasihilah mereka keduanya,
sebagaimana mereka berdua telah
mendidik aku waktu kecil.”
(Q.S Al Israa’, 17:24)
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini
dengan judul ”Rancang Bangun Bagian Roda Gigi Dan Poros Drum Penggulung
Pada Mesin Katrol Elektrik”. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah
menambah ilmu pengetahuan dan teknolo gi khususnya di bidang Teknik Mesin.
Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma Tiga
di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta,
maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir untuk
menerapkan dan meningkatkan pemahaman tentang ilmu yang diperoleh di
bangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari
bulan juli sampai desember 2015
Atas
terselesaikannya
laporan
proyek
akhir
ini,
maka
penulis
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi D-III Teknik
Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T, selaku Koordinator proyek akhir D-III
Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Bapak Dr. Triyono, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing I proyek akhir DIII Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
4. Bapak Purwadi, S.T.,M.Kom, selaku dosen pembimbing II proyek akhir DIII Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
5. Kedua orang tua, yang selalu memberikan restu dan doa untuk kelancaran
proyek akhir.
6. Rekan - rekan Mahasiswa D-III Teknik Mesin Minat Otomotif angkatan
2011, yang selalu memberikan dukungan berupa motivasi untuk
menyelesaikan proyek akhir.
7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, baik secara
langsung maupun tidak langsung telah banyak membantu dalam
menyelesaikan proyek akhir dan penyusunan laporan proyek akhir.
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tidak ada yang sempurna, melainkan
hanya sebatas berusaha semaksimal mungkin untuk memberikan yang terbaik.
Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk
kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan proyek akhir ini dapat dipergunakan
sebagaimana mestinya.
Surakarta, Juli 2016
PENULIS
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
BAGUS ANGGEGANA ADP, 2016, “RANCANG BANGUN BAGIAN
RODA GIGI DAN POROS DRUM PENGGULUNG PADA MESIN
KATROL ELEKTRIK”, Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Teknik
Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta
Di era globalisasi ini pembangunan industri-industri (industri menengah,
industri rumah tangga) serta keinginan berwirausaha masyarakat berkembang
cukup pesat. Namun terbatasnya tenaga manusia untuk mengangkat dan
memindahkan bahan atau barang-barang khususnya yang berat (mesin kendaraan)
dapat menghambat proses suatu produksi dalam berwirausaha. Tujuan dalam
proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat yang mampu mempermudah
proses pengangkatan dan pemindahan barang agar dapat dilakukan secara efektif
dan efisien.
Metode yang digunakan adalah perencanaan desain 3 dimensi dan 2
dimensi, perencanaan dan pemilihan material rangka, perhitungan desain rangka
dan sambungan las, proses pembuatan, proses perakitan, uji mesin katrol elektrik,
analisis dan perbaikan.
Berdasarkan pembuatan mesin katrol elektrik menggunakan motor listrik
dengan daya 0,5 HP agar mampu mengangkat beban dengan berat maksimal 500
Kg dan menggunakan reducer dengan perbandingan 1:23 agar aman saat beban
diangkat atau dipindahkan. Perakitan dilakukan menggunakan las listrik. Proses
finishing meliputi penggerindaan, pendempulan, paengamplasan dan pengecatan.
Kata kunci: katrol elektrik, mengangkat beban, engine mobil 500 kg
commitvto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFAR ISI
HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii
ABSTRAK ....................................................................................................... v
PERSEMBAHAN…………………………………………………………….. vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix
DAFTAR RUMUS .......................................................................................... x
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Batasan Masalah ............................................................................... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir ................................................... 2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Roda Gigi .......................................................................................... 3
2.1.1 Klasifikasi Roda Gigi .................................................................... 3
2.1.2 Perhitungan Roda Gigi .................................................................. 4
2.2 Poros ................................................................................................. 7
2.2.1 Perhitungan Poros .......................................................................... 8
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Alur Perencanaan ............................................................... 10
3.2 Konsep Desain Katrol Elektrik ......................................................... 11
3.3 Perhitungan Roda Gigi ..................................................................... 12
3.3.1 Perbandingan Transmisi Roda Gigi .............................................. 13
3.3.2 Faktor Kecepatan Dinamis ............................................................ 13
3.3.3 Jarak Sumbu Pada Poros............................................................... . 14
3.4 Perhitungan Poros Drum…………………………………………… 14
3.4.1 Perhitungan Reaksi Gaya………………………………………… 15
commit to user
3.4.2 Momen Puntir…………………………………………………….
18
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.4.3 Mencari Twisting Momen………………………………………… 19
3.4.4 Mencari Diameter Poros ................................................................ 19
3.4.5 Mencari Tegangan Maksimal ........................................................ 20
BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN
4.1 Desain ............................................................................................... 21
4.2 Sistem Kerja Katrol Elektrik ............................................................ 21
4.3 Proses Pengerjaan ............................................................................. 22
4.4 Alat dan Bahan ................................................................................. 22
4.5 Proses Pengerjaan Rangka…………………………………………. 23
4.6 Proses Pengecetan ............................................................................. 24
4.7 Proses Perakitan…………………………………………………….. 24
4.8 Uji Fungsional Rangka……………………………………………... 27
4.9 Pembahasan………………………………………………………… 28
4.10 Hasil Pengujian Mesin .................................................................... 29
4.11 Perawatan Mesin ............................................................................. 29
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 31
5.2 Saran ........................................................................................................... 31
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi……………………………………...............4
Gambar 3.1 Perencanaan alur pengerjaan………………………………………..10
Gambar 3.2 Desain 3D mesin katrol elektrik………………………………….....12
Gambar 3.3 Transmisi roda gigi…………………………………………….........13
Gambar 3.4 Drum penggulung……………………………………………….......14
Gambar 3.5 Reaksi gaya pembebanan vertikal pada poros drum……………......15
Gambar 3.6 Reaksi gaya pembebanan horizontal pada poros drum…………......16
Gambar 3.7 Diagram SFD vertikal dan BMD vertikal……………………..........17
Gambar 3.8 Diagram SFD horizontal dan BMD horizontal…………………......18
Gambar 4.1 Konsep rancangan komponen 3D…………………………………..21
Gambar 4.2 Proses pembuatan rangka…………………………………………...23
Gambar 4.3 Proses pengelasan rangka…………………………………………...24
Gambar 4.4 Proses pemasangan motor listrik……………………………………25
Gambar 4.5 Proses pemasangan reducer………………………………………...26
Gambar 4.6 Proses pemasangan drum penggulung……………………………...26
Gambar 4.7 Proses pemasangan rangka atas dan rangka bawah………………....26
commitixto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1 Rasio roda gigi………………………………………………………...4
Rumus 2.2 Jarak bagi/pitch………………………………………………………..5
Rumus 2.3 Diameter lingkaran pitch……………………………………………...5
Rumus 2.4 Modul…………………………………………………………………5
Rumus 2.5 Jarak sumbu poros…………………………………………………….5
Rumus 2.6 Diameter lingkaran kepala…………………………………………….6
Rumus 2.7 Diameter lingkaran kaki………………………………………………6
Rumus 2.8 Tinggi kepala gigi……………………………………………………..6
Rumus 2.9 Tinggi kaki gigi………………………………………………………..6
Rumus 2.10 Tinggi gigi……………………………………………………………7
Rumus 2.11 Gaya tangensial………………………………………………………7
Rumus 2.12 Faktor kecepatan dinamis……………………………………………7
Rumus 2.13 Momen punter………………………………………………………..8
Rumus 2.14 Tegangan tarik ijin…………………………………………………...8
Rumus 2.15 Twisting momen……………………………………………………...9
Rumus 2.16 Diameter poros……………………………………………………….9
Rumus 2.17 Tegangan maksimal………………………………………………….9
commitxto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi roda gigi…………………………………………………….3
commitxito user