PERENCANAAN SISTEM KOPLING MOBIL SUZUKI KATANA DENGAN DAYA 50 HP DAN PUTARAN 5500 RPM.

PERENCANAAN SISTEM KOPLING MOBIL SUZUKI KATANA DENGAN DAYA 50 Hp DAN PUTARAN 5500 Rpm

TUGAS AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya

Oleh :

ZULFIRMAN SIMANJUNTAK NIM. 072355610036

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

ABSTRAK

ZULFIRMAN SIMANJUNTAK NIM : 072355610036 PERENCANAAN SISTEM KOPLING MOBIL SUZUKI KATANA DENGAN DAYA 50 HP DAN PUTARAN 5500 RPM

Kendaraan merupakan salah satu alat transportasi yang sangat penting bagi kehidupan manusia untuk beraktivitas dalam kehidupan sehari – hari. Salah satu kendaraan yang paling banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari – hari adalah mobil. Komponen mobil yang sangat penting peranannya adalah kopling, yang berfungsi untuk memindahkan daya dari enjine ke roda belakang secara perlahan tanpa terjadi hentakan. Putaran yang berasal dari enjine yang ditransmisikan melalui poros memerlukan penghubung. Untuk menggabungkan kedua poros tersebut diperlukan suatu bagian mesin yang dinamakan kopling.

Sistem Kopling yang dirancang adalah sistem kopling mobil Suzuki Katana yang termasuk dalam kendaraan keluaran tahun rendah. Mengingat pada kondisi bahwa sparepart untuk kendaraan seperti ini sudah jarang didapat di pasaran, untuk itulah kopling ini dirancang untuk dapat memenuhi kebutuhan kopling dipasaran. Komponen yang direncanakan adalah Poros, Plat Gesek, Spline dan Naff, Pegas, Baut dan Bantalan.

Hasil perencanaan sistem kopling mobil Suzuki Katana dengan daya 50 Hp dan putaran 5500 Rpm diperoleh ukuran – ukuran komponen yang nantinya dapat dipergunakan sebagai acuan oleh para pengguna mobil Suzuki Katana. Sehingga nantinya para pengguna mobil Suzuki Katana lebih mudah untuk mengganti sparepart sistem kopling mobilnya yang rusak.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan Laporan Tugas Akhir, yang mana Tugas Akhir ini merupakan salah satu diantara syarat untuk menyelesaikan Program Studi.

Adapun tulisan ini berisikan tentang “Perencanaan Sistem Kopling Mobil Suzuki Katana Dengan Daya 50 Hp dan Putaran 5500 Rpm” adapun laporan ini disusun berdasarkan Referensi yang dikutip dari berbagai sumber pendukung.

Sesuai dengan kegiatan pembuatan Laporan Tugas Akhir Perencanaan Sistem Kopling Mobil Suzuki Katana ini penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari beberapa pihak, baik berupa material, spiritual, informasi maupun dari segi administrasi baik secara langsung maupun tak langsung. Oleh karena itu penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. DR.Abdul Hamid K. M.Pd, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Medan.

2. Bapak Drs. Hidir Efendi, M.Pd, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Unimed.

3. Bapak Ir. Batu Mahadi Siregar, M.T, selaku ketua Prodi Teknik Mesin D-3 Unimed.

4. Bapak Drs. Pudin Saragih, M.Pd, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan.

5. Bapak Drs. T. Tampubolon, S.T, selaku Dosen Pembimbing yang telah membimbing menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

6. Bapak dan ibu dosen di Fakultas Teknik yang telah memberikan ilmunya selama perkuliahan.

7. Yang terkasih dan teristimewa Ayahanda M.H.Simanjuntak dan Ibunda M.Situmeang, Kakak dan Adik yang telah banyak memberikan dukungan, baik kasih sayang, doa dan semangat sehingga Tugas Akhir ini dapat selesai dengan baik.

8. Serta seluruh teman-teman saya stambuk 2007 Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Medan untuk dukungan serta diskusi-diskusi panjang selama ini.

Sesuai dengan bunyi pepatah yang mengatakan “tak ada gading yang tak

retak” penulis juga menyadari bahwa laporan ini masih ada kekurangannya. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penulis mengucapkan ribuan terima kasih, semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi saya sebagai penulis.

Medan, Juni 2012 Penulis

ZULFIRMAN SIMANJUNTAK NIM 072355610036

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vi

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Batasan Masalah ... 2

C. Tujuan Tugas Akhir ... 3

D. Manfaat Tugas Akhir ... 3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A. Kopling ... 4

1. Kopling Tetap ... 5

2. Kopling Tidak Tetap ... 10

B. Bagian – Bagian Utama Kopling ... 13

1. Poros ... 13

2. Plat Gesek ... 15

3. Spline dan Naaf ... 16

4. Pegas ... 17

5. Baut ... 17

6. Bantalan ... 18

7. Pelumasan ... 19

BAB III. PERHITUNGAN BAGIAN – BAGIAN UTAMA KOPLING ... 21

ii

B. Perhitungan Plat Gesek ... 28

C. Perhitungan Spline dan Naaf ... 33

D. Perhitungan Pegas ... 37

E. Perhitungan Baut Pengikat ... 40

F. Perhitungan Bantalan ... 45

G. Pelumasan ... 49

BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN ... .. 51

A. Kesimpulan ……… ... 51

B. Saran ………... .. 54 DAFTAR PUSTAKA

ii i

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Kopling Bus ... 7

Gambar 2.2 : Kopling Flens Kaku ... 7

Gambar 2.3 : Kopling Flens Tempa ... 8

Gambar 2.4 : Kopling Flens Luwes ... 8

Gambar 2.5 : Kopling Karet Ban ... 9

Gambar 2.6 : Kopling Karet Bintang ... 9

Gambar 2.7 : Kopling Universal Hook ... 10

Gambar 2.8 : Kopling Cakar ... 11

Gambar 2.9 : Kopling Plat ... 11

Gambar 2.10 : Kopling Kerucut ... 12

Gambar 2.11 : Kopling Friwil ... 12

Gambar 2.12 : Poros ... 13

Gambar 2.13 : Plat Gesek ... 15

Gambar 2.14 : Spline dan Naaf ... 16

Gambar 2.15 : Pegas ... 17

Gambar 2.16 : Baut ... 17

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 : Spesifikasi Mobil Suzuki Katana ... 21

Tabel 3.2 : Faktor Koreksi ... 22

Tabel 3.3 : Baja Karbon Konstruksi ... 24

Tabel 3.4 : Faktor Koreksi ... 25

Tabel 3.5 : Diameter Poros ... 27

Tabel 3.6 : Harga  dan Pa ... 29

Tabel 3.7 : Diameter Baut ... 44

1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kendaraan merupakan salah satu alat transportasi yang sangat penting bagi kehidupan manusia untuk beraktivitas dalam kehidupan sehari – hari. Salah satu kendaraan yang paling banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari – hari adalah mobil. Mobil terdiri dari beberapa komponen yang saling berhubungan dan mempunyai fungsi masing – masing. Untuk itu komponen - komponen mobil tersebut harus tetap dijaga dan dipelihara agar tetap dapat beroperasi dengan baik. Salah satu komponen mobil yang sangat penting peranannya adalah kopling, yang berfungsi untuk memindahkan daya dari enjine ke roda belakang secara perlahan tanpa terjadi hentakan.

Putaran yang berasal dari enjine yang ditransmisikan melalui poros memerlukan penghubung. Untuk menggabungkan kedua poros tersebut diperlukan suatu bagian mesin yang dinamakan kopling. Dalam dunia otomotif diperlukan efek kelembutan, baik pada waktu starting maupun stopping. Selain itu pada waktu pemindahan gigi transmisi agar tidak terjadi hentakan serta untuk menjaga terjadinya pembebanan putaran maksimum suatu mesin, maka diperlukan suatu kopling.

Oleh karena pentingnya peranan kopling seperti tersebut di atas, maka pemahaman tentang kopling cukup penting untuk pengetahuan bagi Mahasiswa Teknik Mesin. Dengan demikian perencanaan kopling ini adalah tepat, karena dengan merencanakan kopling Mahasiswa dapat memahami tentang kopling dan

2

sekaligus merupakan kesempatan belajar untuk merencana serta menambah wawasan yang lebih luas tentang kopling.

Adapun kopling mobil yang dipergunakan dalam tugas akhir ini adalah kopling mobil Suzuki Katana. Suzuki katana merupakan salah satu pelopor mobil berukuran mungil atau city car. Suzuki katana diluncurkan pertama kali pada tahun 1984, kehadiran suzuki katana merupakan kelanjutan dari produksi suzuki jimny. Suzuki katana memiliki kapasitas ruang yang terbilang sempit dan batas maksimal angkutnya hanya 5 orang.

Namun dibalik kekurangannya suzuki katana memiliki beberapa kelebihan. Suzuki katana adalah mobil yang sangat simpel serta tidak memerlukan banyak ruang sebagai lahan parkir. Mobil ini juga irit dalam hal konsumsi bahan bakar, selain itu mobil ini juga merupakan mobil yang fleksibel karena dapat dipakai oleh segala usia.

Mengingat bahwa kopling yang di rencanakan dalam rancangan ini adalah kopling kendaraan keluaran tahun rendah, sehingga sparepart untuk kendaraan seperti ini sudah jarang didapat di pasaran. Untuk itulah kopling Mobil Suzuki Katana ini dirancang untuk dapat memenuhi kebutuhan kopling di pasaran.

B. Batasan Masalah

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, Penulis akan membuat batasan-batasan pengerjaan. Hal ini di lakukan karena mengingat banyaknya komponen kopling mobil dan keterbatasan waktu, pengetahuan serta pengalaman penulis yang masih sangat kurang.

3

Adapun komponen kopling yang di rancang dalam perencanaan ini adalah perencanaan unit kopling yang terdiri dari :

a. Perencanaan Poros b. Perhitungan Plat Geser c. Perhitungan Spline dan Naaf d. Perhitungan Pegas

e. Perhitungan Baut f. Perhitungan Bantalan C. Tujuan Tugas Akhir

Dalam perencanaan ini, tujuan yang di harapkan yaitu sebagai berikut: a. Untuk mengetahui perhitungan bagian-bagian utama Kopling Mobil

Suzuki Katana

b. Mengetahui perhitungan poros c. Mengetahui perhitungan plat geser d. Mengetahui perhitungan spline dan naff e. Mengetahui perhitungan baut

f. Mengetahui perhitungan bantalan D. Manfaat Tugas Akhir

Tugas Akhir ini diharapkan dapat bermanfaat :

a. Untuk menambah serta meningkatkan pengetahuan penulis dalam merencanakan unit kopling.

b. Untuk mengetahui jenis kopling, dan penggantian kopling.

51

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan

Pada perencanaan kopling gesek mobil Suzuki Katana, dengan data– data sebagai berikut :

Daya : 50 Hp Putaran : 5500 rpm

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan maka dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Poros :

Bahan poros = Baja S45 C-D

Momen torsi(Mt) = 7890,63 kg.mm

Tegangan geser yang terjadi = 1,490 kg/mm2

Diameter poros = 30 mm

Panjang poros = 61,68 mm

2. Plat Gesek :

Jari – jari rata- rata (rm) = 54,23 mm

Luas bidang gesek (Ag) = 4103,4 mm2

Lebar plat gesek (b) = 108,5 mm

Diameter dalam (D1) = 96,4 mm

Diameter luar (D2) = 120,5 mm

Tebal plat gesek (T) = 20,51 mm

52

Gaya pada plat gesek (F) = 246,2 kg

Kerja kopling (Ap) = 4125 kg/cm

Momen lentur (Mp) = 716,2 kg.cm

Momen gesek (Mg) = 7233,6 kg.mm

Percepatan sudut (W) = 575,6 rad/det

3. Spline dan Naff

Diameter spline (Dm) = 37,5 mm

Lebar spline (Hn) = 5,625 mm

Alur spline (Wn) = 3,5625 mm

Panjang spline (L) = 49,57 mm

Jari – jari antara poros dan spline (rm) = 16,87 mm

Luas tumpukan (A) = 278,83 mm2

Tegangan tumpukan ( tb ) = 0,099 kg/mm2

Tegangan geser ( ) = 1,96 kg/mm2

Dimeter rata – rata (d) = 33,74 mm

Tegangan izin ( a ) = 5 kg/mm2

4. Pegas

Jumlah pegas (n) = 4

Diameter kawat (d) = 4,5 mm

Diameter pegas (D) = 20 mm

Modulus geser (G) = 11,54 . 104 kg/mm2

53

Faktor tegangan (Ks ) = 1,114

Jumlah lilitan pegas (Nt ) = 9

Indek pegas (K) = 81,87 kg/mm2

Gaya maksimum (Fs) = 1,057 kg/mm

5. Baut

Gaya keliling (F) = 197,26 kg

Gaya keliling tiap baut (F1) = 32,87 kg

Tegangan geser izin ( g) = 4,9 kg/mm2

Tegangan geser ( g) = 2,61 kg/mm2

Jarak bagi (P) = 1 mm

Diameter ulir dalam (d ) ₁ = 3,28 mm

Diameter efektif (d) = 4 mm

Tinggi (H) = 3 mm

Panjang baut ekivalen = 30 mm

Diameter kepala baut = 8 mm

6. Bantalan

Factor radial (x) = 0,56

Factor radial (Y) = 1,45

Tekanan pegas (Fa) = 3446,6 kg

Factor kelihatan (Fc) = 6

Jumlah baris bola dalam bantalolan (i) = 1

54

Jumlah bola tiap baris (Z) = 20

Dinamis spesifik (C) = 80296 kg

Factor kecepatan (fn) = 0,184

Factor umur bantalan (fh) = 1,56

Umur nominal bantalan (Lh) = 1895 jam

Factor keandalan (a1) = 1

Factor (a2 ) = 3

Factor kerja (a3) = 0,8

B. Saran

Dalam perencanaan kopling ini disarankan beberapa hal, antara lain :

a) Bahan yang dipergunakan untuk komponen kopling haruslah mempunyai kekuatan tarik yang memenuhi persyaratan, jadi pemilihan bahan merupakan hal yang penting dalam perencanaan. b) Faktor keamanan juga harus diperhatikan dalam perencanaan suatu

elemen mesin, karena faktor keamanan dipengaruhi oleh dua hal yang menjadi pertimbangan yaitu bila faktor keamanan kecil maka elemen itu akan mudah rusak, sebaliknya jika faktor keamanan itu besar konsekwensinya elemen mesin itu menjadi mahal.

c) Pemilihan bantalan juga harus diperhatikan dalam perencanaan, didalam perencanaan ini disarankan menggunakan bantalan jenis gelinding. Karena mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur.

DAFTAR PUSTAKA

Arismundar. 1983. Pedoman untuk mencari sumber kerusakan, merawat Dan

menjalankan kendaraan bermotor. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

Astra Motor, 1994. Dasar - Dasar Otomotif. Jakarta:Toyota Astra Motor. Daryanto. 2002. Teknik Merawat Automobil Lengkap. Yrama Widya, Bandung Stolk, Jac. 1985. Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Jakarta: PT. Pradnya

Paramita.

Sularso dan Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan

Adapun komponen kopling yang di rancang dalam perencanaan ini adalah perencanaan unit kopling yang terdiri dari :

a. Perencanaan Poros b. Perhitungan Plat Geser c. Perhitungan Spline dan Naaf d. Perhitungan Pegas

e. Perhitungan Baut f. Perhitungan Bantalan C. Tujuan Tugas Akhir

Dalam perencanaan ini, tujuan yang di harapkan yaitu sebagai berikut: a. Untuk mengetahui perhitungan bagian-bagian utama Kopling Mobil

Suzuki Katana

b. Mengetahui perhitungan poros c. Mengetahui perhitungan plat geser d. Mengetahui perhitungan spline dan naff e. Mengetahui perhitungan baut

f. Mengetahui perhitungan bantalan D. Manfaat Tugas Akhir

Tugas Akhir ini diharapkan dapat bermanfaat :

a. Untuk menambah serta meningkatkan pengetahuan penulis dalam merencanakan unit kopling.

b. Untuk mengetahui jenis kopling, dan penggantian kopling.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan

Pada perencanaan kopling gesek mobil Suzuki Katana, dengan data– data sebagai berikut :

Daya : 50 Hp Putaran : 5500 rpm

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan maka dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Poros :

Bahan poros = Baja S45 C-D

Momen torsi(Mt) = 7890,63 kg.mm

Tegangan geser yang terjadi = 1,490 kg/mm2

Diameter poros = 30 mm

Panjang poros = 61,68 mm

2. Plat Gesek :

Jari – jari rata- rata (rm) = 54,23 mm

Luas bidang gesek (Ag) = 4103,4 mm2

Lebar plat gesek (b) = 108,5 mm

Diameter dalam (D1) = 96,4 mm

Diameter luar (D2) = 120,5 mm

Tebal plat gesek (T) = 20,51 mm

Gaya pada plat gesek (F) = 246,2 kg

Kerja kopling (Ap) = 4125 kg/cm

Momen lentur (Mp) = 716,2 kg.cm

Momen gesek (Mg) = 7233,6 kg.mm

Percepatan sudut (W) = 575,6 rad/det

3. Spline dan Naff

Diameter spline (Dm) = 37,5 mm

Lebar spline (Hn) = 5,625 mm

Alur spline (Wn) = 3,5625 mm

Panjang spline (L) = 49,57 mm

Jari – jari antara poros dan spline (rm) = 16,87 mm

Luas tumpukan (A) = 278,83 mm2

Tegangan tumpukan ( tb ) = 0,099 kg/mm2

Tegangan geser ( ) = 1,96 kg/mm2

Dimeter rata – rata (d) = 33,74 mm Tegangan izin ( a ) = 5 kg/mm2

4. Pegas

Jumlah pegas (n) = 4

Diameter kawat (d) = 4,5 mm

Diameter pegas (D) = 20 mm

Modulus geser (G) = 11,54 . 104 kg/mm2

Faktor tegangan (Ks ) = 1,114 Jumlah lilitan pegas (Nt ) = 9

Indek pegas (K) = 81,87 kg/mm2

Gaya maksimum (Fs) = 1,057 kg/mm

5. Baut

Gaya keliling (F) = 197,26 kg

Gaya keliling tiap baut (F1) = 32,87 kg Tegangan geser izin ( g) = 4,9 kg/mm2

Tegangan geser ( g) = 2,61 kg/mm2

Jarak bagi (P) = 1 mm

Diameter ulir dalam (d ) ₁ = 3,28 mm

Diameter efektif (d) = 4 mm

Tinggi (H) = 3 mm

Panjang baut ekivalen = 30 mm

Diameter kepala baut = 8 mm

6. Bantalan

Factor radial (x) = 0,56

Factor radial (Y) = 1,45

Tekanan pegas (Fa) = 3446,6 kg

Factor kelihatan (Fc) = 6

Jumlah baris bola dalam bantalolan (i) = 1

Jumlah bola tiap baris (Z) = 20

Dinamis spesifik (C) = 80296 kg

Factor kecepatan (fn) = 0,184

Factor umur bantalan (fh) = 1,56 Umur nominal bantalan (Lh) = 1895 jam

Factor keandalan (a1) = 1

Factor (a2 ) = 3

Factor kerja (a3) = 0,8

B. Saran

Dalam perencanaan kopling ini disarankan beberapa hal, antara lain :

a) Bahan yang dipergunakan untuk komponen kopling haruslah mempunyai kekuatan tarik yang memenuhi persyaratan, jadi pemilihan bahan merupakan hal yang penting dalam perencanaan. b) Faktor keamanan juga harus diperhatikan dalam perencanaan suatu

elemen mesin, karena faktor keamanan dipengaruhi oleh dua hal yang menjadi pertimbangan yaitu bila faktor keamanan kecil maka elemen itu akan mudah rusak, sebaliknya jika faktor keamanan itu besar konsekwensinya elemen mesin itu menjadi mahal.

c) Pemilihan bantalan juga harus diperhatikan dalam perencanaan, didalam perencanaan ini disarankan menggunakan bantalan jenis gelinding. Karena mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur.

Arismundar. 1983. Pedoman untuk mencari sumber kerusakan, merawat Dan

menjalankan kendaraan bermotor. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

Astra Motor, 1994. Dasar - Dasar Otomotif. Jakarta:Toyota Astra Motor. Daryanto. 2002. Teknik Merawat Automobil Lengkap. Yrama Widya, Bandung Stolk, Jac. 1985. Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Jakarta: PT. Pradnya

Paramita.

Sularso dan Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan