ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN …/Electric... · perpustakaan.uns.ac.id...

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

commit to user

ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN MATERIAL DAN PEMBUATAN PROTOTIPE

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Disusun oleh :

SINGGIH YOHAN SAMBADA

NIM. I 8109044

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


commit to user


commit to user

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

1. Janganlah kamu pikirkan kata-kata penusuk hati yang mengalir karena

sedikit kesalahan didalam langkahmu, tetapi pikirkanlah apa yang harus

kamu perbuat untuk memberbaiki langkahmu itu.

2. Terciptanya manusia dengan satu mulut, dua telinga, dua mata, dua tangan

dan dua kaki itu, sesungguhnya agar manusia lebih untuk mendengar,

melihat, dan melakukan segala kebijakan, tanpa harus bernyanyi dengan

kata-kata yang tak berarti dari mulutnya.

3. Sejenakkanlah dirimu dari kesibukan waktumu untuk sekedar menunduk

dan bertutur syukur kepada Sang Penciptamu dan Pencipta atas segala

nikmatmu.

PERSEMBAHAN

Laporan ini dipersembahkan kepada:

1. Ayah dan bunda tersayang, yang selalu menuntunku dalam menapaki

kehidupan. Hati yang penuh lapang dan kasih sayang semua telah kau

berikan dengan ketulusan. Terimakasih ku hanturkan dari anandamu ini.

2. Semua rekan di Teknik Mesin Produksi 09. Kalian adalah sahabatku yang

berharga, dan aku merasa terhormat memiliki teman seperti kalian.

Tolong maafkan aku, bila aku pernah meninggalkan lubang di pagar hati

kalian.


commit to user

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat

dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir

dengan judul Electric Two Wheeled Vehicle – Kajian Kekuatan Material dan

Pembuatan Prototipe. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah menambah

ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dibidang teknik mesin.

Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma di

Jurusan Teknik Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret

Surakarta, makaselaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek

akhir untuk menerapkan dan menguji ilmu yang diperoleh dibangku perkuliahan.

Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari bulan Februari sampai

dengan Juni 2012.

Atas terselesaikannya laporan proyek akhir ini, maka penulis

mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Heru Sukanto, S.T.,M.T. selaku Ketua program D III Teknik Mesin

UNS.

2. Bapak Ubaidillah, S.T.,M.Sc selaku pembimbing I proyek akhir.

3. Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T.,M.T.,Ph.D selaku pembimbing II

proyek akhir.

4. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T,M.T. selaku koordinator proyek akhir.

5. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Produksi

serta seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.

Dalam penulisan laporan dengan judul Electric Two Wheeled Vehicle –

Kajian Kekuatan Material dan Pembuatan Prototipe, penulis menyadari masih

banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat

diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini.

Surakarta, Juli 2012

Penyusun


commit to user

ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN MATERIAL DAN PEMBUATAN PROTOTIPE

Singgih Yohan Sambada

ABSTRAK

Proyek Akhir berisi tentang electric two wheeled vehicle, yang melatari pembuatan proyek ini adalah keinginan untuk membuat sebuah alat transportasi baru yang tidak menggunakan bahan bakar minyak. Salah satu cara mengatasi ketergantungan terhadap BBM adalah penggunaan kendaraan dengan energi listrik. Electric two wheeled vehicle adalah kendaraan dengan menggunakan tenaga listrik dan memiliki desain yang unik. Laporan proyek akhir akan membahas tentang perancangan dan proses pembuatan electric two wheeled vehicle. Bagian-bagian dari kendaraan ini adalah roda, rangka dalam, rangka tengah, lengan ayun, roller, dan suspensi. Sistem kelistrikan merupakan salah satu bagian yang mempunyai peran yang sangat penting untuk kenyamanan berkendara. Komponen kelistrikan terdiri dari kit(dinamo brushless), baterai, kontroler, charger, dan grip gas.

Dari perhitungan kekuatan rancangan pada perancangan rangka tengah dan dalam tegangan geser maksimun sebesar 2,245 kg/mm2, pada model rancangan lengan ayun, tegangan geser maksimun sebesar 2,3578 kg/mm2, pada model rancangan pemegang motor tegangan geser maksimun sebesar 1,9804 kg/mm2, hasil tersebut jauh lebih kecil dari tegangan geser maksimun yang dapat diterima oleh material sebesar 78 kg/mm2 dan itu membuktikan material ini aman untuk digunakan sebagai rangka, lengan ayun, dan pemegang motor


commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ......................................................................... iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv

ABSTRAK ............................................................................................................... v

DAFTAR ISI .......................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 3

1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ..................................................................................... 3

1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................................... 3

1.5. Luaran Proyek Akhir ............................................................................... 4

1.6. Manfaat Proyek Akhir ............................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI ......................................................................................... 5

2.1. Tinjauan Pustaka. ..................................................................................... 5

2.2. Analisa Kekuatan Material ...................................................................... 9

2.3. Proses Manufaktur ........................................................................................ 13

2.3.1. Proses Permesinan Mesin Bubut ................................................. 13

2.3.2. Proses Permesinan Mesin Las ..................................................... 17

2.3.3. Proses Permesinan Mesin Bor ..................................................... 18

BAB III PERENCANAAN PROSES KERJA ................................................... 21

3.1. Flow Chart ............................................................................................. 21

3.2. Peralatan Manufaktur ............................................................................ 22

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN ................................................ 31

4.1. Sistem Mekanis. ..................................................................................... 31

4.2. Proses Pembuatan .................................................................................. 32

4.3. Analisa Kekuatan Material .................................................................... 43


commit to user

4.3.1. Analisa Kekuatan Rangka Tengah .............................................. 43

4.3.2. Analisa Kekuatan Lengan Ayun .................................................. 50

4.3.3. Analisa Kekuatan Pemegang Motor ............................................ 53

4.4. Perhitungan Waktu Proses Produksi ...................................................... 56

4.5. Biaya ...................................................................................................... 63

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 65

5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 65

5.2. Saran ...................................................................................................... 66

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Desain dan konstruksi dari Ernest Fraquelli, 1935 .............................. 2

Gambar 2.1 Monowheel ........................................................................................... 5

Gambar 2.2 Diwheel................................................................................................. 6

Gambar 2.3 Sepeda motor listrik ............................................................................. 7

Gambar 2.4 Mobil listrik .......................................................................................... 8

Gambar 2.5 Balok ujung jepit dengan beban vertikal ............................................ 10

Gambar 2.6 Balok statis tak tentu dengan beban terpusat ditengah ....................... 10

Gambar 2.7 Momen yang terjadi pada balok ......................................................... 11

Gambar 2.8 Diagram gaya geser dan momen lentur balok berujung jepit ............. 12

Gambar 2.9 Gerakan pemakanan pada perkakas bubut ......................................... 13

Gambar 2.10 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut ............................................... 14

Gambar 2.11 Parameter pahat bubut ...................................................................... 15

Gambar 2.12 Prinsip kerja las listrik ...................................................................... 17

Gambar 2.13 Jenis sambungan las ......................................................................... 17

Gambar 3.1 Flow chart ........................................................................................... 21

Gambar 3.2 Mesin las ............................................................................................ 22

Gambar 3.3 Mesin bubut ........................................................................................ 23

Gambar 3.4 Mesin bor ........................................................................................... 23

Gambar 3.5 Mesin gerinda potong ......................................................................... 24

Gambar 3.6 Gerinda tangan ................................................................................... 24

Gambar 3.7 Pemotong plat ..................................................................................... 25

Gambar 3.8 Penekuk plat ....................................................................................... 25

Gambar 3.9 Ragum ................................................................................................ 26

Gambar 3.10 Jangka sorong ................................................................................... 26

Gambar 3.11 Mistar ............................................................................................... 26

Gambar 3.12 Penyiku ............................................................................................. 27

Gambar 3.13 Penitik .............................................................................................. 27

Gambar 3.14 Penggores ......................................................................................... 28

Gambar 3.15 Palu ................................................................................................... 28

Gambar 3.16 Kikir ................................................................................................. 29

Gambar 3.17 Gunting plat ...................................................................................... 29


commit to user

Gambar 3.18 Kunci-kunci ...................................................................................... 29

Gambar 3.19 Perlengkapan keselamatan kerja ...................................................... 30

Gambar 4.1 Nama komponen Electric Two Wheeled Vehicle ............................... 31

Gambar 4.2 Mengelas sambungan roda ................................................................. 33

Gambar 4.3 Melapisi dan mengeling roda dengan karet ban sepeda ..................... 34

Gambar 4.4 Desain rangka dalam .......................................................................... 34

Gambar 4.5 Menyatukan dua bagian rangka.......................................................... 35

Gambar 4.6 Proses penekukan rangka ................................................................... 35

Gambar 4.7 Proses pengelasan pada setiap tekukan .............................................. 35

Gambar 4.8 Menggerinda bekas dari pengelasan .................................................. 36

Gambar 4.9 Proses pengeboran .............................................................................. 36

Gambar 4.10 Rangka tengah .................................................................................. 36

Gambar 4.11 Pemasangan landasan(flangedesk) ................................................... 37

Gambar 4.12 Sambungan las flangedesk dan rangka tengah ................................. 37

Gambar 4.13 Roller ................................................................................................ 38

Gambar 4.14 Proses pemotongan nylon ................................................................ 38

Gambar 4.15 Proses facing roller ........................................................................... 38

Gambar 4.16 Membuat profil ’’U” ........................................................................ 39

Gambar 4.17 Membubut profil’’V” ....................................................................... 39

Gambar 4.18 Sketsa lengan ayun .......................................................................... 39

Gambar 4.19 Mengelas rumah bush ...................................................................... 40

Gambar 4.20 Pengelasan box baterai ..................................................................... 40

Gambar 4.21 Proses pemberian epoxy ................................................................... 41

Gambar 4.22 Pengecatan rangka ............................................................................ 42

Gambar 4.23 Sistem koordinat x, y, z pada rangka ................................................ 43

Gambar 4.24 Reaksi gaya ...................................................................................... 44

Gambar 4.25 Gaya yang dilihat dari koordinat x,z................................................. 45

Gambar 4.26 Diagram gaya geser dan diagram momen lengkung ........................ 46

Gambar 4.27 Gaya geser dan momen pada landasan ............................................. 48

Gambar 4.28 Lengan ayun ..................................................................................... 50

Gambar 4.29 Gaya yang bekerja pada lengan ayun ............................................... 50

Gambar 4.30 Penampang lengan ayun ................................................................... 51


commit to user

Gambar 4.31 Kemungkinan sobek pada plat ......................................................... 52

Gambar 4.32 Kemungkinan geseran pada baut ...................................................... 52

Gambar 4.33 Lengan pemegang motor .................................................................. 53

Gambar 4.34 Gaya yang diterima lengan pemegang motor ................................... 54

Gambar 4.35 Kemungkinan sobek pada plat ......................................................... 55

Gambar 4.36 Kemungkinan geseran pada baut ...................................................... 56


commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Besar arus dan diameter ........................................................................ 18

Tabel 2.3 Kecepatan potong dan kecepatan pemakanan ....................................... 19

Tabel 4.1 Biaya ..................................................................................................... 63


commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pada pembuatan suatu kendaraan telah memperhatikan segala aspek mulai

dari fungsi, kenyamanan, kestabilan, kecepatan, dan sebagainya. Dari beberapa

aspek tersebut, maka timbul pemikiran bentuk kendaraan jenis baru yang memiliki

ciri khas. Hemat energi adalah suatu fokus riset dan pengembangan perusahaan

alat transportasi. Suatu sistem energi dikatakan efisien apabila yang mempunyai

kerugian minimal dalam kaitan dengan produksi panas dan suara gaduh. Efisiensi

mungkin ditingkatkan dengan menggunakan suatu sistem pengarah elektrik. (Hart,

2011)

Electric Two Wheeled Vehicle adalah kendaraan yang terdiri dari dua roda

luar yang besar yang benar-benar mencakup semua bagian rangka. Rangka berada

di dalam roda, dan biasanya dihubungkan dengan rangka tengah yang diberi

tempat duduk. Roda luar dapat bergerak maju karena reaksi torsi yang dihasilkan

dari motor penggerak dan eksentrisitas pusat gravitasi dari rangka. Pada dasarnya

Electric Two Wheeled Vehicle memiliki konsep yang mirip dengan diwheel. Salah

satu desain yang tercatat adalah yang dibuat oleh Mr. Otto pada tahun 1870.

Namun, konsep diwheel belum mendapat pengakuan secara luas kecuali karena

hobi.

Perancangan diwheel modern telah digunakan hanya pada suatu lembaga

nonkomersial berskala kecil sebagai proyek dan atraksi. Penggunaan yang

terdekat dengan prinsip diwheel pada aplikasi komersil adalah prototipe Andre

Costa, Pemenang ke-3 Kompetisi Desain Peugeot. Rincian desain belum dibuat di

depan umum. Tetapi ada kabar desain konsep yang diuraikan di suatu keterangan

Peugeot diwheel bukanlah suatu diwheel yang benar, karena adanya penyeimbang

dengan dua lapisan bertindak sebagai roda/kemudi medan.

Produksi diwheel yang pertama menggunakan desain dan konstruksi dari

Ernest Fraquelli pada tahun 1935 dan dipatenkan tahun 1947, telah ada sejumlah

upaya untuk memanfaatkan keunikan dinamika yang ditawarkan oleh diwheel

Sayangnya, karena sebagian sifat itu, diwheel kurang populer. Agar memiliki

perbedaan dari diwheel yang sebelumnya, maka pada perancangan ini meninjau


commit to user

ulang dari sistem dinamika yang tetap sama dan sesuai dengan teknik kontrol pada

desain sebelumnya.

Gambar 1.1 Desain dan konstruksi dari Ernest Fraquelli, 1935 (http://www.ask.com/encyclopedia/strange_vehicles, diakses 23-07-2012, 2:45PM)

Bagian paling penting dari electric two wheeled vehicle adalah sistem

mekanik karena sistem ini adalah modus kegagalan yang utama apabila terjadi

suatu kecelakaan yang fatal. Selain memberikan keamanan bagi pengemudi,

sistem mekanik juga terdiri dari semua komponen dasar yang membuat electric

two wheeled vehicle dapat bergerak.

Dengan memperhatikan segala aspek mulai dari fungsi, kenyamanan,

kestabilan, kecepatan, hemat energi, dan bebas polusi, memberi sebuah aspek

dalam kendaraan berupa suatu bentuk kendaraan jenis baru yang memiliki ciri

khas. Kendaraan tersebut dinamakan Electric Two Wheeled Vehicle. Kendaraan

ini memiliki konsep kinematika dan dinamika gerak yang khas yang berbeda

dengan kendaraan pada umumnya.


commit to user

Atas dasar diatas, maka pada proyek akhir ini mengangkat judul Electric

Two Wheeled Vehicle. Dalam proyek akhir ini, penulis menjalani beberapa tahap

meliputi :

1. Perancangan

Sebelum melakukan eksekusi proyek dilaksanakan, terlebih dahulu merancang

prototipe dengan membuat sketsa prototipe dan mendesain dengan autocad.

2. Pembelian part

Setelah melakukan perancangan maka dapat diketahui part apa saja yang akan

digunakan, dan beberapa part dibeli saat dalam proses pembuatan.

3. Pembuatan

Setelah part terkumpul maka prototipe dapat mulai dikerjakan.

4. Pengujian kinerja alat yang telah dibuat.

Setelah prototipe selesai dibuat dapat dilakukan pengujian kinerja alat.

5. Penyempurnaan

Setelah melakukan pengujian apabila terdapat beberapa error maka harus

dilakukan perbaikan.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Bagaimana merancang dan membangun purwa rupa Electric Two

Wheeled Vehicle.

b. Bagaimana menganalisa kekuatan material pada purwa rupa Electric

Two Wheeled Vehicle.

1.3 Tujuan Proyek Akhir

Adapun tujuan proyek akhir dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Untuk merancang dan membangun purwa rupa Electric Two Wheeled

Vehicle.

b. Untuk menganalisa kekuatan material pada purwa rupa Electric Two

Wheeled Vehicle.


commit to user

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Perhitungan mekanika teknik pada keadaan diam (statis)

b. Perhitungan statika struktur, kinematika dan dinamika tidak dihitung.

c. Tidak dilakukan perhitungan pada sistem rem.

d. Tidak dilakukan perhitungan defleksi pada rangka.

e. Getaran ada rangka diabaikan.

1.5 Luaran Proyek Akhir

Adapun luaran proyek akhir dalam proyek akhir ini adalah sebagai berikut

a. Purwa rupa berupa Electric Two Wheeled Vehicle.

b. Laporan proyek akhir.

1.6 Manfaat Proyek Akhir

Adapun manfaat proyek akhir dalam proyek akhir ini adalah memperoleh

pengetahuan dan pemahaman mengenai perancangan kendaraan serta

menciptakan suatu unit rekayasa yang efektif dan efisien dibandingkan

kendaraan sejenis yang telah ada. Menerapkan ilmu yang sudah diperoleh

selama kuliah dengan mengaplikasikannya dalam suatu bentuk karya nyata

dalam sebuah Electric Two Wheeled Vehicle dan melatih ketrampilan dalam

proses produksi yang meliputi bidang perancangan, pengelasan dan

permesinan.


commit to user

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Pada pembuatan suatu kendaraan telah memperhatikan segala aspek mulai

dari fungsi, kenyamanan, kestabilan, kecepatan, dan sebagainya. Dari beberapa

aspek tersebut, maka timbul pemikiran bentuk kendaraan jenis baru yang memiliki

ciri khas. Hemat energi adalah suatu fokus riset dan pengembangan perusahaan

alat transportasi. Suatu sistem energi dikatakan efisien apabila yang mempunyai

kerugian minimal dalam kaitan dengan produksi panas dan suara gaduh. Efisiensi

mungkin ditingkatkan dengan menggunakan sumber energi listrik. (Hart, 2011)

2.1.1 Jenis Kendaraan Darat Listrik

a. Monowheel

Monowheel adalah satu roda mirip dengan unicycle. Namun, bukannya

duduk di atas roda, pengendara duduk di dalam roda. Roda berupa lingkaran yang

besar, biasanya roda didorong oleh roda yang lebih kecil yang menekan bagian

dalam roda luar. Kebanyakan hanya untuk satu penumpang saja, meskipun untuk

dua penumpang sudah dibangun.

Gambar 2.1 Monowheel (http://www.disenoart.com/encyclopedia/ strange_vehicles, diakses 23-07-20127, 2:45PM)

Pertama kali monowheels dibangun pada akhir abad 19, sebagian besar

dibangun pada abad ke-20 dan telah menggunakan penggerak motor. Beberapa


commit to user

pembangun modern yang mengacu pada kendaraan sebagai monocycles, meskipun

istilah yang juga kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan unicycles

bermotor. Sekarang monowheels umumnya dibangun dan digunakan untuk tujuan

kesenangan dan hiburan.

b. Diwheel

Diwheel adalah kendaraan yang terdiri dari dua roda luar yang besar yang

ditahan oleh rangka dalam yang menahan roda luar dengan energi penggeraknya

adalah listrik. Rangka dalam bebas berputar pada roda luar, yang didukung oleh

roller yang berputar pada bagian dalam permukaan dalam roda. Desain khas

diwheel membuatnya menjadi bentuk dari alat transportasi baru. Salah satu desain

yang tercatat adalah yang dibuat oleh Mr. Otto pada tahun 1870.

Produksi diwheel yang pertama menggunakan desain dan konstruksi dari

Ernest Fraquelli pada tahun 1935 dan dipatenkan tahun 1947, telah ada sejumlah

upaya untuk memanfaatkan keunikan dinamika yang ditawarkan oleh diwheel.

Pada tahun 2011 sebuah diwheel modern selesai dibangun dengan menggunakan

sistem elektronik dan robotik.

Gambar 2.2 Diwheel (http://sites.mecheng.adelaide. edu.au/robotics/robotics, diakses 23-07-2012, 2:59 PM)

Bagian paling penting dari diwheel adalah sistem mekanik karena sistem

ini adalah modus kegagalan yang utama apabila terjadi suatu kecelakaan yang

ekstrim. Selain memberikan keamanan bagi pengemudi, sistem mekanik juga


commit to user

terdiri dari semua komponen dasar yang membuat diwheel dapat bergerak.

Namun, konsep diwheel belum mendapat pengakuan secara luas kecuali karena

hobi.

c. Sepeda Motor Listrik

Sepeda motor listrik adalah kendaraan tanpa bahan bakar minyak yang

digerakkan oleh dinamo dan akumulator. Seiring dengan mencuatnya

masalah pemanasan global dan kelangkaan BBM maka kini produsen kendaraan

berlomba-lomba menciptakan kendaraan hibrid, dan sepeda motor listrik termasuk

salah satu didalamnya. Sampai sekarang di Indonesia telah tersedia sepeda listrik

dengan kecepatan 60 km/jam, dilengkapi rem cakram, lampu penerangan dekat

dan jauh, lampu sein, lampu rem serta klakson.

Gambar 2.3 Sepeda motor listrik (http://victor pramusanto272.wordpress.com/green-technology/, diakses 23-07-2012, 3:19 PM)

Jarak tempuh terjauh yang dapat dicapai oleh sepeda motor listrik di

Indonesia pun telah meningkat secara signifikan menjadi 80 km dan untuk jarak

tempuh sedemikian hanya perlu mengeluarkan biaya Rp. 900. Sedang untuk jalan

menanjak kendaraan mampu hingga sudut kemiringan sampai 30 derajat. Waktu

yang diperlukan untuk mengisi penuh akumulator adalah 8 jam dan akumulator

dapat diisi kapan saja tanpa menunggu habis.

d. Mobil Listrik

Mobil listrik adalah mobil yang digerakkan dengan motor listrik,

menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau tempat penyimpan


commit to user

energi lainnya. Mobil listrik sangat populer pada akhir abad ke-19 dan awal abad

ke-20, tetapi kemudian popularitasnya meredup karena teknologi mesin

pembakaran dalam yang semakin maju dan harga kendaraan berbahan bakar

bensin yang semakin murah. Krisis energi pada tahun 1970-an dan 1980-an

pernah membangkitkan sedikit minat pada mobil listrik, tetapi baru pada tahun

2000-an para produsen kendaraan baru menaruh perhatian yang serius pada

kendaraan listrik. Hal ini disebabkan karena harga minyak yang melambung tinggi

pada tahun 2000-an serta banyak masyarakat dunia yang sudah sadar akan

buruknya dampak emisi gas rumah kaca. Sampai bulan Novemver 2011, model-

model kendaraan listrik yang tersedia dan dijual dipasaran beberapa negara adalah

Tesla Roadster, REVAi, Renault Fluence Z.E., Buddy, Mitsubishi i MiEV,

Tazzari Zero, Nissan Leaf, Smart ED, Wheego Whip LiFe, Mia listrik, dan BYD

e6. Nissan Leaf, dengan penjualan lebih dari 20.000 unit di seluruh dunia (sampai

November 2011), dan Mitsubishi i-MiEV, dengan penjualan global lebih dari

17.000 unit (sampai Oktober 2011).

Gambar 2.4 Mobil listrik (http://www.solopos.com/2012/ berita-pilihan/mobil-listrik-2014-mobil-listrik-diproduksi-masal-189430, diakses 23-07-2012, 3:22 PM)

Mobil listrik memiliki beberapa kelebihan potensial jika dibandingkan

dengan mobil berbahan bakar minyak. Yang paling utama adalah mobil listrik

tidak menghasilkan emisi seperti kendaraan bermotor. Selain itu, mobil jenis ini

juga mengurangi emisi gas rumah kaca karena tidak membutuhkan bahan bakar


commit to user

fosil sebagai penggerak utamanya. Pada akhirnya, ketergantungan minyak dari

luar negeri pun berkurang, karena bagi beberapa negara maju seperti Amerika

Serikat dan banyak negara Eropa, kenaikan harga minyak dapat memukul

ekonomi mereka. Bagi negara berkembang, harga minyak yang tinggi semakin

memberatkan neraca pembayaran mereka, sehingga menghambat pertumbuhan

ekonomi.

Meskipun mobil listrik memiliki beberapa keuntungan potensial seperti

yang telah disebutkan diatas, tetapi penggunaan mobil listrik secara meluas

memiliki banyak hambatan dan kekurangan. Sampai pada tahun 2011, harga

mobil listrik masih jauh lebih mahal bila dibandingkan dengan mobil bermotor

biasa. Hal itu dikarenakan kendaraan listrik hibrid menggunakan baterai litium ion

yang harganya mahal. Meskipun begitu, saat ini harga baterai mulai turun karena

mulai diproduksi dalam jumlah besar. Faktor lainnya yang menghambat

tumbuhnya penggunaan mobil listrik adalah masih sedikitnya stasiun pengisian

untuk mobil listrik, ditambah lagi ketakutan pengendara akan habisnya isi baterai

mobil sebelum mereka sampai ditujuan.

Beberapa pemerintah di beberapa negara didunia telah menerbitkan

beberapa insentif dan aturan untuk menanggulangi masalah ini, yang tujuannya

untuk meningkatkan penjualan mobil listrik, untuk membiayai pengembangan

teknologi mobil listrik sehingga harga baterai dan komponen mobil bisa semakin

efisien. Pemerintah Amerika Serikat telah memberikan dana hibah sebesar US$2,4

miliar untuk pengembangan mobil listrik dan baterai. Pemerintah China

mengumumkan bahwa mereka akan menyediakan dana sebesar US$15 milyar

untuk memulai industri mobil listrik di negaranya. Beberapa pemerintah lokal dan

nasional di banyak negara telah menerbitkan kredit pajak, subsidi, dan banyak

insentif lainnya untuk mengurangi harga mobil listrik dan mobil plug-in

2.2 Analisa Kekuatan Material

Balok dengan kedua ujung bertumpuan jepit maka balok seperti itu disebut

balok statis tak tentu. Analisa balok statis tak tentu berbeda dengan balok statis

tertentu. Apabila beban pada balok ini bekerja hanya dalam arah vertikal, maka

diketahui tidak ada reaksi gaya searah horizontal ditumpuan. Dengan demikian


commit to user

balok ini memiliki keempat reaksi yang tidak diketahui, yaitu dua dimasing-

masing tumpuan. Karena hanya ada dua persamaan kesetimbangan, maka balok

ini adalah statis tak tentu derajat dua. (Gere dan Timoshenko, 1997)

Gambar 2.5. Balok ujung jepit dengan beban

vertikal (Gere dan Timoshenko, 1997)

Karena beban dibalok ini bekerja hanya dalam arah vertikal, maka

diketahui tidak ada reaksi gaya searah horizontal pada tumpuan. Dengan demikian

balok ini memiliki keempat reaksi yang tidak diketahui, yaitu dua dimasing-

masing tumpuan. Karena hanya ada dua persamaan kesetimbangan, maka balok

ini adalah statis tak tentu derajat dua. (Gere dan Timoshenko, 1997)

Analisa gaya dapat disederhanakan dengan mengamati simetri balok dan

pembebanannya, bahwa gaya dan momen pada tumpuan A dan B adalah sama,

sehingga dapat dihitung dengan rumus berikut (Gere dan Timoshenko, 1997):

RA = RB dan MA = MB .......................................(1)

karena reaksi gaya arah vertikal ditumpuan sama, maka kesetimbangan gaya arah

vertikal setiap gaya sama dengan (Gere dan Timoshenko, 1997):

RA = RB= P/2 .......................................(2)

kemudian momen dapat dihitung dengan rumus (Gere dan Timoshenko, 1997) :

M = . .......................................(3)

dengan ketentuan: Momen searah putaran jarum jam bernilai positif(+)

Momen berlawanan arah putaran jarum jam bernilai negatif(-)


commit to user

untuk lebih jelasnya perhatikan gambar balok statis tak tentu dibawah ini:

Gambar 2.6 Balok statis tak tentu dengan beban terpusat

ditengah (Gere dan Timoshenko, 1997)

Gaya geser dan Momen lentur dapat dihitung dengan rumus (Gere dan

Timoshenko, 1997) :

v = P/2 .......................................(4)

M = . - . ......................................(5)

dimana v adalah gaya geser dalam kg, M adalah momen lentur dalam kg.mm, P adalah beban dalam kg, x adalah jarak beban ke tumpuan, dan L adalah panjang batang dalam mm.

Gambar 2.7 Momen yang terjadi pada balok (Gere dan

Timoshenko, 1997)


commit to user

Sehingga gambar diagram gaya geser dan momen lenturnya seperti dibawah ini:

Gambar 2.8 Diagram gaya geser dan momen lentur untuk

balok berujung jepit (Gere dan Timoshenko, 1997)

Analisa tegangan geser maksimum digunakan pada desain kekuatan material.

Tegangan geser maksimum adalah nilai tegangan geser pada saat yang gagal

dalam uji tarik. Perhatikan gambar 2.9 dibawah ini (Deutschman.dkk., 1987) :

Gambar 2.9 Lingkaran Mohr pada pengujian tegangan

di titik luluh (Deutschman.dkk., 1987)


commit to user

Perhitungan tegangan maksimum pada bidang permukaan yang dikenai gaya

(bidang x,y) dapat dihitung menggunakan rumus (Deutschman.dkk., 1987) :

≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2 .......................................(6)

dimana adalah gaya tarik searah sumbu x dalam kg/mm2, adalah gaya geser

searah sumbu y dalam kg/mm2, N adalah Safety Factor, Syp adalah tension yield

point dalam kg/mm2.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain ini aman apabila tegangan

maksimum desain lebih kecil daripada tegangan ijin material.

2.3 Proses Manufaktur

a. Proses Permesinan Mesin Bubut

Proses bubut merupakan suatu proses pembentukan benda kerja dengan

mesin bubut. Mesin bubut adalah mesin perkakas dengan gerak utama berputarnya

benda kerja pada kedudukan spindel. Gerak berputar inilah yang menyebabkan

terjadi penyayatan oleh alat potong (tool) terhadap benda kerja. Dengan demikian,

prinsip kerja dari mesin bubut adalah gerak potong yang dilakukan oleh benda

kerja yang berputar pada kedudukan spindel dengan penyayatan oleh pahat yang

bergerak translasi dan dihantarkan pada benda kerja. Pada mesin perkakas bubut

ini terdapat beberapa macam gerakan, antara lain :

1. Gerakan berputar yaitu bentuk gerakan dari benda kerja pada kedudukan

spindel.

2. Gerakan memanjang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan sejajar

dengan sumbu kerja. Gerakan ini disebut juga dengan gerakan pemakanan.

3. Gerakan melintang yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongan tegak lurus

terhadap sumbu kerja. Gerakan ini disebut dengan gerakan melintang atau

pemotongan permukaan.

Gambar 2.10 Gerakan pemakanan pada perkakas bubut (Fretz, 1978)


commit to user

b Jenis-Jenis Pengerjaan Yang Dapat Dilakukan Dengan Mesin Bubut

Bentuk-bentuk pekerjaan yang dapat dilakukan dalam proses membubut

dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2.11 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut (Fretz, 1978)

Keterangan gambar :

a. Pembubutan Muka (Facing) yaitu proses pembubutan yang dilakukan pada

muka penampangnya atau gerak tranversal terhadap sumbu benda kerja,

sehingga diperoleh permukaan yang halus dan rata.

b. Pembubutan tirus (Taper) yaitu proses pembuatan benda kerja berbentuk

konus. Dalam pelaksanaan pembubutan tirus dapat dilakukan dengan tiga cara,

yaitu memutar eretan atas (perletakan majemuk), pergeseran kepala lepas (tail

stock), dan menggunakan perlengkapan tirus (tapper atachment).

c. Pembubutan chamfer yaitu pembubutan yang dilakukan pada sisi sisa sayatan

pahat agar tidak tajam. Pembubutan ini dapat dilakukan dengan menggeser

tool post arah melintang dan memenjang.

d. Pembubutan cut off yaitu pembubutan yang dilakukan untuk memotong benda

kerja. Pembubutan ini dapat dilakukan dengan menggeser toolpost ke arah

melintang dengan memakai pahat potong.

e. Pembubutan ulir (Threading) yaitu pembubutan ini dilakukan dengan

menggunakan pahat ulir.

f. Pembubutan borring yaitu proses pembubutan ini bertujuan untuk

memperbesar lubang dengan menggunakan pahat bubut dalam.

g. Pembubutan drilling yaitu pembubutan denggan menggunakan mata bor yang

dicekam oleh drillchuck pada tailstock. Sehingga akan dihasilkan lubang pada


commit to user

benda kerja. Pembubutan drilliing ini merupakan Proses untuk membuat

lubang.

h. Pembubutan knurling yaitu pembubutan yang dilakukan pada benda kerja

untuk membuat profil pada permukaan benda kerja. Pembubutan ini

menggunakan pahat khusus yaitu kartel.

c. Parameter-Parameter Pada Permesinan Bubut

Gambar 2.12 Parameter pahat bubut (Fretz, 1978)

Sudut tatal pada pahat bubut +12-15°

Sudut bebas pahat bubut + 10-13°

1. Kecepatan potong biasanya dinyatakan dalam istilah m/menit, yaitu kecepatan

dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik

pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong dipengaruhi oleh dua faktor,

yaitu: 1) kekerasan dari bahan yang akan dipotong, dan 2) jenis alat potong

yang digunakan. Kecepatan potong harus disesuaikan dengan kecepatan

putaran spindel mesin bubut. Untuk keperluan ini digunakan persamaan

sebagai berikut (Fretz, 1978) :

1000n.. oDv π

= ………………………….(7)

dimana V adalah kecepatan potong dalam mm/min, Do adalah diameter awal

benda kerja dalam mm, N adalah kecepatan putaran dalam rpm

2. Asutan (feed)

Asutan (feed) adalah pergerakan titik sayat alat potong per satuan putaran

benda kerja. Dalam pembubutan feed dinyatakan dalam mm/putaran. Asutan

biasanya diberi simbol (Sr).


commit to user

3. Jumlah langkah pemakanan

Pembubutan memanjang (Fretz, 1978) :

2tfo dD

i−

=

.......................................(8)

Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) :

tlLi −

=

.......................................(9)

dimana i adalah jumlah langkah pemakanan, Do adalah diameter awal dalam

mm, df adalah diameter akhir dalam, L adalah panjang awal dalam, I adalah

panjang akhir dalam mm, dan t adalah kedalaman pemakanan dalam mm.

4. Waktu Pembubutan

Pembubutan memanjang (Fretz, 1978) :

niL

T m .S.

r

= .....................................(10)

Pembubutan permukaan (Fretz, 1978) :

nir

T m .S.

r

= .......................................(11)

dimana Tm adalah waktu permesinan dalam menit, L adalah panjang

pembubutan dalam mm, R adalah jari-jari benda kerja dalam mm, I adalah

jumlah langkah pemakanan, Sr adalah feed motion dalam mm/rev, n adalah

kecepatan putaran dalam rpm.

2.3.2 Proses Permesinan Mesin Las

a. Pengertian Pengelasan

Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang

didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian

bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat

menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis.

Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro

bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari

bahan yang dilas.

Cara yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas

adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui


commit to user

kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam

batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik

dialirkan, elektroda disentuhkan kebenda kerja dan kemudian ditarik kebelakang

sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda

dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat

mencairkan logam.

Gambar 2.13 Prinsip Kerja Las Listrik (Smith, 1992)

Tipe-tipe sambungan las yang sering dipakai antara lain:

Gambar 2.14 jenis sambungan las (Smith, 1992)

b. Memilih besar arus listrik

Agar hasil pengelasan baik, kuat, dan hemat ada baiknya menentukan

besar arus dan ukuran electroda yang akan digunakan. Besarnya arus listrik pada

pengelasan tergantung pada diameter dan macam-macam elektroda las. Berikut ini

adalah daftar besar arus dalam ampere(A) dan diameter dalam milimeter (mm).

Pengaruh kuat arus pada hasil las adalah penembusan lasnya. Arus yang telalu

kecil bisa berakibat sulit terjadi busur listrik dan sambungan yang dangkal.

Apabila arus terlalu besar juga dapat berakibat rusaknya logam lasan karena

meleleh oleh arus yang besar tadi.


commit to user

2

a

p

P

k

f

c

a

a

m

k

Tabel 2.

Keterang

a. E me

b. Dua

defos

c. Angk

- A

- A

d. Angk

coco

2.3.3 Pros

Mesi

alat potong

pada sumb

Pengeboran

kerja dengan

fungsi untuk

chamfer.

a. Bagian–B

Mesi

adalah mesin

meja. Mesin

kecil (terbat

1 Besar arus

gan :

enyatakan el

angka setel

sit las dalam

ka ketiga set

Angka (1) m

Angka (2) m

ka keempat

ok dipakai un

ses Permesin

in bor merup

pada kedud

u spindel

adalah oper

n mengguna

k membuat l

Bagian Mes

in bor yang

n bor meja.

n ini digunak

tas sampai d

s dalam amp

lektroda

lah E (misa

m ribuan deng

telah E meny

menyatakan p

menyatakan p

setelah E m

ntuk pengela

nan Mesin B

pakan suatu

dukan spinde

mesin ters

rasi mengha

akan pemoto

lubang, mem

sin Bor

digunakan

Mesin bor m

kan untuk m

dengan diam

pere dan diam

alnya 60 ata

gan lb/inchi2

yatakan posi

pengelasan d

pengelasan p

menyatakan

asan.

Bor

u jenis mesin

el dengan ar

sebut (peng

silkan luban

ong berputa

mbuat lubang

pada pembu

meja adalah

membuat lub

meter 16 mm

meter (schark

au 70) meny2.

isi pengelasa

engan segala

osisi datar d

jenis selapu

n dengan ger

rah pemakan

gerjaan pelu

ng berbentuk

ar yang dise

g bertingkat,

uatan electri

h mesin bor

bang benda

m). Prinsip

kus dan jutz

yatakan keku

an, yaitu :

a posisi.

dan bawah ta

ut dan jenis

rak utama b

nan alat pot

ubangan).

k lingkaran p

ebut bor dan

, membesark

ic two-whee

yang diletak

kerja denga

kerja mesin

, 1996)

uatan tarik

angan.

arus yang

berputarnya

tong hanya

Sedangkan

pada benda

n memiliki

kan lubang,

led vehicle

kkan diatas

an diameter

n bor meja


commit to user

adalah putaran motor listrik diteruskan ke poros mesin sehingga spindel berputar.

Selanjutnya spindel yang sekaligus sebagai tempat kedudukan drillchuck dapat

digerakkan naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat

mengatur tekanan pemakanan saat pengeboran. Bagian-bagian utama mesin bor

meja antara lain:

1. Motor penggerak

2. Transmisi penggerak

3. Pencekam benda kerja

4. Eretan

5. Pencekan mata bor

b. Kecepatan Potong Pengeboran

Kecepatan potong ditentukan dalam m/menit, secara defenitif dapat

dikatakan bahwa kecepatan potong adalah panjangnya bram yang terpotong per

satuan waktu. Berikut ini adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan

pemakanan untuk bahan mata bor yang digunakan HSS dan material yang

dikerjakan adalah baja lunak.

Tabel 2.3 Kecepatan Potong Dan Kecepatan Pemakanan (scharkus dan jutz, 1996)

Diameter Mata Bor (mm) Ø5 Ø10 Ø15 Ø20 Ø25

Kec. Pemakanan (mm/rev) 0.1 0.18 0.25 0.28 0.31

Kec. Potong (mm/min) 15 18 22 26 29

Dari tabel di atas maka dapat untuk menghitung waktu yang diperlukan dalam

proses pengeboran dengan rumus berikut (Scharkus dan Jutz, 1996) :

T ,

.......................................(12)

Total waktu perngerjaan = ( Tm . i ) + TS + TU .......................................(13)

dimana Itotal adalah panjang pengeboran atau tebal bahan dalam mm, Sr adalah

kecepatan pemakanan dalam mm/rev, d adalah diameter mata bor dalam mm, n

adalah kecepatan putaran dalam rpm, Tm adalah waktu permesinan dalam menit,

TS adalah waktu setting dalam menit, TU adalah waktu pengukuran dalam menit, i

adalah jumlah proses pengerjaan.


commit to user

BAB III

PERENCANAAN PROSES KERJA

3.1 Flow Chart

Gambar 3.1 Perencanaan alur kerja

Sketsa prototype


commit to user

Memulai mengerjakan proyek akhir dengan melakukan studi literatur

tentang two wheeled vehicle, setelah melakukan studi literatur melakukan

perencanaan mekanikal, dengan demikian dapat dilakukan sketsa prototipe dan

pemilihan komponen-komponennya. Setelah melakukan sketsa kemudian

menggambar global secara 3D, jika disetujui maka kemudian menggambar detail

bagian-bagian prototipe secara 2D. Setelah desain disetujui dan komponen

terkumpul maka sudah dapat melakukan proses pembuatan, setelah rangka selesai

dibuat maka komponen elektrikal dapat dipasangkan. Setelah semua terpasang

maka dapat dilakukan uji prototipe, jika sudah sesuai yang diinginkan maka

memulai mengerjakan laporan, jika masih terjadi error maka harus menganalisa

ulang pada perancangan mekanikal. Setelah semua selesai maka mendapatkan

hasil prototipe dan laporan.

3.2 Peralatan Manufaktur a. Peralatan Yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam mengerjakan proyek akhir adalah mesin las,

mesin bubut, mesin bor, mesin gerinda potong, mesin gerinda, pemotong plat,

penekuk plat, ragum, alat ukur (jangka sorong, mistar), penyiku, penitik,

penggores, palu, kikir, gunting plat, kunci-kunci (ring, pas), perlengkapan

keselamatan kerja

b. Penjelasan Alat

1. Mesin las

Las busur atau umumnya disebut dengan las listrik adalah suatu proses

penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber

panas. Jenis sambungan dengan las listrik ini adalah sambungan tetap

Gambar 3.2 Mesin las


commit to user

2. Mesin bubut

Pembubutan sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang

penyayatan permukaannya dilakukan oleh pahat pada benda kerja yang

berputar. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan

gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan. Pada saat menggunakan

mesin bubut diharuskan menggunakan kacamata pelindung.

Gambar 3.3 Mesin bubut

3. Mesin bor

Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong

yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan

pelubangan). Sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang

berbentuk lingkaran pada benda kerja dengan menggunakan alat potong yang

disebut mata bor. Untuk pembuatan electric two wheleed vehicle menggunakan

bor tangan dan bor duduk. Pada saat menggunakan mesin bor diharuskan

menggunakan kacamata pelindung.

Gambar 3.4 Mesin bor


commit to user

4. Mesin gerinda potong

Fungsi utama mesin gerinda potong adalah untuk memotong benda kerja

dengan jumlah banyak dan lebih cepat. Dalam pembuatan electric two wheleed

vehicle ini mesin gerinda potong banyak bigunakan untuk memotong besi pipa

untuk rangka tengah. Pada saat menggunakan gerinda potong diharuskan

menggunakan kacamata pelindung dan penutup telinga.

Gambar 3.5 Mesin gerinda potong

5. Mesin gerinda tangan

Mesin gerinda tangan digunakan untuk proses menghaluskan permukaan.

Dalam pembuatan electric two wheleed vehicle ini mesin gerinda tangan sering

digunakan untuk menghaluskan bekas luka lasan dan membuat beberapa profil.

Pada saat menggunakan gerinda tangan diharuskan menggunakan kacamata

pelindung dan penutup telinga.

Gambar 3.6 Gerinda tangan


commit to user

6. Pemotong plat

Pemotong plat adalah suatu alat yang dimana berfungsi untuk memotong

lembaran-lembaran plat. Untuk proses ini dikerjakan untuk pembuatan box

baterai dan pijakan kaki. Pada saat memotong plat harus menggunakan sarung

tangan agar tangan tidak terluka oleh sisi tajam plat.

Gambar 3.7 Pemotong plat

7. Penekuk plat

Alat yang digunakan untuk membuat bentuk bersudut pada benda kerja plat

yang tipis. Pada proses penekukan plat harus dilakukan dengan teliti agar

menghasilkan tekukan plat yang sesuai dengan desain.

Gambar 3.8 Penekuk plat

8. Ragum

Ragum adalah suatu alat penjepit untuk menjepit benda kerja yang akan

dikikir, dipahat, digergaji, ditap, disney,dan lain-lain. Dengan memutar tangkai

(handle) ragum, maka mulut ragum akan menjepit atau membuka/melepas


commit to user

benda kerja yang sedang dikerjakan. Bibir mulut ragum harus dijaga jangan

sampai rusak akibat terpahat, terkikir dan lain sebagainya

Gambar 3.9 Ragum

9. Alat ukur (Jangka sorong dan mistar)

a. Jangka sorong adalah alat untuk mengukur panjang, tebal, kedalaman

lubang dan diameter suatu benda dengan batas ketelitian 0,1 mm. Jangka

sorong mempunyai dua rahang, yaitu rahang tetap dan rahang sorong. Pada

rahang tetap terdapat skala utama dan pada rahang sorong terdapat skala

nonius atau skala vernier. Skala nonius ini panjangnya 9 mm yang terbagi

menjadi 10 skala dengan tingkat ketelitian 0,1 mm.

Gambar 3.10 Jangka sorong

b. Mistar adalah Pada umumnya, mistar memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1

cm. Mistar mempunyai ketelitian sebesar setengah dari skala terkecil yang

dimiliki oleh mistar

Gambar 3.11 Mistar (http://www.google.com/2012/ alat-teknik/mesin-mistar- 189430, diakses pada 23-07-2012, 2:22 PM)


commit to user

10. Penyiku

Penyiku adalah alat untuk mengukur tingkat kesikuan suatu sudut benda kerja.

Penyiku juga dapat untuk mengetahui kerataan suatu bidang benda kerja.

Gambar 3.12 Penyiku

11. Penitik

Penitik adalah alat yang digunakan untuk membuat titik pada benda kerja.

Penitik terbuat dari besi yang ujungnya runcing membentuksudut 30-90

derajat. Dan cara pemakaiannya adalah:Pegang penitik dengah tangan kiri,

tempatkan pada benda.Penitik harus tegak lurus dengan bahan.Penitik dipukul

satu kali dengan pemukul yang ringan, serta periksa posisinya jika sudah tepat

baru dipukul dengan kuat agar didapatkan titik yang jelas, dengan syarat

jangan terlalu keras

Gambar 3.13 Penitik (http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-

penitik-189430, diakses 23-07-2012, 3:22 PM)


commit to user

12. Penggores

Penggores adalah alat yang digunakan untuk menandai ukuran pada benda

kerja atau bahan yang akan diolah.

Gambar 3.14 Penggores (http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-

scriber-189430, diakses 23-07-2012 3:22 PM) 13. Palu

Palu adalah alat yang digunakan untuk membuka atau memasang suku cadang

dengan cara pemukulan/dipukul. Kepala palu dipasang dengan pegangannya

pada dua arah untuk mempermudah pemegangan. Bahan standar palu biasanya

baja keras tetapi banyak juga palu yang dibuat dari bahan lain misalnya

plastik, karet, dan lain lain.

Gambar 3.15 Palu

14. Kikir

Kikir adalah alat yang digunakan untuk mempertajam suatu benda seperti

gergaji atau untuk memperhalus suatu benda kerja. Kikir terdapat beberapa

bentuk antara lain : kikir persegi, kikir persegi panjang, kikir segitiga, kikir

bulat, kikir setengah bulat, dan kikir lonjong.

Gambar 3.16 kikir


commit to user

15. Gunting plat

Gunting plat digunakan untuk menggunting plat tipis yang tidak mungkin

dilakukan dengan mesin potong plat.

Gambar 3.17 Gunting plat

16. Kunci

Kunci-kunci digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut yang

akan dipasang atau dilepas pada suatu benda.

Gambar 3.18 kunci – kunci

17. Peralatan keselamatan kerja

Peralatan keselamatan kerja mutlak digunakan agar user atau orang

disekelilingnya aman dan mengurangi resiko kecelakaan kerja.

Gambar 3.19 Peralatan keselamatan kerja


commit to user

4

r

(

u

d

a

s

r

a

4.1 Siste

Elect

roda sejajar

(brushless)

ulang sehing

dari Electric

G

a. Roda (W

Roda

sebagai pen

roda bagian

antara rangk

Vehicle dan

PEM

em Mekanis

tric Two Wh

r dan terleta

dan sumber

gga tidak m

c Two Wheel

Gambar 4.1 N

Wheel)

a adalah bag

gggerak jug

dalam dan y

ka yang bag

sebagai pon

MBUATAN

s

heeled Vehic

ak pada satu

r tenaganya

menggunakan

led Vehicle d

Nama komp

gian penting

ga sebagai te

yang luar ad

gian dalam

ndasi penduk

BAB IV

N DAN PE

cle adalah k

u sumbu ro

dari sebuah

n bahan baka

dan nama ko

onen Electri

dalam ken

empat diman

dalah untuk m

dan sistem

kungan beba

EMBAHAS

kendaraan ro

oda, yang d

h batery lith

ar minyak. B

omponen-kom

ic Two Whee

ndaraan ini,

na rangka d

menyediakan

pengarah E

an.

SAN

oda dua den

digerakkan o

hium yang

Berikut adal

mponennya:

eled Vehicle

selain memi

dalam bertum

n kontak ger

Electric Tw

ngan posisi

oleh motor

dapat diisi

lah gambar

iliki fungsi

mpu. Peran

rakan putar

o Wheeled


commit to user

b. Rangka dalam

Rangka dalam berbentuk segienam berfungsi sebagai ruji-ruji roda luar

yang ditahan oleh lengan ayun dan suspensi serta roller. Rangka dalam bagian kiri

dan kanan dihubungkan oleh rangka tengah.

c. Rangka tengah

Rangka tengah terbuat dari pipa baja yang ditekuk (bending) dan dilas

dengan landasan (flangedesk) yang telah diberi lubang untuk sambungan baut

dengan rangka segienam. Rangka ini menopang beberapa komponen seperti : jok,

sabuk pengaman, box baterai, dan kemudi.

d. Lengan ayun

Lengan ayun menahan rangka segienam dengan roda yang ditahan oleh

roller sehingga roda masih dapat berputar secar bebas. Lengan ayun tersebut

diletakkan sesuai dengan sudut tertentu sehingga gaya yang ditahan seimbang.

Pada ujung lengan ayun terdapat roller yang menahan yang memiliki alur tertentu

sehingga menahan roda agar roda luar tidak tergelincir keluar.

e. Motor penggerak

Pada electric two wheeled vehicle penggeraknya terdiri dari dua motor

brushless bertenaga listrik dari baterai dengan kontrol kemudi sesuai dengan

sepeda listrik. Masing-masing motor listrik ditahan oleh lengan ayun yang

sistemnya sama seperti pada kendaraan bermotor, dengan sistem suspensi untuk

menjaga kontak motor dengan roda luar.

f. Sistem pengereman

Pada electric two wheeled vehicle menggunakan rem cakram dengan

sistem pengereman mekanik yang terdiri dari tuas rem yang dihubungkan dengan

kabel ke piringan cakram. Rem ini berfungsi untuk menghentikan putaran motor

sehingga kendaraan berhenti melaju.

4.2 Proses Pembuatan

Hal utama yang perlu diperhatikan sebelum melakukan proses produksi

adalah persiapan. Persiapan merupakan bagian terpenting didalam mewujudkan

sebuah rancangan menjadi sebuah produk yang bisa digunakan. Dengan

melakukan persiapan diharapkan apa yang akan dikerjakan dalam proses produksi

dapat berjalan dengan lancar dan efisien waktu.


commit to user

Agar dalam proses produksi dapat berjalan dengan lancar dan efisien

waktu pada pembuatan electric two wheeled vehicle memiliki urutan langkah

pengerjaan sebagai berikut:

1. Membuat roda

2. Membuat rangka dalam

3. Membuat rangka tengah

4. Membuat roller

5. Membuat lengan ayun

6. Membuat tempat baterai

7. Mengecat

a. Pembuatan roda

Roda berfungsi sebagai alat untuk menggerakan electric two wheeled

vehicle ini agar bisa melaju dan berbelok seperti alat transportasi pada umumnya.

Langkah pembuatan roda ini meliputi :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat roda.

2. Memotong pipa almunium sesuai ukuran.

3. Membentuk profil lingkaran menggunakan mesin roll sesuai dengan desain.

Pada proses rol ini diserahkan kepada bengkel spesialis rol.

4. Memotong sisa pengerolan kemudian mengelas sambungan pipa dengan las

asitelin.

Gambar 4.2 Mengelas sambungan roda


commit to user

5. Melapisi roda dengan karet ban sepeda dengan cara mengelem dan mengeling

ban tersebut ke roda.

Gambar 4.3 Melapisi dan mengeling roda dengan karet ban sepeda.

b. Pembuatan rangka dalam

Dalam pembuatan Electric Two Wheeled Vehicle pengerjaan pertama

adalah pembuatan rangka, karena rangka merupakan bagian utama.

Gambar 4.4 Desain rangka dalam

Langkah pengerjaan rangka adalah sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat rangka

dalam.

Dikeling


commit to user

2. Memotong material besi kotak dengan ukuran dan profil pemotongan sesuai

gambar desain. Proses pemotongan dilakukan secara manual dengan

menggunkan gergaji tangan.

3. Menyatukan dua bagian rangka dalam dengan cara mengelas titik pada

beberapa sisi supaya pada saat menekuk hasil penekukan dua rangka ini

ukurannya dapat identik.

Gambar 4.5 Menyatukan dua bagian rangka

4. Menekuk satu persatu bagian takikan sehingga membentuk rangka dalam.

Gambar 4.6 Proses penekukan rangka


commit to user

5. Mengelas setiap tekukan pada proses pembuatan rangka.

Gambar 4.7 Proses pengelasan pada setiap tekukan

6. Menggerinda beka sisa–sisa dari pengelasan supaya bagian yang dilas tampak

rapi

Gambar 4.8 Menggerinda bekas dari pengelasan

7. Mengelas dudukan lengan ayun pada rangka Dalam pengelasan ini di butuhkan

ketelitian, karena harus mempresisikan dengan rangka pada sisi yang lain.

8. Mengebor rangka dengan diameter 8 mm untuk pasangan dengan flangedesk.

Gambar 4.9 Proses pengeboran


commit to user

c. Pembuatan rangka tengah

Rangka tengah terbuat dari pipa baja karbon yang ditekuk(bending) dan

diberi landasan (flangedesk) yang telah diberi lubang untuk sambungan baut

dengan rangka segienam.

Gambar 4.10 Rangka Tengah

Rangka ini menopang beberapa komponen seperti : jok, sabuk pengaman, box

baterai, dan kemudi. Pembuatan rangka dalam ini meliputi :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan untuk membuat rangka dalam.

2. Memotong besi pipa Ø3/4inch dengan panjang 170 cm.

3. Mengerol pipa sesuai desain. Pada proses rol ini diserahkan kepada bengkel

spesialis rol.

4. Memasang landasan(flanedesk) pada rangka dengan sambungan baut

Gambar 4.11 Pemasangan landasan(flangedesk)


commit to user

5. Mengelas pipa yang sudah diroll ke landasan(flangedesk)

Gambar 4.12 Sambungan las flangedesk dan rangka tengah

d. Pembuatan roller

Roller merupakan penjopang roda luar agar tidak tergelincir dan tetap

terjadi gesekan dengan motor penggerak. Material roller ini adalah nilon.

Gambar 4.13 Roller

Langkah pembuatan roller

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat roller

2. Memotong nilon dengan ukuran yang tersedia 80 mm. sebanyak 6 potongan.

Gambar 4.14 Proses pemotongan nylon


commit to user

3. Membubut facing sehingga panjang roller 70mm kemudian membuat

lubang bengan bor hingga diameter 15mm sampai tembus.

Gambar 4.15 Proses facing roller

4. Membuat alur “U” terlebih dahulu untuk awalan sebelum membuat alur “V”

pada roller.

Gambar 4.16 Membubut profil “U”

5. Membuat alur “V” sesuai gambar desain

Gambar 4.17 Membubut profil “V”

6. Membubut dalam untuk rumah bearing hingga diameter 23mm


commit to user

e. Pembuatan lengan ayun

Lengan ayun merupakan bagian yang digunakan sebagai tempat

kedudukan roller dan peredam kejut yang berhubungan dengan rangka dalam.

Gambar 4.18 Sketsa lengan ayun

Langkah-langkah pembuatan lengan ayun, meliputi :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat lengan

ayun.

2. Memotong besi kotak 20x40 mm, dengan ukuran panjang 380 mm

kemudian mengebor untuk rumah bush dan lubang poros roller.

3. Mengelas rumah bush kedalam lengan ayun.

Gambar 4.19 Mengelas rumah bush


commit to user

f. Pembuatan kotak baterai

Kotak baterai adalah tempat untuk menyimpan baterai dan kontrol pada saat

digunakan untuk berkendara agar tidak terguncang dan terhindar dari air

sehingga tidak mudah rusak.

Gambar 4.20 Pengelasan box baterai

Langkah – langkah pembuatan kotak baterai adalah sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat dan bahan untuk membuat box baterai.

2. Memotong plat lembaran 1 mm sesuai pola dan ukuran desain kotak

baterai untuk bagian kotak dan tutupnya.

3. Memberi tanda menggunakan mistar dan penggores pada bagian plat yang

akan ditekuk.

4. Menekuk plat sesuai dengan tanda dengan mesin penekuk plat.

5. Mengelas bagian sambungan dengan las titik dan las listrik.

6. Mengelas bagian wadah dan tutupnya dengan diberi engsel.

7. Menggerinda sudut-sudut yang tajam supaya rapi.

g. Proses Pengecatan

Proses pengecatan bertujuan agar hasil akhir dari electric two wheeled vehicle

tampak lebih bagus dan lebih terlindung dari korosi. Langkah-langkah proses

pegecatan antara lain :

1. Menyiapkan alat dan bahan

2. Mengamplas semua bagian yang akan dicat. Pengemplasan bertujuan untuk:

a. Menghilangkan korosi dan kotoran yang menempel pada rangka

b. Membuat permukaan yang akan dicat menjadi rata

3. Mencuci sampai bersih komponen yang akan dicat.


commit to user

4. Mengeringkan (menjemur) komponen yang akan dicat.

5. Memberi lapisan cat dasar dengan epoxy.

Gambar 4.21 Proses pemberian epoxy

6. Setelah kering mendempul kemudian bagian yang kurang rata.

7. Mengamplas kembali dempul yang sudah sudah kering sampai rata.

8. Mengecat semua komponen sesuai dengan warna desain.

Gambar 4.22 Pengecatan rangka

9. Menjemur semua komponenhingga cat sampai kering.

h. Proses perakitan

Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan

pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk

menempatkan dan memasang bagian–bagian dari suatu alat yang akan digabung

menjadi satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi alat yang

siap digunakan sesuai dengan fungsinya.


commit to user

Beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum memulai perakitan

komponen, antara lain :

1. Menyiapkan semua alat–alat bantu untuk proses perakitan.

2. Komponen siap dipakai atau dipasangkan.

3. Mengetahui jumlah komponen yang akan dirakit.

4. Mengetahui cara pemasangan dan urutan perakitan komponen dengan

benar.

Komponen-komponen yang dirakit, antara lain :

1. Rangka dalam

2. Rangka tengah

3. Lengan ayun

4. Shock breaker / suspensi

5. Roller

6. Roda (kanan dan kiri)

7. Sistem rem (handle, kabel rem, kaliper dan cakram)

8. Komponen kelistrikan (baterai, kontrol, handel gas, dan kit/motor)

9. Jok set

10. Lantai (boards)

Langkah perakitan electric two wheeled vehicle yaitu :

1. Menyiapkan rangka (rangka dalam dan rangka tengah) yang akan dirakit.

2. Merakit roller kedalam lengan ayun.

3. Merakit lengan ayun kedudukan rangka yang sudah disiapkan.

4. Memasang shock breaker pada lengan ayun dan rangka.

5. Memasangkan roda pada rangka yang sudah dirakit sebelumnya.

6. Memasang kotak baterai pada dudukan bawah jok.

7. Memasang jok set.

8. Memasang komponen kelistrikan (handle gas, kontrol, baterai dan kabel-

kabel).

9. Memasang komponen pengereman (handle rem, kabel rem, cakram dan

kaliper).


commit to user

4.3 Analisa Kekuatan Material

a. Analisa kekuatan rangka tubular yang dihubungkan kerangka dalam

Gambar 4.23 Sistem koordinat x, y, z pada rangka

Dalam gambar di atas telah diketahui sistem koordinat sebagai acuan dalam

analisa kekuatan material. Rangka tengah dan rangka dalam disambung

menggunakan baut. Terdapat lima titik tumpuan pada setiap rangka dalam. Pada

tiap-tiap titik tumpuan terdapat empat baut sebagai pengunci sambungannya.

Pada desain rangka direncanakan beban maksimal pengemudi adalah 160 kg

dengan asumsi rangka tengah menjadi rangka yang rigid. Karena menggunakan

sambungan baut maka sambungan ini merupakan tumpuan jepit.

Material yang digunakan untuk rangka dalam, rangka tengah, dan lengan

ayun adalah sama yaitu baja karbon untuk konstruksi mesin dengan lambang

S30c-d. Tegangan tarik ijin material ini 53kg/mm2. Tegangan geser ijin material

39kg/mm2. Besarnya safety faktor(N) adalah 2, karena material yang digunakan

untuk rangka merupakan material yang biasa digunakan dilingkungan biasa,

beban dan tekanan yang dapat ditentukan. Material baut yang digunakan adalah

S30C dengan tegangan tarik ijin material ini 48 kg/mm2 dan tegangan Geser ijin

material 36 kg/mm2. (Deutschman.dkk., 1987)

Perencanaan pembuatan rangka ini memiliki bentuk yang simetris, beban dari

pengemudi yang diterima oleh rangka tengah berada tepat di pusat gravitasi

kendaraan ini sehingga dapat diasumsikan menjadi beban terpusat. Analisa gaya


commit to user

di sini dengan menyederhanakan beban langsung yang diterima oleh rangka

dengan mengamati simetri pada koordinat x,z.

Gambar 4.24 Reaksi gaya

Karena batang bertumpu pada dua buah tumpuan jepit dan beban dibalok

ini bekerja hanya dalam arah vertikal, maka diketahui tidak ada reaksi gaya searah

horizontal pada tumpuan. Dengan demikian balok ini memiliki keempat reaksi

yang tidak diketahui, yaitu dua pada masing-masing tumpuan. Karena hanya ada

dua persamaan kesetimbangan, maka balok ini adalah statis tak tentu derajat dua.

Analisa gaya yang dilihat dari koordinat x,z dengan mengamati simetri

balok dan pembebanannya, sehingga dapat berlaku rumus (Gere dan Timoshenko,

1997) :

RA = RB dan MA = MB

karena reaksi gaya arah vertikal ditumpuan sama, maka kesetimbangan gaya arah

vertikal setiap gaya ditentukan menggunakan perhitungan seperti dibawah ini:

RA = RB= P/2

RA = RB =

RA = RB = 80 kg

Jadi besaran anu yang belum diketahui yaitu reaksi momen MA dan MB

Momen searah putaran jarum jam bernilai positif(+)

Momen berlawanan arah putaran jarum jam bernilai negatif(-)

z

x


commit to user

Kemudian momen dapat dihitung dengan rumus:

Gambar 2.25 Gaya yang dilihat dari koordinat x,z

M = .

MA = - .

MA = -26000 kgmm

MB = .

MB= 26000 kg.mm

Gaya geser dan Momen lentur dapat dihitung dengan rumus:

Gaya geser: v = P/2

=

= 80kg

Momen lentur: M = . - .

= . - .

= 26000kg.mm


commit to user

Sehingga gambar diagram gayanya:

Gambar 2.26 Diagram gaya geser dan diagram momen lengkung

Jadi, karena pada setiap sisi kanan dan kiri rangka terdapat lima posisi tumpuan,

maka gaya geser dan momen lentur yang terjadi di bagi lima. Sehingga gaya

geser dan momen lentur tiap bagian adalah:

Gaya geser tiap bagian tumpuan:

v1 = v2 = v3 = v4 = v5 = = 16 kg

Momen lentur tiap bagian tumpuan:

M1 = M2 = M 3 = M4 = M5 = . = 5200 kg.mm

Perhitungan gaya geser maksimum material rangka pada bidang x,z (pada bidang

flangedesk rangka) dikatakan aman apabila :

≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2

Dimana: Syp berdasarkan dari spesifikasi material yang digunakan

( 2 + 4 . 2 )1/2 berdasarkan perhitungan pada desain

Maka, dicari terlebih dahulu nilai tegangan tarik pada sumbu x dan tegangan geser

pada z :


commit to user

= . = . .

= . . . . .

= / . . . . . . . .

= . . . . . .

= ..

= 2,02 kg/mm2

= .

= .

= 0,32 kg/mm2

Dengan demikian dibuktikan dengan rumus ≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2

≥ ( (2,02kg/mm2)2 + 4 . ((0,32kg/mm2)2 )1/2

≥ (4,49 kg/mm2)1/2

23,936 kg/mm2 ≥ 2,98 kg/mm2

Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan maksimum

yang terjadi pada desain = 2,98 kg/mm2 lebih kecil daripada tegangan ijin bahan

23,936 kg/mm2

Kemudian menganalisa kekuatan material baut pada landasan rangka

tengah/flangedesk. Telah diketahui dari perhitungan diatas bahwa momen yang

diterima tiap tumpuan adalah 5200 kgmm, dan gaya geser yang diterima sebesar

16kg.


commit to user

Menghitung tegangan tarik yang terjadi pada desain landasan yang

ditumpu oleh empat buah baut:

Gambar 2.27 Gaya geser dan momen pada landasan

= .

= . .

= . . . . .

= / . . . . . . . .

= ..

= 2,07 kg/mm2

= .

= .

= 0,32 kg/mm2

Kemudian dihitung menggunakan analisa Syp :

≥ ( + 4 . )1/2

≥ ((2,07 kg/mm2)2 + 4 . (0.32 kg/mm2)2)1/2

23,232 kg/mm2 ≥ 2,17 kg/mm2

Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain sambungan baut ini aman karena

tegangan maksimum yang terjadi pada desain = 2,17 kg/mm2 lebih kecil daripada

tegangan ijin bahan 23,232 kg/mm2


commit to user

4.3.2 Analisa kekuatan pada lengan ayun

Gambar 4.28 Lengan ayun

Pada desain electric two wheeled vehicle enam lengan ayun yang identik

sehingga dapat diambil satu lengan ayun dengan beban terbesar untuk dijadikan

reverensi perhitungan kekuatan rancangan lengan ayun. Material lengan ayun

berpenampang hollow square dengan material yang sama dengan material rangka.

Adapun gaya-gaya yang bekerja pada lengan ayun telah diketahui dan

dapat digambarkan sebagai berikut: ( Sumber: Hidayat, M. Nur, 2012)

Rax = 752,08 N Fbx = 248,94 N Rcx = 8,5 N Rcv = 992,52 N

Ray = 526,61 N Fby = 648,5 N Rcy = 121,59 N

Momen lengkung maksimun adalah : MB = 31613,4 N

Gaya geser maksimum (Fy) = 526,61 N

Setelah diketahui gaya-gaya yang bekerja pada lengan ayun maka

menentukan Tegangan lengkung( ) dengan rumus (Deutschman.dkk., 1987):

= .

Gambar 4.30 Penampang lengan ayun


commit to user

Dimana:

I = =

= 207872 mm4

= .

= , .

= ,

= 1,216 N/mm2

Menghitung gaya geser searah sumbu Y,

= , . . .

= ,

= 2,35 N/mm2

Kemudian agar material dikatakan aman dapat dianalisa dengan menggunakan

rumus:

≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2

≥ ((1,216N/mm2)2 + 4 . (2,35N/mm2)2) 1/2

≥ (1,478 N/mm2 + 22,1 N/mm2)1/2

≥ 23,578 N/mm2

23,936 kg/mm2 ≥ 2,3578 kg/mm2

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan

maksimum yang terjadi pada desain adalah 2,3578 kg/mm2 lebih kecil daripada

tegangan ijin bahan 23,936 kg/mm2

Setelah diketahui material lengan ayun aman, maka menganalisa

kemungkinan kerusakan yang terjadi pada bagian yang dibaut. Beban terbesar

berada dititil A sehingga kemungkinan kerusakan yang terjadi adalah sobek pada

permukaan material lengan ayun dan geseran pada baut. Baut yang digunakan

memiliki ukuran M10 dan materialnya sama dengan baut pada rangka S30C


commit to user

dengan tegangan tarik ijin material ini 48 kg/mm2 dan tegangan Geser ijin

material 36 kg/mm2

Sobek pada permukaan material lengan ayun dapat diatasi dengan

membuat jarak tepi / margin sebesar 1,5.d. Diameter disini menggunakan

diameter baut yang digunakan. Jarak tepi sebenarnya pada desain adalah 30mm.

Gambar 4.31Kemungkinan sobek pada plat (Deutschman.dkk., 1987)

Sehingga margin dapat dihitung: m = 1,5 . d

m = 1,5 . 10mm

m = 15mm

dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena margin pada

desain sebenarnya 30mm.

Geseran pada baut dapat dianalisa dengan menggunakan rumus

perbandingan gaya geser maksimal dengan gaya yang terjadi pada desain. Ilustrasi

pergesera pada baut sebagai berikut:

Gambar 4.32 Kemungkinan geseran pada baut (Deutschman.dkk., 1987)

Gaya geser maksimal ≥ gaya pada A

. d2 . ≥ 918,12 N

. 102. 36 kg/mm2 ≥ 91,812 kg

2827,43kg ≥ 91,812 kg

dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan

maksimal yang dapat diterima oleh baut lebih besar daripada gaya yang terjadi

pada desain.


commit to user

4.3.3 Analisa kekuatan pada lengan pemegang motor

Gambar 4.33 Lengan pemegang motor

Pada desain electric two wheeled vehicle motor penggerak berada di

lengan pemegang motor. Material lengan berpenampang hollow square dengan

material yang sama dengan material rangka. Adapun gaya yang diterima lengan

telah diketahui dan dapat digambarkan sebagai berikut: (Sumber: Hidayat, M.

Nur, 2012)

Ra = 627,28 N F = 731,916 N

Rax = 568,5 N Fx = 470,67 N Rbx = 470,67 N

Ray = 265,1N Fy = 560,68 N Rby = 295,58N

Momen lengkung maksimun adalah : MB = 170544 Nmm

Gaya geser maksimum (Fy) = 830,37 N

Setelah diketahui gaya-gaya yang bekerja pada lengan ayun maka menentukan

Tegangan lengkung( ) dengan rumus:

= .


commit to user

I = =

= 207872 mm4

= .

= .

= 6,563 N/mm2

Menghitung gaya geser searah sumbu Y,

= , . . .

= ,

3,708 N/mm2

Kemudian Syp dapat dihitung

≥ ( 2 + 4 . 2 )1/2

≥ ((6,563 N/mm2)2 + 4 . (3,708 N/mm2)2) ½

≥ (43,072 N/mm2 + 54,99 N/mm2)1/2

≥ 9,902 N/mm2

78 kg/mm2 ≥ 0,9902kg/mm2

dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan yang

terjadi pada desain = 0,9902 kg/mm2 lebih kecil daripada tegangan ijin material 78

kg/mm2

Setelah diketahui material lengan ayun aman, maka menganalisa

kemungkinan kerusakan yang terjadi pada bagian yang dibaut. Beban terbesar

adalah F, sehingga kemungkinan kerusakan yang terjadi adalah sobek pada

permukaan material lengan ayun dan geseran pada baut. Baut yang digunakan

memiliki ukuran M10 dan materialnya sama dengan baut pada rangka S30C

dengan tegangan tarik ijin material ini 48 kg/mm2 dan tegangan Geser ijin

material 36 kg/mm2


commit to user

Sobek pada permukaan material lengan ayun dapat diatasi dengan

membuat jarak tepi / margin sebesar 1,5.d. Diameter disini menggunakan

diameter baut yang digunakan. Jarak tepi sebenarnya pada desain adalah 30mm.

Gambar 4.35 Kemungkinan sobek pada plat (Deutschman.dkk., 1987)

Sehingga margin dapat dihitung: m = 1,5 . d

m = 1,5 . 10mm

m = 15 mm

dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena margin pada

desain sebenarnya 20 mm.

Geseran pada baut dapat dianalisa dengan menggunakan rumus

perbandingan gaya geser maksimal dengan gaya yang terjadi pada desain. Ilustrasi

pergesera pada baut sebagai berikut:

Gambar 4.36 Kemungkinan geseran pada baut (Deutschman.dkk., 1987)

Gaya geser maksimal ≥ gaya pada A

. d2 . ≥ 731,916 N

. 102. 36 kg/mm2 ≥ 73,1916 kg

2827,43kg ≥ 73,1916 kg

dengan demikian dapat disimpulkan bahwa desain ini aman karena tegangan yang

dapat diterima oleh baut lebih besar daripada tegangan yang terjadi pada desain.


commit to user

4.4 Perhitungan waktu proses produksi

a. Perhitungan waktu pembuatan flangedesk

Pengeboran lubang kecil diameter 8mm

1. Centre drill :

Tm = , . .

= , ., .

= ,

= 0,22 menit x 40

= 8,8 menit

2. Lubang pre-drill diameter 8mm :

Tm = , . .

= , ., .

= ,,

= 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

= , ., .

= , = 0,2125 menit x 10 = 2,1 menit

4. Bor Ø20

= , ., .

= = 0,36 menit x 10 = 3,6 menit


commit to user

5. Bor Ø22

= , ., .

= , = 0,36 menit x 10 = 3,6 menit

6. Bor Ø25

= , ., .

= , = 0,4 menit x 10 = 4 menit

Waktu proses = (2,2 + 3 + 2,1 + 3,6 + 3,6 + 4 + 30 + 10) = 58,5 menit

Jadi total waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran flank desk = 60,8 + 58,5 =

119, menit

b. Pengeboran untuk lubang keling

Diketahui : Jumlah lubang = 100

Diameter lubang = 4 mm

Diameter bor = 4 mm

Kecepatan bor tangan = 300 rpm

Tm = , . .

= , ,,

= , = 0,1 menit x 100 = 10 menit

Waktu proses = 10 + 10 + 1 = 21 menit

c. Pengeboran lengan ayun

1. Pengeboran awalan dengan Centre drill :

Tm = , . .

= , . ,

= , = 0,24 menit x 8 = 1,6 menit

2. Pengeboran diameter 8mm

Tm = , . .

= , .,

= ,,

= 0,97 menit x 8 = 7,76 menit


commit to user


Tm = , . .

= , .,

= , = 0,6 menit x 8 = 4,8 menit


Tm = , . .

= , ., .

= = 0,92 menit x 8 = 7,44 menit


Tm = , . .

= , ., .

= , = 0,92 menit x 8 = 7,2 menit


Tm = , . .

= , ., .

= , = 0,9 menit x 8 = 7,2 menit

Waktu proses = (1,6 + 7,76 + 4,8 + 7,44 + 7,2 + 7,2 + 30 + 10) = 76 menit

Pengeboran lubang as roller pada lengan ayun

1. Centre drill :

Tm = , . .

= , ., .

= 0,2 menit x 6 = 1,2 menit 2. Pengeboran diameter 10mm

Tm = , . .

= , ., .

=,

= 0,79 menit x 6 = 4,74 menit

Waktu proses = (1,2 + 4,74 ) + 30 +10 = 45,94 menit


commit to user

Pengeboran lubang dudukan shock absorber pada lengan ayun

1. Awalan dengan Centre drill

Tm = , . .

= , ., .

= 0,9 menit x 8 = 7,2 menit


Tm = , . .

= , ., .

= 0,79 menit x 8 = 6,32 menit

Waktu proses = (1,6 + 6,32) + 30 + 10 = 47,92 menit

Jadi, waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran pada lengan ayun = 76 + 45,94 +

47,92 = 169,86 menit

d. Pengeboran dudukan lengan ayun

1. Awalan dengan Centre drill

Tm = , . .

= , ., .

= , = 0,34 menit x 16 = 5,5 menit


Tm = , . .

= , ., .

= ,

= 0,29 menit x 16 = 3,84 menit Waktu proses = (5,5 + 3,84) + 30 + 10 = 49,34 menit

e. Pengeboran dudukan shock absorber

1. Awalan dengan entrel drill

Tm = , . .

= , ., .

= ,

= 0,34 menit x 16 = 5,5 menit


commit to user


Tm = , . .

= , ., .

= ,,

= 0,22 menit x 16 = 3,6 menit

Waktu proses = (5,5 + 3,6 ) + 30 + 10 = 49,1 menit

f. Perhitungan waktu proses pembuatan Roller

1. Waktu proses facing pembuatan roller:

Jumlah langkah pemakanan

i =

= ,

= 20 x 2 = 40 kali

Waktu facing

Tm = . .

= , ., .

= 0,93 menit

2. Waktu pengeboran pembuatan roller

Centre drill

Tm = , .

.

= , ., .

= ,,

= 0,09 menit

Pengeboran Ø 5mm

Tm = , .

.

= , ., .

= ,,

= 1,01 menit


commit to user

Pengeboran Ø 10mm

Tm = , .

.

= , ., .

= ,,

= 0,6 menit

Drill Ø 15mm

Tm = , .

.

= , ., .

= ,,

= 0,42 menit

Waktu proses = Tm+Ts+Tv

= (0,09 + 1,01 + 0,6 + 0,4) + 20 + 8 = 30,1 menit

3. Perhitungan waktu bubut dalam

Jumlah pemakanan :

i =

= ,

= 20 x 2 = 40 kali

Waktu

Tm = . .

= ., .

= = 2,1 menit

4. Perhitungan waktu pembubutan alur

Jumlah pemakanan

i = = ,

= 44 x 2 = 88 kali

Waktu

Tm = . .

= , ., .

= , = 14,1 menit


commit to user

5. Perhitungan waktu tirus

Jumlah langkah pemakanan

i =

= ,,

= 25,24 x 2 = 52 kali

Waktu

Tm = . .

= , ., .

= , = 9,25 menit x 2 = 18,5 menit/roller

Jadi, total waktu yang dibutuhkan untuk membuat sebuah roller adalah

= 0,93 + 30,1 + 2,12 + 14,1 + 18,5 = 65,75 menit/roller

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. 4.058.900,00

2. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc., sebesar Rp. 3.600.000,00

Rincian biaya yang digunakan dalam proses pembuatan prototipe electric two

wheeled vehicle sebagai berikut:

No Nama Barang Banyak Harga Jumlah 1. Almunium 2'' 2 153.000 306.0002. Amplas duco 10 2000 20.0003. As 10x150 23 8500 195.5004. Ban dalam bekas 7 1000 7.0005. Ban Sepeda 5 24000 120.0006. Bearing NTN 6000 12 9500 114.0007. Bor Diameter 4mm 1 12.000 12.0008. Bordes almunium 3,5kg 40000 140.0009. Bush arm 8 set 6000 48.00010. Cat Altec kuning 2 23000 46.00011. Cat Altec merah 1 23000 23.00012. Dempul 4 14000 56.00013. Elektroda las 2mm 1 92000 92.00014. Epoxy 1,5kg 42000 63.00015. Gerinda Profil 1 20000 20.000


commit to user

16. Handle rem 2 12500 25.00017. Inverter 12v-42v 1 71500 71.50018. Isolasi 1 4500 4.50019. Jasa Rol pipa 2'' 2 150000 300.00020. Jasa Rol pipa 3/4'' 5 30000 150.00021. Jok 1 300000 300.00022. Kabel 4m 4600 18.40023. Kabel rem 2 7500 15.00024. Kit Motor + kontrol 2 1250000 2.500.00025. Las almunium 2 50000 100.00026. Lem Aibon 2kg 45000 90.00027. Lem Alteco 3 5000 15.00028. Mur baut 3/8'' 2 500 1.00029. Mur baut 3/8''x6 baja 2 3500 7.00030. Mur baut 3/8''x7,5 2 3500 7.00031. Mur baut M10x30mm 4 900 3.60032. Mur baut M12x40mm 4 2200 8.80033. Mur baut M12x50mm 16 2800 44.80034. Mur baut M8x70mm 40 500 20.00035. Nylon 5kg 81300 406.50036. Paku keling 100 100 10.00037. Pilox 1 20000 20.00038. Pipa almunium 5/8'' 1 28000 28.00039. Rem cakram 2set 42500 85.00040. Reparasi Jok 1 450000 450.00041. Resibon Gerinda 1 9000 9.00042. Ring plat 10mm 80 250 20.00043. Ring Plat 12mm 24 200 4.80044. Ring Plat 8mm 100 60 6.00045. Sabuk Pengaman 1 320000 320.00046. Shock Wildwood 4set 150000 600.00047. Skun ce 2 1500 3.00048. Skun co 8 1500 12.00049. Soket kosongan H1- 2 2000 4.00050. Soket kosongan H1+- 4 4000 16.00051. Soket kosongan H2- 2 2500 5.00052. Soket kosongan H2+ 2 2000 4.00053. Soket kosongan H3- 4 3500 14.00054. Soket kosongan H3+ 4 3000 12.00055. Stang bengkong 1 22500 22.50056. Steel pipe 3/4 '' 2mm 3 67000 201.00057. Steel Square 20x40 2mm 1 120000 120.00058. Steel Square 50x50 1,8mm 1 163000 163.000


commit to user

59. Stem GEKO 1 50000 50.00060. Strip plat 7kg 12000 84.00061. Tiner ND 3L 15000 45.000Total Rp. 7.658.900


commit to user

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. Kini kendaraan itu telah selesai dikerjakan dan dapat dikendarai

dengan aman, nyaman dan tentunya nol emisi gas buang.

b. Pada perancangan konstruksi rangka, kenyamanan dan keamanan adalah hal

yang paling wajib dipenuhi. Maka dari itu material yang digunakan adalah

baja karbon S30c-d yang digunakan untuk konsruksi mesin. Dari hasil

perhitungan kekuatan material rangka didapatkan hasil:

1. Pada model rancangan rangka tengah dan dalam, tegangan yang terjadi

sebesar 2,98 kg/mm2.

2. Pada model rancangan lengan ayun, tegangan yang terjadi sebesar 2,3578

kg/mm2.

3. Pada model rancangan pemegang motor, tegangan terjadi sebesar 1,9804

kg/mm2.

Dari ketiga hasil perhitungan kekuatan rancangan diatas jauh lebih kecil

dari tegangan ijin material sebesar 23,936 kg/mm2 dan itu membuktikan

material ini aman untuk digunakan sebagai rangka, lengan ayun, dan

pemegang motor.

Dari hasil perhitungan kemungkinan kerusakan yang mungkin terjadi pada

sambungan baut didapatkan hasil:

1. Desain sambungan baut pada rangka dalam dan tengah aman karena

tegangan geser maksimum yang terjadi pada baut 2,17 kg/mm2 lebih

kecil daripada tegangan geser ijin material baut 23,232 kg/mm2

2. Desain ini aman dari sobeknya plat karena margin pada perhitungan

15mm sedangkan pada desain sebenarnya sebesar 30mm.


commit to user

5.2 Saran.

Untuk memperlancar dalam proses pengerjaan proyek akhir ada

beberapa hal yang perlu diperbaiki yaitu:

1. Disiplin, kerjasama dan rasa tanggungjawab setiap mahasiswa perlu

ditingkatkan, sehingga dalam proses pengerjaan proyek akhir dapat

diselesaikan dengan tepat waktu dan memperoleh hasil yang maksimal.

2. Jadwal praktikum perlu ditambah karena ketrampilan para mahasiswa

sangat kurang sehingga pada saat proses pembuatan dapat dikerjakan

dengan lebih cepat dan presisi.


commit to user

DAFTAR PUSTAKA

Deutschman, Aaron D, Walter J Michels, Charles E. Wilson, 1987, Machine Design, New York, United States Of America.

Fretz, Burgler, 1978, Teknik Bengkel Volume 5, Institut Teknologi Bandung, Indonesia

Gere, James M., Timoshenko, Stephen P, 1997, Mekanika Bahan Jilid 2, Erlangga, Jakarta, Indonesia

Hart, Samuel, 2011, Final Prelim Report EDWARD, University of Adelaide, Australia

Hidayat, M. Nur, 2012, Laporan proyek akhir analisa kinematika gerak dasar dan statika struktur,Universitas Sebelas Maret, Surakarta, Indonesia

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://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-mistar-189430 http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-penitik-189430 http://www.google.com/2012/alat-teknik/mesin-scriber-189430 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


commit to user

LAMPIRAN


commit to user

ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN …/Electric... · perpustakaan.uns.ac.id...

Documents

Transcript of ELECTRIC TWO WHEELED VEHICLE KAJIAN KEKUATAN …/Electric... · perpustakaan.uns.ac.id...