i

PERANCANGAN PINTU AIR INTAKE

GATE HYDROULIC

SKRIPSI

Diajukan Kepada :

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin

Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

ANDHIKA PUTRA

NIM: 201110120311100

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

ii

iii

iv

v

vi

vii

PERANCANGAN PINTU AIR INTAKE

GATE HYDROULIC

Andhika Putra Indra , U, Ir.Eko Hariyadi,MT, Ir.Mulyono,MT

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782

Malang 65144

Dhika8248@gmail.com

ABSTRACT

The intake gate hydroulic floodgate is purposed to irrigate the farmyards, fish

farm, and flood drain in urban area. It is designed to support High Level Diversion

(HLD) system. This floodgate is expected to be useful for the society who live nearby.

In addition to direct benefits to provide irrigation water, The intake gate

hydroulic also has indirect benefits that is able to collect rain water and were able to

reduce the flood discharge in river downstream and able to improve people's lives

around.

In this masterplan, most of the data has been determined in advance. And of

calculation has done in planning the intake sluice gate hydroulic working at a depth

of 12 m is done with 1.5 m height and 1.2 m width. The force found in this plan is

hydrostatic, 20.25 ton. Material efficacy and dimension are attached, so it is known

that the material used is SS 440 C, with allowed-tensile stress 1896 kg/cm and shear

stress 948 kg/cm.

Keywords : Perencangan Pintu Air Intake Gate Hydroulic

viii

PERANCANGAN PINTU AIR INTAKE

GATE HYDROULIC

Andhika Putra Indra, U, Ir.Eko Hariyadi,MT, Ir.Mulyono,MT

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782

Malang 65144

Dhika8248@gmail.com

Abstrak

Pintu air intake gate hydroulic tersebut memiliki fungsi untuk

mengalirkan air kepersawahan, air bersih ke warga ataupun saluran banjir di

perkotaan. Pintu air intake gate hydroulic tersebut memiliki fungsi untuk mendukung

sistem high level diversion (HLD).Pembangunan pintu air intake gate hydroulic

tersebut diharapkan mampu memenuhi atau membantu kebutuhan masyarakat

sekitar.

Selain manfaat langsung untuk menyediakan air irigasi, pintu air

intake gate hydroulic ini juga mempunyai manfaat tidak langsung yaitu mampu

menampung air hujan dan mampu meredam debit banjir di sungai bagian hilir serta

mampu meningkatkan taraf hidup masyarakat sekitar.

Dalam perencanaan ini sebagian data sudah ditentukan. Dan dari

perhitungan-perhitngan yang telah dilakukan dalam perencanaan pintu air intake

gate hydroulic yang bekerja pada kedalaman 12 m dibawah permukaan air, dengan

tinggi pintu 1,5 m dan lebar 1,2 m didapatkan gaya-gaya yang bekerja yaitu

hidrostatis sebesar 20,25 ton,perhitungan kekuatan bahan dan dimensi yang sudah

terlampir ,sehingga diketahui bahan yang di gunakan yaitu material SS 440 C

,tegangan tarik izin 1896 kg/cm ,serta tegangan geser 948 kg/cm.

Kata kunci : Perencangan Pintu Air Intake Gate Hydroulic

ix

KATA PENGANTAR

Bismillaahirrahmaanirrahiim

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat, taufik dan

hidayahNya yang selalu diimpahkan kepada kita tanpa pernah terputus. Shalawat dan

salam kita panjatkan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai Nabi

dan Rasul akhir zaman yang membimbing kita agar kelak diakui menjadi hamba

Allah SWT.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memberikan judul “ Perancangan

Pintu Air Intake Gate Hydroulic ”. Tugas akhir ini dibuat dengan tujuan sebagai

salah satu syarat untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas

Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan

dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi material maupun spiritual dan

karenanya penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Ibu dan Bapak tercinta dirumah, beserta adek saya yang tak ada henti mendukung

dan memberi motivasi saya. Beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang

penulis sayangi yang selalu memberikan doa, dan motivasi bagi penulis untuk

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Drs. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah

Malang.

3. Bapak Ir. Sudarman, M. T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang.

4. Bapak Ir. Daryono, M. T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

5. Bapak Ir. Eko Hariyadi, M.T selaku dosen pembimbing I yang telah banyak

memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta

memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini.

x

6. Bapak Ir. Mulyono, M.T selaku dosen pembimbing II yang telah banyak

memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta

memberikan dorongan penulisan tugas akhir ini.

7. Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan

bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat perkuliahan.

8. Para karyawan dan juga staff jurusan Teknik Mesin yang sudah banyak membantu

dan dengan sabar memberikan petunjuk dan arahan di dalam penyelesaian

rangkaian kegiatan pada tugas akhir ini.

9. Teman-teman mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang, khususnya Leni

Fitria Wati yang tidak henti-hentinya memberikan dorongan motivasi kepada

penulis, serta teman-teman jurusan Teknik Mesin yang dengan sangat terbuka,

baik dan ramah dalam menerima kehadiran kami selama ini. Baik pada saat

mengikuti kegiatan perkuliahan di kelas, maupun dalam pergaulan sehari-hari.

Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat baik

diri pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan Bapak, Ibu, dan rekan –

rekan semuanya mendapatkan balasan terbaik dari Allah SWT. Aamiin

Malang, 21 Januari 2016

Hormat,

Andhika Putra Indra Ugitama

xi

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL .............................................................................. i

POSTER ............................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................... iii

LEMBAR ASISTENSI ...................................................................... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ............... vi

ABSTRAKS ........................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ........................................................................ viii

DAFTAR ISI ....................................................................................... x

DAFTAR TABEL .............................................................................. xiiI

DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................ 2

1.4 Manfaat Penelitian. ..................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ......................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pintu Air .................................................................................... 5

2.2. Jenis Pintu Air ............................................................................ 5

2.3. Katup .......................................................................................... 9

2.4. Gaya Hidrostatis ........................................................................ 9

2.5. Tekanan Hidrostatis Pada Horisontal Girder (Balok Horisontal) ..... 10

2.5.1. Momen Inersia Pada Balok .............................................. 11

xii

2.5.2. Momen Lentur Dan Gaya Geser Pada Balok ................... 13

2.5.3. Tegangan Bengkok Dan Tegangan Geser ........................ 14

2.5.4. Lenturan Pada Balok ........................................................ 14

2.6 Gaya Pada Vertica Girder .......................................................... 15

2.6.1 Momen Lentur Dan Momen Geser Vertical Girder .......... 15

2.6.2 Momen Inersia Pada Vertical Girder ................................ 16

2.6.3 Tegangan Geser ................................................................ 17

2.7 Pelat ........................................................................................... 17

2.8 Pengelasan SMAW .................................................................... 18

2.9 Sandblasting ............................................................................... 24

2.10 Alat Angkat hidrolik ................................................................ 27

2.10.1. Keuntungan Dan Kekurangan Sistem Hydroulic .......... 28

2.10.2. Prinsip Dasar System Hidrolik ..................................... 29

2.10.3. Komponen Penyusun System Hidrolik ......................... 30

2.10.4 Pelumasan Pada System Hidrolik .................................. 39

BAB III METODELOGI PERANCANGAN

3.1 Tinjauan Umum ......................................................................... 42

3.2 Metode Pengumpulan Data ........................................................ 42

3.3 Skema gambar rancangan .......................................................... 43

3.4 Perhitungan Perancangan ........................................................... 44

3.4.1 Perhitungan Beban Hidrostatis........................................ 44

3.4.2 Perhitungan Penataan Balok Utama ............................. 44

3.4.3 Perhitungan Distribusi Beban Pada Masing-masing

Balok Gelegar ................................................................ 44

3.4.4 Perhitungan Penataan Plat Penutup ................................ 45

3.4.5 Perhitungan Tebal Plat Penutup ..................................... 45

3.5 ProsedurPerancangan (Flow Chart) ........................................... 46

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Desain ............................................................................ 47

xiii

4.2 Beban Hidrostatis ....................................................................... 47

4.3 Balok Utama Horizontal ............................................................ 48

4.4 Penataan Balok Utama ............................................................... 49

4.5 Distribusi Beban pada Masing-masing balok Gelagar ............... 50

4.6 Perhitungan Balok Utama Horisontal ........................................ 50

4.6.1. Momen Inersia Pada Balok Utama Horisontal ................ 50

4.6.2. Momen lentur dan Gaya geser ........................................ 52

4.6.3. Gaya Geser dan Tegangan Geser ................................... 54

4.6.4. Defleksi Pada Balok Utama Horisontal ......................... 55

4.7 Plat Penutup ............................................................................... 56

4.7.1. Penataan Plat Penutup ..................................................... 56

4.7.2. Tebal Plat Penutup ......................................................... 56

4.8 Perhitungan Berat Pintu ............................................................. 59

4.9 Beban Operasi ............................................................................ 59

4.7.3. Kondisi operasi .............................................................. 59

4.7.4. Beban Operasi ................................................................ 59

4.8. Alat Angkat Hidrolis .................................................................. 62

4.8.1. Data desain ...................................................................... 62

4.8.2. Tekanan oli ..................................................................... 62

4.9. Gaya hidrolis maksimum ........................................................... 63

4.10. Kekuatan batang torak ............................................................. 63

4.11. Kapasitas pompa oli ................................................................ 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

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

5.2. Saran .......................................................................................... 67

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Momen Lentur Dan Momen Geser Vertical Girder ............ 15

Tabel 2.2 Tabel koefisien tegangan lentur plat penutup ..................... 18

Tabel 2.3 Pemilihan Elektroda ............................................................ 22

Tabel 2.4 Tabel spesifikasi elektroda menurut AWS ......................... 23

Tabel 2.5 Simbol Katub pengarah menurut jumlah lubang /posisi kontrol. 33

Tabel 2.6 Simbol-simbol untuk melayani katup-katup ....................... 34

Tabel 2.7 Beberapa lambang komponen penyusun dalam sistem hidrolik 35

Tabel 4.1 Tekanan hidrostatis pada setiap balok ................................ 49

Tabel 4.2 : Perhitungan tebal minimum plat penutup ......................... 5 7

Tabel 4.3 :Koefisien lentur plat penutup ............................................. 59

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Gaya Hidrostatis ............................................... 10

Gambar 2.2. Horizontal Girder 1 ........................................................ 11

Gambar 2.3. Horizontal Girder 2-5 ..................................................... 12

Gambar 2.4. Vertical Girder ................................................................ 16

Gambar 2.5 Proses Pengelasan ........................................................... 19

Gambar 2.6 Macam – macam sambungan las ..................................... 21

Gambar 2.7. Sandblasting ................................................................... 27

Gambar 2.8: Diagram aliran sistem hidrolik ....................................... 28

Gambar 2.9: Prinsip dasar sistem hidrolik .......................................... 29

Gambar 2.10: Motor Listrik ................................................................ 30

Gambar 2.11: External Gear Pump .................................................... 31

Gambar 2.12: Internal Gear Pump ..................................................... 31

Gambar 2.13: Pompa Tipe Sumbu Bengkok ...................................... 32

Gambar 2.14: Pompa Axial Tipe Alat Pengatur ................................. 32

Gambar 2.15: Katup pengatur tekanan. ............................................... 32

Gambar 2.16: Katup pengtur arah aliran ............................................. 33

Gambar 2.17: Flow control throttling valve ....................................... 36

Gambar 2.18: Silinder kerja penggerak tunggal ................................. 36

Gambar 2.18: Silinder kerja penggerak ganda .................................... 37

Gambar 2.19: Filter Tangki (kiri) dan Filter Pipa (kanan) .................. 38

Gambar 2.20: Pengukur Tekanan (Manometer) ................................. 39

Gambar 3.1. Skema Perancangan Pintu Air Intake Gate Hydroulic ... 43

Gambar : 4.1. Gaya Hidrostatis pada Pintu Air .................................. 48

Gambar 4.2 : Penataan balok utama horizontal .................................. 50

Gambar 4.3 : Potongan seksen balok profil [ 380 x 100 x 13 x 20 .... 50

Gambar 4.4 : Reaksi pembebanan pada balok .................................... 52

Gambar 4.5 : Potongan balok horizontal ............................................ 53

Gambar 4.6 : Gaya geser pada balok .................................................. 54

xvi

Gambar 4.7: Penataan plat penutup .................................................... 56

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1: Pembentukan Biogas .................................................................... 8

Gambar 2.2: Pencerna Tipe Floating Dome (India) .......................................... 9

Gambar 2.3: Pencerna Tipe Fixed Dome (China) ............................................. 9

Gambar 2.4: Jenis-Jenis Biodigester (Syamsudin dan Iskandar, 2005) .......... 12

Gambar 2.5: Digester Biogas Tipe Kubah Tetap (Fixed Dome) .................... 14

Gambar 2.6: Digester Biogas Tipe Drum Terapung ....................................... 16

Gambar 2.7: Digester Biogas Tipe Balon ....................................................... 17

Gambar 2.8: Digester Tipe Persegi Panjang DVO Anaerobic Digester ......... 18

Gambar 2.9:Paten Digester US 8,298424 B2.................................................. 19

Gambar 2.10:Paten Digester US 8,835,155 B2............................................... 20

Gambar 2.11: Paten GAMA ............................................................................ 21

Gambar 2.12: Bentangan Dinding .................................................................. 23

Gambar 2.13: Sistem Pelat Hollow Core tipe Dy-core ................................... 24

Gambar 2.14: Sistem Pelat Hollow Core tipe Dynaspan ................................ 24

Gambar 2.15: Sistem Pelat Hollow Core tipe Flexicore ................................. 25

Gambar 2.16: Sistem Pelat Hollow Core tipe Spancrete ................................ 25

Gambar 2.17: Sistem Pelat Hollow Core tipe Span Deck ............................... 25

Gambar 2.18: Sistem Pelat Hollow Core tipe Ultra Span ............................... 25

Gambar 2.19: Sistem Pelat Hollow Core tipe Elematic .................................. 25

Gambar 2.20: Sistem Pelat Hollow Core tipe Roth. ....................................... 26

Gambar 2.21: Jenis Bambu. ............................................................................ 26

Gambar 2.22: Jenis Tulangan Ikan.................................................................. 26

Gambar 2.23: Jenis Sirip Curam ..................................................................... 27

Gambar 2.24: Geomembrane HDPE ............................................................... 29

Gambar 2.25: Jenis-Jenis Sambungan Geomembrane HDPE......................... 29

Gambar 2.26: Screw Conveyor ....................................................................... 32

Gambar 2.27: Pitch Screw Conveyor .............................................................. 34

Gambar 2.28: Roda Gigi Lurus ....................................................................... 40

xviii

Gambar 2.29: Pasak ........................................................................................ 45

Gambar 2.30: Bantalan.................................................................................... 46

Gambar 2.31: Konsep Desain Digester ........................................................... 48

xix

Daftar Putaka

Nur, Yuwono. 1998 “ Hidrolika I “ : Hanindita, Jogjakarta.

Soedibyo 1993. “ Teknik Bendungan “ : Pradnya Paramitha, Jakarta.

James,M,G Stephen, Thimosenko.1987. “ Mekanika Bahan “ : Erlangga, Jakarta.

Jensen dan Chenoweth. 1991. “ Kekuatan Bahan Terapan “ : Erlangga, Jakarta.

CharleS. G. Salmon dan Jhon E. Jhonson. 1991. “ Struktur Baja “ : Erlangga,

Jakarta.

Sularso. 1994. “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin “ : Pradnya

Paramitha, Jakarta.

Thimosenko, S. Woynowsky, Krieger. 1992. “ Teori Plat dan Cengkang “ :

Erlangga, Jakarta.

http://sumbawabaratnews.com/

http://bioindustries.co.id/pengertian-sanblasting-348/sandblas

Yudha lestari 2015. “ Perancang Mesin Cetak Briket Dengan Penggerak

Hidrolik” : Skripsi, Universitas Muhammadiyah Malang, Malang.