PERENCANAAN ALAT ANGKAT KENDARAAN NIAGA KAPASITAS 2 TON

Transkripsi

1 PERENCNN LT NGKT KENRN NIG KPSITS 2 TON Hiskia Goni 1), Jan Soukotta 2), Rud Poeng 3) Jurusan Teknik Mesin Universitas Sam Ratulangi BSTRCT Equipment design start from component design. In order to meet the requirements, it is designed base on the material used. The purpose of this stud is to design a manuall operated lifting equipment of 2 ton capacit used in a commercial vehicles in the form of engineering drawing. Comparison data used in this stud is a triple lift floor jack. From the calculations, it is found that the largest load happened a lifting position. Kewords: lift equipment, commercial vehicle, 2 ton manual lifting equipment BSTRK Perencanaan suatu peralatan, pada dasarna merupakan perencanaan komponen, ang dibuat untuk memenuhi kebutuhan mekanisme dari suatu peralatan. Kekuatan direncanakan harus lebih kecil dari kekuatan bahan ang ditentukan dengan faktor keamanan sesuai dengan kebutuhan. Tujuan dari penelitian ini adalah merencanakan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton ang dituangkan dalam bentuk gambar teknik. ata perencanaan ang dipergunakan sebagai perbandingan adalah alat angkat kendaraan jenis triple lift floor jack. ari hasil perhitungan diperoleh gaa-gaa reaksi terbesar terjadi pada alat angkat kendaraan niaga posisi 10 0 ketika awal pengangkatan. Kata Kunci: lat ngkat, Kendaraan Niaga, Sistem Penggerak I. PENHULUN 1.1 Latar Belakang Perencanaan suatu peralatan, pada dasarna merupakan perencanaan bagian (komponen), ang direncanakan dan dibuat untuk memenuhi kebutuhan mekanisme dari suatu peralatan, maka sangat dibutuhkan perencanaan ang teliti. alam tahap-tahap perencanaan tersebut, pertimbanganpertimbangan ang perlu diperhatikan dalam memulai perencanaan peralatan meliputi jenisjenis pembebanan ang direncanakan, jenisjenis tegangan ang ditimbulkan akibat pembebanan tersebut dan pemilhan kebutuhan material (bahan). Untuk mendapatkan bagian peralatan ang sesuai dengan kekuatanna, dilakukan pemilihan bahan dengan kekuatan ang sesuai dengan kondisi beban serta tegangan ang terjadi. Kekuatan direncanakan harus lebih kecil dari kekuatan bahan ang ditentukan dengan faktor keamanan sesuai dengan kebutuhan. Sebagai Mechanical Engineering harus bisa memanfaatkan ilmuilmu ang telah dipelajari untuk diaplikasikan, dimana salah satu aplikasi tersebut adalah perencanaan teknologi tepat guna. Saat ini, dunia industri otomotif berkembang dengan sangat baik di berbagai bidang, termasuk di bidang kendaraan mobil. Hal ini juga harus terjadi pada industri pembuatan alat angkat mobil. lat angkat ang dipakai pada mobil mengalami perkembangan ang cukup baik. Salah satu alat angkat mobil ang banak dijumpai, aitu jenis triple lift floor jack ang penggunaanna sangat mudah dan efisien dalam membantu pekerjaan, dimana operator dapat melakukan kegiatanna dengan naman dan dapat membantu kinerja dalam perawatan atau perbaikan kendaraan mobil. 1

2 Berdasarkan hal tersebut maka penulisan ini akan dilakukan perencanaan satu unit alat angkat kendaraan niaga dengan beban maksimum mobil 2 ton. I.2 Perumusan Masalah Masalah ang diangkat dalam penulisan ini adalah bagaimana merencanakan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton. 1.3 Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang, tujuan penelitian dari penulisan ini adalah merencanakan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton ang dituangkan dalam bentuk gambar teknik. 1.4 Batasan Masalah gar peneltian penulisan skripsi ini lebih terarah dan jelas, perlu adana pembatasan masalah ang dibatasi pada beberapa hal berikut : 1. Obek alat angkat kendaraan niaga ang akan direncanakan aitu jenis triple lift floor jack ang sudah ada dipasaran sebagai perbandingan. 2. Perencanaan ang dilakukan dibatasi pada komponen-komponen ang digunakan alat angkat kendaraan niaga dengan dengan berat maksimum 2 ton. 1.5 Manfaat Penulisan dapun manfaat penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Memberikan pengetahuan kepada penulis maupun instansi serta industri mengenai sistem manufaktur. 2. Memberikan wawasan ang luas mengenai teknologi tepat guna. 3. Memahami proses kerja alat angkat mobil. II LNSN TEORI 2.1 Pengertian lat ngkat Kendaraan Niaga Kendaraan Niaga alam konteks kendaraan niaga, definisi tentang "berat kendaraan" puna beberapa arti. Berat kendaraan memiliki makna penting bagi commercial vehicle ang memang ditujukan untuk membawa beban (barang atau penumpang), sehingga pada spesifikasi teknisna berat ini selalu dicantumkan. ( facebook.com) lat ngkat Kendaraan Saat ini, dunia industri otomotif berkembang dengan sangat baik di berbagai bidang, termasuk di bidang kendaraan mobil. Hal ini juga harus terjadi pada industri pembuatan alat angkat mobil. lat angkat ang dipakai pada mobil mengalami perkembangan ang cukup baik. itinjau dari segi konstruksina, alat angkat kendaraan cukup banak jenisna termasuk ang digunakan untuk alat berat. Tetapi ang akan dibahas pada penulisan ini adala alat angkat kendaraan penumpang atau kendaraan ringan (niaga), salah satu ang banak dijumpai, aitu jenis triple lift floor jack ang penggunaanna sangat mudah dan efisien dalam membantu pekerjaan, dimana operator dapat melakukan kegiatanna dengan naman dan dapat membantu kinerja dalam perawatan atau perbaikan kendaraan mobil ebagai perbandingan dalam perencanaan. lat angkat kendaraan niaga ini mudah digunakan karena gampang menggeserna kearah posisi ang diinginkan, disamping itu waktu ang dibutuhkan untuk mengangkat kendaraan lebih cepat dan aman, akan tetapi digerakkan secara manual. lat ini dibuat dari baja tuang dapat berjalan dan berputar diatas empat roda, terdapat sebuah pompa minak ang torakna digerakkan oleh tuas panjang. Tuas tersebut dapat juga dipakai untuk mendorong atau menarik. ( Gambar 2.1 lat angkat jenis triple lift floor jack ( 2.2 asar Perencanaan Untuk menentukan ukuran suatu elemen mesin, harga untuk tegangan ang diperboleh (dari tabel pada lampiran 3) dapat dipakai untuk keaadaan ang jauh lebih banak. ari tabel ini ternata bahwa perbandingan tegangan ang diperbolehkan untuk keadaan tegangan I, II dan III. Sebagai pengganti 2

3 keamanan ang diisaratkan, juga sering bekerja dengan apa ang dinamakan tegangan diperbolehkan. alam hal ini tegangan ang diperbolehkan merupakan perbandingan antara kekuatan lelah elemen mesin dan keamanan ang diisaratkan untuk elemen ang dimaksud, Jadi dimana: MKSm (N/mm 2 )...(2.1) = tegangan ang diperbolehkan /diijinkan (N/mm 2 ) MKSm = kekuatan lelah elemen mesin (N/mm 2 ) = keamanan ang diisaratkan Bertolak dari keamanan ang dihitung maka diperoleh: MKSm dengan...(2.2) maks dimana: maks = tegangan nominal (N/mm 2 ) = keamanan terhadap patah lelah. ini menjadi : dimana, F z = gaa aksial (N) = luas penampang (mm 2 ) Tegangan normal positif disebut tegangan tarik dan sebalikna tegangan normal negatif disebut tegangan tekan. (Niemann, 1992) 2.4 Tegangan Normal Berasal dari Momen Lengkung Momen lengkung sebuah poros inersia utama, misalna momen M b dari poros, menimbulkan tegangan lengkung b. M b b (N/mm 2 )....(2.5) I I adalah bidang momen inersia untuk lengkung dari sekeliling poros. ari gambar 2.3 menunjukkan distribusi dari tegangan. Tegangan terus bertambah dari =0 sampai mencapai maksimum pada =e1 pada bagian tarik dan =e2 pada bagian tekan. (Niemann, 1992) ma( b)tekan MKSm atau maks S Mb MKSm maks...(2.3) Hal ini menatakan bahwa elemen mesin ang direncanakan dapat memberikan keamanan ang cukup. (Stolk, dan Kros, 1986) 2.3 Tegangan Normal isebabkan Gaa ksial Gaa aksial F z m,enimbulkan tegangan normal z disetiap titik dari sebuah penampang. Lihat gambar 2.2. Gambar 2.2 Tegangan normal karena gaa aksial pada titik S (Niemann, 1992) Persamaan tegangan normalna adalah: (Niemann, 1992) F z S Fz z (N/mm 2 )...(2.4) z Gambar 2.3 istribusi dari tegangan lengkung untuk penampang T (Niemann, 1992) 2.5 Tegangan Geser dari Gaa Lintang Umumna gaa lintang timbul bersamaan dengan momen lengkung. Tegangan lengkung sebuah batang untuk jangka lama akan timbul gaa lintanang berarti, momen lengkung tidak besar dan secara serempak ukuran penampang tetap dijaga kecil. Hal ini dijumpai pada ujung poros dan pada ujung balok lintang bila penampangna mengecil. Tegangan-tegangan geser tersebar tidak merata di atas penampang. istribusi tegangan geser untuk beberapa penampang penting diilustrasikan dalam gambar 2.4. Harga rata-rata tegangan geser adalah: (Niemann, 1992) Q (N/mm 2 )...(2.6) s ma( b)tarik dimana, Q = Gaa lintang (N) s = Luas penampang geser (mm 2 ). 3

4 s s s t s T s T s diatas empat roda, terdapat sebuah dongkrak botol ang banak dijumpai pada kendaraan umum ang digerakkan oleh tuas penggerak secara manual. Gambar 2.4 istribusi dari tegangan geser untuk berbagai penampang (Niemann, 1992) MULI 2.6 Tegangan Geser dari Puntiran Momen puntir M w menimbulkan tegangan di dalam penampang ang disebut tegangan puntir. Tegangan puntir terbesar disebabkan puntiran adalah: (Niemann, 1992) M w w (N/mm 2 )...(2.7) Ww dimana, M w = momen puntir (Nmm) W w = momen tahanan puntir (mm 3 ). Untuk beberapa penampang dibutuhkan dalam menhitung tegangan geser momen inersia bidang untuk puntiran. Ini dibutuhkan juga untuk menentukan sudut putar dan karena itu harus diberikan untuk penampang ang akan dihitung tegangan geserna. Tahap Persiapan Penentuan Berat Maksimum Kendaraan Perhitungan Beban lat Pengangkat Tegangan kibat Pembebanan Kebutuhan Material pakah Memenuhi Sarat aman Ya Gambar Teknik SELESI Gambar 3.1 iagram lir Prosedur Penelitian Tidak III. METOELOGI PENELITIN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Tempat pelaksanaan penulisan ini dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Jurusan Teknik mesin Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi Manado. an waktu pelaksanaan mulai 01 Oktober sampai 20 esember Bahan dan Peralatan Bahan dan peralatan penelitian ang digunakan dalam penulisan ini, sebagai perbandingan dalam perencanaan adalah alat angkat mobil ang sudah ada dipasaran aitu jenis triple lift floor jack. 3.3 Prosedur Penelitian Penelitiam ini dilaksanakan secara sistematis dan struktur pelaksanaanna dengan prosedur penelitian seperti pada gambar Pengolahan ata Model lat Pengangkat Kendaraan Niaga ang irencanakan lat pengangkat kendaraan mobil ang akan direncanakan seperti diperlihatkan pada gambar 3.2. lat ini mudah digunakan karena gampang menggeserna kearah posisi ang diinginkan dan dapat berjalan dan berputar 4 Gambar 3.2 lat angkat ang direncanakan Kompnen-komponen utama alat pengangkat ang akan direncanakan: 1. Rangka atas 2. Lengan pengangkat 3. Lengan datar 4. Rangka bawah 5. Bushing 6. ongkrak botol 7. Roller Whell Cara Kerja lat ngkat Kendaraan Prosedur ang dipersiapkan pada saat akan melakukan angkatan kendaraan dan penurunan kendaraan mobil adalah sebagai berikut: 1. Mobil pada posisi atau kondisi ang aman (diparkir dengan posisi ganjal pada kedua roda ang tidak diangkat) dengan perkiraan alat angkat dapat masuk dibawah kendaraan.

5 2. Geser alat angkat tersebut dibawah kendaraan dengan penempatan sepatu angkat tepat suspensi, gandar maupun rangka daru kendaraan. 3. Setelah pengesetan alat angkat dibawah kendaraan sudah tepat selanjutna dilakukan angkatan kndaraan dengan cara manual aitu menggerakkan tuas naik turun secara terus menerus sampai kendaraan mencapai ketinggian angkatan ang dikehendaki. 4. Setelah selesai melakukan perbaikan pada kendaraan mobil maka kendaraan tersebut akan diruturunkan kembali. 5. Untuk menurunkan kendaraan mobil cukup dengan memutar katup kontrol sehingga alat angkat akan bergerak turun. 6. Setelah kendaraan mobil turun, alat angkat digeser kembali dikeluarkan dari bawah kendaraan. Pada akhirna kendaraan selesai dilakukan perbaikan atan perawatan Perhitungan Beban lat Pengangkat lat angkat ang direncanakan dapat digunakan untuk mengangkat kendaraan bagian depan atau bagian belakang. Beban ang diperhitungkan aitu P = N dan gaa ang bekerja pada empat tumpuan pena atas masing-masing sebesar 5000 N. F=1/4P=5000N P=20000N F=1/4P=5000N O F=1/4P=5000N Gambar 3.3 Sistem pembebanan pada tumpuan pena atas Gaa ang Bekerja pada Lengan ngkat Untuk memperoleh gaa-gaa ang bekerja pada lengan angkat dilakukan analisis gaa untuk beberapa posisi seperti ditunjukkan pada gambar 3.4. ari hasil perhitungan gaa reaksi ang bekerja pada alat angkat bagian belakang dengan berbagai posisi ditabelkan seperti diperlihatkan pada tabel 3.1. B O F=1/4P=5000N O B O Gambar 3.4 Beberapa posisi lengan angkat Tabel 3.1 Gaa reaksi ang bekerja pada lengan angkat bagian belakang untuk berbagai posisi No Posisi ( 0 ) Gaa Reaksi (N) R R R Terlihat bahwah semakin besar posisi gerakkan dari lengan angkat, maka gaa reaksi R B dan R OB semakin kecil. Gaa reaksi terbesar ang diterima lengan angkat ketika posisi 10 0, ang akan dijadikan dasar perencanaan komponen alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton. IV. HSIL N PEMBHSN 4.1 Hasil Pengamatan Hasil pengamatan ang didapatkan dari penelitian perencanaan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton, adalah sebagai berikut: 1. Model alat angkat ang direncanakan jenis triple lift floor jack ang sudah ada dipasaran sebagai perbandingan. Berdasarkan jenis tersebut direncanakan menjadi model lain dengan prinsip kerja ang sama. 2. lat angkat ang direncanakan dapat digunakan untuk mengangkat kendaraan dengan berat maksimum 2 ton ang dikatagorikan sebagai kendaraan niaga. 3. lat angkat dapat digunakan untuk mengangkat kendaraan bagian depan atau bagian belakang, seperti diperlihat pada gambar 4.1. B OB 5

6 ngkat bagian depan ngkat bagian belakang dipasaran dan kondisi alat ang dapat digeserkan dibawah kendaraan. Gambar 4.1 Penggunaan alat angkat kendaraan 4.2 Hasil Pengolahan ata ari pengolahan data perencanaan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton, diperoleh hasil sebagai berikut: 1. Hasil Gaa Reaksi ang Bekerja pada lat ngkat itinjau dari beberapa posisi lengan angkat dalam proses pengangkatan kendaraan niaga, aitu posisi 10 0, 30 0, 45 0 dan 60 0, maka gaa reaksi maksimal ang bekerja pada lengan angkat pada posisi ari hasil perhitungan gaa reaksi ang bekerja pada alat angkat adalah sebagai berikut: Gaa reaksi hubungan antara rangka atas dan lengan angkat, R 5000 N. Gaa reaksi hubungan anatara lengan angkat bagian belakang dengan lengan penangga dongkrak, RB N. Gaa reaksi hubungan antara lengan angkat bagian depan dengan rangka bawah, R 5000 N. O Gaa reaksi hubungan antara lengan angkat bagian belakang dengan rangka bawah, ROB 7625 N. 2. Hasil Penentuan Kapasitas ongkrak Berdasarkan gaa reaksi ang bekerja antara lengan angkat bagian belakang dengan rangka bawah, maka dapat ditentukan kapasitas dongkrak ang akan digunakan, aitu kapasitas 2 ton. 3. Hasil Perencanaan lat ngkat kendaraan ari hasil perhitungan perencanaan alat angkat kendaraan niaga dengan kapasitas berat kendaraan 2 ton, diperoleh hasil sseperti diperlihatkan pada tabel Pembahasan ari perencanaan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton, pembahasanna sebagai berikut: 1. Sebenarna informasi dimensi dan ukuran alat angkat ang direncanakan disesuaikan dengan alat angkat ang sudah ada No Tabel 4.1 Hasil perencanaan alat angkat Komponen Kekuatan Bahan Kekuatan Las Rangka tas Fe 360 Fe kelas II kelas III Lengan ngkat Fe 490 Fe kelas III kelas III Rangka Bawah Fe 460 Fe kelas II kelas III 4 Lengan Penangga Fe 490 Fe 490 ongkrak kelas I kelas III Bushing Fe kelas III - Baut Fe Kelas II - 7 ongkrak Kapasitas 3 ton 8 Roda iameter 100 mm 2. Material ang digunakan terdiri dari besi siku dan besi U ang ada di jual dipasaran. 3. Hasil ang diperoleh dari perencanaan alat angkat kendaraan ini dapat dituangkan dalam bentuk gambar kerja (Lampiran), sehingga dapat dilakukan proses pembuatan. 4. imensi dan ukuran dari komponen utama alat angkat kendaraan hasil perencanaan aitu: Rangka tas Gambar 4.2 Komponen rangka atas Material = Fe360 (Besi Siku 4040 mm) Panjang (L) = 375 mm Lebar (W) = 320 mm iameter pena () = 14 mm Jarak antara pena (k) = 275 mm Proses penambuangan = Las listrik Jumlah = 1 buah Lengan ngkat Material = Fe490 (Besi Siku 4040 mm) Panjang (L) = 380 mm Lebar (W) = 320 mm iameter pena () = 14 mm Jarak antara pena (k) = 150 mm 6

7 Proses penambuangan = Las listrik Jumlah = 2 buah Bushing Lengan angkat bagian belakang d Lengan angkat bagian depan Gambar 4.3 Komponen lengan angkat Gambar 4.6 Komponen Bushing Material = Fe 490 (Besi Bulat) Panjang (L) = 25 mm iameter dalam (d) = 14 mm iameter luar () = 40 mm Jumlah = 2 buah Rangka Bawah 5. Komponen utama alat angkat kendaraan lainna ang diperoleh dari pasaran dan pembuatan langsung aitu: ongkrak Botol Gambar 4.4 Komponen rangka bawah Material = Fe360(Besi Siku 5050 mm) Panjang (L) = 843 mm Lebar (W) = 420 mm iameter pena () = 14 mm Jarak antara pena (kl) = 275 mm Jarak anatara pena (kr) = 655 mm Proses penambuangan = Las listrik Jumlah = 1 buah Lengan Penangga ongkrak Gambar 4.7 ongkral botol kapasitas 2 ton Capacit = 3 Ton Min Height = 181 mm Lifting Height = 116 mm djusting Height = 48 mm Base Plate Length & Width = 8892 mm Weight = 3 Kg Roda Gambar 4.5 Komponen lengan penangga dongkrak Material = Fe490(Besi Siku 4040 mm) Panjang (L) = 250 mm Lebar (W) = 190 mm iameter pena () = 14 mm Proses penambuangan = Las listrik Jumlah = 1 buah Gambar 4.8 Roda Jenis = Roller wheel iameter = 100 mm Jumlah = 4 buah. 7

8 V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan ari hasil perencanaan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Hasil perhitungan gaa alat angkat kendaraan niaga diperoleh gaa-gaa reaksi terbesar terjadi pada posisi 10 0 ketika awal pengangkatan. 2. Sistem penggerak menggunakan dongkrak botol kapasitas 3 ton ang digerakan secara manual oleh operator. 3. Hasil perencanaan ang dilakukan, alat angkat kendaraan niaga pada umumna menggunakan material Fe 360 dan Fe 490, sehingga alat angkat ang direncanakan tersebut dapat memberikan keamanan ang cukup terhadap beban berat kendaraan ang diperhitungkan. 4. Pengelasan tiap komponen dan baut ang direncanakan juga memberikan keamanan ang cukup terhadap beban ang diperhitungkan. 5. Perencanaan ang dilakukan dituangkan dalam bentuk gambar teknik komponenkomponen alat angkat kendaraan niaga. 6. Hasil perencanaan alat ini dapat digunakan untuk mengangkat kendaraam dengan berat maksimum 2 ton. Niemann G., Budiman,., Priambodo, B , isain dan Kalkulasi dari Sambungan, Bantalan dan Poros, Erlangga, Jakarta. Rochim, T Proses Pemesinan, Laboratorium Teknik Produksi Mesin Institut Teknologi Bandung. Stolk, J dan Kros C. 1986, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin, Erlangga, Jakarta Sularso., Suga, K. 1985, asar Perencanaan dan Pemilihan, Pradna Paramita , Menguasai utoc 2002, Salemba Infotek, Jakarta 5.2 Saran Perencanaan alat angkat kendaraan niaga kapasitas 2 ton belum maksimal. Saran ang diberikan adalah: 1. Sistem penggerak dapat dikembangkan dengan menggunakan sistem penggerak pneumatik, sehingga dapat bekerja secara otomatis. 2. Perlu memperhitungkan gaa berat tiap komponen alat kendaraan niaga sehingga hasil perhitungan gaa akan lebih cermat. 3. iharapkan hasil perencanaan alat kendaraan niaga ini dapat dilanjutkan dengan proses pembuatan. FTR PUSTK chmad,. Z , iktat Kuliah inamika Teknik, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaa. Martawira, Y Modul Perencanaan Produksi. Laboratorium Teknik Produksi Mesin Institut Teknologi Bandung. 8