RANCANG BANGUN MOBIL LISTRIK PENGANGKUT BARANG DENGAN KAPASITAS ANGKUT MAKSIMUM 500 KG

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN MOBIL LISTRIK PENGANGKUT BARANG DENGAN KAPASITAS ANGKUT MAKSIMUM 500 KG Design and Manufacturing Electric Vehicle Car Carrier With 500 kg Maximum Load Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III program Studi Teknik Mesin Di Jurusan Teknik Mesin Oleh : Arif Zaenudin NIM : Prima Aulia Rahman NIM : POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012 i

2 RANCANG BANGUN MOBIL LISTRIK PENGANGKUT BARANG DENGAN BEBAN ANGKUT MAKSIMUM 500 KG Design and Manufacturing Container at Vehicle Electric Car With 500kg Maximum Load Penulis : Arif Zaenudin NIM : Prima Aulia Rahman NIM : Penguji : 1. Ketua : Muyafak, M.Eng. 2. Anggota : Silvester Sidabutar, MT. 3. Anggota : Budi Triyono, MT Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal 25 Juli 2012 dan disahkan sesuai ketentuan. Pembibing I, Pembimbing II, Ir. Soni Wahyudi, MT NIP Ir. Harlian Kadir NIP Ketua Jurusan, Ir. Ali Mahmudi, M.Eng NIP ii

3 ABSTRAK Seiring dengan terjadinya pemanasan global (global warming) dan semakin mahalnya bahan bakar minyak bumi (BBM) menuntut para engineer untuk menciptakan inovasi penggunaan energi terutama dalam bidang transportasi dan penggunaan energi listrik menjadi salah satu alternatif khususnya di wilayah kampus Politeknik Negeri Bandung. Dalam tugas akhir ini yang berjudul Mobil Listrik Pengangkut Barang dengan Kapasitas Angkut Maksimum 500kg menggunakan motor listrik DC 2 KW dengan 6 buah batere 12 volt dan 26 ampere diterapkan pada rangka mobil listrik (hasil tugas akhir tahun 2010) yang akan direkondisi terlebih dahulu,agar spesifikasinya sesuai untuk mengangkut barang. Setelah spesifikasi mobil listrik sesuai untuk menarik barang dengan kapasitas 500 kg. Langkah selanjutnya adalah merancang bangun kontainer yang dirancang agar bisa menahan beban 500 kg. Kedua rangka ini yang nantinya akan dihubungkan menggunakan alat kait. Penggunaan motor listrik dipasang langsung pada roda mobil listrik tanpa menggunakan transmisi. Rangka mobil listrik dan rangka kontainer dirancang terpisah atau dapat dibongkar pasang dengan menggunakan alat kait, sehingga dapat digunakan sebagai alat transportasi pribadi maupun sebagai alat pengangkut barang berkapasitas sedang. Mobil Listrik Pengangkut Barang ini dapat menarik beban angkut 500kg dengan kecepatan 30km/jam dan tentunya sesuai diaplikasikan di lingkungan kampus Politeknik Negeri Bandung. Kata Kunci : Kontainer, Mobil Listrik, dan Pengangkut Barang. iii

4 ABSTRACT Along with the Global Warming and the more expensive fuel oil requires the engineer to create the innovative of energy in the areas of transportation and use of electricial into an alternative, especially in area of Politeknik Negeri Bandung. Besides the transportation usefull, it s good for inter-laboratory activities. In this thesis entitled Design and Manufacturing Electric Vehicle Car Carrier with 500 kg Maximum Capacity using the DC 2 KW of electric motor with 6 batteries 12 volt and 26 ampere applied to the framework of an electric car to be reconditioned advance, according to the specifications for good carrier. After the specification of electric cars to pull the goods in accordance with a capacity of 500 kg, then design a container that is designed to be built to withstand a load of 500 kg. This second order which will be connected using a hook. The use of an electric motor mounted directly on the wheel without the use the transmission of electric cars. Framework of the electric car and order containers designed separately or can be assembled by using a hook, so it can be used as a means of personal transportation and as a means of transporting goods is capacity. Electric cars may attract Goods Carrier's freight load 500kg with speed and course in accordance 30km/hour applied in Politeknik Negeri Bandung campus. Keywords: Container, Electric Car and Goods Carrier. iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat, hidayah dan inayah-nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul Mobil Listrik Pengangkut Barang dengan Kapasitas Angkut Maksimum 500kg. Tujuan dari pembuatan laporan Tugas Akhir ini adalah untuk menyelesaikan syarat proses pengerjaan Tugas Akhir pada pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Mesin di Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung. Rasa terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada Ibu dan Ayah tercinta yang dengan tulus dan ikhlas berusaha demi keberhasilan dan kebahagiaan anak-anaknya. Pada kesempatan ini, penulis juga ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT. Yang telah memberikan kelancaran dan pertolongannya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Orangtua yang telah memberikan do a serta dukungan baik moril maupun materil. 3. Bapak Ir. Soni Wahyudi selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan pengarahan kepada kami dalam pengerjaan tugas akhir ini. 4. Bapak Ir. Harlian Kadir selaku Dosen Pembimbing II, yang telah memberikan pengarahan kepada kami dalam pengerjaan tugas akhir ini. 5. Rekan tugas akhir yang telah berjuang bersama-sama dalam menyelesaikan tugas akhit ini. 6. Para Dosen dan Instruktur Politeknik Negeri Bandung.. 7. Keluarga Besar Himpunan Mahasiswa Mesin Politeknik Negeri Bandung. v

6 Semoga Allah SWT memberikan pahala yang setimpal dan mudah-mudahan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat untuk kemajuan teknologi Indonesia. Bandung, 3 Juli 2012 Penulis vi

7 DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI...vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN...xii DAFTAR PUSTAKA... xv BAB I PENDAHULUAN... I Latar Belakang... I Perumusan Masalah... I Tujuan... I Ruang Lingkup dan Batasan Masalah... I Sistematika Penulisan Laporan... I-4 BAB II LANDASAN TEORI... II Sistem Electric... II Perhitungan dan pemilihan daya pada motor DC yaitu:... II Batere... II Rangkaian Listrik... II Sistem Mekanik... II Poros / Gandar... II Pengelasan... II Pegas... II Penyetelan Roda Depan Mobil FWA ( Front Wheel Alighment )... II Sudut Camber 1-3º... II Sudut Caster 1-3º... II-12 vii

8 Sudut Toe In dan Toe Out 2-5 mm... II Sudut Kingpin ± 5º... II Turning Radius... II-14 BAB III METODA PENYELESAIAN... III Metodologi Penyelesaian Masalah... III Bahan bahan Awal Perancangan Mobil Listrik... III Mesin yang Digunakan... III Metoda Pengambilan Data... III Masalah yang Dihadapi dan Penyelesaiannya... III Desain Kontainer Pada mobil Listrik... III Desain Mobil Listrik... III Desain Mobil Listrik Pengangkut Barang... III-9 BAB IV PROSES, HASIL DAN PEMBAHASAN... IV Spesifikasi Mobil Listrik IV Perhitungan Faktor Elemen Mesin Mobil Listrik IV Proses Perakitan Komponen Mobil Listrik IV Pemasangan Steering Menggunakan Rack and Pinion IV Pemilihan Joint Steer IV Pemasangan Tie rod IV Knuckle IV Pemasangan Batang Penahan 4 Arm Roda Belakang IV Pemasangan 4 Buah Suspensi IV Dudukan Pengait IV Gambar Hasil Perakitan IV Daftar Tuntutan Kontainer IV Perhitungan Rangka Kontainer IV-13 viii

9 Perhitungan Poros Roda Kontainer IV Pemilihan Pegas Daun IV Pemasangan Pegas Daun IV Pemasangan Poros Gandar IV Pemasangan Roda Kontainer IV Hasil Perakitan Kontainer IV Hasil Pengujian dan Pembahasan IV Pengujian Kecepatan IV Pengujian Tanjakan IV-20 BAB V Kesimpulan dan Saran...V Kesimpulan...V Saran...V-1 ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 2 jenis-jenis pegas... II-8 Gambar 2. 3 Pegas Tekan... II-9 Gambar 2. 4 Sudut Chamber... II-11 Gambar 2. 5 Sudut caster... II-12 Gambar 2. 6 sudut toe in dan toe out... II-12 Gambar 2. 7 Kingpin... II-13 Gambar 2. 8 Turning radius... II-13 Gambar 3. 1 Desain rangka kontainer... III-7 Gambar 3. 2 Desain kontainer... III-7 Gambar 3. 3 Desain mobil listrik... III-8 Gambar 3. 4 mobil listrik pengangkut barang... III-9 Gambar 4. 1 Gaya pada tahanan gelinding... IV-3 Gambar 4. 2 Gaya terhadap tanjakan... IV-4 Gambar 4. 3 Steering Rack and Pinion... IV-7 Gambar 4. 4 Rangkaian Rack and Pinion... IV-7 Gambar 4. 5 Joint Steer... IV-8 Gambar 4. 6 Tie rod... IV-9 Gambar 4. 7 Knuckle... IV-9 Gambar 4. 8 sudut knuckle... IV-10 Gambar 4. 9 empat buah arm... IV-11 Gambar Pemasangan empat buah suspensi roda belakang... IV-11 Gambar Pemasangan dudukan pengait... IV-12 Gambar Hasil perakitan... IV-12 Gambar perhitungtan momen... IV-13 Gambar Shearing force diagram... IV-14 x

11 Gambar Bending moment diagran... IV-15 Gambar Pemasangan pegas daun... IV-17 Gambar Klem U pada poros gandar... IV-17 Gambar Pemasangan roda kontainer... IV-18 Gambar Hasil perakitan rangka kontainer... IV-18 Gambar Lintasan pengujian... IV-19 Gambar Lintasan pengujian penajakan... IV-20 xi

12 DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN 1. E.V.R.T. :ELECTRIC VEHICLE RACING TEAM 2. Motor DC : Motor listrik dengan masukan arus searah (Dirrect Current) 3. Motro AC : Motor listrik dengan masukan arus bolak-balik (Alternating Current) 4. Rpm : Satuan putaran pada sesuatu yang berputar (Rotation per minute) 5. P : Daya dengan energy per satuan waktu (Watt) 6. ST : Baja 7. T : Gaya yang dibutuhkan dengan jarak tertentu terhadap titik pusat putaran (Nm) 8. v : Kecepatan yang dilakukan sebuah benda dalam jarak berbanding waktu (km/jam) 9. a : Percepatan yang dilakukan sebuah benda dalam jarak persatuan waktu kuadrat (km/jam 2 ) 10. t : waktu tempuh suatu benda dalam melakukan pergerakan (second) 11. s : jarak yang di tempuh suatu benda dalam melakukan pergerakan (m) 12. m : Massa yang di miliki sebuah benda 13. F : Gaya yang di butuhkan sebuah benda untuk dapat bergerak dengan kecepatan dan percepatan tertentu. 14. ω : Kecepatan sebuah benda terhadap sumbu, dalam radian persatuan waktu (rad/s) 15. n : Putaran sebuah benda dalam putaran persatuan waktu (rpm) 16. sf : Faktor keamanan sebuah rancangan benda kerja yang tercantum dalam sebuah standar internasional 17. L : panjang sebuah benda kerja (mm) xii

13 18. V : Votage yang dimiliki oleh sebuah motor atau control atau baterai (volt) 19. I : Arus yang dimiliki oleh sebuah motor atau control atau baterai (Ampere) 20. SF : Baja karbon tempa 21. SC : Baja karbon xiii

14 1. Gambar Hasil Perancangan 2. Gambar Kerja Pengelasan DAFTAR LAMPIRAN xiv

15 DAFTAR PUSTAKA 1. Sularso, Suga, Kiyokatsu, Oda. Elemen Mesin. PT Pradnya Paramita. Jakarta Sularso, Suga, Kiyokatsu, Oda. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT Pradnya Paramita. Jakarta y&thread=1329&page=1 (diakses hari kamis, 26 January 2012, 2:22:55 WIB) 4. Camber-Dan-Caster-Dalam-Wheel-Aligment xv