LEMBAR PERNYATAAN : PERANCANGAN DONGKRAK HIDROLIK DENGAN. BEBAN MAKSIMAL lbs UNTUK PESAWAT UDARA TIPE

Transkripsi

1 Yang bertanda tangan di bawah ini, LEMBAR PERNYATAAN N a m a : Oka Fatra N.I.M : Program Studi : Teknik Mesin Fakultas Judul Skripsi : Teknologi Industri : PERANCANGAN DONGKRAK HIDROLIK DENGAN BEBAN MAKSIMAL lbs UNTUK PESAWAT UDARA TIPE BEECHCRFAT BARON 58 PADA SEKOLAH TINGGI PENERBANGAN INDONESIA Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan Skripsi yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Skripsi ini merupakan hasil plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertangguingjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan. Penulis, Oka Fatra

2 LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN DONGKRAK HIDROLIK DENGAN BEBAN MAKSIMAL lbs UNTUK PESAWAT UDARA TIPE BEECHCRAFT BARON 58 PADA SEKOLAH TINGGI PENERBANGAN INDONESIA Disusun Oleh : Nama : Oka Fatra N I M : Program Studi : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Pembimbing Mengetahui, Koordinator TA / Ka Prodi (Ir. Ruli Nutranta, M.Eng) (Ir. Ruli Nutranta, M.Eng)

3 ABSTRAKSI Dalam skripsi ini penulis menghitung sekaligus menganalisa Perancangan Dongkrak Hidrolik dengan beban maksimal lbs untuk Pesawat Udara tipe Beechcraft Baron 58 pada Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia. Seperti halnya fungsi dongkrak hidrolik yang digunakan pada kendaraan bermotor, dongkrak hidrolik pesawat udara atau dalam Bahasa Inggris dikenal dengan Aircraft Hydraulic Jack berfungsi mengangkat beban pesawat udara pada saat dalam perawatan atau perbaikan. Kapasitas beban maksimum yang dapat diangkat oleh dongkrak hidrolik pesawat udara tipe Beechcraft Baron 58 sebagaimana telah disebutkan di atas adalah berdasar pada berat pesawat udara dalam kondisi diam (maximum ramp), yaitu lbs. Adapun komponen geometri yang dipakai pada perancangan ini adalah memiliki tinggi jangkauan angkat beban pesawat udara sebesar 26 in sampai dengan 49 in, dipasang pada masing masing sayap pesawat udara yang telah dilengkapi dengan tempat untuk meletakkan puncak dongkrak hidrolik dengan pesawat udara, biasa dikenal dengan tripod jack. Perancangan ini menggunakan metode VDI 2221, yaitu suatu metode yang tersusun secara sistematik sehingga memudahkan para desainer maupun pembaca memahami tujuan rancangan yang dimaksud. Beberapa bagian dari metode VDI 2221 ini di antaranya adalah pembuatan daftar persyaratan alat yang dirancang, struktur fungsi serta dokumentasi produk. Oleh karena itu, metode VDI 2221 sangat menarik untuk dijadikan referensi dalam perancangan suatu produk

4 KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih Maha Penyayang. Segala puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat, nikmat dan hidayah-nya, sehingga berkat pertolongan-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan judul PERANCANGAN DONGKRAK HIDROLIK DENGAN BEBAN MAKSIMAL lbs UNTUK PESAWAT UDARA TIPE BEECHCRAFT BARON 58 PADA SEKOLAH TINGGI PENERBANGAN INDONESIA ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan penulis dalam mengikuti program pendidikan Strata I Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri di Universitas Mercu Buana. Selama penulisan skripsi ini banyak pihak yang telah memberikan perhatian, bantuan dan dorongan semangat kepada penulis, yang tentunya sangat bermanfat dan mendukung penulis. Untuk semua itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. H. Suharyadi, MS. selaku Rektor Universitas Mercu Buana. 2. Bapak Ir. Yuriadi Kusuma, M.Eng. selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri. 3. Ir. Ruli Nutranta, M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin sekaligus pembimbing skripsi. 4. Ir. Subiat W. Kusuma selaku Kepala Unit Hanggar Pesawat Udara Sekolah

5 Tinggi Penerbangan Indonesia beserta staff. 5. Orang tua serta saudara terkasih yang selalu memberikan dorongan semangat serta doanya. 6. Rekan mahasiswa Program Studi Teknik Mesin PKSM angkatan IV 7. Semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu. Semoga apa yang telah diberikan kepada penulis diterima oleh Allah SWT. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan mengingat terbatasnya kemampuan penulis maka kritik dan saran tetap penulis harapkan, tetapi penulis berusaha secara maksimal untuk memberikan yang terbaik dalam penulisan ini dan semoga apa yang penulis uraikan dalam skripsi ini bermanfaat bagi kita semua, Amien. Jakarta, September 2007 Penulis

6 DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAKSI... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR ISTILAH...xi DAFTAR NOTASI... xiii DAFTAR GAMBAR...xv DAFTAR TABEL... xviii BAB I PENDAHULUAN..I Latar Belakang...I Tujuan Penulisan...I Identifikasi Masalah...I Pembatasan Masalah... I Perumusan Masalah....I Metodologi Penulisan.....I Sistematika Penulisan.....I -6 BAB II LANDASAN TEORI... II HIDROLIK.....II Definisi Fluida....II Statika Fluida..II DESAIN PRODUK..II METODE PERANCANGAN SISTEMATIS..II -7

7 2.4 METODE VDI II Tujuan VDI II Langkah langkah kerja dalam VDI II Penjabaran Tugas (Clarification of Tasks)..II Penentuan Konsep Rancangan (Conceptual Design)...II Perancangan Wujud.II -23 BAB III KONSEP RANCANGAN III Tugas..III Penjabaran Tugas (Clarification of Task).III Latar Belakang Perancangan Dongkrak Hidrolik III Daftar Kehendak Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara. III Abstraksi Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara...III Struktur Fungsi...III Prinsip Solusi untuk Subfungsi.....III Memilih Variasi Kombinasi Yang Terbaik...III Mengkombinasikan Prinsip Solusi....III Memilih Kombinasi Terbaik..III Meneguhkan Varian Konsep..III -58 BAB IV PEMBAHASAN..IV Perhitungan kebutuhan material...iv Part catalog (Gambar katalog)...iv Assy / Sub assy drawing ( Gambar rakitan / sub rakitan)...iv -4

8 Gambar rakitan Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara...IV Gambar sub rakitan dongkrak pesawat udara pada posisi jangkauan minimal dan maksimal...iv Gambar sub rakitan Transporter / carrier DoHPU...IV Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 90º...IV Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 225º...IV Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 315º...IV Gambar sub rakitan penyangga luar DoHPU...IV Gambar sub rakitan penyangga pusat DoHPU...IV Gambar sub rakitan ungkit DoHPU...IV Gambar sub rakitan tabung hidrolik DoHPU...IV Part Drawing...IV Tabung Hidrolik...IV Pipa penyalur cairan hidrolik...iv Baut penahan posisi tabung hidrolik...iv Batang pengangkat hidrolik...iv Pengungkit DoHPU...IV Sarung pengungkit DoHPU...IV Pin pengait (bentuk baut) roda transporter DoHPU...IV Roda transporter DoHPU...IV Penyangga roda transporter DoHPU...IV Bantalan roda transporter DoHPU...IV Dasar penyangga transporterdohpu posisi315º..iv Dasar penyangga transporterdohpu posisi 225º.IV -42

9 Dasar penyangga transporter posisi 90º...IV Penyangga bagian dalam DoHPU...IV Pin penyangga DoHPU...IV Penyangga bagian luar DoHPU untuk posisi 225º...IV Penyangga bagian bawah DoHPU...IV Penyangga bagian atas DoHPU...IV Pin penahan posisi tabung pengangkat beban...iv Tabung batang pengangkat beban...iv Dinding pin penarik pengait pengangkat beban...iv Pengait batang pengangkat beban...iv Pegas pengatur posisi pengait pengangkat beban...iv Penyangga tabung batang pengangkat beban...iv Bagian dalam batang pengangkat beban...iv Bagian luar batang pengangkat beban...iv Puncak batang pengangkat beban...iv Analisa Kekuatan...IV Perhitungan sambungan las...iv Tegangan geser yang diijinkan...iv Beban Maksimum yang ditahan oleh las lasan penyangga bagian dalam DoHPU...IV Panjang las-an...iv Kekuatan geser las...iv -74

10 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN..V Kesimpulan...V Saran V -2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN

11 DAFTAR ISTILAH Spesialisasi Infrastruktur Fasilitas Laboratorium Workshop Afiliasi Prosedural Pesawat Udara : Kekhususan. : Prasarana. : Sarana. : Tempat praktik. : Bengkel kerja. : Berkelompok / bergabung. : Sesuai prosedur. : Pesawat yang bergerak karena adanya aliran udara di sekitar. Dongkrak hidrolik : Alat angkat beban dengan menggunakan hidrolik. Jackpad : Tempat peletakan dongkrak hidrolik pada pesawat udara tipa Beechcraft Baron 58 yang dirancang khusus untuk posisi dongkrak hidrolik pesawat udara, terbuat dari bahan baja. Hydraulic Aircraft Jack : Dongkrak hidrolik pesawat udara (Bahasa Inggris). Overhaul Kompresibilitas Statika Gaya hidrostatik : Perbaikan total / pembongkaran. : Mampu tekan. : Bersifat diam / tidak bergerak. : Gaya yang ditimbulkan oleh zat cair pada ix keadaan diam.

12 Multidisiplin : Banyak disiplin. Desainer : Perancang. Abstraksi : Garis besar materi. Formulasi : Perhitungan. Kuantitatif : Jumlah.

13

14

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Prosedur pemecahan maslah secara umum.....ii -8 Gambar 2.2 Skema langkah kerja..ii -13 Gambar 2.3 Pembuatan struktur fungsi II-18 Gambar 3.1 Struktur Fungsi Keseluruhan....III -12 Gambar 3.2 Sub Struktur Fungsi.. III -13 Gambar 4.1 Dongkrak hidrolik pesawat udara IV -1 Gambar 4.2 Part catalog dongkrak hidrolik IV -3 Gambar 4.3 Gambar rakitan dongkrak hidrolik pesawat udara IV -4 Gambar 4.4 Min max A/C Hydraulic Jack sub assy drawing IV -6 Gambar 4.5 Transporter DoHPU sub assy drawing IV -7 Gambar 4.6 Penyangga dalam DoHPU 90 ub assy drawing IV -8 Gambar 4.7 Penyangga dalam DoHPU IV -9 Gambar 4.8 Penyangga dalam DoHPU IV - 10 Gambar 4.9 Penyangga luar DoHPU sub assy drawing.... IV -11 Gambar 4.10 Penyangga pusat DoHPU sub assy drawing...iv -12 Gambar 4.11 Ungkit DoHPU sub assy drawing.iv -13 Gambar 4.12 Tabung hidrolik DoHPU sub assy drawing..iv -14 Gambar 4.13 Gambar tabung hidrolik IV -15 Gambar 4.14 Gambar pipa penyalur cairan hidrolik..iv -18 Gambar 4.15 Gambar baut penahan posisi tabung...iv -24 Gambar 4.16 Gambar batang pengangkat hidrolik...iv -25 Gambar 4.17 Gambar ruang ungkit tabung hidrolik...iv -28 Gambar 4.18 Gambar pengungkit DoHPU...IV -29 xv

16 Gambar 4.19 Gambar sarung pengungkit DoHPU...IV -31 Gambar 4.20 Gambar pin pengait roda transporter DoHPU...IV -32 Gambar 4.21 Gambar roda transporter DoHPU...IV -35 Gambar 4.22 Gambar penyangga roda transporter DoHPU...IV -36 Gambar 4.23 Gambar bantalan roda transporter DoHPU...IV -38 Gambar 4.24 Gambar dasar penyangga transporter DoHPU posisi 315º...IV -39 Gambar 4.25 Gambar dasar penyangga transporter DoHPU posisi 225º...IV -43 Gambar 4.26 Gambar dasar penyangga transporter DoHPU posisi 90º...IV -43 Gambar 4.27 Gambar penyangga bagian dalam DoHPU posisi 90º...IV -44 Gambar 4.28 Gambar penyangga bagian dalam DoHPU posisi 225º...IV -47 Gambar 4.29 Gambar penyangga bagian dalam DoHPU posisi 315º...IV -48 Gambar 4.30 Gambar pin penyangga DoHPU posisi 315º...IV -48 Gambar 4.31 Gambar pin penyangga DoHPU posisi 225º...IV -49 Gambar 4.32 Gambar pin penyangga DoHPU posisi 90º...IV -49 Gambar 4.33 Gambar penyangga bagian luar DoHPU posisi 315º...IV -51 Gambar 4.34 Gambar penyangga bagian luar DoHPU posisi 225º...IV -51 Gambar 4.35 Gambar penyangga bagian luar DoHPU posisi 90º...IV -52 Gambar 4.36 Gambar penyangga bawah DoHPU...IV -54 Gambar 4.37 Gambar penyangga atas DoHPU...IV -57 Gambar 4.38 Gambar penahan posisi tabung pengangkat beban...iv -59 Gambar 4.39 Gambar tabung batang pengangkat beban...iv -61 Gambar 4.40 Gambar dinding pin penarik pengait batang pengangkat beban...iv -63 Gambar 4.41Gambar pengait batang pengangkat beban...iv -63 Gambar 4.42 Gambar pegas pengatur posisi pengait batang pengangkat beban...iv -65 Gambar 4.43 Gambar penyangga tabung batang pengangkat beban...iv -67

17 Gambar 4.44 Gambar bagian dalam batang pengangkat beban...iv - 68 Gambar 4.45 Gambar bagian luar batang pengangkat beban...iv -70 Gambar 4.46 Gambar puncak batang pengangkat beban...iv -71

18 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Daftar Pengecekan untuk Pedoman Spesifikasi...II - 15 Tabel 3.1Daftar Kehendak Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Beechcraft Baron 58 II -4 Tabel 3.2 Daftar Abstraksi I dan II...III - 8 Tabel 3.3 Prinsip Solusi...III -22 Tabel 3.4 Pemilihan variasi struktur fungsi...iii -26 Tabel 3.5 Kombinasi Prinsip Solusi varian 1...III -37 Tabel 3.6 Kombinasi Prinsip Solusi varian 2...III -41 Tabel 3.7 Kombinasi Prinsip Solusi varian 3...III -45 Tabel 3.8 Kombinasi Prinsip Solusi varian 4...III -49 Tabel 3.9 Tabel Nilai Evaluasi...III -53 Tabel 3.10 Tabel Hasil Evaluasi Varian 1...III -54 Tabel 3.11 Tabel Hasil Evaluasi Varian 2...III -55 Tabel 3.12 Tabel Hasil Evaluasi Varian 3...III -56 Tabel 3.13 Tabel Hasil Evaluasi Varian 4...III -57 Tabel 4.1 Sifat minimum logam las...iv -72

19 BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia (STPI) yang terletak di Propinsi Banten tepatnya di Kecamatan Legok Kabupaten Tangerang adalah instansi yang berada di bawah koordinasi Departemen Perhubungan dan merupakan salah satu instansi yang mengemban visi dan misi sebagai pusat pendidikan dan pelatihan bagi para insan perhubungan udara di Indonesia. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, kampus penerbangan ini harus berbenah diri agar dapat berkompetisi secara sehat dengan instansi lain yang menyelenggarakan jenjang pendidikan dengan spesialisasi materi yang sama. Pembenahan yang dilakukan meliputi sumber daya manusia, infrastruktur serta segala sesuatu yang berkaitan dengan peningkatan kualitas pembelajaran. Penggunaan fasilitas yang berhubungan dengan proses belajar mengajar merupakan beberapa hal yang saling berkaitan, sehingga penggunaan fasilitas yang ada di dalam laboratorium maupun workshop perlu perawatan intensif agar alat praktek tersebut terjaga dengan baik sesuai dengan prosedur perawatan dan pemeliharaan yang telah ditetapkan oleh pihak pabrik terkait. Sehubungan dengan perlunya perawatan dan pemeliharaan tersebut maka sebagai lembaga yang berafiliasi dengan dunia penerbangan, Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia secara prosedural harus mengikuti petunjuk penggunaan

20 alat praktek yang terangkum dalam buku petunjuk pengoperasian peralatan maupun buku manual perawatan dan pemeliharaan. Berdasarkan pokok kegiatan, pesawat latih merupakan komponen yang paling penting dilakukan perawatan dan pemeliharaannya secara berkala di samping komponen lain yang menunjang. Pada workshop yang dimiliki oleh Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia terdapat beberapa pesawat latih yang digunakan sebagai alat praktek, di antaranya adalah pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58. Di dalam perawatan dan pemeliharaan pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58, seorang penerbang maupun teknisi pesawat wajib mengetahui secara rinci bagian bagian dari pesawat jenis ini. Hal ini diberlakukan terkait dengan operasional pesawat dengan faktor keselamatan dan keamanan para pengguna pesawat udara tersebut. Hal hal yang perlu diketahui dan dipahami oleh penerbang maupun teknisi mengenai pesawat jenis ini adalah gambaran umum pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58, batasan yang tidak boleh dilanggar oleh para penerbang, teknisi maupun pengguna pesawat jenis Beechcraft Baron 58, prosedur rutin yang harus diperiksa pada saat pengoperasian alat dan penanganan, pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan agar pesawat ini dapat beroperasi dengan baik. Terkait dengan penanganan, pemeliharaan dan perawatan pesawat udara, terdapat peralatan kerja yang mendukung performa dari pesawat udara Beechcraft Baron 58, salah satunya adalah dongkrak hidrolik khusus untuk pesawat udara

21 jenis Beechcraft Baron 58 yang berfungsi membantu teknisi dalam mengamati serta memperbaiki komponen bermasalah. Pada saat sekarang workshop Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia memiliki satu jenis dongkrak hidrolik pesawat udara dengan spesifikasi satu set dongkrak hidrolik pesawat udara yang mampu menahan beban pesawat sebesar lbs. Perlu diketahui bahwa pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58 memiliki dua lokasi yang digunakan sebagai tempat peletakan dongkrak hidrolik pesawat udara yang biasa disebut dengan jackpad. Kedua jackpad ini berbahan baja dan dirancang khusus untuk posisi dongkrak hidrolik pesawat udara pada saat digunakan. Adapun hal yang menjadi pemikiran penulis saat ini adalah selain alat yang dimiliki oleh workshop Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia ini hanya satu, penulis memiliki terobosan bagaimana cara memodifikasi dongkrak hidrolik pesawat ini dengan jalan merancang dongkrak hidrolik pesawat yang mampu menahan beban sebesar lbs atau kurang lebih 3 ton. Hal ini berdasarkan pada faktor keselamatan kerja serta faktor keamanan dalam memelihara dan merawat pesawat. Hal lain yang mendasari penulis dalam perancangan ini adalah rekomendasi dari pabrik pembuat pesawat udara Beechcraft Baron 58 yang menyatakan bahwa beban pesawat tidak boleh lebih dari lbs pada tiap titik berat pesawat yang didongkrak. Dengan adanya perancangan ini diharapkan mampu membantu teknisi dalam memelihara dan merawat pesawat udara Beechcraft Baron 58 serta mampu mengatasi permasalahan alat yang ada pada saat sekarang.

22 1.2. TUJUAN PENULISAN Penulisan ini dilakukan dengan tujuan agar : a. Menjadi sumbangan ilmu dan ide yang penulis dapatkan selama mengikuti proses pekuliahan pada Universitas Mercu Buana. b. Hasil penulisan diharapkan bermanfaat sebagai bahan evaluasi dan tambahan wawasan bagi para teknisi maupun pembaca umum lainnya dalam membuat alternatif pengoperasian peralatan menjadi lebih mudah. c. Dapat meningkatkan pemahaman dan penguasaan materi serta penerapannya yang berkaitan dengan mekanika dan perancangan. 1.3 IDENTIFIKASI MASALAH Dalam penulisan ini dapat diidentifikasikan masalah sebagai berikut : a. Faktor apa sajakah yang perlu diketahui dalam menggunakan dongkrak hidrolik pesawat? b. Bagaimana pengoperasian dongkrak hidrolik pesawat yang dirancang? c. Bagaimana bentuk serta cara kerja dongkrak hidrolik yang dibutuhkan dalam memelihara dan merawat pesawat udara Beechcraft Baron 58? d. Rancangan yang bagaimanakah yang dimodifikasi dan dibuat agar sesuai dengan rekomendasi pabrik pembuat pesawat udara Beechcraft Baron 58? 1.4. PEMBATASAN MASALAH Berdasarkan identifikasi masalah di atas, diketahui berbagai permasalahan sehingga dapat menjadi acuan dalam pengembangan modifikasi dongkrak hidrolik

23 pesawat udara yang terdapat pada workshop Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia. Di sini penulis membatasi permasalahan yang dipaparkan, yaitu bagaimana merancang dongkrak hidrolik pesawat udara sesuai dengan rekomendasi sehingga mampu menahan beban pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58 pada saat pemeliharaan dan perawatan pesawat PERUMUSAN MASALAH Dengan telah teridentifikasikannya masalah di atas maka selanjutnya dapat dirumuskan kembali masalah tersebut sebagai berikut : a. Bagaimana merancang dongkrak hidrolik pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58 sesuai dengan rekomendasi pabrik pembuat pesawat udara? b. Bagaimana menentukan komponen dongkrak hidrolik pesawat udara yang sesuai dengan kebutuhan dan faktor keselamatan kerja serta keamanannya? c. Bentuk dongkrak hidrolik pesawat udara yang diinginkan seperti apa? 1.6. METODOLOGI PENULISAN Dalam penulisan tugas akhir ini, ada beberapa aspek yang mendukung pembuatan rancangan tersebut. Metode yang digunakan sebagai berikut : 1. Studi Observasi Penulis melakukan pengamatan langsung pada workshop Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia di mana terdapat pesawat udara jenis Beechcraft Baron 58 serta bentuk dongkrak hidrolik pesawat udara yang sudah ada.

24 2. Studi Pustaka Mencari literatur yang berhubungan dengan masalah yang dipaparkan sebagai judul dari tugas akhir ini 3. Dokumentasi Pengumpulan foto serta arsip yang berhubungan dengan perancangan SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika dalam tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab dan pada tiap bab terdiri dari bagian bagian. Hal ini dimaksudkan agar mempermudah dalam penulisan dan mempermudah memahaminya. Sistematikanya adalah sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Latar Belakang, Tujuan Penulisan, Identifikasi Masalah, Pembatasan Masalah, Perumusan Masalah, Metodologi Penulisan dan Sistematika Penulisan. BAB II : TINJAUAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR Tinjauan Teori, Kerangka Berpikir BAB III BAB IV BAB V : KONSEP RANCANGAN : PEMBAHASAN : KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan, Saran

25 BAB II DASAR TEORI 2.1 HIDROLIK Definisi Fluida Fluida adalah zat zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan bentuk wadah tempatnya. Bila berada dalam keseimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya tangensial atau gaya geser. Semua fluida memiliki suatu derajat kompresibilitas dan memberikan tahanan kecil terhadap perubahan bentuk. Fluida dapat digolongkan ke dalam cairan atau gas. Perbedaan perbedaan utama antara cairan dan gas adalah (a) cairan praktis tak kompresibel, sedangkan gas kompresibel dan sering sekali harus diperlakukan demikian dan (b) cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan permukaan bebas sedangkan gas dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah tempatnya Statika Fluida Tekanan rata rata pada permukaan seluas A adalah gaya dibagi luas, dengan catatan gaya tersebut berarah tegak lurus terhadap permukaan tekanan rata rata p = gaya F yang be ker ja pada permukaan luas permukaan A...(2.1) Satuan British untuk tekanan adalah pounds per square inch (psi) Tekanan hidrostatik kolom cairan setinggi h dengan rapat massa ρ adalah : p = hρg...(2.2) 1 Giles, Ranald V, Penerjemah Ir. Herman Widodo Soemitro, Mekanika Fluida dan Hidraulika, Jakarta, Penerbit Erlangga, 1993, h.1

26 Prinsip Pascal : Apabila tekanan pada fluida (cairan atau gas) dalam ruang tertutup diubah, maka tekanan pada segenap bagian fluida berubah dalam jumlah yang sama. Prinsip Archimedes : Benda yang seluruhnya atau sebagian tenggelam dalam fluida mengalami gaya apung sebesar berat fluida yang dipindahkan. Gaya apung ini dianggap bekerja dalam arah vertikal ke atas dan melalui titik pusat gravitasi fluida yang dipindahkan. F apung = berat fluida yang dipindahkan 2 Garis kerja gaya melalui pusat tekanan yang dapat ditempatkan dengan memakai rumus Icg y cp = + y y A cg cg...(2.3) di mana I cg adalah momen inersia luas di sekitar sumbu pusat beratnya. Jarak jarak y diukur sepanjang bidang tersebut dari suatu sumbu pada irisan bidang itu dan permukaan cairan, yang dapat diperpanjang jika perlu. Komponen mendatar gaya hidrostatik pada sembarang permukaan (bidang datar atau tak teratur) sama dengan gaya tegak lurus pada proyeksi tegak dari permukaannya. Komponen itu bekerja menembus pusat tekanan untuk proyeksi tegaknya. Komponen tegak gaya hidrostatik pada sembarang permukaan (bidang datar atau tidak teratur) sama dengan berat volume cairan di atas permukaan itu, baik nyata maupun khayal. Gaya itu menembus melalui pusat berat volume tersebut. 3 2 Bueche, Frederick J, Ph.D, penerjemah Darmawan,B, Drs, M.Sc, Teori dan Soal soal Fisika, Jakarta, Penerbit Erlangga, 1997, h Op.Cit, h.22

27 2.2 DESAIN PRODUK Desain produk merupakan sebuah bidang keilmuan atau profesi yang menentukan bentuk dari sebuah produk manufaktur, mengolah bentuk tersebut agar sesuai dengan pemakainya dan sesuai dengan kemampuan proses produksi pada industri yang memproduksinya. Tujuan dasar dari segala upaya yang dilakukan oleh seorang desainer produk dalam kerjanya adalah untuk membuat hidup lebih nyaman, menyenangkan, dan efisien dengan mempelajari manusia pada saat melakukan aktifitasnya dalam bekerja baik di rumah ataupun di lain tempat. Dengan mempelajari bagian bagian produk yang langsung berinteraksi dengan manusia sebagai pemakainya tersebut, diharapkan selain dapat dihasilkan produk produk yang aman terhadap penggunanya juga aman terhadap lingkungan. Pada akhirnya dari sentuhan desainer produk lahirlah sebuah produk yang membuat masyarakat ingin untuk membelinya. Seorang desainer produk diharapkan mampu memiliki dan mengembangkan karakteristik kreatif, mempunyai kemampuan dalam mengolah bentuk, mampu bekerjasama secara multidisiplin, serta mampu mempresentasikan ide secara sistematis dan jelas. Desainer produk mengembangkan dan dan menjelajahi ruang lingkup alternatif yang lebar melalui gambar dan model, kemudian menyempitkan desainnya secara terarah dengan melakukan seleksi alternatif melalui tes tolok ukur kebutuhan pengguna dan kemampuan manufaktur. Istilah Desain Produk Industri atau Industrial Design muncul pertama pada awal abad 20 sebagai pendeskripsian dari proses pendahuluan secara kreatif terhadap barang barang yang diproduksi secara massal. Untuk mengatasi

28 rumitnya sebuah proses produksi massal, desainer produk perlu menyelenggarakan tes daya guna produk untuk meyakinkan bahwa sebuah produk dapat memenuhi kebutuhan, keinginan, dan harapan penggunanya, dan sering sekali mereka mengatur ulang komponen komponen atau bagian bagiannya untuk membuat produk produk lebih efisien untuk diproduksi mudah dirakit, mudah diperbaiki dan didaur ulang. Seorang desainer produk haruslah memiliki dan harus mempunyai : keahlian memecahkan masalah secara kreatif kemampuan untuk menuangkan konsep dengan sketsa cepat kemampuan untuk berkomunikasi secara verbal dan tulisan dengan baik kemampuan komputer. Untuk meningkatkan daya saing, kualitas dan produktifitas, diperlukan adanya suatu aktifitas riset dan pengembangan produk produk baru. Ditinjau dari tipenya, desain produk dibagi menjadi beberapa kategori : a. Selection design (desain seleksi) Di dalam tipe ini, dipilih satu item (atau lebih) dari sebuah daftar suatu item sejenis. Hal ini biasa dilakukan ketika kita memiliki katalog suatu barang. Untuk memulai desain tipe ini kita harus benar benar mengetahui fungsi dan karakteristik dari suatu item dan kebutuhan dari alat yang didesain. Sebagai contoh dalam perancangan dongkrak hidrolik dibutuhkan silinder padat yang berfungsi untuk menahan beban hingga pada titik maksimum beban yang diberikan oleh sebuah pesawat jenis Beechcraft Baron 58 yang memiliki berat kurang lebih lbs pada

29 saat tidak beroperasi. Agar mampu menahan beban pesawat tersebut maka sebuah silinder padat dikombinasikan dengan tabung yang di dalamnya terdapat fluida yang berfungsi sebagai cairan yang mampu menahan gaya yang diperoleh dari beban pesawat. Oleh karena itu, diperlukan kesesuaian dalam memilih dan menentukan silinder padat dengan fluida serta tabung hidrolik menurut fungsi dan karakteristiknya. b. Configuration design (desain konfigurasi) Pada tipe ini semua jenis bagian dirakit menjadi suatu bagian yang utuh berdasarkan fungsi dan karakteristiknya. Sebagai contoh dongkrak hidrolik untuk pesawat jenis Beechcraft Baron 58 yang penulis rancang di antaranya terdiri dari roda pengangkut, kaki pelat penunjang, batang penunjang bagian luar, batang penunjang bagian luar, pin penunjang, tabung penyimpan fluida, pipa penyalur fluida, tabung penyangga tabung hidrolik, tabung hidrolik, silinder tekan, pin penahan beban harus dirakit menjadi satu bagian yang berfungsi secara utuh. Dalam perakitan ini yang diperlukan adalah metode perakitannya yang disebut dengan desain konfigurasi. Sebagai contoh pipa penyalur fluida yang penulis rancang dengan menggunakan pipa berbahan tembaga dengan diameter luar sebesar hampir mendekati 0,5 inchi (kurang lebih 13 mm) agar diperoleh bentangan material yang tepat, maka perlu digunakan rumus bentangan : α B = 2π ( Rd + K. t)...(2.4) 360

30 Untuk menyelesaikan perancangan, dalam mendesain haruslah sesuai dengan besarnya α, Rd, K dan t yang diinginkan sehingga banyak kombinasi yang kita peroleh. Disinilah parameter menjadi bagian penting dari perancangan. c. Parametric design (desain parametris) Tipe desain ini untuk menentukan sebuah besaran kuantitatif yang menjadi parameter terbentuknya sebuah produk. d. Original design (desain asli) Setiap proses desain yang dikerjakan dan sebelumnya belum pernah dibuat akan dinamakan dengan desain asli. Berbeda dengan tipe desain sebelumnya (seleksi, konfigurasi dan parametris), maka jenis desain ini benar benar sesuatu yang unik dan baru, yang kadang kadang tidak dapat diwakili oleh proses pada tipe lainnya. e. Redesign (desain ulang) Apa yang dinamakan desain ulang adalah mendesain sesuatu yang telah eksis. Sebagian besar proses yang terjadi di industri adalah proses desain ulang dari prototipe yang telah dibuat sebelumnya. Tapi dalam perkembangannya proses ini tidak stagnan dan kadang kadang suatu industri mengadakan perbaikan perbaikan untuk memenuhi kebutuhan pasar. Banyak contoh dari produk produk redesign misalnya sepeda, kendaraan bermotor, peralatan elektronik.

31 2.3 METODE PERANCANGAN SISTEMATIS Metode perancangan sistematis adalah suatu metode pemecahan masalah teknik dengan menggunakan tahap demi tahap analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian sustu sistem yang kompleks menjadi elemen elemen dan mempelajari karakteristik masing masing elemen tersebut beserta korelasinya. Sintesis adalah penggabungan elemen lemen yang sudah diketahui karakteristiknya untuk menciptakan suatu sistem baru. Pada metode perancangan sistematis, suatu tahap merupakan kelanjutan dari tahap sebelumnya dan menjadi acuan bagi tahap berikutnya. Dengan tahap tahap itu informasi yang bersifat kuantitatif diproses menjadi data yang bersifat kualitatif, dengan kata lain hasil suatu langkah baru selalu lebih nyata dari langkah langkah sebelumnya. Pada kenyataannya kondisi ini tidak selalu tercapai sehingga sering sekali dibutuhkan pengulangan kerja (iterasi). Prosedur pemecahan masalah secara umum dapat ditunjukan dalam skema pada gambar 2.1 di bawah ini.

32 Gambar 2.1 Prosedur pemecahan masalah secara umum Merancang merupakan suatu usaha untuk memenuhi permintaan yang dianggap cara paling sesuai untuk dilakukan. Merancang sebagai kegiatan teknik yang meliputi berbagai segi kehidupan manusia, tergantung pada penemuan dan hukum hukum dari ilmu pengetahuan dan teknologi. Selain itu dalam merancang perlu juga dipelajari adanya keterkaitan yang ada pada sistem benda teknik yang akan dirancang, di antaranya : a. Kaitan fungsi (Functional Interrelationship) Maksud dari kaitan fungsi ini adalah keterkaitan antara masukan dan

33 keluaran dari suatu sistem untuk melakukan kerja tertentu yang berhubungan dengan lingkungan sekitarnya. b. Kaitan kerja (Physical Interrelationship) Maksud dari kaitan kerja ini adalah adanya hubungan di mana kerja yang dilakukan adalah bagian dari proses fisika. Proses fisika ini berdasarkan pada efek fisik. Adapun efek fisika ini dapat digambarkan secara kuantitatif yang artinya hukum fisika menentukan banyaknya efek fisika yang terlibat. Fenomena kimia dan biologi termasuk di dalamnya. c. Kaitan bentuk (Form Interrelationship) Maksud dari kaitan bentuk ini adalah perwujudan nyata dari bentuk dasar dan bahan menjadi suatu struktur bangunan, lengkap dengan penataan lokasi serta pemilihan gerak kinematika. d. Kaitan sistem (System Interrelationship) Maksud dari kaitan sistem ini bahwa bentuk teknik hasil rancangan merupakan suatu sistem yang berinteraksi ddngan sistem yang lebih menyeluruh, yaitu lingkungan yang ada di sekitarnya. Langkah langkah dalam metode perancangan sistematis ini dapat dikelompokkan menjadi 4 (empat) tahap utama, antara lain Penjabaran Tugas, Perancangan Konsep, Perancangan Wujud dan Perancangan Terinci. 2.4 METODE VDI 2221 Pada dasarnya tugas utama seorang sarjana teknik adalah menerapkan ilmu pengetahuannya untuk memperoleh suatu solusi (pemecahan bagi masalah

34 masalah teknik), kemudian mengembangkan solusi tersebut menjadi solusi optimal untuk mengatasi kendala kendala materi, teknologi dan ekonomi. Maka dari itu dalam upaya memenuhi tugas tersebut tentu saja diperlukan suatu pola berpikir (bertindak) sistematik, kreatif yang diformulasikan dalam metode bekerja. Penggunaan metode demikian akan membantu sarjana teknik mesin dalam berinteraksi dengan kalangan disiplin ilmu lainnya, secara bersama sama memecahkan masalah masalah aktual yang ada di lingkungannya. Mendesain berarti menjabarkan ide yang dimiliki untuk menyelesaikan suatu masalah. Dengan diperolehnya ide diperlukan suatu metode yang dapat dipergunakan untuk mewujudkan ide tersebut hingga menghasilkan sebuah karya yang riil dan dapat dipertanggubgjawabkan secara ilmiah. Hal ini mendorong Persatuan Insinyur Jerman (Verein Deutscher Ingenieure/VDI) membuat suatu metode perancangan produk yang dikenal dengan metode VDI Metode tersebut adalah Pendekatan sistematik terhadap desain untuk Sistem Teknik dan Produk Teknik (System Approach to the Design of Technical System and Product) yang dijabarkan oleh G. Pahl dan W. Beitz. Di dalam skripsi ini penulis mencoba menjelaskan dan menjabarkan VDI 2221 agar lebih mudah dimengerti, kemudian menerapkannya untuk mendesaian Dongkrak Hidrolik untuk jenis pesawat Beechcraft Baron 58 yang mampu menahan beban hingga lbs.

35 2.4.1.Tujuan VDI 2221 Persaingan yang terjadi dalam membuat sistem dan produk teknik sangat ditentukan oleh ketepatgunaan/efektivitas proses desainnya. Berbagai kebutuhan harus disesuaikan terhadap perusahaan/pabrik, situasi pasar dan perkembangan teknologi. Ketiga macam kriteria tersebut harus dapat diatasi oleh suatu metode desain. VDI 2221 bersama dengan prinsip prinsip dein umum yang berlaku hingga saat ini membentuk suatu pedoman/metode yang tidak terkait kepada salah satu cabang industri tertentu. Tujuan yang ingin dicapai ialah merumuskan dan mengarahkan berbagai macam metode desain yang berkembang pesat akibat kegiatan riset. Diharapkan seorang pemakai dapat dengan cepat menguasai metode ini tanpa harus mempelajarinya secara terinci Langkah langkah kerja dalam VDI 2221 Secara keseluruhan langkah kerja yang terdapat dalam VDI 2221 terdiri dari 7 (tujuh) tahap, yang dikelompokkan menjadi 4 (empat) fase, yaitu : 1. Penjabaran Tugas (Clarification of Task) Penjabaran tugas ini meliputi informasi mengenai permasalahan dan kendala kendala yang dihadapi. Kemudian disusun suatu daftar persyaratan mengenai rancangan yang akan dibuat. 2. Penentuan Konsep Rancangan (Conceptual Design) Pada penentuan konsep rancangan ini meliputi tiga langkah kerja, yaitu : 2.1. Menentukan Fungsi dan Strukturnya.

36 2.2. Mencari Prinsip Solusi dan Strukturnya Menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan Perancangan Wujud (Embodiment Design). Pada perancangan wujud ini dimulai dengan menguraikan rancangan ke dalam modul modul yang diikuti oleh dessin awal dan desain jadi. 3 Perancangan Rinci (Detail Design) Perancangan rinci ini merupakan proses perancangan dalam bentuk gambar. Yang meliputi gambar yang tersusun dan gambar yang detail termasuk daftar komponen, spesifikasi bahan, toleransi dan lain sebagainya. Pada fase ini semua pekerjaan didokumentasikan sehingga pembuatan produk dapat dilaksanakan oleh operator atau insinyur lain yang ditunjuk. Langkah langkah kerja yang dikelompokkan dalam 4 (empat) fase di atas dapat digambarkan dalam diagram alir berikut ini :

37 Gambar 2.2 Skema langkah kerja

38 Penjabaran Tugas (Clarification of Tasks) Pada langkah kerja penjabaran tugas ini dilakukan perumusan dan daftar persyaratan yang disesuaikan dengan kehendak konsumen dan perancang, yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. Informasi ini akan menjadi acuan penyusunan spesifikasi. Pekerjaan - pekerjaan yang dilakukan meliputi : a. Mengumpulkan informasi/data yang berhubungan dengan perencanaan, memeriksa kendala apa saja yang dihadapi. b. Memeriksa kehendak - kehendak yang lain yang dapat menunjang pekerjaan. c. Merumuskan tugas yang dihadapi sehingga menjadi sesuai dengan kacamata desainer. Hasil kerja yang diperoleh ialah Daftar Kehendak/reqiurement list. Daftar kehendak merupakan dokumen penting, merupakan dasar dalam melaksanakan langkah kerja lainnya. Penemuan penting dapat timbul dalam proses desain sebagai akibat modifikasi atau penambahan daftar kehendak. Pentingnya daftar kehendak menyebabkan penanganannya harus teratur dan sistematik. Daftar kehendak yang sudah ditangani secara teratur dan sistematik dalam suatu format dinamakan Spesifikasi. Untuk mempermudah penyusunan spesifikasi, dapat dilakukan dengan meninjau aspek - aspek tertentu, seperti aspek geometri, kinematika, gaya, energi dan sebagainya. Dari aspek - aspek tersebut dapat diuraikan syarat - syarat yang harus dihadapi. Untuk mempermudah pada tahap pekerjaan yang berikutnya,

39 spesifikasi harus dilakukan secara teratur dan sistematik. Format dan daftar spesifikasi ditunjukkan pada tabel 2.1 Tabel 2.1 Daftar Pengecekan untuk Pedoman Spesifikasi. Judul Utama Geometri Kinematik Gaya Contoh - contoh Lebar, Tinggi, Panjang, Diameter, Jarak. Tipe gerakan, Arah gerakan, Kecepatan, Percepatan. Arah gaya, Besar gaya, Frekuensi, Berat, Deformasi, Kekuatan, Elastisitas, Gaya inersia. Energi Output, Efisiensi, Kerugian energi, Gesekan, Tekanan, Temperatur, Pemanasan, Pendinginan, Kapasitas. Material Aliran dan Transportasi material, Pengaruh fisika dan Kimia dari materail pada awal dan akhir produk, Material tambahan. Sinyal Keselamatan Input, Output, Bentuk, Display, Peralatan kontrol. Sistem proteksi langsung, Keselamatan operasional, dan Lingkungan. Ergonomi Hubungan operator mesin, Tipe pengoperasian, Penerangan dan Keserasian bentuk. Produksi Batasan pabrik, Kemungkinan dimensi maksimum, Produksi yang dipilih Kontrol Kualitas Perakitan Kemungkinan dilakukan kalibrasi dan Standarisasi. Aturan khusus, Instalasi, Pondasi.

40 Perawatan Jangka waktu servis, Penggantian dan Reparasi, Pengecatan dan Pembersihan. Biaya Jadwal Biaya maksimum produksi. Tanggal penyerahan. Setelah spesifikasi diperoleh dilakukan langkah - langkah abstraksi dan formulasi. Tujuan dari abstraksi adalah untuk menentukan bagian mana dari spesifikasi yang merupakan bagian penting dan berlaku umum. Pada saat melakukan langkah - langkah abstraksi dan formulasi, hal penting yang harus diperhatikan adalah membedakan sebuah persyaratan, apakah sebagai suatu tuntutan (demand) atau keinginan (wishes). Demand (keharusan) adalah persyaratan yang harus terpenuhi pada setiap kondisi, atau dengan kata lain apabila persyaratan itu tidak terpenuhi maka perancangan dianggap tidak benar/gagal. Wishes adalah persyaratan yang diinginkan apabila memungkinkan. Sebagai contoh suatu persyaratan membutuhkan biaya yang tinggi tanpa memberi pengaruh teknik yang besar, maka persyaratan tersebut dapat dihilangkan/diabaikan. Abstraksi dan formulasi akan mempermudah menentukan fungsi dan struktur fungsi. Abstraksi dan formulasi secara garis besarnya adalah sebagai berikut : 1. Keinginan/wishes dihilangkan. 2. Keharusan - keharusan/demands yang tidak menentukan fungsi untuk sementara dibuang. 3. Besaran kuantitatif diganti menjadi besaran kualitatif.

41 4. Formulasikan abstraksi Formulasikan abstraksi 4 menjadi solusi Penentuan Konsep Rancangan (Conceptual Design) Adapun yang dibahas dalam perancangan konsep ini ialah : 1. Menentukan fungsi dan strukturnya. Struktur Fungsi Keseluruhan Sub Fungsi 2. Mencari prinsip solusi dan strukturnya. Metode Konvensional Metode Intuitif Metode Kombinasi 3. Menguraikan menjadi varian yang dapat direalisasikan Pembuatan varian konsep Evaluasi Menentukan Fungsi dan Strukturnya (Determine Function and Their Structures) Dalam menentukan fungsi dan strukturnya hal - hal yang dibahas meliputi struktur fungsi keseluruhan dan sub fungsi Struktur Fungsi Keseluruhan (Overall Function) Setelah masalah utama diketahui, kemudian dibuat struktur fungsi secara keseluruhan. Struktur fungsi ini digambarkan dengan blok diagram yang

42 menunjukkan hubungan input dan output. Input dan output berupa aliran energi, material atau sinyal Sub Fungsi Apabila fungsi keseluruhan cukup rumit, maka cara untuk mengantisipasinya adalah membagi menjadi beberapa sub fungsi seperti pada gambar 2.3 di bawah ini. Pembagian ini akan memberikan keuntungan : Memberikan kemungkinan untuk melakukan pencarian solusi lebih lanjut. Memberikan beberapa buah kemungkinan solusi dengan melihat kombinasi solusi sub fungsi. Gambar 2.3 Pembuatan Sub Fungsi

43 Pada saat pembuatan struktur fungsi, harus dibedakan antara perancangan murni (original design) dengan perancangan ulang (adaptive design). Pada perancangan murni yang menjadi dasar struktur fungsi adalah spesifikasi dan masalah utama, sedang pada perancangan ulang perancangan dimulai dari struktur fungsi yang kemudian dianalisis. Analisis ini akan memberikan kemungkinan bagi pengembangan variasi solusi sehingga diperoleh solusi baru. Pada langkah ini dilakukan : Menentukan fungsi fungsi Pada mulanya fungsi keseluruhan, kemudian apabila perlu fungsi bagian (sub functions). Fungsi ini kemudian disusun menjadi struktur struktur fungsi, yang merupakan dasar untuk mencari prinsip solusi. Hasil kerja yang diperoleh ialah : Satu atau beberapa Struktur Fungsi/Function Structure. Struktur fungsi biasanya berupa gambar gambar atau diagram diagram sederhana Mencari Prinsip Solusi dan Strukturnya. Dasar dasar pemecahan masalah diperoleh dengan mencari prinsip pronsip solusi dari masing masing sub fungsi. Dalam tahap ini dicari sebanyak mungkin variasi solusi. Metode pencarian prinsip pemecahan masalah menurut Pahl W.Beitz dibagi dalam 3 (tiga) kategori yaitu :

44 a. Metode Konvensional Metode ini meliputi pencarian dalam literatur, textbook, jurnal jurnal teknik dan brosur yang dikeluarkan oleh perusahaan. Menganalisa gejala alam atau tingkah laku makhluk hidup dengan membuat analogi atau dibuat suatu model ini dapat mewakili karakteristik dari produk. b. Metode Intuitif Solusi dengan intuisi ini datang setelah periode pencarian dan pemikiran panjang, solusi ini kemudian dikembangkan dan diperbaiki. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengembangkan kemampuan intuitif ini antara lain dengan banyak melakukan diskusi dengan orang lain. c. Metude Kombinasi Metode ini mengkombinasikan kemungkinan solusi yang ada. Metode yang dapat digunakan adalah metode bentuk matrik,di mana sub fungsi dan prinsip solusi dimasukkan dalam kolom dan baris Mengurai menjadi varian yang dapat direalisasi Apabila kombanasi yang ada terlalu banyak maka untuk memilih kombinasi terbaik menjadi lama. Agar tidak terjadi hal tersebut, maka apabila memungkinkan jumlah kombinasi harus dikurangi. Prosedur yang dilakukan adalah dengan mengeliminasi dan memilih yang terbaik. Di bawah ini ada beberapa kriteria yang perlu diperhatikan di antaranya : Kesesuaian dengan fungsi keseluruhan. Terpenuhinya demand yang tercantum daam daftar spesifikasi.

45 Dapat dibuat atau diwujudkan Pengetahuan atau informasi tentang konsep yang bersangkutan memadai. Kebaikan dalam kinerja dan kemudahan produksi. Kemudahan dirakit. Kemudahan perawatan. Faktor biaya. Segi keamanan dan kenyamanan. Kemungkinan pengembangan lebih lanjut Pembuatan Varian Konsep Informasi lebih lanjut sangat diperlukan untuk pembuatan varian konsep yang akan dilakukan. Informasi ini dapat diperoleh dari : 1. Gambar atau sketsa untuk melihat kemungkinan keserasian. 2. Perhitungan kasar berdasarkan asumsi yang dipakai. 3. Pengujian awal berupa pengujian model untuk menemukan sifat utama atau pendekatan kuantitatif untuk persyaratan kualitatif mengenai kinerja dari suatu produk jadi. 4. Konstruksi model untuk visualisasi dan analisis. 5. Analogi model dan simulasi yang sering dilakukan dengan bantuan komputer. 6. Penelitian lebih lanjut dari literatur.

46 Evaluasi Evaluasi berarti menentukan nilai, kegunaan atau kekuatan yang kemudian dibandingkan dengan sesuatu yang dianggap ideal. Secara garis besar, langkah yang akan ditempuh adalah sebagai berikut : 1. Menentukan kriteria evaluasi (Identification of evaluation criteria) yang didasarkan pada spesifikasi yang dibuat. 2. Pemberian bobot kriteria (Weighting of evaluation criteria) Langkah ini merupakan kriteria yang dipilih yang mempunyai tingkat pengaruh yang berada pada tingkat varian konsep. Sebaiknya evaluasi dititikberatkan pada sifat utama yang diinginkan pada solusi akhir. 3. Menentukan parameter kriteria evaluasi (Compiling parameter) Agar perbandingan setiap varian konsep dapat dilihat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh varian konsep. 4. Memasukkan nilai parameter (Assesing value), sebaiknya harga yang dimasukkan adalah harga nominal. Menentukan nilai keseluruhan varian konsep (Determining Overall Weighting Value /OWV) Nilai keseluruhan untuk varian konsep dapat dihitung dengan rumus : OWV = W1 VV...(2.5) Di mana : W1 Vv = bobot kriteria evaluasi ke j = nilai kriteria evaluasi ke j 5. Memperkirakan ketidakpastian evaluasi (Evaluation uncertainities).

47 Kesalahan evaluasi bisa disebabkan oleh beberapa hal di antaranya : Kesalahan subyektif, seperti kurangnya informasi. Kesalahan perhitungan parameter. 6. Apabila terdapat nilai OWV yang berdekatan dari 2 (dua) varian konsep, maka akan dilakukan evaluasi titik lemah (Weak spot) Dengan menggunakan metode evaluasi di atas, maka diharapkan akan diperoleh solusi yang cukup memuaskan Perancangan Wujud Tahap ini merupakan akhir metode perancangan sistematis yang berupa presentasi hasil. Pada langkah kerja ini, dilakukan pekerjaan pekerjaan, merinci gambar akhir, termasuk gambar terperinci mengenai tiap tiap bagian/elemen dari produk. Merinci setiap data perakitan dan data data lain yang berhubungan dengan persiapan produksi/pembuatan. Pada akhir tahap ini dievaluasi kembali untuk melihat apakah produksi mesin atau sistem teknik tersebut benar benar sudah memenuhi spesifikasi dan semua gambar gambar dokumen produk lainnya telah selesai dan lengkap.

48 III - 1 BAB III Konsep Perancangan BAB III KONSEP PERANCANGAN Perancangan Dongkrak Hidrolik Pesawat Tipe Beechcraft Baron Tugas Merawat dan mempertahankan pesawat yang laik terbang diperlukan alat yang mendukung terwujudnya hal tersebut di atas. Oleh karena itu, salah satu alat pendukung perwujudan kelaikan terbang suatu pesawat udara dibutuhkan dongkrak hidrolik pesawat (dalam Bahasa Inggris dikenal dengan Hydraulic Aircraft Jack) yang berfungsi untuk menyesuaikan tinggi pesawat dalam posisi diam/tidak bergerak pada waktu di-overhaul atau dalam perbaikan. Pada bab ini, penulis berusaha membuat konsep perancangan dongkrak hidrolik pesawat udara tipe Beechcraft Baron 58 yang mampu menahan dan mengangkat beban maksimum hingga 6000 lbs. Adapun konsep yang diinginkan adalah merancang dongkrak hidrolik pesawat udara yang mudah dalam pemakaian, sederhana serta tepat guna akan tetapi mempunyai kelebihan mampu menahan dan mengangkat beban pesawat yang melebihi bobot badan pesawat tersebut, sehingga memudahkan teknisi dalam merawat dan memperbaiki pesawat udara. 3.2 Penjabaran Tugas (Clarification of Task) Latar Belakang Perancangan Dongkrak Hidrolik Bagi para teknisi pesawat udara khususnya yang bekerja di hanggar Sekolah

49 III - 2 BAB III Konsep Perancangan Tinggi Penerbangan Indonesia, dongkrak hidrolik pesawat udara merupakan salah satu komponen penting dalam merawat dan mempertahankan kondisi pesawat agar selalu dalam keadaan laik terbang. Alat tersebut di atas dibutuhkan oleh para teknisi pada waktu mengganti dan memeriksa bagian - bagian yang terletak pada badan pesawat tepatnya di bagian bawah pesawat, seperti penggantian roda pesawat, pemeriksaan sistem kontrol manual dan sebagainya apabila diperlukan. Akan tetapi, karena kondisi dongkrak hidrolik pesawat udara khususnya tipe Beechcraft Baron 58 yang digunakan oleh para teknisi hanggar Sekolah Tinggi Penerbangan Indonesia pada saat ini hanya mampu menahan dan mengangkat beban pesawat tidak lebih dari 5000 lbs (atau kurang lebih 2,5 ton) dan telah berumur lebih dari 10 tahun sehingga masalah yang dihadapi sekarang adalah bagaimana mencari pengganti alat tersebut tanpa harus membelinya hingga keluar negeri? Oleh karena itu, untuk mengatasi permasalahan tersebut maka penulis merancang dongkrak hidrolik pesawat udara untuk tipe Beechcraft Baron 58 yang mampu menahan dan mengangkat beban maksimum pesawat hingga 6000 lbs atau kurang lebih 3 ton. Hal ini didasari oleh berat maksimum paling besar yang terdapat dalam manual pesawat tipe Beechcraft Baron 58 ketika lepas landas (take-off), yaitu sebesar 5500 lbs Daftar Kehendak Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Berikut ini adalah daftar kehendak yang disusun agar diketahui gambaran secara garis besar mengenai bagaimana bentuk dongkrak hidrolik yang mampu menahan dan mengangkat beban maksimum hingga sebesar 6000 lbs serta tujuan

50 III - 3 BAB III Konsep Perancangan yang dicapai apabila alat yang dirancang telah terbentuk. Tahap pertama dikumpulkan ide - ide yang dikehendaki, akan tetapi masih dalam keadaan belum teratur. Adapun ide - ide tersebut adalah sebagai berikut : a. Memiliki tabung penyimpan cairan hidrolik yang dapat diisi ulang. b. Bila terjadi kerusakan diperbaiki di tempat. c. Dapat dirakit dan dibongkar. d. Mampu diproduksi secara massal. e. Diusahakan tidak terlalu kompleks (rancangan tidak rumit). f. Ketergantungan terhadap teknologi luar negeri seminimal mungkin. g. Tidak menyita banyak ruang. h. Dapat dibuat di bengkel kelas menengah ke atas i. Biaya pembuatan relatif murah. j. Cairan hidrolik tidak mengandung zat - zat berbahaya. k. Cukup dioperasikan oleh satu orang l. Dalam pembuatan banyak menyerap tenaga kerja. m. Mudah dipindahtempatkan. n. Pengoperasian mudah. o. Bahan tersedia di dalam negeri p. Aman bagi pengguna. q. Kapasitas beban hingga maksimum sebesar 6000 lbs. r. Dapat dikembangkan sesuai kebutuhan.

51 III - 4 BAB III Konsep Perancangan s. Perawatan mudah. t. Memenuhi kriteria keindahan. u. Rangka harus kokoh. v. Tahan terhadap korosi. Data data yang berkaitan dengan tugas, berupa tujuan pemecahan serta sifat yang harus dimiliki oleh rancangan didefinisikan secara lengkap dan jelas menjadi daftar kehendak yang dipaparkan pada table 3.1 berikut : Tabel 3.1 Daftar Kehendak Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara tipe Beechcraft Baron 58 FTI. PKSM UMB Teknik Mesin D / W DAFTAR SPESIFIKASI DONGKRAK HIDROLIK PESAWAT UDARA TIPE BEECHCRAFT BARON 58 DAFTAR KEHENDAK HALAMAN 1 D GEOMETRI Tinggi Jangkauan Efektif : 26 " 49 " D W Jangkauan dapat disesuaikan dengan badan dan sayap pesawat Dimensi dapat diubah sesuai dengan jenis pesawat BEBAN ANGKAT (Menggunakan Dongkrak) D Kapasitas maksimum : 6000 lbs (3 ton)

52 III - 5 BAB III Konsep Perancangan D Cukup dioperasikan oleh satu orang teknisi ERGONOMI D D D W Memenuhi kriteria keindahan Biaya pembuatan relatif murah Tidak menyita banyak ruang Dapat dikembangkan sesuai kebutuhan MATERIAL D D D D W Rangka harus kokoh Tahan terhadap korosi Memiliki tabung penyimpan cairan hidrolik yang dapat diisi ulang Bahan tersedia di dalam negeri Jaminan material mampu bertahan seumur hidup SINYAL D W Pengoperasian mudah dimengerti Dioperasikan dengan menggunakan remote (tombol kendali jarak jauh) W W Ukuran jangkauan dapat dilihat dengan menggunakan layar digital Volume cairan hidrolik dapat diketahui dengan sensor volume

53 III - 6 BAB III Konsep Perancangan KEAMANAN D D D Cairan hidrolik tidak mengandung zat zat berbahaya Aman bagi pengguna Aman bagi konstruksi PRODUKSI D D W W W W Mampu diproduksi secara massal Konstruksi yang dibuat tidak rumit Dapat dibuat di bengkel kelas menengah ke atas Ketergantungan terhadap teknologi luar negeri seminimal mungkin Banyak menyerap tenaga kerja Didukung oleh perusahaan perusahaan penerbangan dalam negeri PERAKITAN D D Dapat dirakit dan dibongkar Tidak memerlukan ruang yang khusus untuk merakit komponen KONTROL KUALITAS W W Lulus uji mutu komponen minimal tingkat nasional Menggunakan komponen yang sesuai dengan standar internasional

54 III - 7 BAB III Konsep Perancangan BIAYA D W Biaya pembuatan relatif murah Biaya investasi TRANSPORTASI D D Mudah dipindahtempatkan Dapat diangkut dengan kendaraan operasional PERAWATAN D D Perawatan mudah Bila terjadi kerusakan dapat diperbaiki di tempat LINGKUNGAN D Bebas polusi Keterangan : D W : Permintaan yang merupakan kehendak yang harus dipenuhi. : Harapan yang merupakan kehendak yang akan diambil bilamana memungkinkan.

55 III - 8 BAB III Konsep Perancangan Abstraksi Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Untuk mendefinisikan kemasan pokok hasil abstraksi daftar kehendak, maka dilakukan abstraksi I dan II dengan cara menjabarkan bagian bagian dari daftar kehendak langkah demi langkah yang dapat dilihat pada sub sub bab berikut ini Abstraksi I dan II Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Pada abstraksi I seluruh keinginan (wishes) pada daftar kehendak dihilangkan untuk sementara waktu. Dan untuk abstraksi II keharusan (demand) yang tidak memiliki hubungan langsung pada fungsi dan kendala pokok dapat diabaikan. Adapun hasil dari abstraksi I dan II dapat dilihat pada table 3.2 Tabel 3.2 Daftar Abstraksi I dan II FTI. PKSM UMB Teknik Mesin D / W DAFTAR SPESIFIKASI DONGKRAK HIDROLIK PESAWAT UDARA TIPE BEECHCRAFT BARON 58 DAFTAR KEHENDAK HALAMAN 1 D GEOMETRI Tinggi Jangkauan Efektif : 26 " 49 " D BEBAN ANGKAT (Menggunakan Dongkrak) Kapasitas maksimum : 6000 lbs (3 ton)

56 III - 9 BAB III Konsep Perancangan ERGONOMI D D Memenuhi kriteria keindahan Tidak menyita banyak ruang MATERIAL D D D Rangka harus kokoh Tahan terhadap korosi Memiliki tabung penyimpan cairan hidrolik yang dapat diisi ulang SINYAL D Pengoperasian mudah dimengerti KEAMANAN D D Cairan hidrolik tidak mengandung zat zat berbahaya Aman bagi pengguna PRODUKSI D D Mampu diproduksi secara massal Konstruksi yang dibuat tidak rumit

57 III - 10 BAB III Konsep Perancangan PERAKITAN D Dapat dirakit dan dibongkar BIAYA D Biaya pembuatan relatif murah PERAWATAN D D Perawatan mudah Bila terjadi kerusakan dapat diperbaiki di tempat Abstraksi III Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Abstraksi III mentransformasikan data kuantitatif menjadi data kualitatif yang penting. Dari pengabstraksian ketiga, dapat disimpulkan bahwa dongkrak hidrolik yang diinginkan adalah : a. Memiliki tinggi jangkauan efektif yang dapat mengangkat beban. b. Mampu mengangkat beban maksimum hingga sebesar 6000 lbs (3 ton). c. Memenuhi kriteria keindahan. d. Aman bagi pengguna e. Biaya pembuatan relatif murah.

58 III - 11 BAB III Konsep Perancangan Abstraksi IV Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Pada langkah ini abstraksi III diformulasikan menjadi bentuk yang lebih umum. Hasil abstraksi IV adalah dongkrak hidrolik pesawat udara tipe Beechcraft Baron 58 yang mampu menahan dan mengangkat beban maksimum hingga 6000 lbs atau 3 ton, dengan efektifitas jangkauan dongkrak yang dapat disesuaikan pada tinggi badan pesawat saat dinaikkan serta memenuhi kriteria keindahan dengan biaya pembuatannya relatif murah AbstraksiV Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Tahapan ini merupakan langkah menetralisasi seluruh masalah dengan memformulasikan tugas menjadi bebas solusi. Hasil abstraksi V adalah dongkrak hidrolik pesawat yang memenuhi standar ukuran yang dibutuhkan industri Struktur Fungsi Struktur fungsi didefinisikan sebagai hubungan secara umum antara input dan output suatu system teknik yang akan menjalankan satu tugas tertentu, sedangkan fungsi keseluruhan adalah kegunaan dari suatu alat tersebut. Fungsi keseluruhan ini kemudian diuraikan menjadi beberapa sub fungsi yang mempunyai tingkat kesulitan lebih rendah. Sehingga sub fungsi merupakan tugas yang harus dijalankan oleh komponen komponen yang menyusun alat tersebut. Rangkaian dari beberapa sub fungsi untuk mejalankan tugas keseluruhan disebut sebagai struktur fungsi. Tujuan menetapkan struktur fungsi adalah untuk memperoleh suatu definisi yang jelas dari sub sistem yang ada sehingga dapat diuraikan secara terpisah.

59 III - 12 BAB III Konsep Perancangan Fungsi Keseluruhan Fungsi ini digambarkan dengan diagram balok yang menunjukkan hubungan antara masukan dan keluaran di mana masukan dan keluaran tersebut berupa aliran energi, material dan sinyal. Keterangan : Gambar 3.1 Struktur Fungsi Keseluruhan Ei : Energi Input Si : Sinyal Input Mi : Eo : So : Mo : Material Input Energi Output Sinyal Output Material Output Sub Struktur Fungsi Untuk memperjelas struktur fungsi keseluruhan yang ditunjukkan pada Gambar 3.1 maka sub struktur fungsi digunakan untuk mengetahui lebih rinci fungsi tiap bagian dari dongkrak hidrolik pesawat udara tipe Beechcraft Baron 58.

60 III - 13 BAB III Konsep Perancangan Gambar 3.2 Sub Struktur Fungsi Fungsi Bagian dan Struktur Fungsi Bagian Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Untuk menentukan fungsi fungsi bagian dan struktur fungsi, perlu diperhatikan terlebih dahulu unsur unsur utama yang terkait dengan sistem Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara ( selanjutnya disingkat dengan DoHPU ). Unsur unsur utama DoHPU adalah sebagai berikut :

61 III 14 - BAB III Konsep Perancangan 1. Transporter DoHPU 2. Sarung Pengungkit 3. Pengungkit DoHPU 4. Penyangga Bagian Dalam DoHPU 5. Penyangga Bagian Luar DoHP 6. Pin Penyangga DoHPU 7. Penyangga Bagian Atas DoHPU 8. Penyangga Bagian AtasDoHPU 9. Tabung Hidrolik 10. Batang Pengangkat Hidrolik 11. Ruang Ungkit Tabung Hidrolik 12. Penyalur Hidrolik 13. Katup Pengembali Hidrolik ke dalam Tabung 14. Penyangga Ruang Ungkit Tabung 15. Baut Input Hidrolik 16. Baut Pengokoh Tabung 17. Batang Pengangkat Beban 18. Tabung Batang Pengangkat Beban 19. Penyangga Tabung Batang Pengangkat Beban 20. Pengait Batang Pengangkat Beban Fungsi bagian ditinjau dari Transporter DoHPU Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk dan ukuran Transporter DoHPU agar dapat memindahkan dongkrak hidrolik dari posisi diam ke posisi lokasi yang dibutuhkan oleh teknisi.

62 III 15 - BAB III Konsep Perancangan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Sarung Pengungkit Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Sarung Pengungkit agar sesuai dengan pengungkit sehingga memenuhi kriteria keindahan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Pengungkit DoHPU Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran dan posisi Pengungkit DoHPU agar dapat membantu proses penggunaan hidrolik sebagai salah satu faktor yang menyebabkan beban terangkat Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyangga Bagian Dalam DoHPU Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk,ukuran serta posisi Penyangga Bagian Dalam DoHPU agar dapat menyangga beban hingga maksimum Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyangga Bagian Luar DoHPU

63 III 16 - BAB III Konsep Perancangan Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk dan ukuran Penyangga Bagian Luar DoHPU agar dapat menyangga dongkrak sehingga mampu mengangkat beban Fungsi bagian ditinjau dari unsur Pin Penyangga Dongkrak Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Pin Penyangga Dongkrak agar dapat mengunci penyangga bagian dalam dan bagian luar dongkrak agar rangka menjadi lebih kokoh Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyangga Bagian Atas Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran dan posisi Penyangga Bagian Atas agar dapat mengokohkan rangka dongkrak serta memenuhi kriteria keindahan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyangga Bagian Bawah Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran dan posisi Penyangga Bagian Bawah agar dapat membantu penyangga lainnya dalam mengokohkan rangka dongkrak sehingga tidak mudah rapuh serta memenuhi kriteria keindahan.

64 III 17 - BAB III Konsep Perancangan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Tabung Hidrolik Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Tabung Hidrolik agar dapat menyimpan cairan hidrolik dengan baik Fungsi bagian ditinjau dari unsur Batang Pengangkat Hidrolik Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk dan ukuran Batang Pengangkat Hidrolik agar dapat mengangkat hidrolik dari posisi diam (pada saat tidak ada beban) Fungsi bagian ditinjau dari unsur Ruang Ungkit Tabung Hidrolik Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk dan ukuran Ruang Ungkit Tabung Hidrolik agar sesuai dengan alat pengungkit dongkrak sehingga dapat menggerakkan batang pengangkat hidrolik.

65 III 18 - BAB III Konsep Perancangan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyalur Hidrolik Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Penyalur Hidrolik agar dapat menyalurkan cairan hidrolik ke dalam tabung sehingga membantu batang pengangkat beban Fungsi bagian ditinjau dari unsur Katup Kembali Hidrolik Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk dan ukuran Katup Kembali Hidrolik agar dapat membantu cairan hidrolik untuk keluar masuk dari/ke tabung hidrolik kembali Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyangga Ruang Ungkit Tabung Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Penyangga Ruang Ungkit Tabung agar dapat menyangga ruang ungkit sehingga posisi ruang ungkit tetap kokoh dan dapat bergerak lurus.

66 III 19 - BAB III Konsep Perancangan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Baut Input Hidrolik Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk dan ukuran Baut Input Hidrolik agar dapat membantu proses keluar/masuknya cairan hidrolik pada saat cairan diperbarui Fungsi bagian ditinjau dari unsur Baut Pengokoh Tabung Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Baut Pengikat Tabung agar dapat mengokohkan posisi tabung hidrolik dan komponen lain yang terdapat di sekitarnya sehingga beban tetap seimbang Fungsi bagian ditinjau dari unsur Batang Pengangkat Beban Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Batang Pengangkat Beban agar dapat mengangkat badan pesawat sesuai dengan ketinggian yang dibutuhkan.

67 III 20 - BAB III Konsep Perancangan Fungsi bagian ditinjau dari unsur Tabung Batang Pengangkat Beban Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Tabung Batang Pengangkat Beban agar dapat mengokohkan posisi batang pengangkat beban dan membantu gerak pengangkat beban yang bersinergi dengan cairan hidrolik sehingga beban dapat diangkat Fungsi bagian ditinjau dari unsur Penyangga Tabung Batang Pengangkat Beban Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Penyangga Tabung Batang Pengangkat Beban agar dapat mengokohkan posisi tabung batang pengangkat beban sehingga pada saat beban diangkat dalam keadaan seimbang Fungsi bagian ditinjau dari unsur Pengait Batang Pengangkat Beban Perlu dicari prinsip solusi untuk bentuk, ukuran serta posisi Pengait Batang Pengangkat Beban agar memberi rasa aman pada beban pada saat ketinggian telah disesuaikan.

68 III 21 - BAB III Konsep Perancangan Prinsip Solusi untuk Subfungsi Langkah selanjutnya adalah mengumpulkan beberapa prinsip solusi untuk memenuhi subfungsi subfungsi di atas. Adapun metode yang digunakan untuk mengumpulkan prinsip solusi adalah dengan menggunakan metode kombinasi, yaitu metode yang menggabungkan semua solusi yang ada dan ditampilkan dalam bentuk matriks. Sebaiknya prinsip solusi memiliki pilihan solusi yang banyak agar dalam menyusun perancangan, seorang perancang memiliki bentuk yang diinginkan. Akan tetapi prinsip prinsip tersebut dianalisis lagi, di mana prinsip solusi yang kurang bermanfaat dapat dihilangkan atau diabaikan agar dalam tahapan perancangan konsep selanjutnya tidak terlalu banyak konsep yang harus dievaluasi.

69 BAB III Konsep Perancangan III 22 -

72 III 25 - BAB III Konsep Perancangan Memilih Variasi Kombinasi Yang Terbaik Untuk mendapatkan variasi kombinasi yang terbaik dari perancangan yang ada, perlu dilakukan seleksi mengenai pilihan kombinasi yang ada sehingga gambar gambar perencanaan dan perhitungan tidak dibuat untuk kalkulasi yang kurang baik. Seleksi variasi kombinasi berdasarkan kriteria kriteria sebagai berikut : Sesuai dengan fungsi kebutuhan. Sesuai dengan daftar kehendak. Secara prinsip dapat diwujudkan. Dalam batas biaya produksi. Pengetahuan tentang konsep memadai. Kesesuaian dengan keinginan perencanaan. Memenuhi syarat keamanan. Pengkajian variasi variasi kombinasi untuk mendapatkan kombinasi terbaik di dalam tabel lembar seleksi seperti yang dapat dilihat pada tabel berikut :

82 III 35 - BAB III Konsep Perancangan Mengkombinasikan Prinsip Solusi Selanjutnya dilakukan kombinasi sehingga terbentuk suatu sistem yang saling menunjang. Kombinasi prinsip solusi akan dibagi dalam beberapa varian varian yang dapat dilihat pada tabel di halaman berikut ini.

83 III 53 - BAB III Konsep Perancangan Dari hasil kombinasi prinsip solusi yang terdapat pada tabel 3.3 dihasilkan varian varian sebagai berikut : Varian 1 : A.4 B.2 C.2 D.3 E.3 F.4 G.2 H.4 I.2 J.2 K.2 L.2 M.1 N.4 O.3 P.2 Q.2 R.2 Varian 2 : A.1 B.3 C.3 D.2 E.1 F.1 G.3 H.3 I.3 J.3 K.3 L.3 M.2 N.1 O.4 P.3 Q.3 R.3 T.2 Varian 3 : A.2 B.4 C.1 E.2 G.4 H.1 I.1 J.4 K.1 L.4 M.3 N.2 P.1 Q.1 R.4 Varian 4 : A.3 B.1 C.4 D.4 E.4 F.2 G.1 H.2 I.4 J.1 K.3 L.1 M.4 N.3 O.2 P.4 Q.4 R.1 S.3 T Memilih Kombinasi Terbaik Tabel 3.9 Tabel Nilai Evaluasi Nilai Memiliki Arti 1 Solusi yang benar benar tidak berguna 2 Solusi yang tidak cukup 3 Solusi yang dapat ditoleransi 4 Solusi yang cukup 5 Solusi yang memenuhi 6 Solusi yang baik dengan sedikit kekurangan 7 Solusi yang baik 8 Solusi yang sangat baik 9 Solusi yang memenuhi syarat syarat 10 Solusi yang ideal

84 4.1.2 Assy / Sub assy drawing ( Gambar rakitan / sub rakitan) Assy drawing adalah gambar yang menunjukkan bagaimana seluruh bagiannnya terpasang bersam dalam produk lengkap dalam kedudukan fungsionalnya. Sub assy drawing adalah gambar yang menunjukkan struktur yang dirakit dengan satu satuan bagian rinci dalam kondisi fungsionalnya Gambar rakitan Dongkrak Hidrolik Pesawat Udara Gambar 4.3 Gambar rakitan dongkrak hidrolik pesawat udara

85 A/C hydraulic jack assy drawing adalah gambar yang menunjukkan bagaimana seluruh komponen terpasang sesuai dan saling berhubungan satu sama lainnya sehingga dapat berfungsi sebagai dongkrak pesawat udara Gambar sub rakitan dongkrak pesawat udara pada posisi jangkauan minimal dan maksimal Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen dongkrak pesawat udara terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan dongkrak pesawat udara pada posisi jangkauan minimal dan maksimal agar dapat ditentukan dimensi untuk komponen batang pengangkat beban dan penyangga bagian dalam dongkrak hidrolik pesawat udara (untuk selanjutnya disebut dengan penyangga bagian dalam DoHPU) serta posisi lubang yang tepat yang digunakan untuk menyangga beban dengan pengait agar terjadi kesesuaian satu sama lain, sehinga dihasilkan dongkrak hidrolik pesawat udara yang sesuai dengan daftar kehendak yaitu mampu menjangkau bagian pesawat udara yang diberi tripod jack (lokasi khusus untuk meletakkan puncak batang pengangkat beban pada pesawat udara) dengan ketinggian 25, 5 inci sampai dengan 49 inci.

86 Gambar 4.4 min max A/C hydraulic Jack sub assy drawing Gambar sub rakitan Transporter / carrier DoHPU Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen transporter atau carrier DoHPU terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan transporter DoHPU diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk komponen roda pembawa serta dimensi pin yang digunakan sebagai pengikat roda dengan penyangga roda serta posisi pengelasan yang tepat untuk penyangga roda agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

87 Gambar 4.5 Transporter DoHPU sub assy drawing Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 90º Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen penyangga dalam DoHPU pada posisi 90 derajat (dilihat dari pandangan atas) terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 90 derajat diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk penyangga bagian dalam DoHPU, dasar penyangga DoHPU serta posisi pengelasan yang tepat pada keduanya agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

88 Gambar 4.6 Penyangga dalam DoHPU 90º sub assy drawing Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 225º Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen penyangga dalam DoHPU pada posisi 225 derajat (dilihat dari pandangan atas) terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 225 derajat diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk penyangga bagian dalam DoHPU, dasar penyangga DoHPU serta posisi pengelasan yang tepat pada keduanya agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

89 Gambar 4.7 Penyangga dalam DoHPU 225º sub assy drawing Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 315º Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen penyangga dalam DoHPU pada posisi 315 derajat (dilihat dari pandangan atas) terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan penyangga dalam DoHPU 315 derajat diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk penyangga bagian dalam DoHPU, dasar penyangga DoHPU serta posisi pengelasan yang tepat pada keduanya agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

90 Gambar 4.8 Penyangga dalam DoHPU 315º sub assy drawing Gambar sub rakitan penyangga luar DoHPU Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen penyangga luar DoHPU terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan penyangga luar DoHPU diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk komponen penyangga atas dan bawah DoHPU serta posisi pengelasan yang tepat pada penyangga luar agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

91 Gambar 4.9 Penyangga luar DoHPU sub assy drawing Gambar sub rakitan penyangga pusat DoHPU Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen penyangga pusat DoHPU terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan penyangga luar DoHPU diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk komponen tabung batang pengangkat beban, pin pengait batang pengangkat beban, penyangga tabung dan pin penahan posisi tabung DoHPU serta posisi pengelasan yang tepat antara penyangga tabung dengan penyangga bawah DoHPU agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

92 Gambar 4.10 Penyangga pusat DoHPU sub assy drawing Gambar sub rakitan ungkit DoHPU Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen ungkit DoHPU terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan ungkit DoHPU diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk komponen pengungkit serta sarung pengungkit DoHPU serta posisi pengelasan yang tepat antara sarung dengan penyangga bagian luar DoHPU agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

93 Gambar 4.11 Ungkit DoHPU sub assy drawing Gambar sub rakitan tabung hidrolik DoHPU Gambar yang menunjukkan bagaimana komponen tabung hidrolik DoHPU terpasang bersama dalam kedudukan fungsionalnya. Gambar sub rakitan tabung hidrolik DoHPU diperlukan agar dapat ditentukan dimensi untuk tabung hidrolik pertama dan komponen yang terletak pada tabung hidrolik kedua serta posisi pengelasan yang tepat agar terjadi kesesuaian satu sama lain.

94 Gambar 4.12 Tabung hidrolik DoHPU sub assy drawing Part Drawing Pada bagian ini seluruh komponen yang membentuk sistem ditunjukkan secara detail mengenai ukuran dari tiap tiap untsur yang dibutuhkan. Fungsi dari part drawing adalah untuk audit cek dimension, kesesuaian dalam perhitungan, mengetahui kebutuhan material serta proses pengerjaan yang digunakan.

95 Tabung Hidrolik Gambar 4.13 Gambar tabung hidrolik Rumus yang digunakan untuk menghitung volume tabung yang digunakan sebagai tempat menyimpan cairan hidrolik adalah : Volume tabung (berbentuk silinder tegak) = luas alas tinggi Keterangan : luas alas dilambangkan dengan A..(inci 2 ) tinggi dilambangkan dengan t atau h...(inci). Besarnya luas alas dan tinggi yang dimaksud adalah berasal dari luas alas tabung batang pengangkat beban yang berbentuk lingkaran serta tinggi tabung yang disesuaikan dengan jarak turun naik batang pengangkat beban pesawat udara,

96 yaitu sebesar 10,1 inci. Rumus yang digunakan untuk menghitung luas alas tabung adalah : πr 2 atau ¼πd 2 (Fisika Jilid I, David Halliday, Robert Resnick, 1987, 882)...(4.1) Keterangan : π : konstanta sebesar 3,14 r d : jari jari lingkaran...(inci) : diameter lingkaran...(inci). Menentukan volume tabung penyimpan cairan hidrolik : Diketahui : d = 2,5(in) t = 10,1(in) Jawab : V tabung hidrolik = ¼πd 2 t = ¼π(2,5) 2 10,1 = ¼π(6,25) 10,1 = ,1 = 49, inci 3 Jadi, besar volume tabung penyimpan cairan hidrolik adalah 49, inci 3. Menentukan panjang, lebar, dan tinggi tabung penyimpan cairan hidrolik : Tiap sisi tabung diasumsikan memiliki panjang, lebar dan tinggi yang sama, sehingga rumus yang digunakan adalah panjang lebar tinggi atau s 3 = V tabung hidrolik...(4.2) Di mana, s : sisi tabung hidrolik... (inci) Diketahui : V tabung hidrolik = 49, inci 3

97 Jawab : s 3 = 49, s = 3 49, = 3, in 3,67 inci. karena notasi sisi tabung hidrolik dilambangkan dengan x 1, x 2 dan x 3, maka nilai masing masing sisi tersebut adalah 3, 67 inci. Jadi, ukuran tabung penyimpan cairan hidrolik = 3,67 inci 3,67 inci 3,67 inci. Proses pengerjaan tabung hidrolik yang digunakan : - Pengecoran cetak adalah proses pencetakan komponen tabung hidrolik sesuai dengan bentuk serta dimensi yang diinginkan, terlebih dahulu membuat perkakas dari baja yang dapat dibentuk menjadi cetakan. - Cutting adalah proses pemotongan pipa dengan mesin potong (adapun pipa yang dimaksud berfungsi sebagai bahan baku baut dan mur) - Tapping and dies adalah proses pembuatan tap dan die pada pipa dan komponen tabung hidrolik yang telah dicetak - Drilling adalah proses pembuatan lubang pada komponen tabung hidrolik - Filing adalah proses penghalusan serta pembuatan bahan tabung hidrolik dengan dimensi yang dikehendaki. Perkakas yang digunakan : - Baja cor cetak - Mesin las (electrical welding) - Mesin potong (circular saw blades) - Pipe machine dies - File set

98 - Tap wrench and hand tap, tap and die set - Punches - Drilling machine (mesin bor) Pipa penyalur cairan hidrolik Gambar 4.14 Gambar pipa penyalur cairan hidrolik Rumus yang digunakan untuk menghitung panjang bentangan : α β = 1 2π ( Rd + k. ) (Donaldson, Cyril, 1983, 737)...(4.3) 360 t

99 Keterangan : β α t Rd k : panjang busur pada sumbu netral...(inci) : sudut bending dalam derajat : tebal material...(inci) : Radius dalam...(inci) : konstanta untuk letak sumbu netral untuk Rd 2t, maka k = 0,33 Rd 2t, maka k = 0,5 Ukuran lebar bentangan Diketahui : α 1 = 90 Rd = 0,16 inci t = 0,375 inci k = 0,33 Jawab : 90 β1 = 2π (0,16 + 0,33.0,375) β 1 = 2π.0, β 1 = 0, inci 0,44 inci.

100 l 1 = 1,96 t Rd = 1,96 0,375 0,16 = 1,43 inci l 2 = 5,66 2t 2Rd = 5,66 2.0, ,16 = 4,59 inci Maka ukuran bentangan sebelum proses penekukan adalah : l = 1,96 + 4,59 + 0,44 l = 6,99 inci Menentukan titik bending : x 1 = l 1 + ½β 1 = 1,43 +½.0,44 =1,65 inci x 2 = l 2 + ½β 1 = 4,59 +½.0,44 = 4,81 inci Pengecekan bentangan di titik bending : l = x 1 + x 2 = 1,65 + 4,81 = 6,46 inci Jadi, ukuran standar panjang pipa penyalur cairan hidrolik adalah 6,46 inci.

101 Karena pipa penyalur cairan hidrolik merupakan pipa dengan bahan yang diharapkan mampu menahan tekanan cairan hidrolik kurang lebih sebesar 1500 psi, maka perlu dicari pipa tekanan yang diizinkan agar sesuai dengan dimensi pipa yang dikehendaki. Untuk mengetahui besar tegangan aman (tegangan tekan) yang diizinkan, rumus yang digunakan untuk tegangan aman adalah : S σ = (Perencanaan Teknik Mesin, 1999, 12)...(4.4) n Keterangan : σ S n : tegangan aman...(psi) : kekuatan tekan...(psi) : faktor keamanan Menentukan tegangan aman : Diketahui : S (kekuatan tekan besi tuang abu abu) = 83 kpsi n = 5 Jawab : 83 σ = 5 σ = 16,6 kpsi Rumus yang digunakan untuk menentukan tekanan yang diizinkan : 2tσ p = d i Keterangan : (Perencanaan Teknik Mesin, 1999, 76)...(4.5) p t d i : tekanan yang diizinkan...(psi) : tebal dinding pipa...(inci) : diameter dalam...(inci) Menentukan tebal yang dikehendaki : 2tσ p = d i

102 pd t = i 2σ Diketahui : p : 1500 psi tekanan sebesar 1500 psi merupakan pembulatan sebesar 1347,996 yang diperoleh dari 6000 lbs(beban pesawat) dibagi dengan luas bidang batang pengangkat beban yang berbentuk lingkaran dengan diameter sebesar 2,5 inci. d i σ : 0,25 inci : 16,6 kpsi atau 16,6 x 10 3 psi Jawab : ,25 t = t = t = 0, inci 0, 01 inci Karena t yang direncanakan sebesar 0,125 inci (lebih besar dari tebal dinding yang diizinkan) maka pipa yang dikehendaki dapat digunakan sebagai penyalur cairan hidrolik dari dan ke dalam tabung hidrolik. Menentukan jarak bagi, tinggi kaitan jumlah ulir dalam dan luar pada pipa penyalur cairan hidrolik : digunakan rumus : 25,4 p = D = d, D1 = d1, D2 = d n 0, H 1 = 25,4 n 0, d 1= d 25, 4 n 0, d 2 = d 25, 4 n 2 (Elemen Mesin, 1997, 291)...(4.6) (Elemen Mesin, 1997, 291)...(4.7) (Elemen Mesin, 1997, 291)...(4.8) (Elemen Mesin, 1997, 291)...(4.9)

103 Keterangan : n (berdasarkan ukuran standar ulir kasar UNC (JIS B 0206) d d 1 d 2 = diameter luar = diameter inti = diameter efektif Menentukan jarak bagi : 25,4 p = ; Diketahui n : jumlah ulir = 16 n Maka p = 1,5875 mm atau sebesar 0,0625 inci Menentukan tinggi kaitan : 0, H 1 = 25,4 n H 1 =0,859 mm atau sebesar 0,03383 inci Menentukan diameter inti : 1, d 1= d 25, 4 n Diketahui d = 9,525 mm atau 0,375 inci Maka d 1 = 7,806 mm atau 0,307 inci Menentukan diameter efektif : d 2 0, = d 25, 4 n Maka d 2 = 8,494 mm atau 0,334 inci Jadi, ukuran ulir pipa penyalur cairan hidrolik yang dikehendaki adalah Ø luar pipa = 0,375 inci Ø dalam pipa = 0,125 inci Panjang pipa = 6,46 inci Nipple yang digunakan : Ø luar nipple = 0,375 inci

104 Ø dalam nipple = 0,307 inci Lebar nipple = 0,56 inci Panjang nipple = 1 inci Baut penahan posisi tabung hidrolik 4.15 Gambar baut penahan posisi tabung Menentukan jarak bagi, tinggi kaitan jumlah ulir dalam dan luar pada baut penahan posisi tabung hidrolik : Menentukan jarak bagi : 25,4 p = ; Diketahui n : jumlah ulir = 20 n Maka p = 1,27 mm atau sebesar 0,05 inci Menentukan tinggi kaitan : 0, H 1 = 25,4 n H 1 =0,687 mm atau sebesar 0,027 ici Menentukan diameter inti : 1, d 1= d 25, 4 n

105 Diketahui d = 6,35 mm atau 0,25 inci Maka d 1 = 4,975 mm atau 0,195 inci Menentukan diameter efektif : d 2 0, = d 25, 4 n Maka d 2 = 5,525 mm atau 0,2175 inci Jadi, ukuran baut penahan posisi tabung hidrolik yang dikehendaki adalah Ø luar ulir = 0,25 inci Ø efektif ulir = 0,2175 inci Ø dalam ulir = 0,195 inci Panjang ulir = 1 inci Batang pengangkat hidrolik 4.16 Gambar batang pengangkat hidrolik

106 Untuk mencari diameter batang pengangkat hidrolik yang dikehendaki, dapat digunakan rumus dalam statika fluida di mana tekanan pada batang pengangkat beban sama dengan tekanan pada batang pengangkat hidrolik dengan asumsi bahwa, operator dongkrak hidrolik mampu menekan batang pengangkat hidrolik hingga mencapai 10 kg (hampir 20 lbs) dengan menggunakan pengungkit, sebagaimana dapat dilihat pada gambar di bawah ini : F A tbeban tbeban = F A thidrolik thidrolik + ρ. g. h oli (4.10) Keterangan : F tbeban : gaya yang ada pada tabung pengangkat beban...(lbs) A tbeban : luas penampang tabung pengangkat beban...(inci 2 ) F thidrolik : gaya yang ada pada tabung hidrolik..(lbs)

107 A hidrolik : luas penampang tabung hidrolik..(inci 2 ) ρ oli : oli yang bekerja pada sistem hidrolik..(lbs/inci 3 ) g : percepatan gravitasi...(inci/s 2 ) h : tinggi saluran tabung hidrolik ke tabung pengangkat beban...(inci) Diketahui : F tbeban = 3000 lbs A tbeban = π(2,5) 2 /4 = 4,91 inci 2 F thidrolik =20 lbs ρ oli = 0,8702 g/cm 3 0,0314 lbs/inci 3 g = 385,83 inci/s 2 h = 0,58 inci F A F A thidrolik tbeban = ρ oli. thidrolik tbeban. g h F A thidrolik thidrolik g = 0,0314. g.0, F A F A F A thidrolik thidrolik thidrolik thidrolik thidrolik = thidrolik 20. g A thidrolik 20 A thidrolik 1 A thidrolik 3000 = g 0,0314.0, = g ( 124,44 0,02) g( 124,42) = g ( 124,42) = 124,42 = 124,42 20 A thidrolik = ,42

108 A thidrolik = 0,16 inci 2 πd = 0,16 inci 4 2 πd = 0,64 inci 2 2 d = 0,204 inci d = 0, 45 inci Dengan demikian, diameter penampang batang pengangkat hidrolik didapat sebesar 0,45 inci atau dibulatkan menjadi 0,5 inci agar diameter penampang lebih mudah dibuat dan aman digunakan Ruang ungkit tabung hidrolik 4.17 Gambar ruang ungkit tabung hidrolik Perencanaan ruang ungkit tabung hidrolik(terutama diameter dalam ruang ungkit) disesuaikan dengan diameter luar dari pengungkit DoHPU.

109 Ukuran ruang ungkit tabung hidrolik adalah : Panjang : 2,06 inci Diameter luar : 1,14 inci Diameter dalam : 1,06 inci Tinggi ruang ungkit : 2,01 inci Pengungkit DoHPU 4.18 Gambar pengungkit DoHPU Panjang pengungkit DoHPU didapat dari jumlah momen gaya yang terdapat pada bagian ungkit, yaitu : Στ = 0...(4.11)

110 Keterangan : Στ : Jumlah momen yang bekerja terhadap benda... (lbs.in) Karena tidak ada gaya yang bekerja dalam arah x maka momen momen gaya yang ada pada pengungkit DoHPU (yang terpasang pada ruang tabung hidrolik) dalam sumbu y dapat digunakan untuk menentukan panjang pengungkit DoHPU yang dibutuhkan sebagaimana dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Menentukan panjang lengan pengungkit adalah : Diketahui : Στ = 0 Jawab : (20)(0,91) (2)(l + 0,91) = 0 2l + 1,82 = 18,2 2l = 18,2 1,82 = 16,38 l = 8,19 inci dengan demikian, diperoleh pengungkit yang mampu mengangkat dan menekan beban sebesar 9,1 inci (didapat dari 0,91 inci + 8,19 inci).

111 Akan tetapi untuk merencanakan panjang pengungkit agar aman digunakan maka dikehendaki panjang pengungkit DoHPU sebesar 16,5 inci. Dalam perencanaan perancangan pengungkit, ukuran standar yang dikehendaki adalah : Panjang pengungkit : 16,5 inci Diameter luar pengungkit : 1,06 inci Diameter dalam pengungkit : 0,89 inci Sarung pengungkit DoHPU 4.19 Gambar sarung pengungkit DoHPU Perencanaan diameter dalam sarung pengungkit DoHPU disesuaikan dengan diameter luar dari pengungkit DoHPU. Ukuran sarung pengungkit DoHPU yang dikehendaki adalah :

112 Panjang = 2,15 inci Diameter luar = 1,23 inci Diameter dalam = 1,06 inci Pin pengait (bentuk baut) roda transporter DoHPU 4.20 Gambar pin pengait roda transporter DoHPU Rumus yang digunakan untuk menghitung diameter poros atau dalam hal ini disebut sebagai pin pengait roda transporter DoHPU adalah : 5,1 ds = KtCbT τ a Keterangan : 1/3 (Elemen Mesin, Sularso, Kiyokatsu Suga, 7)...(4.12) d s : diameter pin pengait..(inci) τ a : tegangan geser yang diizinkan...(lbs/inci 2 ) K t C b T : faktor koreksi beban tumbukan : faktor pembebanan lentur : momen puntir...(lbs.in) Menghitung diameter poros yang sesuai dengan beban yang diterima oleh pin pengait roda transporter DoHPU :

113 Diketahui : T : 250 lbs.inci (merupakan momen rencana yang diasumsikan di mana dalam tiap inci, pin pengait menerima berat sebesar 250 lbs) τ a : 19204,84 psi (dihitung atas dasar batas kelelahan puntir yang besarnya diambil 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira kira 45% dari kekuatan tarik baja khrom molibden tempa bentuk poros tipe SFCM 60S sebesar ,5484 psi) K t : 1,0 (dipilih sebesar 1,0 jika beban dikenakan secara halus, 1,0 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan, dan 1,5 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar) C b : 1,0 (diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur) Jawab : d s d s d s d s 5,1 = KtCbT τ a 1/3 5,1 = , = 19204,84 = 1/ 3 [ 0, ] 1/ 3 1/ 3 d s = 0, d s 0, 4 inci Jadi, diameter pin pengait roda transporter DoHPU yang diizinkan sebesar 0,4 inci. Dalam perencanaan, diameter pin pengait transporter DoHPU dibuat lebih besar daripada diameter yang telah didapat dari hasil perhitungan rumus, yaitu Ø

114 0, 5 inci. Menentukan jarak bagi, tinggi kaitan jumlah ulir dalam dan luar pada baut penahan posisi tabung hidrolik : Menentukan jarak bagi : 25,4 p = ; Diketahui n : jumlah ulir = 13 n Maka p = 1,95 mm atau sebesar 0,08 inci Menentukan tinggi kaitan : 0, H 1 = 25,4 n H 1 =1,06 mm atau sebesar 0,042 inci Menentukan diameter inti : 1, d 1= d 25, 4 n Diketahui d = 12,7 mm atau 0,5 inci Maka d 1 = 10,584 mm atau 0,42 inci Menentukan diameter efektif : d 2 0, = d 25, 4 n Maka d 2 = 11,430 mm atau 0,45 inci Jadi, ukuran pin penyangga roda yang dikehendaki adalah Ø luar ulir = 0,5 inci Ø efektif ulir = 0,45 inci Ø dalam ulir = 0,42 inci Panjang pin + ulir pin yang dikehendaki adalah 2,38 inci Roda transporter DoHPU

115 4.21 Gambar roda transporter DoHPU Ukuran roda transporter DoHPU yang dikehendaki adalah Diameter roda = 5 inci Diameter lubang untuk bantalan roda yang digunakan = 1,34 inci Penyangga roda transporter DoHPU

116 4.22 Gambar penyangga roda transporter DoHPU Rumus yang digunakan untuk menghitung luas dari suatu penampang adalah : F σ 0 = (Mechanical Properties, Chapter 7, 180). (4.13) A Keterangan : σ 0 : kekuatan tarik...(lbs/inci 2 ) F : gaya yang diterima penampang...(lbs) A : luas penampang.(inci 2 ) Diketahui : σ 0 : 22 kpsi (kekuatan tarik dari besi tuang abu abu ASTM 20) F : 250 lbs Jawab : F A = σ 0 A =

117 A = 0,01136 inci 2 A = 0,01 inci 2 Menghitung tebal penampang segiempat yang diizinkan : A = 2 ( w d ) t inci Keterangan : A : luas penampang segiempat...(inci 2 ) w d t : lebar penampang segiempat.(inci) : diameter lubang pada penampang segiempat...(inci) : tebal penampang segiempat..(inci) Diketahui : A = 0,01 inci 2 w = 1,87 inci d = 0,51 inci Jawab : A t = ( w d) 0,01 t = (1,87 0,5) 0,01 t = 1,37 t = 0, inci t 0, 007 inci Jadi, tebal penampang yang diizinkan adalah sebesar 0,007 inci. Dalam perencanaan pembuatan penyangga roda transporter DoHPU, tebal penampang dibuat sebesar 0,1 inci agar lebih aman digunakan.

118 Rumus yang digunakan untuk menghitung panjang penyangga roda transporter DoHPU dalam posisi tegak lurus permukaan, sebagaimana dapat dilihat pada gambar di atas adalah : Sin α = y/r...(4.14) Keterangan : α : 45º y : 3,21 inci Jawab : r = y/sinα = 3,21/sin 45º = 4,54 inci. Ukuran penyangga roda transporter DoHPU adalah 4,54 inci x 1,87 inci x 0,1 inci Bantalan roda transporter DoHPU 4.23 Gambar bantalan roda transporter DoHPU ukuran bantalan roda transporter DoHPU yang dikehendaki adalah

119 Diameter besar = 1,34 inci Diameter kecil = 0,5 inci. Perlu diketahui bahwa ukuran penggunaan bantalan pada roda transporter DoHPU dapat disesuaikan dengan bantalan yang ada di pasaran dan berlaku secara umum Dasar penyangga transporter DoHPU untuk posisi 315º 4.24 Gambar dasar penyangga transporter DoHPU posisi 315º Ukuran dasar penyangga transporter DoHPU posisi 315º : Diameter 5,5 inci, tebal 0,28 inci. Untuk membuktikan tebal yang direncanakan sesuai dengan perhitungan rumus dapat dilihat gambar di bawah ini.

120 Pada gambar di atas dasar penyangga transporter DoHPU menerima beban pesawat udara sebesar 3000 lbs (asumsi) per bagian penyangga dengan sudut kemiringan penyangga kurang lebih 15. Lebih jelasnya dapat diorientasikan dengan diagram benda bebas berikut ini. Tegangan normal (normal stress) yang terjadi pada dasar penyangga transporter DoHPU adalah σ = F A 0 (Mechanical Properties, Chapter 7, 180)...(4.15)

121 Keterangan : σ F : tegangan normal (psi) : beban.(lbs) A 0 : Luas penampang bidang tekan. (inci 2 ) Diketahui : F beban : 3000 x cos 15 lbs = 2897,8 lbs 2900 lbs A 0 : π(5,5) 2 /4 = 23,8 in 2 ; 5,5.inci adalah diameter dasar penampang Maka σ = ,8 Sehingga σ = 121,8 psi 125 psi. Jika diketahui besarnya modulus elastisitas material Magnesium adalah 6,5 x 10 6 psi serta dikehendaki penambahan panjang bila terjadi tegangan normal sebesar 125 psi adalah 10-6 inci sebagai asumsi bahwa penambahan panjang dasar penyangga transporter mendekati nilai sangat kecil, maka rumus yang digunakan adalah σ = Eε Δl σ = E l 0 Δl l 0 = E σ (Mechanical Properties, Chapter 7, 183)...(4.16) Keterangan : σ E : tegangan normal..(psi) : modulus elastisitas. (psi)

122 ε Δl : engineering strain : penambahan panjang (tebal)..(inci) l 0 : panjang (tebal) semula...(inci) Maka l 0 = 6, ,5 l 0 = 125 Sehingga diperoleh, l 0 = t = 0,05 inci. ; tebal dasar penyangga transporter DoHPU 0,05 inci. Untuk memperoleh prestasi kerja yang baik terutama pada bagian dasar penyangga transporter DoHPU maka faktor keamanan yang dipakai sebesar 5 sampai dengan 6 kali atau dengan kata lain ketebalan yang dapat dipakai adalah sebesar 0,25 inci sampai dengan 0,3 inci. Pada perencanaan yang dikehendaki, adalah sebesar 0,28 inci (diambil dari faktor keamanan antara 5 dengan 6) sehingga dari hasil perhitungan tebal yang dikehendaki dapat digunakan untuk perancangan bagian dasar penyangga transporter DoHPU Dasar penyangga transporter DoHPU untuk posisi 225º Seperti halnya perhitungan pada dasar penyangga transporter DoHPU untuk posisi 315, tebal bagian dasar penyangga transporter DoHPU untuk posisi 225 adalah sama. Hal ini dikarenakan oleh beban yang diterima pada masing masing dasar panyangga diasumsikan sama Gambar dasar penyangga transporter DoHPU untuk posisi 225 dapat dilihat pada lembar berikut.

123 4.25 Gambar dasar penyangga transporter DoHPU posisi 225º Ukuran dasar penyangga transporter DoHPU posisi 225º : Diameter 5,5 inci, tebal 0,28 inci Dasar penyangga transporter DoHPU untuk posisi 90º 4.26 Gambar dasar penyangga transporter DoHPU posisi 90º Ukuran dasar penyangga transporter DoHPU posisi 90º : Diameter 5,5 inci, tebal 0,28 inci.

124 Penyangga bagian dalam DoHPU 4.27 Gambar penyangga bagian dalam DoHPU posisi 90º Pada penyangga bagian dalam DoHPU, diketahui : a. persegi panjang (dalam) : lebar sisi (b 1 ) : 1,09 inci panjang sisi (h 1 ) : 1,09 inci b. persegi panjang (luar) lebar sisi (b 2 ) : 1,23 inci panjang sisi (h 2 ) : 1,23 inci c. Modulus elastisitas penyangga berbahan magnesium : 6,5 x 10 6 psi d. panjang penyangga bagian dalam : 18, 4 inci.

125 Besarnya beban aksial maksimum pada penyangga bagian dalam diperoleh dengan menggunakan rumus : P cr 2 π EI = (Mechanics of Materials, R.C Hibbeler, 673)...(4.17) 2 L Keterangan : P cr E : beban aksial maksimum...(psi) : modulus elastisitas...(psi) I : momen inersia...(inci 4 ) L : panjang kolom...(inci). Dari rumus di atas dapat diketahui besarnya beban aksial maksimum yang terjadi pada penyangga bagian dalam, yaitu : P cr P cr = π 2 2 = π 6, ,5 10 psi 338, ,23 1,23 psi 12 ( 18,4 inci ) 2 ( 0,2 0,1) inci 2 1,09 1,09 12 inci 4 3 inci 4

126 2 6 6,5 10 psi P cr = π 338,6 inci ,9 P cr = lbs 338, 6 P cr = 18946,4 lbs lbs ( 0,2 0,1) 2 inci 4 Maka beban aksial maksimum yang terjadi adalah P cr = lbs Untuk selanjutnya pada beban aksial maksimum di atas dapat diperoleh tegangan tekan rata rata pada penyangga dengan menggunakan rumus persamaan Euler : P σ cr cr = (Mechanics of Materials, R.C Hibbeler, 673)...(4.18) A lbs σ cr = 2 2 1,23 1,09 inci σ σ cr cr = = ( ) lbs 2 ( 1,5129 1,1881) inci lbs 2 ( 1,5129 1,1881) inci σ = lbs cr 2 0,3248 inci σ = 58497,53695 psi cr 58, 5 kpsi Sehingga diketahui bahwa σ cr < σ uc = 83 kpsi. Dengan demikian aplikasi persamaan Euler dapat diterima atau dengan kata lain dimensi yang digunakan penyangga bagian dalam dapat dipakai karena tegangan tekan rata rata yang diterima masih di bawah tegangan tekan maksimum yang dapat mengakibatkan penyangga mengalami deformasi plastis.

127 Jadi, ukuran panjang sisi, lebar sisi, tinggi serta tebal penyangga bagian dalam DoHPU yang dikehendaki berturut turut adalah 1,23 inci x 1,23 inci x 18,4 inci x 0,07 inci Gambar penyangga bagian dalam DoHPU posisi 225º

128 4.29 Gambar penyangga bagian dalam DoHPU posisi 315º Pin penyangga DoHPU 4.30 Gambar pin penyangga DoHPU posisi 315º

129 4.31 Gambar pin penyangga DoHPU posisi 225º 4.32 Gambar pin penyangga DoHPU posisi 90º Seperti halnya perhitungan poros pada roda transporter DoHPU, pin penyangga DoHPU yang terdapat pada gambar 4.30, 4.31 dan 4.32 juga menggunakan rumus d s 5,1 = KtCbT τ a 1/3

130 d s 5,1 = KtCbT τ a Diketahui : 1/3 (Elemen Mesin, Sularso, Kiyokatsu Suga, 7).(4.19) T : 350 lbs.inci (merupakan momen rencana yang diasumsikan di mana dalam tiap inci, pin penyangga DoHPU menerima berat sebesar 350 lbs) τ a : 32008,13 psi (dihitung atas dasar batas kelelahan puntir yang besarnya diambil 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira kira 45% dari kekuatan tarik baja tempa nikel khrom molibden bentuk poros tipe SFNCM 110S sebesar ,94 psi) K t : 1,0 (dipilih sebesar 1,0 jika beban dikenakan secara halus, 1,0 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan, dan 1,5 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar) C b : 1,0 (diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur) d s = 5, , / 3 d s = ,13 1 / 3 d s = [ 0,06 ] 1 / 3 d s = 0, d s 0, 4 inci Dengan demikian, diameter pin penyangga DoHPU pada masing masing penyangga sesuai dengan yang dikehendaki, yaitu sebesar 0,42 inci.

131 Penyangga bagian luar DoHPU untuk posisi 225º 4.33 Gambar penyangga bagian luar DoHPU posisi 315º 4.34 Gambar penyangga bagian luar DoHPU posisi 225º

132 4.35 Gambar penyangga bagian luar DoHPU posisi 90º Dari gambar 4.39, 4.40 dan 4.41 diketahui : a. persegi panjang (dalam) : lebar sisi (b 1 ) : 1,24 inci panjang sisi (h 1 ) : 1,24 inci b. persegi panjang (luar) lebar sisi (b 2 ) : 1,40 inci panjang sisi (h 2 ) : 1,40 inci c. Modulus elastisitas penyangga berbahan magnesium : 6,5 x 10 6 psi d. panjang penyangga bagian dalam : 21,4 inci. Besarnya beban aksial maksimum pada penyangga bagian luar diperoleh dengan menggunakan rumus : P cr 2 π EI = 2 L (Mechanics of Materials, R.C Hibbeler, 673)...(4.20)

133 Dari rumus di atas dapat diketahui besarnya beban aksial maksimum yang terjadi pada penyangga bagian luar, yaitu : P cr P cr = 2 π 6, ,5 10 psi 3 1,40 1,40 1,24 psi ( 21,4 inci ) 2 1,24 12 Maka beban aksial maksimum yang terjadi adalah 12 ( 0,32 0,20 ) 2 6 = π 2 457,96 inci 2 6 6,5 10 psi ( 0,12 ) = π 2 P cr 457,96 inci ,43 P cr = lbs 457, 96 P cr = 16809,9647 lbs lbs inci 4 inci 4 3 inci 4 P cr = lbs Untuk selanjutnya pada beban aksial maksimum di atas dapat diperoleh tegangan tekan rata rata pada penyangga dengan menggunakan rumus persamaan Euler : P σ cr cr = A σ σ cr cr = = (Mechanics of Materials, R.C Hibbeler, 673)...(4.21) lbs ( 1,40 1,24 ) inci lbs inci 2 ( 1,96 1,54) σ = lbs cr 2 0,42 inci σ = lbs cr 2 0,42 inci σ cr = 40476,19048 psi 40, 5 kpsi Sehingga diketahui bahwa σ cr < σ uc = 83 kpsi.

134 Dengan demikian aplikasi persamaan Euler dapat diterima atau dengan kata lain dimensi yang digunakan penyangga bagian luar dapat dipakai karena tegangan tekan rata rata yang diterima masih di bawah tegangan tekan maksimum yang dapat mengakibatkan penyangga mengalami deformasi plastis. Jadi, ukuran panjang sisi, lebar sisi, tinggi serta tebal penyangga bagian luar DoHPU yang dikehendaki berturut turut adalah 1,40 inci x 1,40 inci x 21,4 inci x 0,08 inci Penyangga bagian bawah DoHPU 4.36 Gambar penyangga bawah DoHPU Untuk membuktikan tebal yang direncanakan sesuai dengan perhitungan rumus dapat dilihat gambar di bawah ini.

135 Pada gambar di atas diketahui : σ F b h : tegangan normal (psi) : beban...(lbs) : lebar penampang bidang tekan (inci) : panjang penampang bidang tekan...(inci) Diketahui : F beban : 3000 lbs b h : 16,57 inci : 16,75 inci Maka = F σ A 0 (Mechanical Properties, Chapter 7, 180)...(4.22) Asumsi : A 0 merupakan luas penampang bidang tekan berbentuk segitiga, sehingga luas segitiga adalah : A = bh 2 (Perencanaan Teknik Mesin, Shigley, 477) (4.23) A = 16,57 x 16,75 (inci 2 )/2 A = 138,77375 inci 2 138,78 inci 2 <=> σ = ,78 psi σ = 21,62 psi 22 psi

136 Jika diketahui besarnya modulus elastisitas material Magnesium adalah 6,5 x 10 6 psi serta dikehendaki penambahan panjang bila terjadi tegangan normal sebesar 22 psi adalah 0,5 x 10-6 inci sebagai asumsi bahwa penambahan panjang penyangga bagian bawah DoHPU mendekati nilai sangat kecil, maka rumus yang digunakan adalah : σ = Eε Δl σ = E l 0 Δl l 0 = E σ (Mechanical Properties, Chapter 7, 183)...(4.24) Keterangan : σ E ε Δl l 0 : tegangan normal..(psi) : modulus elastisitas..(psi) : engineering strain : penambahan panjang (tebal) (inci) : panjang (tebal) semula.(inci) Maka l 0 = 6,5 10 3,25 l 0 = 22 0, Sehingga diperoleh, 6 6 l 0 = t = 0, in. ; tebal penyangga bawah DoHPU 0,15 inci.

137 Pada perencanaan yang dikehendaki, tebal penyangga bawah DoHPU adalah sebesar 0,18 in sehingga dari hasil perhitungan tebal yang dikehendaki dapat digunakan untuk perancangan bagian dasar penyangga transporter DoHPU Penyangga bagian atas DoHPU Diketahui : F beban : 3000 lbs 4.37 Gambar penyangga atas DoHPU b h : 10,53 inci : 9,12 inci Maka = F σ A 0 (Mechanical Properties, Chapter 7, 180)...(4.25) Asumsi : A 0 merupakan luas penampang bidang tekan berbentuk segitiga, sehingga luas segitiga adalah : A = bh 2 (Perencanaan Teknik Mesin, Shigley, 477)..(4.26)

138 A = 10,53 x 9,12 (in 2 )/2 A = 48,0168 inci 2 48,02 inci 2 <=> σ = ,02 psi σ = 62, psi 62, 48 psi σ = 62,48 psi Jika diketahui besarnya modulus elastisitas material Magnesium adalah 6,5 x 10 6 psi serta dikehendaki penambahan panjang bila terjadi tegangan normal sebesar 62,48 psi adalah 0,5 x 10-6 inci sebagai asumsi bahwa penambahan panjang penyangga bagian atas DoHPU mendekati nilai sangat kecil, maka rumus yang digunakan adalah : σ = Eε Δl σ = E l 0 Δl l 0 = E σ Keterangan : σ E ε Δl l 0 : tegangan normal (psi) : modulus elastisitas (psi) : engineering strain : penambahan panjang (tebal).(inci) : panjang (tebal) semula (inci) Maka l 0 = 6, , ,48 6

139 l 0 = 3,25 62,48 Sehingga diperoleh, l 0 = t = 0, inci. ; tebal penyangga bawah DoHPU 0,05 inci. Pada perencanaan yang dikehendaki, tebal penyangga atas DoHPU adalah sebesar 0,18 in sehingga dari hasil perhitungan tebal yang dikehendaki dapat digunakan untuk perancangan bagian dasar penyangga transporter DoHPU Pin penahan posisi tabung pengangkat beban 4.38 Gambar penahan posisi tabung pengangkat beban Perhitungan poros pada pin penahan posisi tabung pengangkat beban juga menggunakan rumus d s 5,1 = KtCbT τ a 1/3 (Elemen Mesin, Sularso, Kiyokatsu Suga, 7)...(4.27)

140 Diketahui : T : 3500 lbs.inci (merupakan momen rencana yang diasumsikan di mana dalam tiap inci, pin penahan posisi tabung pengangkat beban menerima beban terpusat sebesar 3500 lbs) τ a : 32008,13 psi (dihitung atas dasar batas kelelahan puntir yang besarnya diambil 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira kira 45% dari kekuatan tarik baja tempa nikel khrom molibden bentuk poros tipe SFNCM 110S sebesar ,94 psi) K t : 1,0 (dipilih sebesar 1,0 jika beban dikenakan secara halus, 1,0 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan, dan 1,5 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar) C b : 1,0 (diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur) d s 5,1 = ,13 1/3 d s d s = = [ 0,6] 1 / 3,13 1/ 3 d s = 0, d s 0, 84 inci Dengan demikian, diameter pin penyangga DoHPU pada masing masing penyangga sesui dengan yang dikehendaki, yaitu sebesar 0,84 inci.

141 Tabung batang pengangkat beban 4.39 Gambar tabung batang pengangkat beban Tabung tekan berbentuk silinder, silinder hidrolis, laras bedil, dan pipa, yang membawa fluida bertekanan tinggi menimbulkan tegangan radial dan tangensial yang besarnya tergantung dari radius dan bahan yang digunakan. Untuk mencari tegangan radial σ r dan tegangan tangensial σ t, kita membiasakan diri atas pengandaian bahwa pemuaian memanjang di kelilingi silinder adalah tetap. Dengan lain perkataan, potongan tegak lurus pada silinder sesudah diberi tegangan akan tetap datar 1. 1 Shigley, Joseph Edward &Mitchell, Larry D. Perencanaan Teknik Mesin Jilid I (Penerbit Erlangga, 1999) hal. 71

142 Kita buktikan ukuran tebal dinding silinder, apakah sesuai dengan perhitungan matematis dengan menggunakan rumus : 2tσ t p = d di mana, i (Perencanaan Teknik Mesin, Shigley, 77)..(4.28) p : 1500 psi (merupakan pembulatan dari besar tekanan normal) yang diperoleh dari beban lbs dibagi luas tabung bagian dalam yang memiliki diameter sebesar 2,5 in). t σ t d i : tebal dinding tabung pengangkat beban yang akan dibuktikan. : tegangan tangensial yang diijinkan, asumsi sebesar 83 kpsi : diameter dinding bagian dalam, sebesar 2,5 inci. Maka, pd t = i 2σ t ,5 t = t = 0, , 02 inci Jadi, tebal dinding yang dijinkan agar mampu menahan tekanan normal adalah sebesar 0,02 inci. Agar aman digunakan maka tebal dinding pengangkat beban yang dikehendaki adalah sebesar 0,42 inci.

143 Dinding pin penarik pengait batang pengangkat beban 4.40 Gambar dinding pin penarik pengait batang pengangkat beban Pengait batang pengangkat beban 4.41Gambar pengait batang pengangkat beban

144 Untuk mencari diameter poros pengait batang pengangkat beban, rumus yang digunakan adalah : d s 5,1 = KtCbT τ a Diketahui : 1/3 (Elemen Mesin, Sularso, Kiyokatsu Suga, 7)....(4.29) T : 50 lbs.inci (merupakan momen rencana yang diasumsikan di mana dalam tiap inci, pin penyangga DoHPU menerima berat sebesar 50 lbs) τ a : 32008,13 psi (dihitung atas dasar batas kelelahan puntir yang besarnya diambil 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya kira kira 45% dari kekuatan tarik baja tempa nikel khrom molibden bentuk poros tipe SFNCM 110S sebesar ,94 psi) K t : 1,0 (dipilih sebesar 1,0 jika beban dikenakan secara halus, 1,0 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan, dan 1,5 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar) C b : 1,0 (diperkirakan tidak akan terjadi pembebanan lentur) d s 5,1 = ,13 1/3 d s d s = = [ 0,008 ] 1 / 3,13 1/ 3 d s = 0, 2 inci Dengan demikian, diameter pengait batang pengangkat beban sesuai dengan yang dikehendaki, yaitu sebesar 0,22 inci.

145 Pegas pengatur posisi pengait batang pengangkat beban 4.42 Gambar pegas pengatur posisi pengait batang pengangkat beban Fungsi pegas pengatur posisi pengait batang pengangkat beban pada dasarnya tidak terlalu signifikan karena hanya digunakan untuk menarik pengait batang pengangkat beban agar kembali pada posisi semula (tidak sedang digunakan sebagai pengait / idle). Akan tetapi besar diameter pegas perlu diketahui agar efisiensi penggunaan bahan sesuai dengan yang diinginkan. Rumus yang dapat digunakan untuk menghitung tebal pegas adalah : 3 π d F = τ 16 r nr f = 4π d G w 2 τ w (Elemen Mesin, Stolck, Jac & Kros, C., 155)...(4.30) (Elemen Mesin, Stolck, Jac & Kros, C., 155)...(4.31) Keterangan : F f d : gaya tekan pada pegas...(lbs) : pendesakan pegas...(inci) : tebal (diameter) baja pegas...(inci)

146 r n τ w G : jari jari pegas...(inci) : jumlah lilitan aktif : tegangan puntir...(psi) : modulus kekakuan pegas...(psi) Jika diketahui, F d r G τ w : 25 psi (asumsi) : 0,295 inci : 0,1475 inci : 11,5 Mpsi (bahan baja karbon) : 500 x 10 3 psi Sehingga, F d = r π τ w d = 0,1475 π d = 0, in 0,03 inci Jadi, diameter baja pegas yang dapat dipakai adalah 0,03 inci. Selanjutnya adalah panjang pendesakan pegas adalah : 16 (0,1475) = 4π 0,03 f , (0,1475) 5 10 = 4π 0,03 11,5 10 f = 6, inci f 6 in in f = 6,3 inci Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa pegas yang digunakan dapat mengalami pendesakan sepanjang 6,3 inci.

147 Penyangga tabung batang pengangkat beban 4.43 Gambar penyangga tabung batang pengangkat beban Bentuk diagram benda bebas yang dipengaruhi oleh gaya dari luar pada gambar 4.43 dapat dijelaskan sebagai berikut.

148 Bagian penyangga pusat ini memiliki panjang 22,63 in digunakan untuk menahan beban tekan aksial sebesar lbs (karena fungsinya yang signifikan maka beban yang diberikan dianggap untuk satu bagian penyangga pusat). Bahan yang digunakan masih menggunakan SFCM 20S yang mempunyai ultimate stress sebesar 83 kpsi, maka perhitungan tegangan normal-nya adalah : = F σ A 0 <=> σ = ,96 (Mechanical Properties, Chapter 7, 180)...(4.32) ( ) psi 2 2 3,54 σ = 6000 ( ) psi 2 2 3,96 3,54 σ = 6000 psi σ =1904,76 psi 3,15 Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa σ < σ uc = 83 kpsi, sehingga bahan SFCM 20S dengan ukuran yang dikehendaki dapat digunakan Bagian dalam batang pengangkat beban 4.44 Gambar bagian dalam batang pengangkat beban

149 Dari gambar 4.44, diketahui : a. persegi panjang : lebar sisi (b) : 3,54 inci panjang sisi (h) : 3,54 inci b. Modulus elastisitas penyangga berbahan magnesium : 6,5 x 10 6 psi c. panjang penyangga tabung batang pengangkat beban : 22,63 inci. Besarnya beban aksial maksimum pada penyangga bagian luar diperoleh dengan menggunakan rumus : P cr 2 π EI = 2 L (Mechanics of Materials, R.C Hibbeler, 673)...(4.33) Dari rumus di atas dapat diketahui besarnya beban aksial maksimum yang terjadi pada penyangga bagian luar, yaitu : P cr = 2 π 6, ,25 psi π 64 ( 20,86 inci ) ,5 10 psi P cr = π 435, inci ( 0,12 ) inci P cr =17691,54412 lbs lbs 2 inci 4 4 Maka beban aksial maksimum yang terjadi adalah P cr = lbs Untuk selanjutnya pada beban aksial maksimum di atas dapat diperoleh tegangan tekan rata rata pada penyangga dengan menggunakan rumus persamaan Euler : P σ cr cr = (Mechanics of Materials, R.C Hibbeler, 673)...(4.34) A lbs lbs σ cr = σ π 2 cr = 2 1,25 2 1,23 inci inci 4

150 σ cr = 14634, kpsi σ cr = 15 kpsi Sehingga diketahui bahwa σ cr < σ uc = 83 kpsi. Dengan demikian aplikasi persamaan Euler dapat diterima atau dengan kata lain dimensi yang digunakan penyangga bagian luar dapat dipakai karena tegangan tekan rata rata yang diterima masih di bawah tegangan tekan maksimum yang dapat mengakibatkan penyangga mengalami deformasi plastis. Jadi, ukuran diameter sisi serta tinggi penyangga batang pengangkat beban yang dikehendaki berturut turut adalah Ø1,25 inci x 20,86 inci Bagian luar batang pengangkat beban 4.45 Gambar bagian luar batang pengangkat beban Bagian penyangga pusat ini memiliki panjang 11,53 in digunakan untuk menahan beban tekan aksial sebesar lbs (karena fungsinya yang signifikan maka

151 beban yang diberikan dianggap untuk satu bagian penyangga pusat). Bahan yang digunakan masih menggunakan SFCM 20S yang mempunyai ultimate stress sebesar 83 kpsi, maka perhitungan tegangan normal-nya adalah : σ = F <=> σ = ,54 σ = A ( ) psi 2 2 3,12 ( 12,5316 9,7344) psi σ = ,7972 psi σ = 2145 psi Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa σ < σ uc = 83 kpsi, sehingga bahan SFCM 20S dengan ukuran yang dikehendaki dapat digunakan Puncak batang pengangkat beban 4.46 Gambar puncak batang pengangkat beban.

152 Puncak batang pengangkat beban terhubung dengan batang pengangkat beban yang memiliki ukuran panjang x lebar dan tinggi berturut turut adalah 3,12 inci x 3,12 inci x 1,49 inci Analisa Kekuatan Perhitungan sambungan las Perhitungan dilakukan untuk mendapatkan panjang las-an pada satu sambuangan rangka saja. Perhitungan tersebut mewakili sambungan las-an yang lainnya (sambungan yang lain dianggap sama). Untuk melakukan perhitungan diperlukan data data, data tersebut antara lain : Lebar penyangga bagian dalam DoHPU (b p ) Tebal penyangga bagian dalam DoHPU (t p ) = 1,09 inci = 0,07 inci Tegangan tarik maksimum (F t ) = 120 kpsi (E120xx) Tegangan tarik maksimum dapat diketahui pada tabel 4.1 di bawah ini : (Perencanaan Teknik Mesin, hal 281)

Menunjukkan lagi