PERANCANGAN DAN MANUFAKTUR TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL (TASH) FALCON

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN MANUFAKTUR TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL (TASH) FALCON Design and Manufacturing Horizontal Axis Wind Turbine With Falcon Blade Model Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Aeronautika Di Jurusan Teknik Mesin Oleh: Syarif Abdul Aziz NIM: POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2 PERANCANGAN DAN MANUFAKTUR TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL (TASH) FALCON Penulis: Syarif Abdul Aziz NIM: Penguji: 1. Ketua : Lenny Iryani, ST., MT 2. Anggota : Teguh Wibowo, Dipl.Ing., MT 3. Anggota : Sugianto, ST., M.Eng Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal 16 Juli 2012 dan disahkan sesuai ketentuan. Pembimbing I Pembimbing II Moch. Luthfi, Dipl. Ing., MT NIP: Sugianto, ST., M.Eng NIP: Ketua Jurusan, Ir. Ali Mahmudi, M.Eng NIP:

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbilalamin, segala puji bagi Allah SWT, Rab semesta alam. Puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Illahi Rabbi, karena hanya dengan limpahan karunia-nyalah, yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah, baik berupa ilmu, serta kekuatan, serta kesehatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan tugas akhir ini, yang mengambil tema PERANCANGAN DAN MANUFAKTURTASH FALCON. Tugas akhir ini, merupakan salah satu syarat kelulusan yang ditetapkan di Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Aeronautika Politeknik Negeri Bandung. Begitu banyak kendala yang dihadapi dalam penulisan tugas akhir ini, yakni terkait bahan material, prasarana yang memadai dalam pembuatan alat yang dikehendaki. Selama pelaksanaan tugas akhir ini, penulis banyak sekali mendapatkan bantuan dari pembimgbing, dosen, dan para teknisi yang telah memberikan arahan baik nengenai hal yang berkaitan dengan tugas ini, secara langsung dan tidak langsung dengan tulus hingga tugas akhir ini selesai dikerjakan. Akhir kata semoga penulisan laporan ini bermanfaat besar bagi penulis pribadi khususnya, pembaca pada umunya. Terimakasih. Bandung, Juli 2012 Penulis i

4 UCAPAN TERIMA KASIH Selama pengerjaan tugas akhir ini penulis menerima banyak sekali bantuan dari berbagai pihak.atas segala bantuannya baik secara materiil dan non materiilpenulis ucapkan terimakasih kepada Ibu, Ayah, beserta Adik-adik di rumah. Dan tak lupa pula ucapan terima kasih yang sebesar-besarnyakepada : 1. Allah SWT, Rab semesta alam, dan Rassulullah Muhammad SAW. 2. Bapak Mochammad Luthfi, Dipl. Ing., MT. Selaku dosen pembimbing utama perngerjaan Tugas Akhir ini, yang telah memberikan masukan, dan arahan, dan dukungan atas terselesainya tugas akhir ini. 3. Bapak Sugianto, ST., MT., Selaku Pembimbing II, dan koordinator pelaksanaan tugas akhir. 4. Ibu Dr. Maria F. S., MT. Selaku wali kelas angkatan Bapak Tria Ma riz Arief, SST., MT., Selaku ketua program studi Teknik Aeronautika. 6. Staff Pengajar Program Studi Teknik Aeronautika: Bapak Nur Rachmat Dipl, M.Sc., Bapak Dr. Carolus Bintoro, Dipl. Ing., MT., Bapak Radi Suradi, Dipl. Ing, Bapak Y. Sinung Nugroho, Dipl. Ing., MT, Bapak Syarif Hidayat, Dipl. Ing., MT, Bapak Budi Hartono, ST. MT., Bapak Teguh Wibowo, Dipl. Ing., dan Bapak Ir. Sentot Purbadi. 7. Bapak Wanto sebagai staff teknisi CNC. 8. Staff Teknisi Program Studi Teknik Aeronautika: Pak Moh. Ilyas, Pak Ade, Pak Suramta, SST., Ibu Amalia, AMD., Pak Asep. 9. Rekan seperjuangan tugas akhir, Fadlih R., dan Steven. ii

5 10. Rekan-rekan aero 2009, teman seperjuangan, yang selalu ada dikala suka dan duka. 11. Rekan-rekan aero 2010, dan Serta semua pihak yang telah membantu, dan tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, terima kasih segala dukungan semangat, dan doanya. iii

6 Kemarin adalah sesuatu yeng telah terlewat yang tak akan mungkin kembali. esok adalah sesuatu yang samar dan belum nyata, hari ini adalah sebuah anugerah terindah yang dicaptakan Allah, jadi, bersyukurlah atas apa yang Tuhan berikan kepadamu hari ini. Tidak ada satupun yang diciptakan sempurna di dunia ini, setiap kekurangan pasti memiliki kelebihan sebagai pelengkap, begiru pula setiap kelebihan, pasti memiliki kerurangan yang melengapinya. Jangan lah merasa malu, atas apa yang telah Allah anugerahkan, sebab hal tersebut adalah sesuatu yang harus disyukuri, kerena dengan bersyukurlah segala sesuatunya akan menjadi lebih baik, dan semakin baik. Tugas akhir ini ku persembahkan untuk kedua orang tuaku,almarhumah nenek tercinta yang telh memberikan dorongan semangat, mendidik dengan ikhlas, serta adik-adik tercinta, dan orang-orang yang telah menyayangiku dengan segenap rasa ikhlas iv

7 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i UCAPAN TERIMA KASIH... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR LAMPIRAN... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR NOTASI... x ABSTRAKSI... xi ABSTRACT... xii BAB I PENDAHULUAN... Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang Masalah... Error! Bookmark not defined. 1.2 Perumusan Masalah... Error! Bookmark not defined. 1.3 Tujuan... Error! Bookmark not defined. 1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah... Error! Bookmark not defined. 1.5 Metodologi... Error! Bookmark not defined. 1.6 Sistematika Penulisan... Error! Bookmark not defined. BAB II LANDASAN TEORI... Error! Bookmark not defined. 2.1 Airfoil... Error! Bookmark not defined. 2.2 Autodesk Inventor... Error! Bookmark not defined. 2.3 Pemesinan... Error! Bookmark not defined CNC... Error! Bookmark not defined Proses Pemesinan Tambahan... Error! Bookmark not defined. 2.4 Static Balancing... Error! Bookmark not defined. 2.5 Teori Mekanik... Error! Bookmark not defined Hukum Newton 1... Error! Bookmark not defined Moment... Error! Bookmark not defined Tegangan... Error! Bookmark not defined Modulus Elastisitas... Error! Bookmark not defined. v

8 BAB III PERANCANGAN... Error! Bookmark not defined. 3.1 Perancangan Blade... Error! Bookmark not defined. 3.2 Perancangan Hub... Error! Bookmark not defined. 3.3 Pemilihan Material... Error! Bookmark not defined. BAB IV MANUFAKTUR... Error! Bookmark not defined. 4.1 Manufaktur Blade... Error! Bookmark not defined CNC... Error! Bookmark not defined Pemesinan Tambahan... Error! Bookmark not defined. 4.2 Manufaktur Hub... Error! Bookmark not defined CNC... Error! Bookmark not defined Pemesinan Tambahan... Error! Bookmark not defined. 4.3 Static Balancing... Error! Bookmark not defined. 4.4 Assembly... Error! Bookmark not defined. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... Error! Bookmark not defined. 5.1 Kesimpulan... Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN A Working Plan dan TOOLPATH... A.1 Working Plan Blade... A.2 Working Plan Hub... A.3 Toolpath... LAMPIRAN B Gambar Teknik... vi

9 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Working Plan dan TOOLPATH... A.1 Working Plan Blade... A.2 Working Plan Hub... A.3 Toolpath... LAMPIRAN B Gambar Teknik... vii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Gambar TASH yang hendak dibuat... I-3 Gambar II.1 Gaya Aerodinamik... II-6 Gambar II.2 Bagian-bagian Airfoil... Error! Bookmark not defined.7 Gambar III.1 Airfoil NACA 1-H III-14 Gambar III.2 Pola airfoil pada Autodesk Inventor... III-15 Gambar III.3 Blade... III-15 Gambar III.4 Hub... III-16 Gambar III.5 Skema TASH-Falcon 2 dimensi... III-17 Gambar III.6 Blade yanh diasumsikan sebuah Beam... III-18 Gambar III.7 Gaya dan Momen yang bekerja pada Blade... III-18 Gambar III.8 Momen dan gaya pada Blade... III-19 Gambar IV.1 Clamping Blade... IV-22 Gambar IV.2 Blade CAM... IV-22 Gambar IV.3 Blade Manufaktur... IV-23 Gambar IV.4 Semi Finishing... IV-23 Gambar IV.5 Finishing... IV-24 Gambar IV.6 Bor... IV-25 Gambar IV.7 Tap... IV-25 Gambar IV.8 Hasil Blade... IV-25 Gambar IV.9 Clamping Hub... IV-26 Gambar IV.10 Hub Pra CNC... IV-27 Gambar IV.11 Hub... IV-27 Gambar IV.12 Kalibrasi Timbangan... IV-28 Gambar IV.13 Penimbangan Blade (1), dan (2)... IV-27 Gambar IV.14 Penimbangan Blade (3), (4), dan (5)... IV-29 Gambar IV.15 Hasil static balancing... IV-29 Gambar IV.16 Assembly TASH 1... IV-30 Gambar IV.17 TASH Falcon... IV-30 viii

11 DAFTAR TABEL Tabel III.1 Airfoil NACA 1-H IV-12 ix

12 DAFTAR NOTASI = Massa Jenis = Kecepatan Udara = Luas bentang sayap = Koefisien lift = Koefisien Drag = Gaya = Momen = Panjang lengan gaya = Modulus elastisitas = Pertambahan Panjang = Tegangan Ø = Diameter x

13 ABSTRAKSI Pemanfaatan angin sebagai salah satu sumber energi yang murah, dan merupakan salah satu sumber energi yang ramah lingkungan (zero emition), merupakan alternatif solusi dalam masalah krisis energi. Energi angin dapat dimanfaatkan menjadi energi mekanik oleh bilah-bilah sudu yang terhubung pada sebuah generator listrik, untuk menghasilkan listrik.pada tugas akhir ini dilakukan perancangan mengenai turbin angin horizontal dengan model sudu falcon, dan hub dari turbin angin tersebut dengan AutodeskInventor, selanjutnyaproses manufaktur menggunakan proses CNC, dan proses pemesinan tambahan guna keperluan proses finishing agar didapat hasil yang baik. Blade bersudu falcon yang telah diproduksi, memiliki kinerja yang baik dan dapat mengashilkan Lift, sehingga turbin angin dapat berputar, yakni dengan parameter, perputaran yang balance, pada saat dilakukan pengujian, begitu juga dengan hub dapat mencengkram blade, dengan baik, dan menjaga perputaran secara balance. xi

14 ABSTRACT The use of the wind as one of the source of energy which is cheap, and one of the zero emition of source of energy, is one of the best sulution in facing the energy crisis case. The source of wind energy could be expolited to be the mechanical energy by its blades and transformed to the electrical energy by the generator.in this final project we did designing of four blades horizontal axis wind turbinewith falcon blade model by using Autodesk Inventor, and manufacturing it by using CNC, and also additional machining process to finishi it, so that the result of the products is well. The blades that manufactured was succesfull made well, and working properly according to their function to produce lift, so that the blade could rotate as their axis, and also they works balancely, when wind turbine rotated. The each hub can perform it function to clamp, the hub, and rotated balancely, without any imbalance happened. xii