PERANCANGAN MEKANISME BACK LIFT

Transkripsi

1 Seinar Nasional - IX Rekayasa dan Aplikasi Mesin di Industri Kapus ITENAS - Bandung, 9-10 Noveber 2010 PERANCANGAN MEKANISME BACK LIFT Tito Shantika dan Encu Saefudin Jurusan esin, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional Jl. PHH Mustapha No.23, Bandung Eail: tshantika@yahoo.co Abstrak Backlift erupakan sebuah alat enaikan barang atau koponen seperti sepeda otor untuk eudahkan ekanik dala erawat sepeda otor. Bakclift yang ada pada saat ini pada uunya enggunakan hidrolik atau pneuatik sebagai penggeraknya dan harganya cukup ahal sehingga sulit dijangkau oleh peilik bengkel kecil atau tepat pencucian sepeda otor. Sehingga tujuan dari perancangan backlift ini adalah erancang backlift dengan ekanise ekanik yang digerakan oleh tangan aupun otor listrik. Metoda perancangan ang digunakan dengan engetahui kebutuhan serta harga yang ada dipasaran. Dari perancangan ini didapatkan ekanise serta geoetri backlift, dengan engggunakan ekanise ulir diana gaya untuk eutar tuas ulir sebesar 1kg. Kata Kunci: backlift sepeda otor, ekanise ulir. 1. Pendahuluan Back lift adalah alat yang digunakan untuk enaikkan barang, koponen atau kendaraan isalnya sepeda otor. Sepeda otor perlu dinaikkan karena pada waktu elakukan servis, posisi ekanik adalah berdiri. Selain berfungsi sebagai alat bantu servis, Back lift juga dapat digunakan sebagai alat bantu untuk encuci otor agar bagian bawah sepeda otor dapat dengan udah dibersihkan. Back lift yang ada di Indonesia uunya digerakkan oleh pnuatik dan kopresor oleh karena itu harganya cukup ahal. Karena harganya yang cukup ahal, aka uncullah peikiran untuk ebuat Back lift dengan harga yang lebih urah dan digerakkan oleh otor listrik atau secara anual. 2. Dasar Teori 2.1 Analisis tegangan Gabar 1.1. Backlift [10] Poros Poros adalah suatu eleen esin yang berfungsi untuk entransisikan daya dan putaran dari bagian penggerak ke koponen yang digerakkan. Diaeter poros dapat dihitung dengan persaaan berikut : ax / ( 5,1 d 3 ) ( K M ) 2 ( K T ) 2 τ (2.1) s + t TPPP - 1

2 Seinar Nasional - IX Rekayasa dan Aplikasi Mesin di Industri Kapus ITENAS - Bandung, 9-10 Noveber 2010 Besarnya τ ax yang dihasilkan harus lebih kecil dari tegangan geser yang diizinkan τ a. Sehingga dari persaaan tersebut didapatkan diaeter poros (d s ) ditentukan. Batang hubung Merupakan eleen esin dari backlift yang saling berhubugan sehingga enjadi suatu ekanise esin backlift. Tegangan-tegangan yang terjadi adalah tegangan geser dan tegangan noraldiantaranya: Tegangan Noral disebabkan gaya aksial : P σ, Tegangan Noral disebabkan A oleh oen lentur : Mc σ ax, Tegangan Geser akibat oen puntir : Tc τ, Tegangan Geser ax I I akibat shearflow: VQ τ,tegangan geser disebabkan gaya geser: P τ. It A 2.2 Kineatika Mekanise Kineatika esin adalah suatu pelajaran engenai gerak relatif dari bagian-bagian esin. Dala epelajari gerakan-gerakan dari bagian-bagian esin, biasanya bagian-bagian tersebut digabarkan dala bentuk skets sehingga hanya bagian-bagian yang akan eberi efek pada gerakannya yang diperhatikan. Perpindahan dan Kecepatan Linier Perpindahan (displaceent) dari sebuah titik adalah perubahan dari posisinya dan dia adalah besaran vektor. Dala Gabar 2.1 sebagai titik P bergerak sepanjang jalur MN dari posisi B ke posisi C, perpindahan linearnya (linear displaceent) adalah perbedaan posisi dari vektor R 1 dan R 2. Ini dapat dinyatakan sebagai vektor s yang erupakan julah dari vektor x dan y. Jadi Δx a Δy (2.2) y Gabar 2.1 Grafik Lintasan [4] Ukuran besar dari lintasan linear, dapat dinyatakan dala bentuk ukuran besar x dan y ( Δx) 2 + ( Δ y ) 2 (2.3) dan arahnya terhadap subu x adalah : Δy tan ψ (2.4) Δx Kecepatan linear (linear velocity) adalah perubahan kecepatan terhadap waktu dari lintasan linearnya. Dala Gabar 2.13 titik P bergerak dari posisi B ke posisi C dala waktu Δt. Kecepatan rata-ratanya selaa selang waktu ini adalah : V av (2.5) Δt Kecepatan linear sesaat dari suatu titik pada waktu ia di titik B adalah: ds V li (2.6) Δt 0 Δt dt x TPPP - 2

3 Seinar Nasional - IX Rekayasa dan Aplikasi Mesin di Industri Kapus ITENAS - Bandung, 9-10 Noveber Mekanika Ulir daya Ulir daya adalah alat yang dipakai dala peresinan untuk engubah gerakan rotasi enjadi gerakan linier, dan biasanya eindahkan daya. Peakaiannya yang uu terasuk antara lain ulir penuntun pada esin bubut dan ulir untuk ragu, alat penekan, dan dongkrak. Dala gabar 2.18 ulir daya berulir bujur-sangkar dengan ulir tunggal, dengan diaeter rata-rata d, jarak puncak p, sudut aju, dan sudut ulir yang dibebani dengan gaya tekan aksial F. Gabar 2.2 Bagian dari Suatu Ulir Daya [3] Penjulahan dari seua satuan gaya-gaya aksial yang bekerja pada bidang noral ulir dengan F. Untuk enaikkan beban, gaya P bekerja ke arah kanan (gabar 2.19a) dan untuk enurunkan beban, P bekerja ke arah kiri (gabar 2.3b). Gaya gesek adalah hasil kali koefisien gesek dengan gaya noral N, dan bekerja elawan arah gerakan. Siste berada dala keseibangan dibawah gaya-gaya yang bekerja tersebut, dan untuk enaikkan beban, didapat : F H P N sin N cos 0 F V F + N sin N cos 0 Gabar 2.3 Diagra Gaya: (a) Menaikkan Beban, (b) Menurunkan Beban [3] Dengan cara yang saa, untuk enurunkan beban, didapat : F H P N sin N cos 0 F V F N sin N cos 0 Harga N pada persaaan-persaaan di atas diabaikan untuk endapatkan nilai P. Untuk enaikkan beban didapat : F( sin + cos ) P (2.7) cos sin Dan untuk enurunkan beban, F( cos - sin ) P (2.8) cos + sin Selanjutnya, pebagi dan yang dibagi dari persaaan-persaaan ini dibagi dengan cos dan pakailah persaaan tan l / d (gabar 2.3), sehingga daya-putar untuk enaikan beban adalah : F d l + πμ d (2.9) T 2 μ d μ l TPPP - 3

4 Seinar Nasional - IX Rekayasa dan Aplikasi Mesin di Industri Kapus ITENAS - Bandung, 9-10 Noveber 2010 Sedangkan daya-putar untuk enurunkan beban adalah : F d πμ d l (2.10) T 2 μ d + μ l Bila daya putar dari persaaan 2.10 adalah positif aka uir engalai self-locking (enguncisendiri). Jadi kondisi untuk engunci-sendiri adalah d > l > tan (2.11) Suatu pernyataan akan efisiensi juga sangat berguna dala engevaluasi daya ulir. jika diabil 0 dala persaaan 2.9, akan didapat F d T (2.12) 2π Karena gesekan ulir diabaikan, sehingga daya putar yang diperlukan hanya untuk enaikkan beban. Maka efisiensi ulir adalah e To T F l 2π T (2.13) Persaaan-persaaan tadi telah dikebangkan untuk ulir bujur sangkar diana beban noral ulir sejajar dengan subu ulir. Dala hal ini ulir Ace atau ulir Aerika, beban noral ulir adalah iring terhadap subu karena sudut ulir adalah 2 dan sudut aju. Karena sudut ajunya kecil, aka keiringan dapat diabaikan dengan hanya sudut ulir yang dipertibangkan (ganbar 2.4). Gabar 2.4 (a) Gaya Noral Ulir, (b) Tekanan Aksial Oleh karena itu, istilah friksional dala persaaan 2.9 harus dibagi oleh cos. Untuk enaikkan beban atau untuk engencangkan suatu ulir, persaaannya adalah : F d l + πμ d secα T (2.14) 2 μ d μ l secα Dala enggunakan persaaan 2.14 harus diingat bahwa harga ini adalah suatu harga pendekatan karena pengaruh dari sudut aju diabaikan. Gabar 2.4b enunjukkan penahan tekanan diana beban dianggap terpusat pada diaeter rata-rata (dc). Jika c adalah koefisien gesekan penahan, aka daya putar yang diperlukan adalah : F μc d c T (2.15) 2 Tegangan-Tegangan Ulir Pada gabar 2.4b suatu gaya F dipindahkan elalui suatu ulir bujur sangkar yang di asukkan kedala sebuah ur. Kita akan encari tegangan-tegangan pada ulir sekrup dan ur. Kalau diisalkan beban terbagi rata pada tinggi ur (h) dan ulir sekrup akan gagal karena engalai gesekan pada diaeter dala, aka tegangan geser ulir sekrup rata-rata adalah 2F τ (2.16) μ d h r TPPP - 4

5 Seinar Nasional - IX Rekayasa dan Aplikasi Mesin di Industri Kapus ITENAS - Bandung, 9-10 Noveber 2010 Ulir pada ur akan engalai geseran pada diaeter luar, aka tegangan geser ur rata-rata adalah 2F τ (2.17) μ dh 3. Metodologi Backlift erupakan esin yang banyak digunakan di Indonesia terutaa diperkotaan diana pengguna backlif kebanyakan bengkel atau tepat cuci otor. Metoda yang dilakukan untuk erancang backlif ini yaitu pertaa ensurvey bacclift yang digunakan di asarakat keudian dilakukan wawancara ke pengguna engenai kebutuhan dan investasi yang harus dikeluarkan. Keudian selanjutnya erancang kebutuhan tersebut diana investasi yang dikeluarkan dapat ditekan. 4. Pebahasan Dengan asusi otor tang diagkat adalah Honda Tiger 2000, didapatkan hasil pengukuran data sebagai berikut : beban pada roda depan (W1) 5 kg beban pada standar (W2) 235 kg jarak roda depan ke standar 790 sehingga dapat ditentukan kebutuhan luas eja serta beban yang terjadi. Dari beban yang diperoleh dapat ditentukan jenis ekanise serta layout ekanise sehingga dapat dihitung gaya-gaya yang terjadi. F C A E G D B 1. Cover rangka atas 2. Rangka atas 3. Penyangga 1 4. Penyangga 2 5. Poros penghubung 6. Poros pendorong 7. Mur beroda 8. Ulir penggerak 9. Pin 10. Rangka bawah.gabar 4.1. Layout Backlift hasil perancangan Keudian dengan enganalisis setiap koponen didapatkan bahan dan diensi yang sesuai dengan pebebanan yang diberikan. 5. Kesipulan Dari hasil perhitungan dan analisis koponen-koponen ekanise Backlif, dapat disipulkan sebagai berikut : - Diensi keseluruhan backlift : 150 X 60 X 60 - Gaya pada ulir penggerak (peutar tuas) yaitu 1 kg - Diensi serta bahan yang digunakan pada setiap koponen TPPP - 5

6 Seinar Nasional - IX Rekayasa dan Aplikasi Mesin di Industri Kapus ITENAS - Bandung, 9-10 Noveber 2010 Daftar Pustaka [1] Pahl G. & Beitz W Engineering Design. Second Edition. Verlag-London : Springer. [2] Popov. E.P, Zainul Astaar Mekanika (Mechanics Of Materials). Edisi II. Jakarta : Penerbit Erlangga. [3] Spotts M.F Design of Machine Eleen. 6 th Edition. New Jersey : Prentice Hall, Inc. [4] Sularso, Kiyokatsu Suga Dasar Perencanaan dan Peilihan Eleen Mesin. Jakarta : PT. Pradnya Paraita. [5] Shigley, Joseph E, Larry D Mitchell dan Gandhi Harahap Perencanaan Mesin. Edisi IV. Jakarta : Penerbit Erlangga. [6] Robert C. Juvinall Fundaental of Machine Coponent Design. Canada : John Willey & Sons [7] Muhazir, Achad Getaran Bebas dengan Satu Derajat Kebebasan. Diktat kuliah. [8] Erdan G. Arthur, George N. Sandor Mechanis Design Analysis And Synthesis. Third edition. Ney Jersey : Prentice-Hall International, Inc. [9] Harsokoesoeo, H. Darawan Pengantar Perancangan (Perancangan produk). Bandung. Penerbit ITB. [10] TPPP - 6