ANALISA KEKUATAN BANTALAN DAN PEGAS PALANG PARKIR OTOMATIS PROYEK AKHIR. Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Transkripsi

1 ANALISA KEKUATAN BANTALAN DAN PEGAS PALANG PARKIR OTOMATIS PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Disusun oleh : DEADY SETYADI WIBAWA NIM. I PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 commit to user

2 commit to user

3 commit to user

4 MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO 1. Saya tidak sanggup merubah hidup orang lain tetapi saya bisa merubah diri saya sendiri dan perubahan itu diharapkan mampu ikut merubah sekitarku bahkan alam semesta pun ikut serta berubah. 2. Mencari dahulu Kerajaan Surga dan Kebenaran-Nya, maka segala berkat, kebahagiaan dan keberhasilan akan menyertai langkah hidup. 3. Hidup adalah suatu proses, belajar tanpa ada batas umur tanpa ada kata tua. Jatuh berdiri lagi, kalah mencoba lagi, gagal bangkit lagi Never Give Up sampai Tuhan berkata : Waktunya pulang dan teruslah berjuang. 4. Bersukacitalah senantiasa. Tetaplah berdoa. Mengucap syukurlah dalam segala hal di kehidupanmu. PERSEMBAHAN Laporan ini dipersembahkan kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu memberikan kekuatan dan pengharapan padaku di dalam segala kondisi selama perkuliahan sampai pelaksanaan Tugas Akhir dan penyelesaian pembuatan laporan ini. 2. Keluarga besar Mardiyono dan suparmi tercinta yang selalu memberi dukungan moril maupun materi, Terima kasih atas kebesaran hati kalian di dalam merawat dan mendidik serta membimbing. Biarlah kalian selalu bangga dengan anakmu ini. 3. Rekan - rekan D3 Teknik Mesin Otomotif 2011, yang selalu memberikan dorongan, motivasi, semangat serta ilmu baik secara akademik maupun praktik selama proses pembelajaran di kampus. Aku bangga dan merasa terhormat mempunyai teman seperti kalian semua. 4. Kekasih tersayang Elisabeth Mira Handayani yang mana selalu memberikan dukungan doa, motivasi dan semangat. 5. Partner Tim Jourdan Adbel Picarrio Purnomo yang selalu bekerja sama dan membantu proses pengerjaan commit Tugas to user Akhir sampai selesai. iii

5 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas anugerah yang luar biasa kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Tugas Akhir dengan judul Analisa Kekuatan Bantalan dan Pegas pada Palang Parkir Otomatis disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma di Jurusan Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, Dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini, penulis mendapatkan begitu banyak bantuan, dukungan, kemudahan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Atas terselesaikannya laporan tugas akhir ini, maka penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Heru Sukanto, S.T.,M.T. selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin UNS. 2. Bapak Sukmaji Indro C, ST,M.Sc. selaku pembimbing I proyek akhir. 3. Bapak Dr.Miftahul Anwar, S.Si.,M.Eng. selaku pembimbing II proyek akhir. 4. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T selaku koordinator proyek akhir. 5. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif 2011 serta seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan, maka segala saran yang membangun dengan hati terbuka akan penulis terima. Besar harapan, bahwa laporan Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak yang berkepentingan, baik bagi rekan-rekan mahasiswa maupun siapa saja yang membutuhkannya. Surakarta, Februari 2015 commit to user Penyusun iv

6 ANALISA KEKUATAN BANTALAN DAN PEGAS PALANG PARKIR OTOMATIS Oleh: Deady Setyadi Wibawa ABSTRAK Pengembangan mekanisme model palang parkir sangat ditentukan dari hasil penelitian kondisi area dan kebutuhan para pengguna parkir. Pembuatan palang parkir model baru dengan mekanisme palang tekuk sebesar 180º diharapkan mampu menjangkau kendaraan yang lebih lebar bentuknya tetapi di dalam penggunan atap ruang pengendali tetap bisa lebih minimalis serta efisien luasnya. Tinggi atap ruang kendali terhadap lantai tetap standart tanpa mengikuti panjangnya portal palang. Hal ini didasari guna mengembangkan jenis dan model palang parkir yang tepat guna di Fakultas Teknik UNS Proyek Akhir ini berisi tentang perhitungan bantalan dan pegas pada mekanisme palang parkir otomatis model tekuk 180º yang berbasis mikrocontroler arduino, proses pembuatan dan pengujiannya. Bagian utama palang parkir model tekuk pada mekanisme ini adalah lengan palang, bearing utama, bearing pendukung, tuas penahan, dudukan yang menempel pada kepala penutup box palang serta mekanisme pegas pada rangka yang terhubung pada stopper tuas poros penggerak palang. Berdasarkan perhitungan poros didapatkan penggunaan diameter poros sebesar 20mm. Umur pemakaian bantalan ,184 x putaran dengan beban equivalent 135,57 N, tegangan geser maksimum ( max ) sebesar 126,23 Mpa, tegangan tarik maksimum ( sebesar 255,371 Mpa. Untuk perhitungan pada pegas diperoleh nilai Defleksi pegas sebesar 2 mm dan Nilai kekakuan pegas sebesar 1,1. Kata kunci : Palang parkir tekuk 180º, pegas, bantalan dan perancangan. commit to user v

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO DAN PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAK... i ii iii iv v DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR RUMUS... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Proyek Akhir Manfaat Proyek Akhir... 4 BAB II LANDASAN TEORI Pengertian Umum Radio Frequency Identification (RFId) Tag Rfid Rfid Reader Microcontroller Arduino Motor Power Window Puli dan sabuk Puli Perhitungan Pada Puli Sabuk commit vito user

8 2.5.4 Perhitungan Sabuk Poros Macam-macam poros Bahan poros Bantalan Klasifikasi Bantalan Jenis Bantalan Cara Membaca Kode Perhitungan Bearing Pegas Pegas Tarik Material Pegas Perhitungan Pegas Analisa Kekuatan Material Tegangan Normal Tegangan Batas,Tegangan Ijin, Faktor Keamanan Statika Gaya Luar Gaya Dalam Tumpuan BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Perencanaan Palang Parkir (Barrier Gate) Mekanisme Kerja Palang Parkir Flowchart Palang Parkir Perhitungan Sabuk dan Puli Perhitungan Puli Perhitungan Sabuk Tegangan pada sabuk Perhitungan Poros Data poros palang parkir Perhitungan uraian gaya commit vii to user

9 3.5.3 Torsi yang bekerja pada poros Perhitungan gaya Kesetimbangan gaya dalam Bantalan Beban equivalent Umur pakai bantalan dari putaran pemakaian Umur bearing ditinjau dari waktu pemakaian Perhitungan pegas Perhitungan indeks pegas Lilitan aktif Panjang bebas keseluruhan Besar tegangan geser maksimum Kekakuan pegas Harga faktor koreksi tegangan akibat momen Harga faktor koreksi tegangan akibat momen Besar tegangan tarik maksimum Defleksi pegas Perhitungan kecepatan pergerakan palang BAB IV PROSES PENGUJIAN DAN PENGUJIAN 4.1 Bagian Utama Palang Parkir Palang Parkir Bagian Luar Bagian Palang Dalam Proses Pembuatan Kompone Mekanis Palang Parkir Pembuatan Penekuk Palang Pembuatan Bushing Pada Penggerak Mekanisme Tekuk Pembuatan Poros Untuk Bushing Pembuatan Tuas Penahan Portal Tekuk Palang Parkir Pembuatan Dudukan Tuas Penahan Pembuatan Holder Palang Parkir Pembuatan Pengait Pegas Tarik commit viii to user

10 4.2.8 Pengecatan Komponen Proses Perakitan Perakitan Palang Pembatas Pemasangan Pegas Pemasangan Dudukan Tuas Penahan pada Box palang Pemasangan Palang Pembatas dengan Box palang Parkir Pengujian BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... commit ixto user

11 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Hasil perhitungan gaya pada potongan x-x Tabel 3.2 Hasil perhitungan gaya pada potongan y-y Tabel 3.3 Hasil perhitungan gaya pada potongan z-z commit xto user

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Palang Parkir Model Tekuk Gambar 2.1 SistemRFid... 7 Gambar 2.2 Inlay... 7 Gambar 2.3 Arduino UNO... 9 Gambar 2.4 Motor DC Power Window... 9 Gambar 2.5 Puli Gambar 2.6 Sabuk V Gambar 2.7 Sudut Kontak pada Sabuk V Gambar 2.8 Bearing Pillow block dan flange Gambar 2.9 Contoh konstruksi journal bearing dan thrust bearing Gambar 2.10 Kontruksi bantalan luncur Gambar 2.11 Arah beban pada bantalan Gambar 2.12 Single Row Groove Ball Bearings Gambar 2.13 Double Row Self Aligning Ball Bearing Gambar 2.14 Single Row Angular Contact Ball Bearing Gambar 2.15 Double Row Agular Contact Ball Bearing Gambar 2.16 Single dan Double Direction Thrust Bearing Gambar 2.17 Double Row Barrel Roller Bearing Gambar 2.18 Single Row Cylindrical Bearing Gambar 2.19 Tapered Roller Bearing Gambar 2.20 Jenis Pegas Gambar 2.21 Geometry dan dimensi pegas tarik Gambar 2.22 Komponen-komponen tegangan normal dan geser dari tegangan.. 32 Gambar 2.23 Batang prismatik yang dibebani gaya aksial Gambar 2.24 Gaya Tarik Aksial Gambar 2.25 Gaya tekan aksial Gambar 2.26 Batang mengalami tegangan geser Gambar 2.27 Prinsip statika kesetimbangan commit xito user

13 Gambar 2.28 Reaksi tumpuan rol Gambar 2.29 Reaksi tumpuan sendi Gambar 2.30 Reaksi tumpuan jepit Gambar 3.1 Desain Palang Parkir Model Tekuk Gambar 3.2 Flowchart palang parkir Gambar 3.3 Transmisi Sabuk Puli Gambar 3.4 Gaya yang bekerja pada poros palang parkir Gambar 3.5 Potongan Gaya Gambar 3.6 Potongan x-x Gambar 3.7 Potongan y-y Gambar 3.8 Potongan z-z Gambar 3.9 NFD Poros Palang Parkir Gambar 3.10 Shear Force Diagram (SFD) Gambar 3.11 BMD poros palang parkir Gambar 3.12 Belahan bantalan self aligning ball bearing Gambar 3.13 Dimensi dan gaya yang bekerja pada pegas Gambar 4.1 Bagian Utama Palang Parkir Bagian Luar Tekuk Gambar 4.2 Bagian Utama Palang Parkir Bagian Dalam Gambar 4.3 Proses penandaan dan penggambaran Gambar 4.4 Proses pemotongan plat Gambar 4.5 Bentuk Plat Penekuk Palang Gambar 4.6 Proses pengeboran Gambar 4.7 Dimensi Masing-Masing Bushing Gambar 4.8 Proses pembubutan Gambar 4.9 Proses Pengeboran Bushing Gambar 4.10 Tahap pembubutan facing awal Gambar 4.11 Proses Snei Gambar 4.12 Tuas Penarik Gambar 4.13 Proses penggerindaan Gambar 4.14 Dudukan Tuas Penarik Gambar 4.15 Tahapan Proses Penekukan commit xii to user

14 Gambar 4.16 Pengelasan dudukan pegas Gambar 4.17 Tuas dengan pengait pegas Gambar 4.18 Posisi pengait untuk pegas Gambar 4.19 Proses Pengecatan Gambar 4.20 Hasil Pengecatan Gambar 4.21 Perakitan Palang Pembatas Gambar 4.22 Pegas pada rangka Gambar 4.23 Perakitan Dudukan Tuas Penarik Gambar 4.24 holder palang Gambar 4.25 Kerja palang tanpa portal dan pegas Gambar 4.26 Kerja palang tanpa portal dengan pegas terpasang Gambar 4.27 Uji palang saat menutup denan pegas dan portal terpasang Gambar 4.28 Posisi palang saat ditengah Gambar 4.29 Kerja palang dengan portal dan pegas terpasang commit xiii to user

15 DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Perbandingan keceptan Rumus 2.2 Kecepatan linier sabuk Rumus 2.3 Persamaan panjang total sabuk terbuka Rumus 2.4 Perbandingan tegangan pada sisi kencang dan sisi kendor Rumus 2.5 Sudut kerja puli (α) Rumus 2.6 Sudut kontak puli Rumus 2.7 Daya yang ditransmisikan oleh sabuk Rumus 2.8 Menghitung torsi dengan daya dan putaran poros Rumus Menghitung torsi ekuivalen diameter Rumus Menghitung momen lentur/bending diametere poros Rumus 2.14 Menghitung tegangan geser ijin bahan poros Rumus 2.15 Beban dinamis ekuivalen bantalan gelinding Rumus 2.16 Umur pakai bantalan ditinjau dari putaran Rumus 2.17 Umur pakai bantalan ditinjau dari waktu pemakaian Rumus 2.18 Indeks pegas Rumus 2.19 Lilitan aktif Rumus 2.20 Panjang keseluruhan pegas Rumus 2.21 Tegangan geser maksimal Rumus 2.22 Kekakuan pegas Rumus 2.23 Faktor koreksi tegangan momen Ka Rumus 2.24 Faktor koreksi tegangan momen Rumus 2.25 Tegangan tarik maksimum Rumus 2.26 Tegangan geser maksimum Rumus 2.27 Defleksi Rumus 2.28 Intensitas gaya Rumus 2.29 Tegangan geser Rumus 2.30 Tegangan ijin Rumus 2.31 Faktor keamanan commit xivto user

16 Rumus Gaya Luar Rumus 2.35 Gaya Dalam DAFTAR LAMPIRAN 1. Tabel Wastermen halaman 5 2. Tabel Wastermen halaman 9 3. UCP Pillow Type Units 4. UCFL Oval two-bolt flange type units 5. Pengkodean Bearing 6. Table Dimensions Bearing 7. Value of radial load factor (X) and axial or thrust load factor (Y)for dynamically loaded bearing 8. Basic Capacities in kn 9. Table Life of bearings 10. Table Values of service factor (K s) 11. Table Load 12. Tabel putaran berdasarkan beban commit xvto user