BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sepeda adalah kendaraan beroda yang memiliki setang, tempat duduk dan pengayuh yang digerakkan dengan kaki untuk menjalankannya (Kamus Besar Bahasa Indonesia). Sepeda adalah transportasi yang memiliki kelebihan yaitu bebas emisi, menyehatkan, ekonomis dan aman sedangkan kekurangannya yaitu pengendara akan merasa lelah. Sepeda digolongkan menjadi beberapa tipe berdasarkan fungsinya, seperti sepeda gunung, BMX, sepeda mini, sepeda lipat, sepeda balap, sepeda jalan raya. Pada dasarnya semua jenis sepeda adalah identik. Yang membedakan sepeda yang satu dengan yang lainnya adalah kualitas, berat, desain, metode fabrikasi dan kemudahan penggunaaan komponen-komponennya (Ballantine, 2000). Beberapa jenis sepeda dapat dilihat pada gambar 1.1. (a) (b) (c) (d) 1

2 (e) (f) Gambar 1.1. Jenis sepeda berdasarkan fungsi dan ukurannya : (a) Sepeda gunung ( bike4everything.files.wordpress.com, 2013); (b) BMX (eviweis.blogspot.com, 2013); (c) Sepeda mini ( 2013); (d) Sepeda lipat (www. sepeda-polygon.info, 2013); (e) Sepeda balap (sepedalovers.wordpress.com, 2013); (f) Sepeda jalan raya (rayzhan.wordpress.com, 2013) Sepeda diproduksi pertama kali pada tahun 1817 oleh seorang Jerman bernama Baron Karl von Drais. Sepeda ini belum menggunakan pedal sehingga untuk menggerakkannya dengan cara mendorong menggunakan kaki. Model sepeda ini masih terlihat seperti kereta kuda. Pada tahun 1839 Kirkpatrick MacMillan, pandai besi kelahiran Skotlandia membuat sepeda yang sudah menggunakan pedal sebagai alat penggerak.kemudian sepeda dimanufaktur secara masal untuk pertama kalinya pada tahun 1861 di Perancis oleh Pierre Michaux. Saat itu sepeda bernama velocipede. Seiring berkembangnya teknologi, geometri sepeda sudah disempurnakan berdasarkan ukuran tubuh manusia. (Ballantine, 2000). Sepeda tersusun atas komponen frame, roda, sistem transmisi, rem, sadel, setang dan porok (Barnet, 2003). Komponen-komponen sepeda saling berhubungan dan menopang berat pengendara. Frame merupakan bagian yang paling penting dari sepeda karena komponen sepeda yang lain dipasang pada frame. Komponen lain yang dipasang pada frame berfungsi untuk menggerakan dan mengemudikan sepeda seperti crank arm, pedal, stem extension, setang, dsb. Komponen-komponen sepeda tersebut tidak hanya berfungsi untuk menggerakkan 2

3 dan mengemudikan sepeda namun juga untuk membuat tampilan sepeda terlihat lebih menarik sehingga komponen tersebut juga merupakan aksesoris sepeda. Setiap tipe sepeda memiliki ukuran standar yang berbeda. Sehingga aksesoris sepeda dirancang berdasarkan tipe sepeda agar pengguna nyaman saat menggunakan sepeda. Aksesoris paling penting pada bagian kemudi merupakan setang dan stem. Setang dan stem digunakan untuk mengendalikan sepeda dan menopang beban pengendara. Sifat-sifat penting yang harus dimiliki setang dan stem adalah kekuatan yang tinggi, dan massa yang ringan. Kekuatan yang tinggi diperlukan untuk dapat menopang berat pengendara dengan sempurna dan mencegah kerusakan ketika melalui medan-medan yang sulit seperti pegunungan dan bebatuan. Massa yang ringan diperlukan agar penggunaan tenaga pengendara lebih efisien. Pengendara akan mengalami kesulitan ketika mengemudikan sepeda jika setang dan stem sepeda berat. Setang dan stem umumnya dibuat dari pipa-pipa baja. Stem dibuat dengan cara menyambungkan pipa-pipa baja dengan proses pengelasan. Pengelasan cair merupakan teknologi pengelasan yang umum dipakai. Pengelasan cair adalah cara pengelasan di mana sambungan dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau semburan api gas yang terbakar. Setang dibuat dengan mem-bending pipa yang memiliki diameter sesuai ukuran standar setang. Proses bending pipa menggunakan mesin bending cnc agar sudut yang dibentuk akurat dan presisi. Setang dan stem yang di rancang dengan pengecoran belum banyak dilakukan di Indonesia, padahal pengecoran di Indonesia sudah banyak dilakukan oleh industri kecil dan menengah. Pembuatan setang dan stem dengan cara yang dijelaskan pada paragraf sebelumnya tergolong kompleks dan rumit. Industri kecil dan menengah hanya mungkin melakukan proses pengelasan dan bending setang secara manual, sedangkan bahan baku pipa tetap harus diperoleh dari industri besar. Hal ini mengakibatkan ketergantungan terhadap bahan baku seamless pipe 3

4 menjadi sangat besar dan sulit membuat setang dengan ukuran yang tepat karena memerlukan modal besar untuk membeli mesin bending cnc. Setang dan stem yang dibuat dengan pengecoran diharapkan dapat memajukan serta memberdayakan industri kecil dan menengah. Setang dan stem yang dibuat dengan pengecoran memiliki kendala yaitu bentuk yang kompleks. Profil setang dan stem umumnya berupa lingkaran berongga. Setang dan stem yang dibuat dengan proses pengecoran cenderung lebih berat dibandingkan stem dan setang yang dibuat dengan proses pengelasan seamless pipe. Diperlukan analisis dan optimasi setang dan stem yang tepat, agar setang dan stem yang kuat, ringan dan nyaman dapat dibuat dengan proses pengecoran Rumusan Masalah 1. Setang dan stem memiliki bentuk yang cukup kompleks untuk diproduksi dengan proses pengecoran. Desain yang tepat diperlukan agar setang dan stem dapat diproduksi dengan proses pengecoran. Desain harus juga mengikuti suatu ukuran standar agar terjamin kenyamanannya. 2. Massa setang dan stem yang diproduksi dengan proses pengecoran cenderung lebih berat dari massa frame yang diproduksi dengan proses pengelasan seamless pipe. Optimasi yang tepat diperlukan agar setang dan stem yang dibuat dengan proses pengecoran ringan dan kuat Batasan Masalah 1. Setang dan stem yang dirancang adalah setang dan stem sepeda jenis Mountain Bike (MTB). Bentuk setang dan stem terinspirasi dari setang dan stem sepeda MTB Polygon Premiere 3.0 yang dapat dilihat pada gambar

5 Gambar 1.2. Setang dan stem MTB Polygon Premiere 3.0 ( 2013) 2. Desain dan optimasi bentuk setang dan stem dilakukan dengan menggunakan software Autodesk Inventor Professional Analisis beban setang dan stem dilakukan dengan menggunakan software Abaqus Simulasi pengecoran dilakukan menggunakan software Flow-3D Analisis dilakukan dengan menggunakan metode permodelan dan perhitungan yang terdapat dalam software tersebut Tujuan Perancangan 1. Merancang setang dan stem sepeda MTB yang ringan dan kuat. 2. Merancang setang dan stem sepeda MTB yang dapat diproduksi dengan proses pengecoran Manfaat Perancangan 1. Memperoleh setang dan stem sepeda MTB yang aman dan nyaman untuk digunakan. 2. Memperoleh setang dan stem sepeda MTB yang unik, yang proses pembuatannya berbeda dengan proses pembuatan setang dan stem sepeda MTB pada umumnya. 5

6 1.6. Sistematika Penulisan BAB 1 Pendahuluan Meliputi : latar belakang, pembatasan masalah, tujuan penelitian, manfaat dari penelitian dan sistematika penulisan. BAB 2 Tinjauan Pustaka Meliputi : penjelasan tentang setang dan stem, material setang dan stem, tinjauan umum proses pengecoran. BAB 3 Landasan Teori Meliputi : metode elemen hingga, pembuatan pola, teori pembuatan cetakan pasir, paduan aluminium 356. BAB 4 Metodologi Penelitian Meliputi : penjelasan tentang software SIMULIA Abaqus 6.11 dan Flow 3D, studi perancangan setang dan stem, studi analisis kekuatan setang dan stem, studi analisis pengecoran pada setang dan stem, studi optimasi pada setang dan stem, studi kondisi beban pada setang dan stem. BAB 5 Hasil Penelitian dan Pembahasan Meliputi : rancangan setang dan stem, analisis setang dan stem dan prosedur pengecoran BAB 6 Penutup BAB 7 Daftar Pustaka 6