Bidang Studi Desain. Rian Kurniawan. Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Harus Laksana Guntur, ST.Meng

Transkripsi

1 Bidang Studi Desain Rian Kurniawan Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Harus Laksana Guntur, ST.Meng

2 RANCANG BANGUN MODEL TM Regenerative UNTUK KENDARAAN RODA EMPAT

3 Latar Belakang Pertumbuhan Penduduk yang Tinggi Energi Tak terbaharukan Memanfaatkan Energi terbuang

4 RSA Mobil Hybird

5

6

7 Perumusan masalah Bagaimana merancang model Regenerative Shock Absorber (RSA RSA) yang dapat memanfaatkan gerak naik-turun pada sistem suspensi kendaraan untuk menghasilkan listrik Bagaimana menentukan jenis dan dimensi material yang tepat agar model Regenerative Shock Absorber ( RSA ) dapat berfungsi dengan maksimal

8 Batasan masalah Kecepatan input dianggap konstan 0,36 m/s Menggunakan Suspension Test Rig sebagai alat uji model Analisa kekuatan material dibatasi pada roda gigi dan poros penggerak.

9 Tujuan penelitian Merancang dan membangun alat pemanen energi pada sistem suspensi kendaraan roda empat (RSA) dengan metode induksi magnetik Menentukan dimensi dari roda gigi,poros dan tuas penggerak roda gigi agar berfungsi dengan maksimal Memilih material yang tepat agar alat ini berfungsi dengan maksimal.

10 Tinjauan terdahulu MIT Prof.Lei Zuo dkk Bart L.J.Gysen dkk Mahasiswa Teknik Mesin

11 MIT 2009 Menggunakan sistem hidraulik yang menggunakan cairan untuk menggerakan turbin yang terhubung kegenerator. Dalam hal penggunaanya, jenis shock absorber yang di buat Massachusetts Institute of Technology ini lebih cocok digunakan untuk kendaraan berat dan mampu menghasilkan daya sebesar 200 W

12 Prof.Lei Zuo dkk 2010 Linear Electromagnetic Absorber : konsep magnet dengan sistem axial dan radial Rotational Absorber : mengubah gerak translasi menjadi gerak rotasi yang akan menggerakan generator untuk menghasilkan listrik

13 Bart L.J.Gysen dkk 2010 Elctromagnetic Suspension System. Sistem suspensi ini tergolong suspensi aktif ini, menggunakan mekanisme magnet dan kumparan yang akan bergerak secara translasi dan menghasilkan listrik meningkatkan kenyamanan berkendara hingga 60% dan menghasilkan daya yang dihasilkan dari alat ini adalah 2000 W

14 Video Elctromagnetic Suspension System

15 Mahasiswa Teknik Mesin

16 Video RSA buatan lain yang sudah ada

17 Dasar Teori Sistim Suspensi Spur Gear Poros Metode Perhitungan

18 Sistim Suspensi Alat untuk menjaga kenyaman mobil meredam getaran dan lonjakan yang ada pada mobil mengurangi kejutan pada permukaan jalan yang tidak rata keseimbangan mobil serta ketahanan mobil saat melaju tetap terjaga

19 Video Pembuatan Shock absorber Video Suspensi baik dan tidak Video kerja shock absorber

20 Spur Gear Fungsi dari roda gigi lurus ini adalah untuk mentransmisikan daya dan gerak pada dua poros yang sejajar. Bagian dari pasangan roda gigi yang berfungsi untuk menggerakkan roda gigi pasangannya disebut pinion. Sedangkan pasangan roda gigi yang digerakkan disebut gear.

21 Velocity Ratio ω1 i = = ω 2 n n 1 2 = N N Diametral Pitch P = N d t t2 t1 = d d Kecepatan keliling roda gigi 2 1 Daya yang dibutuhkan T = Ft Fd = 2 d p Gaya dinamik N = ( V p ) Ft 600 Lebar Roda gigi T n p V p = π. d. n 12

22 Poros Poros adalah merupakan bagian/elemen dari mesin yang dalam penggunaanya dapat berfungsi sebagai poros yang meneruskan tenaga, poros penggerak klep (camshaft), poro Jenis jenis poros : Shaft Line shaft Axle Jack shaft Spindle Flexibel shaft

23

24 Metode Perhitungan LEWIS EQUATION F b = S. b. y. p = o Y So. b K P f. F d = V 600 p F untuk 0 < V p < 2000 ft/menit t BUCKINGHAM

25 AGMA Agma Bending CLxCR Sad = Sac x CTxCR σt = Ft Ko P Ks Km Kv b j Agma Wear Equation

26 Percancangan kinematika mekanisme RSA Perancangan elemen elemen yang ada di Model RSA Perhitungan dimensi, kekuatan dan pemilihan material pada roda gigi dan poros Pengujian model RSA pada Suspension Test Rig Menghasilkan Energi Listrik & bekerja baik TIDAK YA

27 Desain Awal

28 Model RSA

29 Hasil Rancang

30 Dari gambar dapat dilihat RSA dirangkai dengan 2 spring dengan Total nilai K = 20,78 KN/m dan dihubungkan dengan generator

31 20 cm 9 cm Dapat dilihat bahwa untuk meminimalkan ukuran RSA, dipakai ukuran box plate dengan spesiifkasi : Tinggi : 20cm Lebar : 9 cm Panjang : 15 cm RG 1 Untuk memaksimalkan dan memastikan inputan kecepatan diterima dengan baik, digunakan Rack Gear untuk meneruskan kecepatan ke 2 Roda gigi dengan sistem oneway bearing

32 Gear Box dibuat dengan dukungan 4 poros yang memiliki ukuran sama yaitu 0,39 Inch Poros Untuk meneruskan putaran Output dari RSA, kita menggunakan pipa karet sesak yang dihubungkan ke Generator Pipa karet

33 Video Rancangan RSA Nama Nilai RPM Rack gear 217 Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi Roda gigi

34 Alat Uji Masa uji Tempat diletakan RSA

35 Pengujian Video Pengujian

36 ANALISA DAN PEMBAHASAN

37 Untuk mencari nilai asumsi power yang diterima dari sistem naik turun pada input awal, digunakan pendekatan Nilai power maksimal yang ada pada Generator yang digunakan. Nilai power generator sendiri yaitu 60 Watt = 0,08 HP Untuk menentukan kecepatan yang diterima dari sistem naik turun RSA, input awal yang digunakan diambil dari data simulink matlab tugas akhir sebelumnya. Dapat dilihat dibawah yaitu grafik kecepatan naik turun suspensi mobil pada roda belakang, dan didapatkan kecepatan rata rata naik turun suspensi mobil pada roda belakang sebesar 0,36 m/s.

38 Dari grafik didapat putaran awal untuk menggerakkan gear 1 dan gear 2. Dengan rumus : Vsuspensi = 2. 3,14.r. n / 60 Dimana 0,36 m/s = 2. 3,14. 1,5875 cm. n / 60 n = 217 rpm

39 Data Roda gigi 4 Jenis Gear : Spur gear Sudut tekan : 20 derajat Angka transmisi : 1,9 Putaran : 217 rpm Diameter : 2.38 in Jumlah gigi : 95 buah Diametral pitch :40 Data Roda gigi 5 Jenis Gear : Spur gear Sudut tekan : 20 derajat Angka transmisi : 1,9 Putaran : 412,3 rpm Diameter : 1,25 in Jumlah gigi : 50 buah Diametral pitch : 40

40 Perancangan roda gigi 4 dan roda gigi 5

41

42

43 1 # Lewis Equation untuk mencari bahan roda gigi So = 5534,44 Psi BHN = 174 Gray cast iron ASTM 25 BHN = 260 Gray cast iron ASTM 60

44 2 # Check keausan roda gigi : Wear Load (Buckingham Buckingham) 91,35 lb.f >23,96lb.f Maka Fw > Fd ( maka bahan memenuhi syarat keausan Buckingham )

45 3 # Pengecekan kekuatan gigi : Metode AGMA Bending

46 karena Sad>σt ,47 Psi > 246,77 Psi maka Sad>σt maka check roda gigi terhadap ketahanan bending AGMA terpenuhi

47 4 # Pengecekan Keausan Keausan dengan AGMA Wear Equation 37666,84 Psi < Psi ( memenuhi untuk keausan AGMA )

48 Karakteristik Pinion Gear Lebar Gigi 0,39" 0,39" Sudut Tekan 20 derajat 20 derajat Diametral Pitch Jumlah Gigi Bahan ASTM 60 ASTM 60

49 5 # Mencari diameter Poros (Contoh Poros 1)

50

51

52

53 Menggunakan Poros dengan ukuran 0,39 In

54 6 # Menguji kekuatan poros (Contoh Poros 4)

55 Karena Sy/Sf dari tegangan-tegangan yang terjadi maka dengan teori tresca + soderberg poros 4 aman terhadap tegangan yang terjadi.

56 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1.Dari hasil perancangan Model Regenerative Shock Absorber (RSA) yang di uji di Suspension Test Rig, RSA sudah berjalan dengan baik dan mampu menyerap energi dari naik turunnya suspensi kendaraan 2.Dari RSA yang dibuat didapat diameter roda gigi masing-masing adalah roda gigi 1: = 1,25 inch; roda gigi 2 = 1,25 inch; roda gigi 3 = 2,375 inch; roda gigi 4 = 2,375 inch; roda gigi 5 = 1,25 inch; roda gigi 6 = 2,375 inch; roda gigi 7 = 1,25 inch;.roda gigi 8 = 2,375 dan roda gigi 9 = 1,25 dan ditambah rack gear dengan panjang 24 cm 3.Dari RSA yang dibuat didapat jumlah gigi roda gigi masing-masing roda gigi 1 = 50 buah; roda gigi 2 = 50 buah; roda gigi 3 = 95 buah; roda gigi 4 =95 buah; roda gigi 5 = 50 buah; roda gigi 6 = 95 buah; roda gigi 7 = 50 buah; roda gigi 8 = 95 buah ; roda gigi 9 = 50 buah dan ditambah rack gear dengan jumlah gigi 75

57 Kesimpulan 4.Dari pengecekan kekuatan dan keausan,roda gigi telah memenuhi untuk uji keandalan dan sangat kuat terhadap gesekan terhadap roda gigi yang lain 5.Dari RSA yang dibuat didapat diameter poros yang aman adalah poros 1 = 0.32inch, poros 2 = 0,32 inch, poros 3 = 0,29inch, poros 4 = 0,23inch, dan dari hasil itu dibuat poros dengan satu ukuran untuk ke empat poros yaitu sebesar 0,39 Inch Saran 1. Perbaikan susunan roda gigi agar mampu meminimalkan dimensi casing dan dapat mudah diletakkan pada berbagai macam kendaraan nantinya 2. Pemilihan bahan dan model roda gigi pada saat perancangan harus tepat saat pemesanan roda gigi pada bengkel pembuat roda gigi 3. Diperlukan tinjauan ulang terhadap desain agar dapat memaksimalkan dimensi yang ada dan lebih memaksimalkan efesiensi ukuran desain model.

58 Mohon kritik dan sarannya