RANGKA SEPEDA MOTOR LISTRIK GENERASI II PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Disusun oleh : ADHIMAS BAGUS PAMUNGKAS NIM. I 8611002 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO 1. Tuntulah ilmu dari pangkuan ibu sampai ke liang lahat 2. Man Jadda Wa Jada, barangsiapa yang bersungguh-sungguh maka akan berhasil. 3. Jangan bermain-main dengan waktu karena waktu adalah pedang, jika tidak berhati-hati akan tertebas oleh waktu kita. PERSEMBAHAN Laporan ini dipersembahkan kepada : 1. Bapak dan Ibu tersayang, yang selalu menuntun dalam menapaki jejak kehidupan. Terima kasih selalu bersabar dalam merawat dan mendidik. Semoga engkau selalu bangga dengan anakmu ini. 2. Saudaraku yang selalu memberikan semangat untuk terus berjuang menyelesaikan setiap permasalahan 3. Rekan-rekan D3 Teknik Mesin Otomotif 2011, kalian adalah keluargaku di kampus yang memberikan semangat dan selalu ada ketika senang maupun sedih iii
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini dengan judul Rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah menambah ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya di bidang Teknik Mesin. Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma di Jurusan Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir untuk menerapkan dan menguji ilmu yang diperoleh di bangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari bulan Maret sampai dengan Juli 2013. Atas terselesaikannya laporan proyek akhir ini, maka penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Heru Sukanto, S.T.,M.T. selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin UNS dan pembimbing I proyek akhir. 2. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T selaku pembimbing II proyek akhir dan selaku koordinator proyek akhir. 3. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif dan Produksi serta seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Dalam penulisan laporan dengan judul Rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II, penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini. Surakarta, Agustus 2014 Penyusun iv
RANGKA SEPEDA MOTOR LISTRIK GENERASI II Oleh: Adhimas Bagus Pamungkas ABSTRAK Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan membuat purwa rupa serta rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II. Mekanisme pembuatan Sepeda Motor Listrik Generasi II ini berawal dari pengumpulan data berbagai jenis sepeda motor. Setelah terkumpul dibuatnya desain secara 3D dan 2D, kemudian bagian-bagian utama sepeda motor seperti rangka, suspensi dll dibagi dalam kelompok. Pada laporan proyek akhir ini akan membahas tentang perancangan dan pembuatan rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II. Rangka merupakan bagian utama dari suatu kendaraan yang berfungsi memberikan bentuk terhadap kendaraan tersebut. Struktur rangka ini meliputi rangka utama dan flangedesk motor dan transmisi yang disambung dengan proses pengelasan. Perhitungan kekuatan rancangan pada rangka utama dihasilkan tegangan lentur maksimal sebesar 112,74 N/mm 2 lebih kecil dari tegangan luluh material sebesar 207 N/mm 2. Perhitungan las didapatkan ketebalan las 0,747 mm lebih kecil dari ketebalan las sebenarnya yaitu 3 mm. Kata kunci: Sepeda Motor Listrik Generasi II, rangka, kekuatan material v
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK...v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR RUMUS...x DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN...1 1.1. Latar Belakang...1 1.2. Rumusan Masalah...2 1.3. Batasan Masalah...2 1.4. Tujuan Proyek Akhir...2 1.5. Manfaat Proyek Akhir...2 BAB II DASAR TEORI...3 2.1. Tipe Rangka Sepeda Motor....3 2.2. Analisa Kekuatan Material...9 2.2.1. Tegangan Normal (Normal Stress)...9 2.3. Statika...12 2.3.1.Gaya Luar...13 2.3.2.Gaya Dalam...14 2.3.3.Tumpuan...14 2.4. Pengelasan...15 2.4.1. Pengertian Pengelasan...15 2.4.2. Pemilihan Besar Arus Listrik...16 2.4.3. Kekuatan Las...17 vi
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR...18 3.1. Perencanaan Chasis Sepeda Motor Listrik Generasi II...18 3.2. Flow Chart Sepeda Motor Listrik Generasi II...19 3.3. Flow Chart Pembuatan Rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II...20 3.4. Dasar-dasar Pemilihan Rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II...21 3.4.1. Perencanaan modifikasi rangka GL Pro...21 3.5. Perhitungan Rangka...22 3.5.1. Simulasi Analisa Rangka Sepeda Motor Listrik Generasi II...33 3.6. Perhitungan Kekuatan Las Rangka Penempat Baterai...35 BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN...37 4.1. Sistem Mekanis...37 4.2. Proses Pembuatan Rangka...39 4.2.1 Pembuatan Rangka Utama...40 4.2.2. Membuat Rangka Penempat Baterai...42 4.2.3. Membuat Penahan Kontroler...44 4.2.4. Pembuatan Flangedesk Transmisi dan Motor Listrik...46 4.2.5. Pengecatan Rangka...46 4.3. Proses Perakitan Kendaraan...49 4.4. Persiapan Pengujian Kendaraan...50 4.5. Pengujian Kendaraan...51 4.6. Hasil Pengujian...51 BAB V PENUTUP...52 5.1. Kesimpulan...52 5.2. Saran...52 DAFTAR PUSTAKA...53 LAMPIRAN...54 vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Rangka pressed...4 Gambar 2.2 Rangka single cardle...4 Gambar 2.3 Rangka full duplex cradle...5 Gambar 2.4 Rangka backbone...6 Gambar 2.5 Rangka perimeter...6 Gambar 2.6 Rangka trellis...7 Gambar 2.7 Rangka monocoque...8 Gambar 2.8 Rangka diamond...9 Gambar 2.9 Komponen-komponen tegangan normal dan geser dari tegangan...9 Gambar 2.10 Batang perismatik yang dibebani gaya aksial...10 Gambar 2.11 Gaya tarik aksial...11 Gambar 2.12 Gaya tekan aksial...11 Gambar 2.13 Batang mengalami tegangan geser...12 Gambar 2.14 Prinsip statika keseimbangan...13 Gambar 2.15 Reaksi tumpuan rol...14 Gambar 2.16 Reaksi tumpuan sendi (a) dan jepit (b)...15 Gambar 2.17 Prinsip kerja las listrik...16 Gambar 2.18 Jenis sambungan las...16 Gambar 3.1 Desain 3D Sepeda Motor Listrik generasi II...19 Gambar 3.2 Perencanaan alur kerja tim Sepeda Motor Listrik generasi II...20 Gambar 3.3 Perencanaan alur pembuatan rangka...20 Gambar 3.4 Sketsa pemotongan rangka leher penyangga mesin...22 Gambar 3.5 Gambar 3D Sepeda Motor Listrik Generasi II...23 Gambar 3.6 FBD rangka...23 Gambar 3.7 Batang F-G...24 Gambar 3.8 Gaya dalam...24 Gambar 3.9 Diagram SFD...25 Gambar 3.10 Diagram BMD...25 Gambar 3.11 Gaya pada rangka...26 Gambar 3.12 Titik kumpul A...27 viii
Gambar 3.13 Titik kumpul F...27 Gambar 3.14 Titik kumpul E...27 Gambar 3.15 Titik kumpul D...28 Gambar 3.16 Titik kumpul C...28 Gambar 3.17 Gaya pada batang rangka...28 Gambar 3.18 Panjang batang AB...29 Gambar 3.19 Panjang batang DE...29 Gambar 3.20 Panjang setiap batang dalam kondisi mendatar...29 Gambar 3.21 Batang AB...30 Gambar 3.22 Batang AC...30 Gambar 3.23 Batang BD...30 Gambar 3.24 Batang CD...30 Gambar 3.25 Batang BC...31 Gambar 3.26 Batang CE...31 Gambar 3.27 Batang DE...31 Gambar 3.28 Batang DF...31 Gambar 3.29 Batang EF...31 Gambar 3.30 Potongan melingkar hollow circle pipe...32 Gambar 3.31 Hasil simulasi nilai tegangan...33 Gambar 3.32 Hasil simulasi displacement...34 Gambar 3.33 Hasil simulasi FOS...34 Gambar 3.34 Las rangka penumpang...35 Gambar 4.1 Bagian komponen utama Sepeda Motor Listrik Generasi II...37 Gambar 4.2 Proses pemotongan pipa...40 Gambar 4.3 Hasil pengerollan pipa...41 Gambar 4.4 Pengelasan pada rangka GL Pro...42 Gambar 4.5 Pemotongan backbone rangka GL Pro...42 Gambar 4.6 Rangka penempat baterai...42 Gambar 4.7 Proses pembengkokan strip plat...43 Gambar 4.8 Mengebor pengunci samping...43 Gambar 4.9 Meratakan hasil las dengan gerinda tangan...44 Gambar 4.10 Mengebor penahan kontroler commit to...45 user ix
Gambar 4.11 Pengelasan pada rangka...45 Gambar 4.12 Desain flengdesk motor dan transmisi...46 Gambar 4.13 Pencucian rangka...47 Gambar 4.14 Pendempulan bagian-bagian rangka...47 Gambar 4.15 Pengecetan dasar...48 Gambar 4.16 Pengecetan akhir...48 x
DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Tegangan tekan...11 Rumus 2.2 Tegangan geser...12 Rumus 2.3 Jumlah gaya pada sumbu x sama dengan nol...13 Rumus 2.4 Jumlah gaya pada sumbu y sama dengan nol...13 Rumus 2.5 Jumlah momen sama dengan nol...13 Rumus 2.6 Gaya resultan yang bekerja pada suatu benda...13 Rumus 2.7 Tegangan geser las...17 Rumus 2.8 Luas penampang las...17 Rumus 2.9 Leher las...17 Rumus 2.10 Tegangan tarik...17 Rumus 2.11 Momen...17 Rumus 2.12 Section modulus...17 Rumus 2.13 Tegangan geser las maksimum...17 xi
DAFTAR TABEL Tabel 1 Besar arus dan diameter...16 Tabel 2 Gaya dalam...25 xii
xiii