II-1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Skuter Skuter adalah kendaraan roda 2 yang diameter rodanya tidak lebih dari 16 inchi dan memiliki mesin yang berada di bawah jok. Skuter memiliki ciri - ciri rangka sepeda step-trough frame [10], di mana top tube rendah atau tidak ada [11] seperti pada gambar 2.1. berikut : Gambar 2.1. Rangka sepeda step-trough frame (Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/file:triumph_bicycle.jpg) 2.2. Metode Lipatan Rangka Sepeda Metode lipatan rangka yang akan diaplikasikan dalam pembuatan skuter elektrik yang dapat dilipat ini yaitu lipatan triangle hinge. Jenis lipatan ini melipat penopang roda belakang dan roda belakang ke bawah dan membalik ke depan di bawah tabung rangka utama [8] seperti pada gambar 2.2. berikut :
juga. [2] Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros BAB II LANDASAN TEORI II-2 Gambar 2.2. Sepeda dengan jenis lipatan triangle hinge (Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/file:lynette_tikit_unfolding_jeh.jpg) 2.3. Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Berikut merupakan penjelasan mengenai. [2] Jenis poros yang akan digunakan dalam pembuatan skuter elektrik yang dapat dilipat yaitu Gandar. Gandar adalah poros seperti yang dipasang di antara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadangkadang tidak boleh berputar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir engkol sebagai poros utama dari mesin torak, dan lain lain. [2] Berikut merupakan rumus untuk pencarian diameter poros : Poros pejal dengan beban lentur :
II-3 [ ] [ ] d = diameter poros M = Beban Lentur (N.mm / kg.mm) τa = Tegangan geser yang diijinkan (N/mm 2 ) Sf1 sebesar 5,6 untuk bahan SF (ditempa dari ingot yang di kill ; kekuatan di jamin), dan 6 untuk bahan SC (baja konstruksi; kadar karbon terjamin). Juga dipengaruhi oleh faktor kekasaran permukaan, Sf2 diambil sebesar 1,3 3,0. [2] Nilai Kt diambil sebesar 1 untuk beban yang dikenakan secara ringan, 1 1,5 jika terjadi sedikit kejutan, dan 1,5 3 untuk beban yang dikenakan dengan kejutan besar. Nilai Km diambil sebesar 1,5 untuk pembeban momen lentur tetap, 1,5 2 untuk beban dengan tumbukan ringan, dan 2 3 untuk beban dengan tumbukan berat. [2] 2.4. Motor DC Tanpa Sikat Motor DC pada umumnya memerlukan sikat sikat untuk melakukan persinggungan dengan komutator yang berputar pada poros. [1] Pada kecepatan tinggi, sikat - sikat kesulitan dalam menjaga kontaknya. Sikat dapat oleng dan membuat ketidak seragaman pada permukaan komutator, yang menghasilkan loncatan api. Hal ini membatasi kecepatan maskimum dari motor. Ketidak sempurnaan kontak juga menyebabkan electrical noise. Sikat sering aus dan perlu
II-4 penggantian, dan komutator perlu dipelihara. Komponen komutator pada motor ukuran besar merupakan elemen yang mahal, memerlukan pemasangan yang presisi dari bagian bagiannya. [5] Masalah tersebut diatasi pada motor tanpa sikat (brushless motor). Pada motor jenis ini, penghubungan kumparan kumparan rotor disempurnakan dengan peranti peranti elektronik bentuk padat. [1] Motor tanpa sikat ini memiliki efisiensi 85-90%, sedangkan motor DC dengan bersikat memiliki efisiensi 75 80%. [5] 2.5. Hub Motor Hub motor adalah motor DC tanpa sikat yang dimasukkan ke dalam pusat roda (hub wheel) dan menggerakkannya secara langsung. Hub motor semakin umum pada sepeda listrik dan skuter listrik di beberapa bagian dunia, khususnya asia. [9] Hub motor yang penulis gunakan adalah seperti pada gambar 2.4. berikut : Gambar 2.3. Brushless Hub Motor (Sumber : http://www.electricbikesnscooters.com/brushless%20motors.htm) 2.6. Mekanika Teknik Mekanika teknik memegang peranan penting dalam suatu perancangan. Pada perancangan kekuatan bahan ini terhadap komponen komponennya dihitung atas dasar beban yang terjadi akibat gaya F, yang meliputi :
II-5 2.6.1. Tegangan Akibat Momen Lentur Menurut Suyitno (1995) [3], tegangan yang terjadi akibat momen lentur dapat ditulis sebagai berikut : Tegangan lentur (N/mm 2 ) ; Momen lentur (N.mm) Ketahanan lentur (mm 3 ) Momen inersia penampang (mm 4 ) Jarak elemen terhadap sumbu netral 2.6.2. Tegangan Tarik dan Tegangan Tekan Menurut Suyitno (1995) [3], tegangan tarik dan tekan yang terjadi akibat gaya tarik dapat ditulis sebagai berikut : Tegangan tarik (N/mm 2 ) Besarnya gaya tarik (N) Luas penampang bahan (mm 2 ) 2.6.3. Tegangan Gabungan Menurut Suyitno (1995) [3], tegangan gabungan kombinasi beban aksial dan lentur dapat dituliskan sebagai berikut :
II-6 Tegangan gabungan (N/mm 2 ) Gaya aksial (N) Luas penampang batang (mm 2 ) Momen lentur (N.mm) Jarak sumbu netral ke elemen batang (mm) Momen inersia penampang (mm 4 ) 2.6.4. Buckling (Tekuk) Menurut Suyitno (1995) [3], untuk perhitungan beban tekuk izin pada rangka maka digunakan rumus (Rumus Euler) : Beban tekuk izin (N/mm 2 ) Modulus Elastisitas material (Gpa) Panjang tekuk (panjang efektif) (mm) Momen inersia penampang (mm 4 ) Faktor keamanan 2.6.5. Faktor Keamanan Faktor keamanan adalah angka yang menjamin agar benda yang dipakai atau direncanakan aman. Faktor keamanan haruslah lebih besar daripada 1,0. Untuk menghindari kegagalan, biasanya, angka ini berkisar antra 1,0 sampai 15. [3] Untuk material Ulet (Ductille materials) : Sf = 1,25-2,0 (beban statis, tingkat kepercayaan yang tinggidi semua data desain) Sf = 2,0-2,5 (beban dinamis, kepercayaan rata-rata disemua data desain) Sf = 2,5-4,0 (beban statis atau dinamis denganketidakpastian tentang beban,sifat material dan tegangan yang kompleks)
II-7 Sf > 4,0 (beban statis atau dinamis denganketidakpastian tentang beban,sifat material, stres yang kompleks, dankeinginan untukmenyediakan keamanan tambahan) [4] 2.7. Kekuatan Sambungan Las Berikut rumus yang digunakan dalam perhitungan sambungan las (Sularso dan Kiyokatsu, 1997) [2] adalah sebagai berikut : Tegangan geser yang terjadi F = Besarnya gaya geser (N/mm 2 ) A = Luas pengelasan = a.l (mm 2 ) a = 0,707. H (mm) L = Panjang pengelasan (mm) Tegangan geser yang dijinkan : = yield strength (N/mm 2 ) = 0,58. (N/mm 2 ) Sf = Faktor keamanan