RANCANG BANGUN BAGIAN RODA GIGI DAN POROS DRUM PENGGULUNG PADA MESIN KATROL ELEKTRIK PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Disusun oleh : BAGUS ANGGEGANA ADP NIM. I 8612013 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
PERSEMBAHAN Alhamdulillahhirobbil alamin, Dengan mengucap rasa syukur kepada Allah SWT telah dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA). Pada kesempatan kali ini, karya saya persembahkan kepada : Ayahanda dan Ibunda tercinta Dan rendahkanlah dirimu terhadap mereka berdua dengan penuh kesayangan dan ucapkanlah; Wahai Tuhanku, kasihilah mereka keduanya, sebagaimana mereka berdua telah mendidik aku waktu kecil. (Q.S Al Israa, 17:24) vi
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 Rancang Bangun Bagian Roda Gigi Dan Poros Drum Penggulung Pada Mesin Katrol Elektrik. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah menambah ilmu pengetahuan dan teknolo gi khususnya di bidang Teknik Mesin. Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma Tiga di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir untuk menerapkan dan meningkatkan pemahaman tentang ilmu yang diperoleh di bangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari bulan juli sampai desember 2015 Atas terselesaikannya laporan proyek akhir ini, maka penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T.,M.T. selaku Ketua Program Studi D-III Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T, selaku Koordinator proyek akhir D-III Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak Dr. Triyono, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing I proyek akhir D- III Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Bapak Purwadi, S.T.,M.Kom, selaku dosen pembimbing II proyek akhir D- III Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 5. Kedua orang tua, yang selalu memberikan restu dan doa untuk kelancaran proyek akhir. 6. Rekan - rekan Mahasiswa D-III Teknik Mesin Minat Otomotif angkatan 2011, yang selalu memberikan dukungan berupa motivasi untuk menyelesaikan proyek akhir. 7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu, baik secara langsung maupun tidak langsung telah banyak membantu dalam menyelesaikan proyek akhir dan penyusunan laporan proyek akhir. iii
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa tidak ada yang sempurna, melainkan hanya sebatas berusaha semaksimal mungkin untuk memberikan yang terbaik. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan proyek akhir ini dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Surakarta, Juli 2016 PENULIS iv
ABSTRAK BAGUS ANGGEGANA ADP, 2016, RANCANG BANGUN BAGIAN RODA GIGI DAN POROS DRUM PENGGULUNG PADA MESIN KATROL ELEKTRIK, Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta Di era globalisasi ini pembangunan industri-industri (industri menengah, industri rumah tangga) serta keinginan berwirausaha masyarakat berkembang cukup pesat. Namun terbatasnya tenaga manusia untuk mengangkat dan memindahkan bahan atau barang-barang khususnya yang berat (mesin kendaraan) dapat menghambat proses suatu produksi dalam berwirausaha. Tujuan dalam proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat yang mampu mempermudah proses pengangkatan dan pemindahan barang agar dapat dilakukan secara efektif dan efisien. Metode yang digunakan adalah perencanaan desain 3 dimensi dan 2 dimensi, perencanaan dan pemilihan material rangka, perhitungan desain rangka dan sambungan las, proses pembuatan, proses perakitan, uji mesin katrol elektrik, analisis dan perbaikan. Berdasarkan pembuatan mesin katrol elektrik menggunakan motor listrik dengan daya 0,5 HP agar mampu mengangkat beban dengan berat maksimal 500 Kg dan menggunakan reducer dengan perbandingan 1:23 agar aman saat beban diangkat atau dipindahkan. Perakitan dilakukan menggunakan las listrik. Proses finishing meliputi penggerindaan, pendempulan, paengamplasan dan pengecatan. Kata kunci: katrol elektrik, mengangkat beban, engine mobil 500 kg v
DAFAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii ABSTRAK... v PERSEMBAHAN.. vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR RUMUS... x DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir... 2 BAB II DASAR TEORI 2.1 Roda Gigi... 3 2.1.1 Klasifikasi Roda Gigi... 3 2.1.2 Perhitungan Roda Gigi... 4 2.2 Poros... 7 2.2.1 Perhitungan Poros... 8 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Diagram Alur Perencanaan... 10 3.2 Konsep Desain Katrol Elektrik... 11 3.3 Perhitungan Roda Gigi... 12 3.3.1 Perbandingan Transmisi Roda Gigi... 13 3.3.2 Faktor Kecepatan Dinamis... 13 3.3.3 Jarak Sumbu Pada Poros.... 14 3.4 Perhitungan Poros Drum 14 3.4.1 Perhitungan Reaksi Gaya 15 3.4.2 Momen Puntir. 18 vii
3.4.3 Mencari Twisting Momen 19 3.4.4 Mencari Diameter Poros... 19 3.4.5 Mencari Tegangan Maksimal... 20 BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Desain... 21 4.2 Sistem Kerja Katrol Elektrik... 21 4.3 Proses Pengerjaan... 22 4.4 Alat dan Bahan... 22 4.5 Proses Pengerjaan Rangka. 23 4.6 Proses Pengecetan... 24 4.7 Proses Perakitan.. 24 4.8 Uji Fungsional Rangka... 27 4.9 Pembahasan 28 4.10 Hasil Pengujian Mesin... 29 4.11 Perawatan Mesin... 29 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 31 5.2 Saran... 31 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi...4 Gambar 3.1 Perencanaan alur pengerjaan..10 Gambar 3.2 Desain 3D mesin katrol elektrik...12 Gambar 3.3 Transmisi roda gigi...13 Gambar 3.4 Drum penggulung...14 Gambar 3.5 Reaksi gaya pembebanan vertikal pada poros drum...15 Gambar 3.6 Reaksi gaya pembebanan horizontal pada poros drum...16 Gambar 3.7 Diagram SFD vertikal dan BMD vertikal...17 Gambar 3.8 Diagram SFD horizontal dan BMD horizontal...18 Gambar 4.1 Konsep rancangan komponen 3D..21 Gambar 4.2 Proses pembuatan rangka...23 Gambar 4.3 Proses pengelasan rangka...24 Gambar 4.4 Proses pemasangan motor listrik 25 Gambar 4.5 Proses pemasangan reducer...26 Gambar 4.6 Proses pemasangan drum penggulung...26 Gambar 4.7 Proses pemasangan rangka atas dan rangka bawah...26 ix
DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Rasio roda gigi...4 Rumus 2.2 Jarak bagi/pitch..5 Rumus 2.3 Diameter lingkaran pitch...5 Rumus 2.4 Modul 5 Rumus 2.5 Jarak sumbu poros.5 Rumus 2.6 Diameter lingkaran kepala.6 Rumus 2.7 Diameter lingkaran kaki 6 Rumus 2.8 Tinggi kepala gigi..6 Rumus 2.9 Tinggi kaki gigi..6 Rumus 2.10 Tinggi gigi 7 Rumus 2.11 Gaya tangensial 7 Rumus 2.12 Faktor kecepatan dinamis 7 Rumus 2.13 Momen punter..8 Rumus 2.14 Tegangan tarik ijin...8 Rumus 2.15 Twisting momen...9 Rumus 2.16 Diameter poros.9 Rumus 2.17 Tegangan maksimal.9 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi roda gigi.3 xi