RANCANG BANGUN BAGIAN RANGKA PADA MESIN CHASSIS ENGGINE TEST BED PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Oleh: BOWO TRIYANTO NIM. I8612015 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warahmatullaahi Wabarakaatuhu. Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah kepada penulis, sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini dengan judul RANCANGAN BANGUN BAGIAN RANGKA PADA MESIN CHASSIS ENGINE TEST BED. Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam penyusunan laporan ini tidak lepas dari bantuan semua pihak baik secara langsung maupun tidak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso ST. MT. selaku Ketua program Diploma Tiga Teknik Mesin UNS dan selaku pembimbing proyek akhir. 2. Ibu Indri Yaningsih ST. MT. selaku koordinator proyek akhir. 3. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. Tak lupa untuk orang-orang terdekat penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Ayah dan Ibu tercinta yang selalu mensuport baik dari mental dan finansial selama ini, terimakasih telah membimbing dan memberikan contoh akan perjuangan, maafkan ananda yang masih bandel. 2. Juga untuk Kakak dan Adikku yang selalu memberikan arti kenapa saya tak boleh berhenti dan selalu termotivasi. 3. Kepada rekan hebatku Izul dan Adit yang selalu sigap dan setia menemani dalam proses proyek akhir ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Laporan Proyek Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritikan, serta saran dari berbagai pihak. Semoga- iii
penulisan Laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Wassalamu alaikum Warahmatullaahi Wabarakaatuhu. Surakarta, Juni 2016 Penulis iv
ABSTRAK BOWO TRIYANTO, 2016, RANCANG BANGUN BAGIAN RANGKA PADA MESIN CHASSIS ENGINE TEST BED, Proyek Akhir, Program Studi Diploma Tiga Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta Tujuan pembuatan rangka mesin chassis engine test bed adalah mengetahui: (1) bahan yang digunakan; (2) mengetahui mesin dan alat yang digunakan; (3) urutan pembuatan rangka mesin chassis engine test bed; (4) kinerja rangka mesin chassis engine test bed. Metode yang digunakan dalam pembuatan rangka mesin chassis engine test bed yaitu: (1) menentukan bahan yang akan digunakan. (2) memilih alat dan mesin apa saja yang digunakan. (3) langkah-langkah proses pembuatan rangka. (4) melakukan uji rangka mesin chassis engine test bed. Rangka mesin chassis engine test bed menggunakan besi tube square 50x50x3 mm. Dimensi rangka satu ukuran panjang 2304 mm, lebar 880 mm dan tinggi 600 mm. Langkah-langkah proses pembuatan mesin chassis engine test bed diawali dengan menandai bahan/besi yang akan dipotong dan dibor. Pemotongan menggunakan gerinda potong dan gergaji tangan, sedang pengeboran menggunakan mata bor Ø 13 mm, 20mm, dan 25mm. Perakitan dilakukan menggunakan las SMAW (Shielded Metal Arc Welding) dengan menggunakan elekroda E 6013 Ø 2,6 dan E 6013 Ø 3,2. Proses finishing meliputi pengamplasan, pendempulan dan pengecatan. Kata kunci : perancangan, mesin chassis engine test bed. v
DAFAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAKS... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR RUMUS... x DAFTAR TABEL... xi BAB I PENDAHULUAN 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 1.6. Sistematika Penulisan... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1. Pengertian Rangka... 4 2.2. Statika... 4 2.3. Tumpuan... 5 2.4. Gaya... 6 2.5. Pengelasan... 8 2.6. Solidworks... 12 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1. Skema dan Prinsip Kerja... 14 3.2. Flow Chart... 15 3.3. Perancangan Kontruksi Rangka... 16 3.4. Perancanaan Pengelasan... 30 3.5. Simulasi Rangka Menggunakan Solidworks... 31 vi
BAB IV PROSES PEMBUATAN 4.1. Proses Pengerjaan... 34 4.2. Alat dan Bahan... 34 4.3. Proses Pengerjaan Rangka... 35 4.4. Proses Pengecetan... 37 4.5. Proses Perakitan... 38 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan... 40 5.2. Saran... 40 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Prinsip Statika Keseimbangan... 5 Gambar 2.2. Tumpuan Rol... 5 Gambar 2.3. Tumpuan Sendi... 6 Gambar 2.4. Tumpuan Jepit... 6 Gambar 2.5. Gaya Normal Positif... 7 Gambar 2.6. Gaya Normal Negatif... 7 Gambar 2.7. Gaya Geser Positif... 7 Gambar 2.8. Gaya Geser Negatif... 8 Gambar 2.9. Momen Lentur Positif... 8 Gambar 2.10. Momen Lentur Negatif... 8 Gambar 2.11. Jenis Sambungan Las... 9 Gambar 2.12. Bentuk Alur/Kampuh Las... 9 Gambar 2.13. Bentuk Pengelasan... 10 Gambar 2.14. Tamplets Solidworks... 13 Gambar 3.1. Sketsa Mesin Chassis Engine Test Bed... 14 Gambar 3.2. Diagram Alur Perancangan... 15 Gambar 3.3. Rangka batang A-B/E-F/H-I... 16 Gambar 3.4. Rangka Batang A-B... 16 Gambar 3.5. Gaya Yang Bekerja Pada Batang A-B... 17 Gambar 3.6. Titik Potong Gaya A-B... 17 Gambar 3.7. Reaksi Gaya Dalam Potongan X-X Kanan... 18 Gambar 3.8. Reaksi Gaya Dalam Potongan Y-Y Kanan... 18 Gambar 3.9. Reaksi Gaya Dalam Potongan Z-Z Kanan... 18 Gambar 3.10. SFD Gaya Vertikal... 19 Gambar 3.11. BMD Gaya Vertikal... 20 Gambar 3.12. Rangka Batang E-F... 21 Gambar 3.13. Gaya Yang Bekerja Pada Batang E-F... 22 Gambar 3.14. Titik Potong Gaya E-F... 22 Gambar 3.15. Dalam Potongan X-X Kanan... 23 Gambar 3.16. Reaksi Gaya Dalam commit Potongan user Y-Y Kanan... 23 viii
Gambar 3.17. SFD Gaya Vertikal... 24 Gambar 3.18. BMD Gaya Vertikal... 24 Gambar 3.19. Rangka Batang H-I... 25 Gambar 3.20. Gaya Yang Bekerja Pada Batang H-I... 26 Gambar 3.21. Titik Potong Gaya H-I... 27 Gambar 3.22. Reaksi Gaya Dalam Potongan X-X Kanan... 27 Gambar 3.23. Reaksi Gaya Dalam Potongan Y-Y Kanan... 27 Gambar 3.24. SFD Gaya Vertikal... 28 Gambar 3.25. BMD Gaya Vertikal... 28 Gambar 3.26. Bentuk Pengelasan... 30 Gambar 3.27. Stress... 32 Gambar 3.28. Displacement... 33 Gambar 3.29. Faktor keamanan (safety factor)... 33 Gambar 4.1. Proses Pembuatan Rangka... 36 Gambar 4.2. Proses Pengelasan Rangka... 36 Gambar 4.3. Pengamplasan Rangka... 37 Gambar 4.4. Pengamplasan Dan Pendempulan... 38 Gambar 4.5. Proses Pengecatan Rangka Dan Ayakan... 38 ix
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tabel gaya dan momen pada potongan dari batang A-B... 29 Tabel 3.2. Tabel momen inersia... 20 Tabel 3.3. Tabel gaya dan momen pada potongan dari batang E-F... 23 Tabel 3.4. Tabel momen inersia... 24 Tabel 3.5. Tabel gaya dan momen pada potongan dari batang H-I... 28 Tabel 3.6. Tabel momen inersia... 29 x
DAFTAR RUMUS Rumus 2.1. Kesetimbangan gaya X... 6 Rumus 2.2. Kesetimbangan gaya Y... 6 Rumus 2.3. Kesetimbangan momen... 6 Rumus 2.4. Menghitung tebal pengelasan... 10 Rumus 2.5. Menghitung panjang pengelasan... 10 Rumus 2.6. Perhitungan momen inersia... 11 Rumus 2.7. Menghitung momen bending... 11 Rumus 2.8. Menghitung gaya geser... 11 Rumus 2.9. Menghitung section modulus... 11 Rumus 2.10. Menghitung bending stress... 12 Rumus 2.11. Menghitung resultan tegangan geser maksimal... 12 xi