RANCANG BANGUN MESIN COPY CAMSHAFT (SISTEM TRANSMISI )

RANCANG BANGUN MESIN COPY CAMSHAFT (SISTEM TRANSMISI ) PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Oleh: MUHAMMAD RIZA PURWANTO NIM I8613025 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

ABSTRAK MUHAMMAD RIZA PURWANTO, 2016, RANCANG BANGUN MESIN COPY CAMSHAFT (SISTEM TRANSMISI). Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah merancang mesin copy camshaftyang berguna untuk memodifikasi camshaft dengan cara mengurangi dimensi sudut sehingga pada mekanisme buka tutup klep semakin cepat yang menghasilkan performa mesin meningkat. Pada proyek akhir dibuat lebih memfokuskan tentang sistem transmisi yang dibuat. Pada mesin copy camshaft menggunakan transmisi sabuk jenis v-belt. Pemilihan v- beltberdasarkan pertimbangan keuntungan yang lebih banyak daripada jenis sabuk lain. Penentuan dimensi sistem transmisi antara lain : pemilihan ukuran v-belt, pemilihan ukuran diameter puli, pemilihan diameter poros dan pemilihan daya motor listrik yang digunakan sabuk dan puli berdasarkan perhitungan yang dapat. Data yang diperoleh sabuk menggunakan ukuran A-26, perbandingan antara puli roda gerinda dan puli motor listrik adalah 3 : 2,5 dalam satuan inchi, digunakan diameter poros 15 mm dan mesin ini menggunakan daya 1/4 HP dengan kecepatan putaran 1450 rpm. Pada hasil yang diperoleh pada Proyek Akhir dapat diperoleh daya motor listrik yang digunakan 1/4 HP, untuk daya yang diperoleh dapat bekerja optimal ketika mesin bekerja. Untuk hasil uji coba yang dilakukan secara visual pada bentuk camshaftcukup baik tetapi dalam kepresisiannya mesin ini ketelitian hampir 1mm dari master camshaft. Kata kunci : copy camshaft, v-belt ABSTRACT MUHAMMAD RIZA PURWANTO, 2016, DESIGN OF COPY CAMSHAFT MACHINE (TRANSMISSION SYSTEM). Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. The purpose of this final project is to design a copy machine camshaftyang useful for modifying the camshaft by reducing the dimensions angle so that the open-close valve mechanism that produces the faster increase engine performance. At the end of the project was made more focused on transmission systems are made. In the copy machine camshaft using a transmission belt v-belt types. Selection v- consideration beltberdasarkan more profits than any other belt types. Determination of the dimensions of the transmission system, among others: the selection of the size of the v-belt, pulley diameter size selection, the selection of the shaft diameter and electoral power electric motors used belts and pulleys based on calculations that can be. Data obtained using a belt size of A-26, a comparison between the grinding wheels and pulleys pulley electric motor is 3: 2.5 in units of inches, used shaft diameter of 15 mm and this machine using the power 1/4 HP with a rotation speed of 1450 rpm. In the results obtained on the final project can be obtained power electric motors used 1/4 HP, for power obtained can work optimally commit when the to user engine is running. For the results of trials

conducted visually on camshaftcukup good shape but in the precision of these machines almost 1mm accuracy of master camshaft. Keywords : copy camshaft, v-belt

KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan penyusunan Laporan ProyekAkhir yang berjudul RANCANG BANGUN MESIN COPY CAMSHAFT (SISTEM TRANSMISI). Penulisan Laporan ProyekAkhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma Program Studi Teknik MesinOtomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan dan perhatian selama melakukan Proyek Akhir dan penyusunan Laporan Proyek Akhir. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso S.T.,M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T selaku Koordinator Proyek Akhir Universitas Sebelas Maret sekaligus Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini. 3. Bapak Dominicus Danardono D.P.T, S.T, M.T, P.hDselaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam pembuatan laporan Proyek Akhir. 4. Bapak Arifin Mustofa selaku laboran Laboratorium Proses Produksi yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam pembuatan mesin Proyek Akhir. 5. Bapak Heru selaku pemilik bengkel Titan yang telah memberikan masukan dan bimbingan dalam pembuatan mesin Proyek Akhir. 6. Bapak dan ibu yang telah memberikan motivasi dan semangat dalam pengerjaan mesin maupun laporan Proyek Akhir. 7. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. iv

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 penulisan Laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Surakarta, Juni 2016 Penulis v

ABSTRAK MUHAMMAD RIZA PURWANTO, 2016, RANCANG BANGUN MESIN COPY CAMSHAFT (SISTEM TRANSMISI). Program Studi Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tujuan dari Proyek Akhir ini adalah merancang mesin copy camshaftyang berguna untuk memodifikasi camshaft dengan cara mengurangi dimensi sudut sehingga pada mekanisme buka tutup klep semakin cepat yang menghasilkan performa mesin meningkat. Pada proyek akhir dibuat lebih memfokuskan tentang sistem transmisi yang dibuat. Pada mesin copy camshaft menggunakan transmisi sabuk jenis v-belt. Pemilihan v-beltberdasarkan pertimbangan keuntungan yang lebih banyak daripada jenis sabuk lain. Penentuan dimensi sistem transmisi antara lain : pemilihan ukuran v-belt, pemilihan ukuran diameter puli, pemilihan diameter poros dan pemilihan daya motor listrik yang digunakan sabuk dan puli berdasarkan perhitungan yang dapat. Data yang diperoleh sabuk menggunakan ukuran A-26, perbandingan antara puli roda gerinda dan puli motor listrik adalah 3 : 2,5 dalam satuan inchi, digunakan diameter poros 15 mm dan mesin ini menggunakan daya 1/4 HP dengan kecepatan putaran 1450 rpm. Pada hasil yang diperoleh pada Proyek Akhir dapat diperoleh daya motor listrik yang digunakan 1/4 HP, untuk daya yang diperoleh dapat bekerja optimal ketika mesin bekerja. Untuk hasil uji coba yang dilakukan secara visual pada bentuk camshaftcukup baik tetapi dalam kepresisiannya mesin ini ketelitian hampir 1mm dari master camshaft. Kata kunci : copy camshaft, v-belt vi

DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Pengesahan... ii Halaman Berita Acara Pendadaran... iii Kata Pengantar... iv Abstrak... vi Daftar Isi... vii Daftar Gambar... x Daftar Persamaan... xi Daftar Tabel... xii Daftar Lampiran... xiii Daftar Notasi... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan 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 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi... 4 2.1.1 Motor... 4 2.1.2 Daya Penggerak... 4 2.1.3 Pulley... 7 2.1.4 Sabuk V... 7 2.1.5 Poros... 12 BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR 3.1 Diagram Alur Proses Perencanaan... 15 3.2 Pengertian Alat... 16 vii

3.3 Prinsip Kerja Alat... 16 3.4 Perhitungan Transmisi Roda Gerinda... 17 3.4.1 Perhitungan Transmisi Sabuk... 17 3.4.1.1 Perhitungan Perbandingan Kecepatan... 17 3.4.1.2 Perhitungan Kecepatan Sabuk... 17 3.4.1.3 Perhitungan Panjang Sabuk... 17 3.4.1.4 Perhitungan Sudut Kontak Sabuk... 18 3.4.1.5 Perhitungan Luas Penampang Sabuk... 18 3.4.1.6 Perhitungan Massa Belt per Meter... 19 3.4.1.7 Perhitungan Gaya Centrifugal Sabuk... 19 3.4.1.8 Perhitungan Gaya Maksimum Sabuk... 19 3.4.1.9 Perhitungan Gaya sisi kencang dan kendor sabuk... 19 3.4.2 Perhitungan Daya pada Roda Gerinda... 20 3.5 Perhitungan Poros... 21 3.5.1PerhitunganGaya... 21 3.5.2Kesetimbangan Gaya Luar Poros Gerinda... 22 3.5.3Kesetimbangan Gaya DalamPorosGerinda... 23 3.5.4KekuatanPoros... 26 BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Proses Pembuatan... 29 4.2 Alat dan Bahan... 29 4.3 Langkah Pengerjaan... 30 4.3.1 Proses pembuatan rangka... 30 4.3.2 Proses pembuatan komponen... 31 4.3.3 Proses centering base plate... 31 4.3.4 Proses pelubangan Base plate... 33 4.3.5 Proses pengecatan... 35 4.3.6 Proses perakitan mesin copy camshaft... 36 4.3 Pengujian Mesin... 38 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 40 viii

5.2 Saran... 40 DAFTAR PUSTAKA... 41 LAMPIRAN... 42 ix

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tipe sabuk V (Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2005)...9 Gambar 2.2 Jenis sabuk ( Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2005)...9 Gambar 2.3 Bagian sabuk ( Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2005)...9 Gambar 2. 4 Tegangan pada sabuk dan pulley...10 Gambar 3.1 Diagram alur perencanaa...15 Gambar 3.2 Mesin copycamshaft...16 Gambar 3.3 Dimensi sabuk dan puli...17 Gambar 3.4 Luas Penampang Sabuk...18 Gambar 3.5 Tegangan sisi tarik dan kendor sabuk...19 Gambar 3.6 Poros gerinda...21 Gambar 3.7 Reaksi pembebanan poros...22 Gambar 3.8 Reaksi kesetimbangan gaya dalam...23 Gambar 3.9 Diagram gaya normal...25 Gambar 3.10 Diagram gaya geser...26 Gambar 3.11 Diagram momen bending...26 Gambar 3.12 Diagram gaya bending vertikal...26 Gambar 3.13 Diagram gaya bending...27 Gambar 4. 1 Rangka mesin copy camshaft...30 Gambar 4. 2 Men-setting benda ke mesin bubut...31 Gambar 4.3 Pembubutan permukaan bushing...31 Gambar 4. 4 Bushing three handle...32 Gambar 4. 5 Bushing... 32 Gambar 4. 6 Mengebor base plate...34 Gambar 4. 7 Penyemprotan epoxy pada rangka...35 Gambar 4. 8 Penyemprotan bekas cat dasar...35 Gambar 4. 9 Benda kerja camshaft...37 Gambar 4. 10 Pemasangan center mesin...37 Gambar 4. 11 Penyetelan roda copy...38 Gambar 4. 12 Camshaft setelah digerinda...38 Gambar 4. 13 Ukuran camshaft setelah digerinda... 38 x

DAFTAR PERSAMAAN Rumus2.1Perhitungandayaberdasarkanusaha tiap satuan waktu... 5 Rumus2.2 Perhitungandayaberdasarkangaya yang bekerja dan kecepatan... 5 Rumus2.3 Perhitungandayaberdasarkantorsi dan kecepatan sudut... 5 Rumus 2.4 Perhitungankecepatansudut... 5 Rumus 2.5 Pehitungantorsi... 5 Rumus 2.6 Perhitungandayaberdasarkanputaranporos... 6 Rumus 2.7 Mencarihargagaya... 6 Rumus 2.8 Mencarihargaberat... 6 Rumus 2.9 Perhitungan torsi... 6 Rumus2.10 Perhitungan diameter pulley... 7 Rumus2.11 Perhitunganpanjangsabuk... 10 Rumus2.12 Perhitungankecepatansabuk... 10 Rumus2.13 Perhitungansudutkontak... 11 Rumus2.14 Perhitungansudutkontak... 11 Rumus2.15 Perhitungantarikansisikencang (T 1 ) dansisikendor (T 2 )... 11 Rumus2.16 Perhitungan torsi padaporos... 13 Rumus2.17 Perhitunganmomen... 13 Rumus2.18 Perhitungan torsi ekuivalen... 14 Rumus2.19 Perhitungan diameter poros... 14 xi

DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Faktor koreksi transmisi sabuk-v (Sularso, 1991)...8 Tabel 2. 2 Dimensi standar v-belt. (Khurmi dan Gupta, 2005)...11 Tabel 2. 3 Penggolongan Bahan Poros (Hermann Jutz & Eduard sharkus, 2006).13 Tabel 3. 1 Reaksi potongan gaya dalam...25 xii

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. TabelDensity bahan sabuk... 42 Lampiran 2. Gambar 2d Dudukan camshaft... 43 Lampiran 3. Gambar 2d Alas meja mesin... 44 Lampiran 4.Gambar 2d Center mesin... 45 Lampiran 5.Gambar 2d Dudukan motor listrik... 46 Lampiran 6.Gambar 2d Dudukan roda gerinda... 47 Lampiran 7.Gambar 2d Rumah center mesin... 48 Lampiran8.Gambar 2d Rangka mesin... 49 Lampiran9.Gambar 2d Poros... 50 Lampiran10.Gambar 2d Pegas... 51 xiii

DAFTAR NOTASI P = Daya (watt) w = Usaha (joule) t = Waktu (second) F = Gaya (newton) V = Kecepatan linier (m/s) = Kecepatan sudut (rad/sec) = Percepatan sudut (rad/sec 2 ) T = Torsi (N.m) I = Momen inersia (kg.m 3 ) N = Putaran (rpm) m = Massa (kg) a = Percepatan (m/s 2 ) W = Berat (N) (kg.m/s 2 ) g = Percepatan gravitasi (m/s 2 ) r = Jari-jari (mm) F c = Gaya penggerindaan (newton) d = Diameter (mm) M = Momen (kg.mm) Te = Torsi ekuivalen (kg.mm) Me = Momen ekuivalen (kg.mm) s =Tegangan geser (kg.mm 2 ) =Tegangan bending (kg.mm 2 ) D o = Diameter awal benda kerja (mm) D m = Diameter akhir benda kerja (mm) S = Kecepatan pemakanan frais (mm/min) L = Panjang Sabuk (mm) xiv