perancangan sistem transmisi (kopling) pada engine … · making of engine test bed. the background...
TRANSCRIPT
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
PERANCANGAN SISTEM TRANSMISI (KOPLING)
PADA ENGINE TEST BED
PROYEK AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna
Memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Program studi DIII Teknik Mesin
Disusun oleh:
RODHI THORIQ SAJID
NIM I8616028
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2019
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iii
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan bagi Allah SWT karena atas berkat rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan proyek
akhir ini dengan baik dan lancar. Proyek akhir merupakan salah satu mata
kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga
Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan.
Pelaksanaan proyek akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai
pertanggung jawaban kepada pihak Program Studi.
Melalui proyek akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu
yang diperoleh di bangku kuliah lalu diterapkan ke dalam sebuah mesin dari
proyek akhir ini.
Selama proses pelaksanaan proyek akhir maupun penulisan laporan
tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis
menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada:
1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Diploma III Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Raymundus Lulus Lambang, G.H., S.T.,M.T. selaku Koordinator Tugas
Akhir Jurusan Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
3. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
4. Bapak, Ibu, dan semua keluarga yang senantiasa memberikan do’a, dukungan
dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas
perkuliahan.
5. Teman-teman satu tim yang bersama-sama membuat proyek akhir ini hingga
selesai.
6. Rekan mahasiswa Diploma III Teknik Mesin angkatan 2016, serta semua pihak
yang telah membantu hingga terselesaikannya proyek akhir dan penyusunan
laporan ini.
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka
bumi ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf apabila dalam pelaksanaan
serta laporan proyek akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan, serta
penulis meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan
proyek akhir ini. Akhir kata, semoga proyek akhir dan laporan yang telah
terselesaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 18 Juli 2019
Penulis
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
PERANCANGAN SISTEM TRANSMISI (KOPLING)
PADA ENGINE TEST BED
Rodhi Thoriq Sajid
ABSTRAK
Engine test bed merupakan suatu mesin mekanik yang digunakan untuk
mengukur torsi dari daya yang dihasilkan oleh suatu mesin kendaraan dan juga
untuk mengukur jumlah konsumsi bahan bakarnya. Pengujian dilakukan dengan
cara memberikan tekanan secara bertahap pada master silinder, sehingga kamvas
rem akan menekan discbrake. Hasil pegujian ini, dapat dilihat pada timbangan yang
dihubungkan langsung dengan alat. Laporan tugas akhir ini akan melaporkan secara
detail proses perancangan dan pembuatan dari engine test bed. Latar belakang dari
pembuatan engine test bed ini adalah untuk membuat sebuah alat uji engine yang
relatif simple namun memiliki hasil pengukuran yang akurat. Proses pembuatan
engine test bed ini diawali dengan proses perencanaan yang meliputi desain gambar
dan perhitungan untuk menentukan komponen-komponen yang akan digunakan.
Setelah proses perencanaan telah selesai barulah dilakukan proses produksi. Hasil
dari tugas akhir ini adalah pembuatan engine test bed yang digunakan untuk
menguji mesin Yamaha Jupiter Z-1 dengan kapasitas mesin 113,7 cc yang memiliki
daya maksimum 7,4 kW, torsi maksimun sebesar 9.9 Nm.
Kata kunci: Engine test bed, Motor bakar, Unjuk kerja
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
DESIGN OF TRANSMITION SYSTEM (COUPLING)
FOR ENGINE TEST BED
Rodhi Thoriq Sajid
ABSTRACK
Engine test bed is a mechanical engine which is used for measuring
torsion from the power that is produced by an engine and also for measuring the
amount of fuel consumption. The test was done by giving pressure gradually to the
master cylinder, so that the discbrake would be pressed by the brake lining. This
test’s result could be seen from the scale which was connected directly with the
tool. This final assignment report would inform the detail of the designing and the
making of engine test bed. The background from the making of engine test bed
was to make a relatively simple engine test tool which still has accurate result.
The making processes of engine test bed were started with the planning which
included designing the image and also calculating for determining the
components that would be used. After the planning process had been finished,
then the production process could be done. The result of this final assignment was
producing engine test bed which is used to test the engine of Yamaha Jupiter Z-1
with 113,7 cc of engine capacity which has 7,4 kW maximum power and 9.9 Nm of
maximum torsion.
Key words: Engine test bed, internal combustion engine, For work
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
DAFTAR ISI
COVER ...............................................................................................................i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................iv
ABSTRAK ..........................................................................................................v
DAFTAR ISI .......................................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................viii
DAFTAR TABEL ...............................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ......................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................1
1.3 Batasan Masalah ...................................................................................2
1.4 Tujuan ...................................................................................................2
1.5 Manfaat .................................................................................................2
1.6 Sistematika Penulisan ...........................................................................2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Daya ......................................................................................................4
2.2 Konsep Perancangan Kopling ...............................................................5
2.3 Poros .....................................................................................................7
2.3.1 Tegangan dalam poros .................................................................9
2.4 Tegangan ...............................................................................................9
2.5 Kopling Flens ........................................................................................9
2.5.1 Desain kopling flens .......................................................................10
2.6 Universal cross joint .............................................................................13
2.6.1 Mencari diameter pin universal cross joint (dp) ............................14
2.7 Pasak .....................................................................................................15
BAB III UNIT PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1 Diagram Proses Perencanaan ................................................................16
3.2 Skema Peralatan ....................................................................................17
3.2.1 Komponen mesin .........................................................................19
3.3 Perhitungan Alat Pengukur Gaya..........................................................22
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
3.4 Perhitungan Poros .................................................................................23
3.5 Perancangan Kopling Flens ..................................................................28
3.5.1 Mengecek kekuatan .....................................................................30
3.6 Perhitungan Pasak .................................................................................31
3.6.1 Menghitung kekuatan pasak ........................................................32
3.7 Mencari Diameter Pin Universal cross joint ........................................33
BAB IV PROSES PRODUKSI
4.1 Komponen Mesin ..................................................................................34
4.1.1 Proses produksi poros ...................................................................34
4.1.2 Proses produksi kopling ................................................................35
4.1.3 Proses produksi rumah bearing .....................................................36
4.1.4 Proses produksi alas prony brake ..................................................38
4.2 Perhitungan Waktu Proses Produksi......................................................39
4.2.1 Poros ..............................................................................................39
4.2.2 Kopling ..........................................................................................43
4.2.3 Rumah bearing (selubung) ............................................................57
4.2.4 Dudukan lengan segitiga ...............................................................62
4.2.5 Alas prony brake ...........................................................................65
4.2.6 Dudukan bearing ...........................................................................67
4.3 Perhitungan Biaya Komponen ...............................................................68
4.3.1 Estimasi biaya material .................................................................68
4.3.2 Estimasi biaya proses produksi .....................................................69
4.4 Perakitan dan perawatan mesin .............................................................70
4.5 Biaya keseluruhan..................................................................................71
4.6 Pengujian ...............................................................................................72
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan ...........................................................................................73
4.2 Saran .....................................................................................................73
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kopling flens ...................................................................................10
Gambar 2.2 Rancangan kopling flens .................................................................11
Gambar 2.3 Komponen utama universal cross joint ...........................................14
Gambar 2.4 Rancangan universal cross joint .....................................................15
Gambar 3.1 Diagram alur proses perencanaan ...................................................16
Gambar 3.2 Engine test bed ................................................................................18
Gambar 3.3 Rangka .............................................................................................19
Gambar 3.4 Kaliper rem cakram .........................................................................19
Gambar 3.5 Kopling ............................................................................................20
Gambar 3.6 Alas prony brake .............................................................................20
Gambar 3.7 Discbrake ........................................................................................20
Gambar 3.8 Bearing ............................................................................................21
Gambar 3.9 Poros ................................................................................................21
Gambar 3.10 Rumah bearing ..............................................................................21
Gambar 3.11 Lengan ...........................................................................................22
Gambar 3.12 Posisi lengan rem ..........................................................................22
Gambar 3.13 Beban yang berkerja pada poros ...................................................24
Gambar 3.14 Skema pembebanan pada poros ....................................................25
Gambar 3.15 Diagram benda bebas ....................................................................25
Gambar 3.16 Reaksi gaya vertikal poros ............................................................26
Gambar 3.17 SFD................................................................................................26
Gambar 3.18 BMD ..............................................................................................27
Gambar 3.19 Perhitungan kopling flens..............................................................28
Gambar 3.20 Desain kopling flens ......................................................................30
Gambar 3.21 Pasak..............................................................................................31
Gambar 3.22 Pemasangan pasak pada poros ......................................................32
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Data perancangan ................................................................................24
Tabel 4.1 Proses produksi poros solid.................................................................34
Tabel 4.2 Proses produksi kopling bagian 1 .......................................................35
Tabel 4.3 Proses produksi kopling bagian 2 .......................................................36
Tabel 4.4 Proses produksi rumah bearing ...........................................................37
Tabel 4.5 Proses produksi alas prony brake .......................................................38
Tabel 4.6 Waktu proses produksi pembuatan poros ...........................................43
Tabel 4.7 Waktu proses produksi pembuatan kopling ........................................57
Tabel 4.8 Waktu proses produksi pembuatan rumah bearing (selubung) ..........62
Tabel 4.9 Waktu proses produksi pembuatan dudukan segitiga .........................65
Tabel 4.10 Waktu proses produksi pembuatan alas prony brake........................66
Tabel 4.11 Waktu proses produksi pembuatan dudukan bearing .......................68
Tabel 4.12 Estimasi biaya material .....................................................................69
Tabel 4.13 Waktu proses produksi ......................................................................70
Tabel 4.14 Biaya proses produksi .......................................................................70
Tabel 4.15 Hasil pengujian .................................................................................72