analisis sambungan baud pada roda traktor.pdf
Post on 05-Mar-2016
329 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
ANALISIS SAMBUNGAN BAUT PADA RODA
TRAKTOR
TUGAS ELEMEN MESIN I
Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Matakuliah Elemen Mesin I di
Jurusan Teknik Mesin
Oleh :
Hasnan Sarip
NRP: 12-2013-082
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
2015
-
`
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Elemen Mesin 1 dengan Judul :
ANALISIS SAMBUNGAN BAUT PADA RODA TRAKTOR
Oleh :
Hasnan Sarip
NRP: 12-2013-082
Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Matakuliah Elemen Mesin I di
Jurusan Teknik Mesin
Bandung, Mei 2015
Disetujui dan di sahkan oleh:
Pembimbing
Liman Hartawan, ST.,MT
-
`
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur dipanjatkan pada Allah SWT atas rahmat-Nya sehingga
laporan tugas Elemen mesin 1 ini dengan judul Analisa Sambungan Pada Roda
Traktor ini dapat terselesaikan.
Atas terselesaikannya laporan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada
beberapa pihak yang ikut terlibat dalam penulisan proposal ini, di antaranya
adalah:
1. Bapak Liman Hartawan selaku dosen pembimbing dalam kegiatan Tugas
matakuliah Elmes mesin 1 ini.
2. Rekan rekan Himpunan Mahasiswa Mesin Institut Teknologi Nasional
yang selalu memfasilitasi dalam bidang akademik dan perlombaan karya
tulis ilmiah.
3. Segenap keluarga dan kerabat yang telah member waktu dalam pengerjaan
proposal ini.
4. Semua pihak yang tidak dapat disebitkan satu per satu yang telah
membantu.
Diharapkan laporan Elemen mesin 1 ini dapat memberikan manfaat bagi
pembaca. Segala kritikan dan masukan yang bersifat membangun akan selalu
penulis terima, baik dalam bentuk lisan atau pun tulisan
-
`
iv
DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................................ ..i
Lembar Pengesahan.. .............................................................................................. ii
Kata Pengantar.. ..................................................................................................... iii
Daftar Isi................................................................................................................. iv
Daftar Tabel ........................................................................................................... vi
Daftar Gambar ....................................................................................................... vii
Abstrak ................................................................................................................ viii
Daftar pustaka ........................................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1
1.2 Rumusan masalah .............................................................................................. 2
1.2 Tujuan ............................................................................................................... 3
BAB II INJAUAN PUSTAKA
2.1 Istilah Penting Pada ulir ..................................................................................... 4
2.2 Jenis jenis Ulir ................................................................................................ 5
2.3 Jenis sambungan ulir ...................................................................................... 8
2.4 Dimensi standar ulir .......................................................................................... 9
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Prhitungan baut pada roda traktor .................................................................... 11
3.1.1 Data yang diperoleh ................................................................................... 11
3.1.2 Diagram Alir ............................................................................................... 13
3.1.2 Perhitungan ................................................................................................. 14
BAB IV ANALISA
Analisa.................................................................................................................... 17
-
`
v
BAB V KESIMPULAN
Kesimpulan ............................................................................................................ 18
Saran ....................................................................................................................... 12
-
`
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Dimensi standar ISO untuk Ulir 4
Tabel .3 spesifikasi traktor . 11
Table spesifikasi baut 21
Table Rekomendasi torsi 22
-
`
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar .1 bagan klasifikasi manufaktur 1
Gambar 2.1 Istilah berikut digunakan pada ulir . 4
Gambar 2.2 British standard whitworth (B.S.W) thread ....... 5
Gambar 2.3 British association (B.A) . 6
Gambar 2.4 American national standard thread ... 6
Gambar 2.5 Square thread ... 7
Gambar 2.6 Acme thread ... 7
Gambar 2.7 Knukle thread. 7
Gambar 2.8 Buttress thread 8
Gambar 2.9 Jenis Sambungan ulir ... 8
Gambar 2.10 Cap screws 9
Gambar komponen . 11
Gambar Gear Transmission ... 23
Gambar Cage Wheel (Roda Traktor) ..... 24
Gambar Penutup Baut 25
Gambar Teknik Komponen .. 26
.
-
`
viii
ABASTRAK
Dalam proses assembly sambungan tidak dapat dihindari baik dengan lasan atau
dengan baut, sambungan dengan menggunakan baut lebih sering digunakan kaena
dalam penggunaan nya dapat dilepas dan di pasang kembali tanpa merusak.
pada roda traktorpun penyambungan antara poros dengan rodanya menggunakan
baut dengan dimensi M12x1.75. yang meneruskan daya sebesar 40,27 Watt dan
putaran 14 Rpm dari poros ke roda yang mengakibatkan adanya tegangan
dan
Maka untuk menahan di perlukn material yang memiliki
lebih tinggi, maka dipilih baut dengan class 4.6 yang memiliki
138,48 Mpa dan = 109,64 MPa. Akan tetapi kondisi dilapangan
menggunakan baut dengan class 8.8 dengan tegangan izin yang lebih besar lagi.
Seharusnya dengan baut class 4.6 sudah mencukupi untuk menahan tegangan
yang terjadi, tetapi faktor lingkungan yang korosif juga harus diperhatikan karena
dapat menimbulkan abrasif pada baut sehingga perlu adanya penghalang agar baut
dan lingkungan tidak ada kontak langsung dengan cara menutup rapat2 baut
dengan menggunakan karet.
-
`
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri dan manufaktur sudah dapat dipastikan dalam
pembuatan sebuah alat maupun komponen sebagian besar tidak akan lepas
dengan proses assembly, yang bertujuan untuk menggabungkan 2 buah
komponen atau lebih menjadi satu. Dalam proses assembly ada beberapa
metode yang ada di gambar. 1
Gambar.1
Dari semua metode assembly, yang lebih sering dan umum di gunakan
dalam bidang kontruksi adalah metode lasan, baut (ulir) dan juga keling.
-
`
2
karena memiliki kekuatan sambungan yang relative lebih baik
dibandingkan dengan metode assembly lain nya, hampir di setiap komponen
dan bagian tidak akan lepas dari ketiga metode sambungan tersebut.
Sebuah ulir (screwed) dibuat dengan melakukan pemotongan secara
kontinyu alur melingkar pada permukaan silinder. Sambungan ulir sebagian
besar terdiri dari dua elemen yaitu baut (bolt) dan mur (nut). Sambungan ulir
banyak digunakan dimana bagian mesin dibutuhkan dengan mudah
disambung dan dilepas kembali tanpa merusak mesin. Ini dilakukan dengan
maksud untuk menyesuaikan/menyetel pada saat perakitan (assembly) atau
perbaikan, atau perawatan.
Untuk menyambungkan poros roda dan roda traktor menggunakan
sambungan baut (ulir), dengan fungsi agar suatu saat jika roda akan diganti
sesuai dengan kebutuhan menjadi mudah dalam pemasangan dan pelepasan
rodanya. Namun penyambungan dengan metode baut (ulir) terdapat beberapa
kekurangan yang perlu di analisis agar menjadi lebih baik. Dianatanya sering
terjadinya slek atau terkikis nya ulir yang mengakibatkan baut tidak bisa di
kencangkan atau di lepas, sesekali terjadi patah pada baut, baut terkena
korosi.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis merumuskan permasalahannya yaitu
apakah dengan baut M12 yang berjumlah 4 pada setiap roda sudah cukup
untuk menahan gaya yang terjadi, dan dengan class baut berapa yang sesuai.
-
`
3
1.3 Tujuan
Tujuan pada analis ini untuk mengetahui class baut berapa yang sesuai
atau dapat menahan gaya yang terjadi .
-
`
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Istilah Penting Pada Ulir
Istilah berikut digunakan pada ulir seperti pada Gambar 2.1 adalah penting untuk
diperhatikan.
Keterangan Gambar 2.1:
1. Major diameter adalah diameter terbesar pada ulir eksternal atau
internal. Dinamakan juga outside atau nominal diameter.
2. Minor diameter adalah diameter terkecil pada ulir eksternal atau
internal. Dinamakan juga core atau root diameter.
3. Pitch diameter adalah diameter rata-rata silinder. Dianamakan juga
effective diameter.
Gambar 2.1
-
`
5
4. Pitch adalah jarak antara puncak ulir. Secara matematika dapat
dihitung: Jumlah puncak ulir per unit panjang ulir
Pitch =
5. Crest adalah permukaan atas pada ulir.
6. Root adalah permukaan bawah yang dibentuk oleh dua sisi berdekatan
dari ulir.
7. Depth of thread adalah jarak tegak lurus antara crest dan root.
8. Flank adalah permukaan antara crest dan root.
9. Angle of thread adalah sudut antara flank ulir.
10. Slope adalah setengah pitch ulir.
2.2. jenis Ulir
Jenis ulir adalah sebagai berikut:
1. British standard whitworth (B.S.W) thread. Ulir jenis ini banyak
digunakan dimana kekuatan yang tinggi pada root yang dibutuhkan, seperti
pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 : B.S.W. thread
-
`
6
2. British association (B.A) thread. Merupakan ulir jenis B.S.W. dengan pitch yang
baik dan banyak digunakan untuk instrumentasi (alat ukur) dan pekerjaan lain
yang presisi, seperti pada Gambar 2.3.
3. American national standard thread. Ulir ini digunakan untuk tujuan umum
seperti baut, mur, lubang ulir dan tap, seperti pada Gambar 2.4.
4. Square thread. Ulir ini banyak digunakan untuk transmisi daya, biasanya
dijumpai pada mekanisme mesin perkakas, katup, spindle, uli jack dan
lain-lain seperti pada Gambar 2.5.
Gambar 2.3 : B.A. thread
Gambar 2.4 : American national standard thread
-
`
7
5. Acme thread. Ulir ini banyak digunakan pada ulir mesin bubut, katup
kuningan, ulir kerja bangku, seperti pada Gambar 2.6.
6. Knukle thread. Ulir ini banyak digunakan untuk pekerjaan kasar seperti
railway kopling, hydrant dan lain-lain seperti pada Gambar 2.7.
Gambar 2.5 : Square thread
Gambar 2.6 : Acme thread
Gambar 2.7 : Knukle thread
-
`
8
7. Buttress thread. Ulir banyak digunakan untuk transmisi daya satu arah,
seperti pada Gambar 2.8.
2.1 Jenis Sambungan ulir
1. Through bolts. Seperti pada Gambar 2.9 (a) terlihat bahwa baut dan mur
mengikat dua bagian/plat secara bersamaan. Jenis baut ini banyak
digunakan pada baut mesin, baut pembawa, baut automobil dan lain-lain.
2. Tap bolts. Seperti pada Gambar 2.9 (b), ulir dimasukkan ke lubang tap
pada salah satu bagiannya dikencangkan tanpa mur.
Gambar 2.8 : Buttress thread
Gambar 2.9
-
`
9
3. Stud. Seperti pada Gambar 6.9 (c), ulir ini pada kedua ujungnya berulir.
Salah satu ujung ulir dimasukkan ke lubang tap kemudian dikencangkan
sementara ujung yang lain ditutup dengan mur.
4. Cap screws. Ulir ini sama jenisnya dengan tap bolts tetapi berukuran kecil
dan variasi bentuk kepala seperti pada Gambar 2.10.
2.4 Dimensi Sandar Uir
Dimensi desain ISO untuk ulir, baut dan mur dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut:
Tabel 2.1 : Dimensi standar ISO untuk Ulir
Gambar 2.10 Cap screws
-
`
10
-
`
11
2.5 Persamaan persamaan
Menghitung gaya di setiap baut
Fbaut =
(1)
Dimana :
F= Gaya yang terjadi pada baut
T= Torsi
r= Jarak dari titik pusat gaya ke baut
n= jumlah baut
Vgaya normal =
(2)
Dimana :
W= berat dari teraktor
g = grafitasi
n = Jumlah baut
Tegangan geser
(3)
Dimana :
F = gaya yang terjadi
A= luas penampang
-
`
12
Tegangan tarik
=
(4)
Dimana :
F = gaya yang terjadi
A= luas penampang
-
`
13
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Perhitungan baut pada roda traktor
Melakukan perhitungan untuk mendapatkan class pada baut roda traktor
yang bisa menahan beban yang terjadi.
3.1.1 Data yang diperloleh
Berdasarkan spesifikasi traktor: Tabel .3
TRAKTOR TANGAN
Merk/Model QUICK / G 1000
Kecepatan 1 Kecepatan Maju
Sistem Transmisi Kombinasi (Gear-Chain)
Gear Case Casting Dual Part System
Sistem Penggerak (Kopling Utama) V-Belt (2 buah) dengan Tension
Sistem Pembelok (Kopling Kemudi) Dog Clutch (Gigi Cakar)
Isi Minyak Pelumas (liter) 5
Dimensi Traktor dengan Roda Besi / Roda
Karet
Panjang (mm) 2730 / 2730
Lebar (mm) 1130 / 860
Tinggi (mm) 1370 / 1250
Berat tanpa motor (kg) 198 / 163
Berat dengan diesel (kg) ditambah dengan berat diesel
Kapasitas Kerja (diesel 8.5HP, bajak
singkal tunggal)
Lahan Sawah 10.24 Jam/Ha
Lahan Kering 10.58 Jam/Ha
Diameter Roda 75 cm
MOTOR PENGGERAK
Merk KUBOTA
Tipe RD 85 DI-2S RD 85 DI-1S
RD 110 DI-2T
Jenis Motor Diesel 1 Silinder Horisontal (4 langkah)
Tenaga Rata-Rata (HP/RPM) 7.5 / 2200 10 / 2400
Tenaga Maksimum (HP/RPM) 8.5 / 2200 11 / 2400
Alat Penyeimbang 2 Penyeimbang
Aksial - 2 Penyeimbang Aksial
Bahan Bakar Solar Dengan Kualitas Baik
Sistem Starting Engkol
Sistem Pembakaran Pembakaran Langsung (Direct Injection)
Sistem Pendingin Air dengan Radiator
Isi Bahan Bakar (liter) 9.5 11
Isi Minyak Pelumas (liter) 2.4 2.8
-
`
14
Berat (Kg) 89 86 106
Sistem Pengaturan Lampu 12 - 32 / 32 (IC Regulator)
-
`
15
3.1.2 Diagram alir analisis baut roda traktor
Start
Putaran diroda (Rpm)
Kecepatan (m.s)
Torsi Diroda (kg.mm)
Gaya Pada setiap Baud (N)
= pada setiap baud
= Pada setiap baud
Pemilihan Kelas baut
<
<
Beban traktor (Kg)
Torsi Maksimum traktor (Hp)
Putaran mesin (Rpm)
Kapasitas kerja (Jam/Ha)
Dimensi baud
Jumlah Baut (n)
Class Baud
Sf1
Stop
-
`
16
3.1.3 Perhitungan
1. Beban Total = Beban rangka + Beban mesin = 119+89 = 300Kg
Tenaga maksimum = 8.5 HP
Putaran mesin = 2200Rpm)
Kapasitas kerja untuk di sawah = 10.24 Jam/Ha
Baut M.12 P = 1.75
Jumlah baut 8 (n)
2. Jarak Tempuh Teraktor dengan asumsi tidak berhenti, dan bergerak konstan
dalam 1 Ha = 20.200 m / 10.24 jam
Maka di dapat kecepatan =
= 0.55 m/s = 33 m/mnt
Keliling roda (P) = = .75 = 2,355 m
Putaran roda =
=
= 14 Rpm
Daya =
=
Daya Roda =
=
= 0,054 Hp = 40,27 Watt
3.
= 9,74 . 10
5
= 2801,64 Kg.mm = T = 1401 Kg.mm
Fbaut =
= 19,81 Kg . 9,81 m/s
2 = 194,37 N
Vgaya normal =
=
= 367,87 N
Fresultan di A = = 523,67 N
Fresultan di B = = 245,51 N
=
= 2,672 MPa
Diambil F terbesar
-
`
17
Gaya aksial pada baut
Jika dengan asumsi bahwa semua baut sudah terpasang dengan kencang maka
Gaya pada setiap baut
= 735,75 N
=
6,505 MPa
4. Dari perhitungan di atas maka dapat di pilih kelas baut
Dengan baut kelas 4.6 ( class baut terendah)
Memiliki kekuatan tarik minimum 240 MPa
Dan Bolt Tension Corresponding to 65% of Proof Load 12.4 KN
Maka dan
240 MPa . 0,577 = 138,48 Mpa
=
=
= 109,64 MPa
5. <
6,505 MPa < 109,64 MPa
<
2,672 MPa < 138,48 Mpa
Maka dengan menggunakan baut class terendah yaitu 4.6 sudah sangat layak
di gunakan
6.
-
`
18
Karena Sf2 sudah menjadi salah satu ketetapan yaitu 1,0 sampai 3,0 . maka
diambil 3,0
= 0.81
-
`
19
BAB IV
ANALISA
Dari hasil perhitungan dengan beberapa asumsi diantaranya:
- Traktor melaju dengan kosntan tanpa berhenti dengan kecepatan 33
- Semua baut pada roda terpasang dengan jumlah baut 8
Telah diketahui bahwa baut dengan dimensi M12 pich 1,75 mm dengan luas
penampang 112,1 mm2
Maka didapat dan
Maka untuk menahan di perlukn material yang memiliki
lebih tinggi, maka dipilih baut dengan class 4.6 yang memiliki 138,48
Mpa dan = 109,64 MPa
Sedangkan pada kondisi dilapangan penggunaan baut menggunakan class 8.8
sering terjadi slek atau ulir yang terkikis.
Di duga hal tersebut di akibatkan
- lingkungan yang sangat korosif mengakibatkan abrasif permukaan ulir.
- Pada saat kondisi berjalan baut dalam keadaan longgar mengakibatkan ulir
baut ter bentur, baik dengan piringan roda atau dengan piringan yang ada di
poros.
-
`
20
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan maka class baut yang sesuai adalah baut dengan class
4.6 yang memiliki 138,48 Mpa dan = 109,64 MPa karena baut
klas 4.6 dan lebih besar dari dan
SARAN
Sebaiknya sebelum traktor beroprasi cek kondisi baut, jika longgar segera
kencangkan, sesuai dengan torsi yang dianjurkan dimana untuk baut class 4.6
adalah 30 Nm.
Agar tidak mudah longgar gunakan ring pegas.
Tutup baut dengan menggunakan karet yang bertujuan untuk menghindari
kontak langsung dengan lingkungan yang korosif.
-
`
21
LAMPIRAN
Berikut adalah data tegngan izin dari baut berdasarkan class nya
-
`
22
Data rekomendasi torsi yang di berikan pada saat penyambungan
-
`
23
Gambar . Gear Transmission
-
`
24
Gambar. Cage Wheel (Roda Traktor)
-
`
25
Gambar. Penutup Baut
-
`
ix
DAFTAR PUSTAKA
[1] Zainuri, Achmad. 2010. Diktat Elemen Mesin I. Mataram.
[2] Petunjuk Pemasangan & Penggunaan Traktor Quick. Magelang
[3] Recommended Assembly Torques .BoltMasters
[4] Shigleys. Mechanical Engineering Desine Tenth Edition
top related