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