laporan proyek akhir pembuatan bike trailer... · terbuka, terkadang tempat yang diinginkan...

LAPORAN

PROYEK AKHIR

PEMBUATAN BIKE TRAILER

PROYEK AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna

Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md)

Program Studi DIII Teknik Mesin Otomotif

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun Oleh :

AKHMAD NURDIN (I 8608007)

ANDI DWI SAPUTRO (I 8608040)

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii


commit to user

iii


commit to user

iv

HALAMAN MOTTO

v Manusia sepantasnya berdoa dan berusaha, walau Tuhan yang

menentukan.

v Kita tidak bisa membangun masa depan kita tanpa membantu orang lain

membangun masa depan mereka.

v Anda bisa sukses sekali pun tak ada orang yang percaya anda bisa. Tapi

anda tak pernah akan sukses jika tidak percaya pada diri sendiri.

v Dalam hidup ini, banyak orang yang gagal karena tidak menyadari betapa

mereka sudah mendekati sukses disaat mereka menyerah.

v Tak ada suatu rencana tidak dapat terwujud kala kita punya keyakinan

dan mengubah cara pandang kita, semua itu dapat terwujud karena tekad

semangat dan keyakinan.

v Keberhasilan ialah secuil rasa bahagia yang paling indah di dunia ini.

v Kegagalan merupakan sebuah peringatan atas kesalahan kita dalam

mewujudkan cita-cita.


commit to user

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang ingin ku-

persembahkan kepada:

Allah SWT serta nabi junjungan kita Muhammad SAW yang telah melimpahkan rahmat dan

hidayah–Nya sehingga hamba dapat melaksanakan `Tugas Akhir’ dengan baik serta

dapat menyelesaikan laporan ini.

Bapak dan Ibu yang saya sayangi dan cintai yang telah memberi dorongan moril maupun

meteril serta semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Kakak yang saya sayangi dan cintai.

Teman – teman seperjuangan yang saya sayangi, ayo kejar cita – citamu.

D III Otomotif’08

Teman – teman Oto_nk tetap kompak dan semangat.

Alim, dan Wahyu makasih telah berjuang bersama.

Ade’-ade’ angkatanku, tingkatkan mutu dan kualitas diri, jangan pernah menyerah !!!


commit to user

vi

ABSTRAKSI

AKHMAD NURDIN, ANDI DWI SAPUTRO, 2012, PEMBUATAN

BIKE TRAILER, Proyek Akhir, Program Studi, Diploma III Mesin Otomotif,

Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Banyak komunitas sepeda menginginkan bersepeda di alam yang lebih

terbuka, terkadang tempat yang diinginkan tersebut terlalu jauh dari daerah tempat

tinggal dan tidak memungkinkan dengan mengendarai sepeda. Untuk

mengatasinya digunakan bike trailer yang dirancang sesuai kebutuhan, dalam

penggunaannya ditarik oleh mobil. Dengan bike trailer ini sepeda diletakkan pada

posisi yang disediakan di atasnya, bagian pengaitnya (hook) dipasangkan dengan

bagian bumper belakang mobil. Dengan demikian, bike trailer dapat digunakan

sebagai solusi bagi komunitas sepeda yang menginginkan bersepeda di tempat

yang diinginkan meskipun tempat tersebut jauh dari tempat tinggal.

Proyek Akhir ini bertujuan untuk merancang dan membuat bike trailer

dengan kapasitas delapan buah sepeda. Proses pembuatan bike trailer ini melalui

beberapa tahapan yaitu perencanaan gambar, design rangka, dan proses

pembuatan dan perakitan bike trailer.

Dari perancangan dan pembuatan yang dilakukan dihasilkan bike trailer,

dengan spesifikasi sebagai berikut :

Ø Memiliki kapasitas angkut delapan sepeda polygon tipe heist

Ø Secara keseluruhan bike trailer memiliki panjang 300 cm x lebar 150 cm

Ø Gaya tarik bike trailer 200 N


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis

dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir ini dengan judul ”Pembuatan bike

trailer”. Laporan Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat mendapatkan

gelar Ahli Madya (A.Md) dan menyelesaikan Program Studi DIII Teknik Mesin

Otomotif Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penyusunan laporan ini penulis banyak mengalami masalah dan

kesulitan, tetapi berkat bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak maka penulis

dapat menyelesaikan laporan ini. Oleh karena itu, pada kesempatan ini

perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Heru Sukanto, ST., MT selaku Ketua Program D III Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Eko Prasetya Budiana, ST., MT selaku pembimbing I Proyek Akhir.

3. Bapak Zainal Arifin, ST.,MT selaku pembimbing II Proyek Akhir.

4. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T., selaku koordinator Proyek Akhir.

5. Alim Pujiyanto, Wahyu Widodo, dan Andi Dwi Saputro sebagai teman satu

kelompok terima kasih atas kekompakkan dan kerja samanya dalam

menyelesaikan proyek akhir

6. Mas Solikin, Mas Mamad, dan Lek Yan selaku laboran Motor Bakar terima

kasih atas bimbingan dan bantuannya.

7. Teman – teman seangkatanku, D3 Teknik Mesin Otomotif 2008 terima

kasih atas persaudaraan, kekompakan dan canda tawanya.

8. Semua pihak semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu – persatu yang

telah membantu dalam penyusunan laporan proyek akhir ini.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam

penyusunan laporan ini, maka segala kritikan yang sifatnya membangun sangat

penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini.


commit to user

viii

Akhir kata penulis hanya bisa berharap semoga laporan ini dapat

bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya dan para pembaca baik dari kalangan

akademis maupun lainnya.

Surakarta, Januari 2012

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii

HALAMAN MOTTO .................................................................................. iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v

ABSTRAKSI ............................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ................................................................................. vii

DAFTAR ISI ................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1

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 Metode Penulisan .................................................................. 3

1.7 Sistematika Penulisan ........................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI .................................................................... 4

2.1 Sepeda ................................................................................... 4

2.1.1 Sejarah Pekembangan Sepeda ................................... 4

2.1.2 Jenis Sepeda .............................................................. 5

2.2 Pembawa Sepeda Menggunakan Mobil ................................ 8

2.2.1 Macam- Macam Pembawa Sepeda Menggunakan

Mobil ......................................................................... 9

2.3 Spesifikasi Mitsubitsi Colt T120........................................... 12

2.4 Safety Factor ......................................................................... 12

2.5 Statika ................................................................................... 13


commit to user

x

2.5.1 Gaya Luar ................................................................. 14

2.5.2 Gaya Dalam .............................................................. 14

2.5.3 Tumpuan ................................................................... 15

2.5.4 Diagram Gaya Dalam ............................................... 16

2.6 Dasar-Dasar Pengelasan ....................................................... 17

2.6.1 Definisi Pengelasan ................................................... 17

2.6.2 Las Busur Listrik ....................................................... 18

2.6.3 Bahan Fluks............................................................... 18

2.6.4 Klasifikasi Elektroda ................................................. 19

2.6.5 Sambungan Las ......................................................... 19

2.7 Sambungan Baut ................................................................... 22

2.8 Perhitungan Kekuatan Bahan Rangka ................................... 24

2.9 Gaya Tarik Maksimal Mobil ................................................. 25

BAB III PERENCANAAN .......................................................................... 27

3.1 Gambar Design Bike Trailer ................................................. 27

3.2 Pemilihan Bahan ................................................................... 28

3.3 Perencanaan Dimensi ............................................................ 29

3.3.1 Rangka ...................................................................... 29

3.3.2 Penyangga Sepeda..................................................... 31

3.3.3 Pengait Roda Depan .................................................. 32

3.3.4 Towing Bar ............................................................... 33

3.3.5 Bracket ...................................................................... 34

3.3.6 Dudukan lampu belakang.......................................... 35

3.4 Perhitungan Perancangan ...................................................... 35

3.2.1 Distribusi Gaya Rangka dan Penyangga Sepeda ...... 36

3.2.2 Perhitungan Mekanika pada Rangka ......................... 61

3.2.3 Perhitungan Mekanika pada Penyangga Sepeda ....... 67

3.2.4 Perhitungan Mekanika pada Bracket ........................ 71

3.2.5 Perhitungan Mekanika pada Towing Bar .................. 73

3.2.6 Gaya Tarik Maksimal Mobil ..................................... 90


commit to user

xi

BAB IV Pembuatan Trailer Bike dan Perincian Biaya ............................... 92

4.1 Pembuatan Bike Trailer ........................................................ 92

4.1.1 Pembuatan Rangka .................................................... 92

4.1.2 Pembuatan Penyangga Sepeda .................................. 94

4.1.3 Pembuatan Pengait Roda Sepeda .............................. 96

4.1.4 Pembuatan Bracket ................................................... 97

4.1.5 Membuat Towing Bar ............................................... 98

4.1.6 Pengecatan ................................................................ 100

4.1.7 Membuat Lantai Trailer Bike dan Perlengkapannya 100

4.1.8 Proses Perakitan ........................................................ 102

4.2 Spesifikasi Bike Trailer ......................................................... 106

4.3 Perincian Biaya Pembuatan Bike Trailer .............................. 107

BAB V PENUTUP ..................................................................................... 111

5.1 Kesimpulan ........................................................................... 111

5.2 Saran ..................................................................................... 111

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sepeda rancangan James Starley ............................................... 5

Gambar 2.2 Sepeda gunung .......................................................................... 6

Gambar 2.3 Sepeda jalan raya ....................................................................... 7

Gambar 2.4 Sepeda Lipat .............................................................................. 7

Gambar 2.5 Sepeda fixie ............................................................................... 8

Gambar 2.6 Sepeda BMX ............................................................................. 8

Gambar 2.7 Bike carrier menempel pada bumper belakang ........................ 10

Gambar 2.8 Bike carrier yang digantungkan ................................................ 10

Gambar 2.9 Bike carrier di atas mobil .......................................................... 11

Gambar 2.10 Bike trailer ............................................................................... 11

Gambar 2.11 Mitsubitsi Colt T120 ............................................................... 12

Gambar 2.13 Sketsa prinsip statika kesetimbangan ...................................... 13

Gambar 2.14 Sketsa potongan torsi .............................................................. 15

Gambar 2.15 Sketsa gaya dalam dan gaya luar ............................................ 15

Gambar 2.16 Sketsa tumpuan roll ................................................................. 15

Gambar 2.17 Sketsa tumpuan sendi .............................................................. 16

Gambar 2.18 Sketsa tumpuan jepit ............................................................... 16

Gambar 2.12 Las busur listrik ....................................................................... 18

Gambar 2.19 Macam-macam sambungan tumpul ........................................ 20

Gambar 2.20 Macam-macam sambungan T ................................................. 20

Gambar 2.21 Macam-macam sambungan sudut ........................................... 20

Gambar 2.22 Macam-macam sambungan tumpang ...................................... 21

Gambar 2.23 Macam-macam sambungan sisi .............................................. 21

Gambar 2.24 Bentuk ulir ............................................................................... 23

Gambar 2.25 Sketsa beban eksentrik tegak lurus dengan sumbu baut ......... 23

Gambar 2.26 Penampang bahan rangka ........................................................ 24

Gambar 3.1 Design bike trailer..................................................................... 27

Gambar 3.2 Design bike trailer tampak belakang ........................................ 27

Gambar 3.3 Design bike trailer tampak samping ......................................... 28


commit to user

xiii

Gambar 3.4 Design rangka utama (satuan cm) ............................................. 30

Gambar 3.5 Design rangka segitiga (satuan cm) .......................................... 30

Gambar 3.6 Design penyangga sepeda ......................................................... 31

Gambar 3.8 Design penyangga sepeda tampak samping (satuan cm) .......... 32

Gambar 3.9 Design pengait roda depan (satuan cm) .................................... 32

Gambar 3.10 Design towing bar (satuan mm) .............................................. 33

Gambar 3.11 Design towing bar (satuan mm) .............................................. 34

Gambar 3.12 Design bracket (satuan mm) ................................................... 35

Gambar 3.13 Design dudukan lampu belakang (satuan cm) ........................ 35

Gambar 3.14 Distribusi gaya dengan penumpu pegas daun ......................... 36

Gambar 3.15 Potongan 1-1 ........................................................................... 37

Gambar 3.16 Potongan 2-2 ........................................................................... 38

Gambar 3.17 Potongan 4-4 ........................................................................... 39

Gambar 3.18 Potongan 5-5 ........................................................................... 40

Gambar 3.19 Potongan 6-6 ........................................................................... 41

Gambar 3.20 Potongan 6-6 ........................................................................... 42

Gambar 3.21 Potongan 6-6 ........................................................................... 43

Gambar 3.22 Diagram gaya normal .............................................................. 44

Gambar 3.23 Diagram gaya geser ................................................................. 45

Gambar 3.24 Diagram gaya momen ............................................................. 45

Gambar 3.25 Distribusi gaya dengan penumpu pegas daun ......................... 46

Gambar 3.26 Distribusi gaya penyangga sepeda bagian kanan .................... 46

Gambar 3.27 Potongan 1-1 ........................................................................... 47

Gambar 3.28 Potongan 2-2 ........................................................................... 47

Gambar 3.29 Potongan 3-3 ........................................................................... 48




Gambar 3.33 Distribusi gaya penyangga sepeda bagian kiri ........................ 50

Gambar 3.34 Potongan 1-1 ........................................................................... 51

Gambar 3.35 Potongan 2-2 ........................................................................... 52


commit to user

xiv

Gambar 3.36 Potongan 4-4 ........................................................................... 53




Gambar 3.40 Distribusi gaya penumpu “titik D” .......................................... 55

Gambar 3.41 NFD batang D-D’ .................................................................... 56

Gambar 3.42 Distribusi gaya penumpu “titik A” .......................................... 56

Gambar 3.43 NFD batang A-A’ .................................................................... 57

Gambar 3.44 SFD batang A-A’ .................................................................... 58

Gambar 3.45 BMD batang A-A’.................................................................. 58

Gambar 3.46 Distribusi gaya penumpu “titik B” .......................................... 58

Gambar 3.47 NFD batang B-B’ .................................................................... 59

Gambar 3.48 SFD batang B-B’ ..................................................................... 60

Gambar 3.49 BMD batang B-B’ .................................................................. 60

Gambar 3.50 Penampang bahan.................................................................... 61

Gambar 3.51 Penampang pengelasan ........................................................... 63

Gambar 3.52 Penampang pengelasan ........................................................... 65

Gambar 3.53 Penampang bahan.................................................................... 67

Gambar 3. 54 Penampang pengelasan .......................................................... 69

Gambar 3.55 Penampang pengelasan bracket pada rangka segitiga ............ 71

Gambar 3.56 Penampang sambuangan las pada towing ............................... 73

Gambar 3.57 Penampang pengelasan dudukan pengait bracket ................... 76

Gambar 3.58 Sambungan baut pengit bracket ............................................ 78


Gambar 3.60 Sambungan baut pengit towing bar dengan flange-nya .......... 82




Gambar 3.64 Sambungan baut flange towing bar dengan chasis mobil ....... 88

Gambar 4.1 Design rangka utama ................................................................. 93

Gambar 4.2 Design rangka segitiga .............................................................. 93


commit to user

xv

Gambar 4.3 Hasil pengelasan dudukan pegas daun ...................................... 94

Gambar 4.4 Hasil pengelasan rangka segitiga .............................................. 94

Gambar 4.5 Design penyangga sepeda tampak atas ..................................... 95

Gambar 4.6 Design penyangga sepeda tampak samping .............................. 95

Gambar 4.7 Hasil pengelasan penyangga sepeda ......................................... 96

Gambar 3.8 Design pengait roda depan (satuan cm) .................................... 97

Gambar 3.9 Design bracket (satuan mm) ..................................................... 98

Gambar 4.10 Design flange towing bar (satuan cm) .................................... 98

Gambar 4.11 Design towing bar (satuan mm,skala 1:4)............................... 99

Gambar 4.12 Hasil pengecatan rangka, bracket dan towing bar .................. 100

Gambar 4.13 Dudukan bracket ..................................................................... 101

Gambar 4.14 Sambungan rangka utama dengan rangka segitiga ................. 102

Gambar 4.15 Hasil perakitan rangka ............................................................. 102

Gambar 4.16 Hasil pemasangan suspensi dan roda ...................................... 103

Gambar 4.17 Hasil perakitan lantai ............................................................... 103

Gambar 4.18 Design dudukan lampu belakang ........................................... 104

Gambar 4.19 Hasil pemassangan lampu belakang........................................ 104

Gambar 4.20 Sambungan bracket dengan towing bar .................................. 105

Gambar 4.21 Hasil Akhir pembuatan bike trailer......................................... 105

Gambar 4.22 Bike trailer dengan sepeda ...................................................... 105


commit to user

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Safety factor berdasarkan jenis material dan jenis bahan ............... 12

Tabel 2. Perincian biaya membuat rangka .................................................... 107

Tabel 3. Perincian biaya suspensi dan roda .................................................. 108

Tabel 4. Perincian biaya membuat lantai dan lampu belakang ..................... 108

Tabel 5. Perincian biaya membuat bracket dan towing bar .......................... 109

Tabel 6. Perincian biaya alat ......................................................................... 109

Tabel 7. Total biaya ...................................................................................... 110


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Meningkatnya kesadaran masyarakat pentingnya hidup sehat ditunjukan

dengan melakukan kegiatan-kegiatan olahraga. Kegiatan olahraga yang dilakukan

secara rutin akan meningkatkan stamina dan vitalitas tubuh, sehingga memberikan

dampak pada meningkatnya stamina dan produktivitas kerja. Salah satu kegiatan

olahraga yang beberapa tahun belakangan ini semakin meningkat adalah

bersepeda, baik bersepeda santai, sepeda gunung, sepeda cepat (balap), sepeda ke

kantor, sepeda ke sekolah/kampus, bahkan sepeda antik.

Dahulu kebanyakan orang menggunakan sepeda sebagai sarana trasportasi.

Dewasa ini pengguna sepeda sebagai sarana transportasi semakin sedikit karena

kebanyakan orang memilih menggunakan kendaraan bermotor. Dengan

bergesernya sebagai sarana transportasi, peran sepeda lebih mengarah pada sarana

olahraga yang memiliki keunggulan lebih ekonomis, menyehatkan, dan

mengurangi pencemaran udara.

Dominasi kendaraan bermotor di jalan-jalan kota besar menyebabkan ruang

gerak sepeda semakin terbatas. Adanya program semacam Car Free Day di kota-

kota besar semakin membuka ruang gerak untuk sarana olahraga sepeda, hal ini

ditunjukan dengan tumbuh dan berkembangnnya komunitas-komunitas sepeda.

Menjamurnya komunitas pesepeda tersebut selain dilandasi oleh alasan

pentingnya hidup sehat, hobi, juga kepekaan terhadap terciptanya lingkungan

yang bebas polusi udara dan isu pemanasan global (global warming).

Banyak komunitas sepeda menginginkan bersepeda di alam yang lebih



mengatasinya digunakan bike trailer yang dirancang sesuai kebutuhan, dalam

penggunaannya ditarik oleh mobil. Dengan bike trailer ini sepeda diletakkan pada

posisi yang disediakan di atasnya, bagian pengaitnya (hook) dipasangkan dengan

bagian bumper belakang mobil.


commit to user

2

Dengan demikian, bike trailer dapat digunakan sebagai solusi bagi komunitas

sepeda yang menginginkan bersepeda di tempat yang diinginkan meskipun tempat

tersebut jauh dari tempat tinggal.

1.2. Perumusan Masalah

Bagaimana merancang dan membuat bike trailer dengan kapasitas delapan

buah sepeda.

1.3. Batasan Masalah

Agar penyusunan tidak melebar dan terarah, maka penulis melakukan

beberapa pembatasan masalah. Adapun pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Sepeda yang digunakan pada pembuatan bike trailer ini adalah polygon

tipe heist

2. Penulisan dibatasi pada perencanaan gambar, design rangka, dan proses

pembuatan bike trailer

3. Perhitungan dibatasi pada perhitungan statika, kekuatan bahan, kekuatan

sambungan baut, dan kekuatan sambungan las

1.4. Tujuan Proyek Akhir

Tujuan dari pembuatan proyek akhir ini untuk

1. Merancang bike trailer dengan kapasitas delapan buah sepeda

2. Membuat bike trailer dengan kapasitas delapan buah sepeda

1.5. Manfaat Proyek Akhir

Manfaat yang diperoleh dari penyusunan laporan Poyek Akhir ini adalah

sebagai berikut:

1. Bagi Penulis

Dapat menambah pengetahuan, dan pengalaman tentang perancanaan

gambar, perencanaan design, dan proses kerja dalam manufacture

2. Bagi Universitas

Sebagai referensi untuk pembuatan alat-alat yang lebih inovatif.

1.6. Metode Penulisan


commit to user

3

Data-data yang didapatkan penulis sebagai bahan-bahan dalam penyusunan

Laporan Tugas Akhir ini dilakukan dengan metode sebagai berikut:

1. Metode Observasi

Metode ini dilakukan dengan cara mengadakan pengamatan langsung dan

mencatat secara langsung pada obyek yang diteliti atau dibuat.

2. Metode Wawancara

Metode ini dilakukan dengan mengajukan pertanyaan secara langsung

kepada narasumber atau kepada pihak-pihak lain yang dapat memberikan

informasi sehingga membantu dalam penulisan laporan ini.

3. Metode Literatur

Metode ini dilakukan dengan mengumpulkan data-data yang berasal dari

buku-buku yang ada kaitannya dengan obyek penelitian.

1.7. Sistematika Penulisan

Laporan penulisan Proyek Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai

berikut:

BAB I Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah,

tujuan proyek akhir, manfaat proyek akhir, metode penulisan, dan

sistematika penulisan.

BAB II Dasar Teori

Bab ini berisi dasar-dasar pengelasan, pengetahuan dasar statika,

dan dasar-dasar perhitungan mekanika.

BAB III Perancangan

Bab ini berisi rencana design, dan analisa perhitungan design.

BAB IV Pembuatan Bike Trailer dan perincian biaya

Bab ini berisi proses pembuatan bike trailer, dan perincian biaya

BAB V Penutup

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

Daftar Pustaka

Lampiran


commit to user

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sepeda

2.2.1 Sejarah Perkembangan Sepeda

Sepeda adalah kendaraan beroda dua atau tiga, mempunyai kemudi (stang).

tempat duduk, dan sepasang pengayuh yang digerakkan kaki untuk

menjalankannya. Awalnya sepeda berasal dari Perancis (Ensiklopedia Columbia).

Awal abad ke-18 negeri itu sudah sejak mengenal alat transportasi roda dua yang

dinamai velocipede. Konstruksi velocipede belum menggunaakan besi, tapi dari

kayu. Bahkan bentuk awal velocipede tanpa engkol pedal, dan tanpa tongkat

kemudi (stang).

Tahun 1818, seorang Jerman bernama Baron Karls Drais von Sauerbronn

dicatat sebagai seorang penyempurna velocipede. Oleh Baron Karls Drais,

velocipede dimodifikasi memiliki mekanisme kemudi pada bagian roda depan dan

mengambil tenaga gerak dari kedua kaki.

Tahun 1839 Kirkpatrick Macmillan dari Skotlandia seorang pandai besi

membuat sepeda dengan kontruksi besi dan dirangkai menggunakan las. Selain itu

dia menambahkan batang penggerak yang menghubungkan antara roda belakang

dengan ban depan. Batang penggerak tersebut berupa engkol pedal.

Tahun 1855 Ernest Michaux dari Perancis mencatat upaya penyempurnaan

sepeda dengan membuat pemberat engkol, sehingga laju sepeda lebih stabil.

Tahun 1865 orang Perancis lainnya, Pierre Lallement memperkuat roda dengan

menambahkan lingkaran besi di sekelilingnya yang sering disebut velg.

Tahun 1870 James Starley memproduksi sepeda dengan roda depan yang

sangat besar (high wheel bicycle) dengan roda belakangnya sangat kecil. Starley

berhasil membuat terobosan dengan mencipta roda berjari-jari dan metode cross –

tangent, hingga kini, kedua teknologi itu masih terus dipakai. Sehingga sepeda

menjadi lebih ringan untuk dikayuh. Sepeda ini memiliki banyak kekurangan,

dengan posisi pedal dan jok yang cukup tinggi. Hal ini menjadi dilema bagi


commit to user

5

orang-orang yang berperawakan mungil dan wanita, karena mereka mengeluhkan

kesulitan untuk mengendarainya.

Gambar 2.1 Sepeda rancangan James Starley

(http://www.beritaunik.net)

Tahun 1886 keponakan James Starley, John Kemp Starley menyempurnakan

karya James Starley yang dapat digunakan semua orang. Sepeda ini memiliki

rantai untuk menggerakkan roda belakang dan ukuran kedua rodanya sama.

Tahun 1888 John Boyd Dunlop berhasil menemukan teknologi ban sepeda

yang bisa diisi dengan angin (pneumatic tire). Penemuan lainnya, seperti rem,

perbandingan gigi yang bisa diganti, rantai, kemudi yang bisa digerakkan, dan

masih banyak lagi yang semakin menambah daya tarik sepeda. Sejak itu, berjuta-

juta orang mulai menjadikan sepeda sebagai alat transportasi. Meski sekarang

perannya mulai disingkirkan kendaraan bermotor, sepeda tetap digemari banyak

orang.

2.2.2 Jenis Sepeda

Sepeda mempunyai beragam nama dan model. Pengelompokan sepeda

biasanya berdasarkan fungsi dan ukurannya, berikut pengelompokan sepeda

biasanya berda-sarkan fungsinya

1. Sepeda gunung

Sepeda gunung atau (All Terrain Bike/ATB) adalah sepeda yang digunakan

dalam medan yang berat. Pertama kali diperkenalan tahun 1970 oleh pemakai


commit to user

6

sepeda di perbukitan San Fransisco. Sepeda gunung digunakan untuk lintasan off-

road dengan rangka yang kuat, memiliki suspensi, dan kombinasi kecepatan.

Sejak saat itu dunia mengenal sepeda gunung ini.

Ciri-ciri sepeda gunung adalah ringan, bentuk kerangka yang terbuat dari

baja, aluminium dan yang terbaru menggunakan bahan komposit serat karbon

(Carbon Fiber Reinforced Plastic) dan menggunakan shock breaker. Sedangkan

ban yang dipakai adalah yang memiliki kemampuan untuk mencengkeram tanah

dengan kuat. Sepeda gunung memiliki 18-27 gear pindah yang untuk mengatur

kecepatan dan kenyamanan dalam mengayuh pedalnya.

Gambar 2.2 Sepeda gunung

(http://www.kaskus.us)

2. Sepeda Jalan Raya

Sepeda jalan raya juga dikenal sebagai road bike, merupakan sepeda yang

didesain untuk melaju di jalan raya. Sepeda ini digunakan untuk balap jalan raya,

bobot keseluruhan yang ringan, ban halus untuk mengurangi gesekan dengan

jalan.

Dibandingkan dengan tipe sepeda yang lain, sepeda ini memiliki ciri khas

tersendiri, yaitu ban yang halus untuk mengurangi gesekan dengan jalan, berat

yang sangat ringan, dan kemudi yang aerodinamis.


commit to user

7

Gambar 2.3 Sepeda jalan raya

(http://www.kaskus.us)

3. Sepeda Lipat

Sepeda lipat adalah sepeda yang memiliki engsel pada rangkanya dan bisa

dilipat menjadi lebih ringkas. Sepeda lipat bisa dibawa ke dalam angkutan

umum, disimpan di apartemen ataupun kantor dimana sepeda biasa dengan

ukuran yang besar tidak diijinkan.

Gambar 2.4 Sepeda Lipat

(http://www.arthazone.com)

4. Sepeda Fixie

Sepeda Fixie identik dengan gaya minimalis, murah, dan tidak ribet. Sepeda

Fixie memiliki cirri-ciri tidak memiliki rem, pedal terus berputar selama roda

mengelinding, menggunakan ban yang tipis. Membangun sepeda Fixie ini


commit to user

8

lumayan, karena komponen begitu banyak yang sebagian bisa dikombinasikan

dengan komponen sepeda balap.

Gambar 2.5 Sepeda fixie

(http://www.bogeloblast.net)

5. Sepeda BMX

BMX merupakan kependekan dari bicycle moto-cross, banyak digunakan

untuk atraksi.

Gambar 2.6 Sepeda BMX

(http://jawarakampung.blogspot.com)

2.2 Pembawa Sepeda Menggunakan Mobil

Banyak penghobi sepeda menginginkan bersepeda di alam yang lebih



mengatasinya dapat digunakan dengan pembawa sepeda yang dirancang sesuai


commit to user

9

kebutuhan. Dalam rancangannya, pembawa sepeda ini kebanyakan diaplikasikan

pada kendaraan bermotor, namun pada umumnya pembawaan ini menggunakan

mobil.

2.2.1 Macam-macam pembawa sepeda menggunakan mobil

1. Pembawa sepeda menjadi satu dengan mobil

Pembawa sepeda ini sering disebut bike carrier, atau ada juga yang sering

menyebut dengan bike towing. Bike carrier ini berciri khas simpel, dan menempel

pada mobil, namun hanya mampu membawa beberapa buah sepeda saja karena

bike carrier bersifat pribadi atau keluarga.

Bike carrier ini digolongkan menjadi dua, yaitu :

a. Menempel di belakang mobil

Pada bike carrier jenis ini awalnya hanya menempel pada bumper

belakang mobil. Namun seiring perkembangannya bike carrier jenis ini

dirancang lebih simpel, yaitu digantungkan pada bodi belakang dengan

penguat tali.

Pada bike carrier yang menempel pada bumper, pengait biasanya pada

kedua rodanya. Namun ada pula roda depan dilepas dan pengaitnya dipindah

ke dudukan poros roda, sedangkan rodanya dibuatkan dudukan sendiri.

Pada bike carrier yang digantungkan, pengaitnya pada rangka sepeda, hal

inilah kelebihan dari bike carrier yang digantungkan yaaitu lebih ringkas

pada pemasangannya. Namun pada bike carrier yang digantungkan berat

sepeda harus ringan, tidak lebih dari 20 kg.


commit to user

10

Gambar 2.7 Bike carrier menempel pada bumper belakang

(http://dapurpacu.com)

Gambar 2.8 Bike carrier yang digantungkan

(http://tokobajusepeda.com)

b. Diletakkan di atas mobil

Selain untuk tempat barang bawaan, carrier diatas mobil juga dapat

digunakan sebagai pembawa sepeda. pada bike carrier jenis ini, pengait

biasanya pada kedua rodanya. Namun ada pula roda depan dilepas dan

pengaitnya dipindah ke dudukan poros roda, sedangkan rodanya dibuatkan

dudukan sendiri.


commit to user

11

Gambar 2.9 Bike carrier di atas mobil

(http://modifikasi.com)

2. Pembawa sepeda terpisah dengan mobil

Pembawa sepeda ini sering disebut bike trailer dan penggunaannya ditarik oleh

mobil. Dengan bike trailer ini sepeda diletakkan pada posisi yang disediakan di

atasnya sedangkan bagian pengaitnya (hook) dipasangkan dengan bumper

belakang mobil. Bike trailer cocok digunakan untuk komunitas sepeda, karena

mampu membawa sampai delapan buah sepeda bahkan lebih.

Gambar 2.10 Bike trailer

(http://mymotobike.com)


commit to user

12

2.3 Spesifikasi Mitsubitsi Colt T120

Gambar 2.11 Mitsubitsi Colt T120

(http://mobilretro.com)

Mobil ini diproduksi pertama kalinya pada 1975, varian mobil ini memiliki 3

baris bangku yang dapat mengangkut 9 penumpang. Mesin yang digunakan

adalah KE-44 yang berkapasitas 1,3 L dan sanggup memberikan daya 65 PS (80

Kw; 66 HP) dengan torsi maksimal 107 Nm pada RPM 3100. Dengan daya

tersebut, kecepatan tertingginya 125 Km/Jam.

2.4 Safety Factor

Safety factor adalah tambahan nominal hasil perhitungan untuk meningkatkan

keamanan penggunaan suatu elemen mesin yang telah dikalkulasi karakteristik-

nya. Pada bike trailer ini menggunakan suspensi jenis pegas daun, sehingga

mengalami beban kejut dan safety factor yang digunakan adalah beban

kejut/dinamis II sebagaimana pada tabel 1 dibawah ini

Tabel 1. Safety factor berdasarkan jenis material dan jenis bahan

(Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi)


commit to user

13

Tabel 1. Safety factor berdasarkan jenis material dan jenis bahan (lanjutan)

2.5 Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang kesetimbangan dari suatu

beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan

tersebut. Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi

sistem menjadi suatu obyek tinjauan utama. Sedangkan dalam perhitungan

kekuatan rangka, gaya-gaya yang diperhitungkan adalah gaya luar dan gaya

dalam.

Gambar 2.13 Sketsa prinsip statika kesetimbangan

(http://www.digilbi.uns.ac.id)

Jenis beban dapat dibagi menjadi :

1. Beban dinamis adalah beban yang besar dan/atau arahnya berubah

terhadap waktu

2. Beban statis adalah beban yang besar dan/atau arahnya tidak berubah

terhadap waktu

3. Beban terpusat adalah beban yang bekerja pada suatu titik

4. Beban terbagi adalah beban yang terbagi merata sama pada setiap satuan

luas.

5. Beban momen adalah hasil gaya dengan jarak antara gaya dengan titik

yang ditinjau.

6. Beban torsi adalah beban akibat puntiran


commit to user

14

2.5.1 Gaya Luar Gaya luar adalah gaya yang diakibatkan oleh beban yang berasal dari luar

sistem yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Gaya luar dapat

berupa gaya vertikal, horisontal dan momen puntir. Pada persamaan statis tertentu

untuk menghitung besarnya gaya yang bekerja harus memenuhi syarat dari

kesetimbangan :

ΣFx = 0 .................................................................. (2.1)

ΣFy = 0 ................................................................. (2.2)

ΣM = 0 .................................................................. (2.3)

2.5.2 Gaya Dalam

Gaya dalam dapat dibedakan menjadi :

1. Gaya normal (normal force), yaitu gaya yang bekerja sejajar sumbu

batang

2. Gaya lintang/geser (shearing force), yaitu gaya yang bekerja tegak lurus

sumbu batang

3. Moment lentur (bending moment)

Persamaan kesetimbangannya adalah (Popov, E.P., 1996):

a) Σ F = 0 atau Σ Fx = 0

Σ Fy = 0 (tidak ada gaya resultan yang bekerja pada suatu benda)

b) Σ M = 0 atau Σ Mx = 0

Σ My = 0 (tidak ada resultan moment yang bekerja pada suatu benda)

4. Reaksi, yaitu gaya lawan yang timbul akibat adanya beban

Reaksi sendiri terdiri dari :

a) Moment

Moment (M) = F x s ............................................ (2.4)

Dimana :

F = gaya (N)

s = jarak (mm)


commit to user

15

b) Torsi

Gambar 2.14 Sketsa potongan torsi (http://www.digilbi.uns.ac.id)

c) Gaya

Gambar 2.15 Sketsa gaya dalam dan gaya luar (http://www.digilbi.uns.ac.id)

2.5.3 Tumpuan

Dalam ilmu statika, tumpuan dibagi atas :

1. Tumpuan roll/penghubung.

Tumpuan ini dapat menahan gaya pada arah tegak lurus penumpu.

Gambar 2.16 Sketsa tumpuan roll


2. Tumpuan sendi

Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah

Rad/s


commit to user

16

Gambar 2.17 Sketsa tumpuan sendi


3. Tumpuan jepit.

Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah dan dapat menahan

moment.

Gambar 2.18 Sketsa tumpuan jepit


2.5.4 Diagram Gaya Dalam

Diagram gaya dalam adalah diagram yang menggambarkan besarnya

gaya dalam yang terjadi pada suatu konstruksi. Sedang macam-macam diagram

gaya dalam itu sendiri adalah sebagai berikut :

1. Diagram gaya normal (NFD)

NFD yaitu diagram yang menggambarkan besarnya gaya normal yang terjadi

pada suatu konstruksi.

2. Diagram gaya geser (SFD)

SFD yaitu diagram yang menggambarkan besarnya gaya geser yang terjadi


3. Diagram moment bending (BMD)

BMD yaitu diagram yang menggambarkan besarnya momen lentur yang terjadi



commit to user

17

2.6 Dasar-Dasar Pengelasan

2.6.1 Definisi Pengelasan

Pengelasan menurut DIN (Deutsche Industrie Normen) adalah ikatan

metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam

keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, pengelasan adalah sambungan

setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas, dimana

dalam proses penyambungan ini terkadang disertai dengan tekanan dan material

tambahan (filler material). Tenaga panas pada proses pengelasan diperlukan untuk

memanaskan bahan logam las sampai leleh, sehingga bahan logam las tersambung

dengan atau tanpa kawat las sebagai bahan pengisi dan menghasilkan sambungan

yang kontinyu.

Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam kontruksi sangat luas, meliputi

perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa pesat, pipa saluran dan

sebagainya. Disamping untuk pembuatan, proses las dapat juga dipergunakan

untuk reparasi misalnya untuk mengisian lubang-lubang pada coran. Membuat

lapisan las pada perkakas, mempertebal bagian-bagian yang sudah aus, dan

macam-macam reparasi lainnya.

Pengelasan bukan tujuan utama dari kontruksi, tetapi hanya merupakan

sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik. Karena itu rancangan

las dan cara pengelasan harus betul-betul memperhatikan dan memperlihatkan

kesesuaian antara sifat-sifat lasdengan kegunaan kontruksi serta kegunaan

disekitarnya.

2.6.2 Las Busur Listrik

Las busur listrik merupakan pengelasan yang sering dipakai pada proses

pengelasan. Pengelasan busur listrik adalah pengelasan dimana percikan bunga

api listrik terjadi akibat hubungan singkat antara dua kutub listrik yang teronisasi

dengan udara melalui penghantar batang elektroda yang sekaligus dapat

digunakan pula sebagai bahan tambah atau bahan pengisi dalam pengelasan.


commit to user

18

Gambar 2.12 Las busur listrik

(http://sumber-kita.blogspot.com)

Pola pemindahan logam cair tersebut sangat mempengaruhi sifat mampu

dari las logam. Secara umum dapat dikatakan bahwa logam mempunyai sifat

mampu las tinggi apabila pemindahan terjadi dengan butiran yang halus.

Sedangkan pola pemindahan cairan dipengaruhi oleh besar kecilny arus dan

komposisi dari bahan fluks yang digunakan. Selama proses pengelasan bahan

fluks yang digunakan untuk membungkus elektroda mencair dan membentuk

kerak yang kemudian menutupi logam cair yang berkumpul ditempat sambungan

dan bekerja sebagai penghalang oksidasi. Dalam beberapa fluks bahannya tidak

dapat terbakar, tetapi berubah menjadi gas dan berfungsi sebagai pelindung dari

logam cair terhadap oksidasi dan menjaga nyala busur listrik.

2.6.3 Bahan Fluks

Dalam las elektroda terbungkus fluks memegang peran penting karena fluks

dapat bertindak sebagai :

1. Menjaga nyala busur listrik dan melancarkan pemindahan butir-butir cairan

logam

2. Sumber terak atau gas yang dapat melindungi logam cair terhadap udara di

sekitarnya

3. Sumber unsur-unsur paduan

Fluks biasanya terdiri dari bahan-bahan tertentu dengan perbandingan yang

tertentu pula. Bahan-bahan yang digunakan dapat digolongkan dalam bahan

pembuat terak, penghasil gas, deoksidator, unsur paduan, dan bahan pengikat.


commit to user

19

Bahan-bahan tersebut antara lain oksida-oksida logam, karbonat, silikat, fluorida,

zat organik, baja paduan, dan serbuk besi.

2.6.4 Klasifikasi elektroda

Menurut AWS (American Welding Society) klasifikasi elektroda adalah

sebagai berikut:

E xx y z

dimana:

E = Menyatakan elektroda

xx = Dua angka sesudah E menyatakan kekuatan tarik las dalam ribuan lb/in2

(atau angka ke 1 x 7 dalam 42 kg/mm2)

y = (angka ke 3) menyatakan posisi pengelasan

angka 1 untuk pengelasan segala posisi

angka 2 untuk pengelasan posisi datar dan bawah tangan.

z = (angka ke 4)menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai.

2.6.5 Sambungan Las

Sambungan las dalam konstruksi baja pada dasarnya dibagi dalam

sambungan tumpul, sambungan T, sambungan sudut, sambungan sisi, dan

sambungan tumpang.

1. Sambungan tumpul (butt joint)

Sambungan tumpul merupakan jenis sambungan yang paling efisien.

Sambungan ini terjadi apabila dua anggota sambungan yang kurang lebih dalam

bidang yang sama didekatkan antara ujung satu sama lainnya.

Bentuk alur dalam sambungan tumpul sangat mempengaruhi efisiensi

pengerjaan, efisiensi sambungan, dan jaminan sambungan. Pada dasarnya dalam

memilih alur harus menuju pada masukan panas dan penurunan logam las sampai

harga terendah yang tidak menurunkan mutu sambungan las.


commit to user

20

Gambar 2.19 Macam-macam sambungan tumpul


2. Sambungan T (T joint)

Merupakan sambungan las yang dibentuk bila kedua anggota sambungan

diposisikan kurang lebih 900 satu sama lain dalam bentuk T.

Gambar 2.20 Macam-macam sambungan T


3. Sambungan sudut (corner joint)

Merupakan sambungan las yang dibentuk bila dua anggota sambungan

diposisikan membentuk sudut kurang lebih 900 dengan sambungan las bagian luar

anggota sambungan.

Gambar 2.21 Macam-macam sambungan sudut



commit to user

21

4. Sambungan tumpang (lap joint)

Merupakan sambungan las yang dibentuk bila dua anggota sambungan

diposisi-kan saling menumpuk satu sama lain. Sambungan tumpang dianggap

lebih kuat dibandingkan dengan sambungan tumpul, tetapi mengakibatkan penam-

bahan berat.

Gambar 2.22 Macam-macam sambungan tumpang


5. Sambungan sisi (edge joint)

Merupakan sambungan las yang dibentuk bila sisi dua anggota sambungakan

disambung dan sisi yang dilas sejajar satu sama lainnya.

Gambar 2.23 Macam-macam sambungan sisi


Pada sambungan las dibebani, maka sambungan las akan mengalami sebagai

berikut (handbook churmy) :

a) Tegangan geser (τ)

t = A

.max SfF ................................................. (2.12)

F max = Pembebanan maximum

Sf = Safety Factor


commit to user

22

b) Momen yang terjadi

M = Fmax . L .................................................... (2.13)

L = Jarak

c) Tegangan bending pada sambungan las (ϬB)

ϬB = Z

SfM .max ............................................... (2.14)

M max = Moment maximum yang terjadi

Z = Section Modulus

d) Tegangan geser maximum (t max)

t max = 21 22 )(4 sb ts + ............................... (2.15)

Bahan yang digunakan aman apabila τ maximun < τ ijin max

2.7 Sambungan Baut

Sistem sambungan dengan menggunakan Mur & Baut ini, termasuk

sambungan yang dapat di buka tanpa merusak bagian yang di sambung serta alat

penyambung ini sendiri. Penyambungan dengan mur dan baut ini paling banyak

digunakan sampai saat ini, misal nya sambungan pada konstruksi-konstruksi dan

alat permesinan.

Bagian – bagian terpenting dari mur dan baut adalah ulir. Ulir adalah suatu

yang diputar disekeliling silinder dengan sudut kemiringan tertentu. Bentuk ulir

dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga di gulung pada sebuah

silinder seperti terlihat pada gambar 1a. Dalam pemakaian nya ulir selalu bekerja

dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam. Ulir pengikat pada umumnya

mempunyai profil penampang berbentuk segi tiga sama kaki. Jarak antara satu

puncak dengan puncak berikut nya dari profil ulir disebut jarak bagi (P) lihat

gambar 1b.


commit to user

23

Gambar 2. 24 Bentuk ulir (http://www.digilbi.uns.ac.id)

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting, untuk

mencegah timbulnya kerusakan pada mesin. Pemilihan baut dan mur sebagai alat

pengikat, harus disesuaikan dengan gaya yang mungkin akan menimbulkan baut

dan mur tersebut putus atau rusak. Dalam perencanaan baut dan mur,

kemungkinan kerusakan yang mengkin timbul yaitu :

Beban eksentrik tegak lurus dengan sumbu baut

Gambar 2.25 Sketsa beban eksentrik tegak lurus dengan sumbu baut


Pada baut yang dibebani eksentrik tegak lurus dengan sumbu baut, maka baut

akan mengalami beban-beban sebagai berikut :

a) Beban tiap baut (Ws)

Ws 溘毗l ............................................................. (2.16)

e

F


commit to user

24

F = Pembebanan

n = jumlah baut

b) Beban tarik langsung (Wtl)

Wtl 溘毗.乒.ෘl挠揍乒潜嫩ෘl潜租 .............................................. (2.17)

F = Pembebanan

e = Jarak tegak lurus pusat baut dengan pembebanan

Ln = Baut yang mengalami pembebanan terbesar

c) Beban tarik karena Ws dan Wtl (ekuivalen)

Wte = 囊挠揍̊ 十税纵̊Ǵ邹挠十4纵滚邹挠 ] ............... (2.18)

d) Tegangan tarik maximum (Ϭt max) yang terjadi

Wte = 恼.d2. Ϭt max ....................................... (2.19)

d = Diameter baut

Bahan yang digunakan aman apabila Ϭt ijin > Ϭt max

2.8 Perhitungan kekuatan bahan rangka

Gambar 2.26 Penampang bahan rangka


Pada bahan pipa kotak hollow memiliki rumusan sebagai berikut

a. A = b2 – h2............................................................. (2.5)

b. y = 凝挠 ........................................................... (2.6)


commit to user

25

c. I = 贫浅能萍浅囊挠 ................................................... (2.7)

Perhitungan moment lentur mempunyai dua tegangan yang berbeda, yaitu

pada bagian atas mengalami tegangan geser dan pada bagian bawah mengalami

tegangan bending.

1. Kekuatan bahan ditinjau dari tegangan geser

a. Tegangan geser ijin bahan (τ ijin max )

τ ijin =囊挠 . Ϭt魄坪 .................................................. (2.8)

b. Tegangan geser yang terjadi (τ)

τ = 毗屏ax霹 ................................................... (2.9)

2. Tegangan bending yang terjadi

ϬB 溘僻.您疲 ...................................................... (2.10)

3. Tegangan geser maximum (2.12)

t max=

21 22 )(4 sb ts +

..................................... (2.11)

Bahan rangka yang digunakan aman apabila τ maximum < τ ijin max

2.9 Gaya Tarik Maksimal Mobil

1. Mencari torsi maksimal

P = N . T ................................................................ (2.12)

Dimana :

P = Daya Mobil (Kw)

N = RPM pada gigi tertentu

T = Torsi

2. Mencari gaya tarik maksimal mobil

Fmax = 孽暖.奴 ............................................................ (2.13)

Dimana :


commit to user

26

r = jari-jari roda

n = jumlah roda


commit to user

27

BAB III

PERANCANGAN

3.1 Gambar Design Bike Trailer

Gambar 3.1 Design bike trailer

Gambar 3.2 Design bike trailer tampak belakang


commit to user

28

Gambar 3.3 Design bike trailer tampak samping

3.2 Pemilihan Bahan

Dalam proyek akhir ini peralatan yang dibuat yaitu bike trailer. Secara garis

besar bahan yang dibutuhkan adalah bahan untuk pembuatan rangka, penyangga

sepeda, dan lantai.

Hal utama yang harus diperhatikan pada pemilihan bahan untuk rangka

yaitu proses pengelasan. Menurut DIN 17100 bahan logam yang baik untuk

proses permesinan, proses pengelasan, dan bahan kontruksi adalah logam FE 37-

A (ST37). Untuk mendapatkan berat kontruksi seringan mungkin dan

memudahkan dalam pengelingan, pemilihan bentuk yang tepat untuk rangka

memakai pipa kotak hollow. Sedangkan untuk menghindari cacat ketika proses

pengelasan maka dipilih bahan yang memiliki ketebalan 0,8 mm. Dimensi pipa

kotak dipilih ukuran sedang, hal ini disesuaikan dengan bentuk dan perkiraan

ukuran bike trailer, sehingga kebutuhan bahan dalam membuat rangka dapat

diminimalkan mungkin dan memiliki kekuatan memadai dalam kontruksi.

Sehingga dalam pemilihan bahan untuk rangka menggunaka pipa kotak hollow FE

37-A (ST37) 40x40x0,8,

Bagian pokok yang sering berhubungan langsung dengan alam ,misalnya

hujan, maka pemilihan bahan harus tahan terhadap korosi. Bahan logam yang

paling baik untuk menghindari korosi yaitu stainless. Bagian-bagian tersebut

terdiri dari penyangga sepeda, lantai, dan pengait roda belakang.


commit to user

29

3.3 Perencanaan Dimensi

3.3.1. Rangka

Untuk menentukan dimensi rangka utama, maka dibutuhkan data-data

tentang sepeda yang akan digunakan, yaitu polygon tipe heist. Berdasarkan

pengukuran pada sepeda tersebut, didapat data sebagi berikut :

a. Panjang kemudi 60 cm

b. Diameter roda 75 cm

c. Berat sepeda 15 kg, pada kemiringan 150

Untuk membuat demensi panjang rangka utama sekecil mungkin, maka

posisi sepeda diperlakukan sebagai berikut:

1. Setengah kemudi sepeda paling depan dan paling belakang, diluar

rangka utama.

2. Posisi sepeda dibuat zig-zag pada setiap sisi, maka posisi kemudi

tidak sejajar. Sehingga jarak minimun antar sepeda pada satu sisi 47,5

cm.

Dengan pemberian jarak untuk dudukan penyangga sepeda pada tiap sisi

depan dan sisi belakang 10 cm, maka dimensi panjang rangka utama didapat 210

cm. Dimensi ini didapat dari perhitungan (47,5cm x 4) + (10cm x 2) = 210 cm.

Untuk menentukan dimensi lebar rangka utama sekecil mungkin, maka

posisi sepeda dibuat zig-zag antar sisi, sehingga dengan kemiringan sepeda 150

dimensi lebar rangka utama 150 cm. Dimensi ini didapat dari posisi terjauh rangka

sepeda pada setiap sisi, yaitu 75 cm, sehingga 75cm x 2= 150 cm.

Sedangakan untuk rangka penyambuang dengan towing bar menggunakan

rangka berbentuk segitiga. Hal ini bertujuan menjaga kestabilan trailer bike ketika

berjalan. Pada rangka yang berbentuk segitiga ini, beban yang ditarik akan

terpusat pada satu titik sudut, yaitu pada ujung segitiga. Selain itu rangka segitiga

juga memiliki kelebihan, yaitu ketika berbelok tidak banyak makan tempat,

sehingga tidak akan bersentuhan dengan towing bar.


commit to user

30

Gambar 3.4 Design rangka utama (satuan cm)

Gambar 3.5 Design rangka segitiga (satuan cm)


commit to user

31

3.3.2. Penyangga Sepeda

Gambar 3.6 Design penyangga sepeda

Menentukan dimensi panjang pada sepeda penyangga, mengacu jarak

antar sepeda yang didapat 47,5 cm. Agar rangka sepeda tidak menempel pada

rangka penyangga, diberi jarak 2 cm, sedangkan dimensi pipa kotak stainless

3 cm sehingga panjang dimensi penyangga sepeda 200 cm. Dimensi ini

didapat dari perhitungan (47,5cm x 4) + (2cm x 2) + (3cm x 2) = 200 cm. Pada

dimensi tinggi penyangga sepeda ini, didapat dari ketinggian (miring 150) roda

depan sepeda bagian bawah dengan lantai, yaitu 90 cm.

Gambar 3.7 Design penyangga sepeda tampak atas (satuan cm)


commit to user

32

Gambar 3.8 Design penyangga sepeda tampak samping (satuan cm)

3.3.3. Pengait Roda Depan

Walaupun sama halnya dengan lantai, penyangga sepeda, dan pengait roda

belakang yang sering berhubungan langsung dengan alam, pada pengait roda

depan tidak memakai stainless. Hal ini dikarenakan salah satu bahan yang

digunakan pada pengit roda dibuat dengan bahan stainless tidak ada dalam

pasaran, yaitu besi beton sebagai pemegang pengait sepeda. Semua bahan

yang digunakan pada pembuatan pengait sepeda ST-37A.

Pada pembuatan sebuah pengait roda depan dibutuhkan pipa Ø 40 mm,

yaitu sesuai dengan lebar ban sepeda. Pada pemegangnya menggunakan pipa

kotak 20mm x 40mm dan besi beton Ø 10 mm. Untuk membuat pengaitnya,

pipa Ø 40 di-rool dengan diameter 720 mm sedikit lebih besar diameter roda

sepeda. Kemudian dipotong sesuai dengan kebutuhan, yaitu seluruh ban

masuk pada pengait, roda dapat masuk ke pengait, dan posisi saat sepeda akan

dimasukkan pengait tidak terlalu tinggi.

Pada dimensi pipa kotak dibuat sama dengan penyangga sepeda, yaitu 20

cm. Dimensi besi beton disesuaikan dengan posisi pengait roda depan dan

pipa kotak.


commit to user

33

Gambar 3.9 Design pengait roda depan (satuan cm)

3.3.4. Towing Bar

Untuk membuat towing bar, harus disesuaikan dengan chacis mobil yang

dipakai. Mobil yang digunakan Dalam membuat towing bar ini adalah

Mitsubitshi Colt ST 120.

Gambar 3.10 Design towing bar (satuan mm)


commit to user

34

Pada pertengahan towing bar, dibuat lubang dengan ukuran 2 mm x 60

mm sebagai dudukan pengait sambungan

Gambar 3.11 Design towing bar (satuan mm)

3.3.5. Bracket

Bracket pad bike trailer digunakan untuk menyambung antara bike trailer

dengan towing bar. Dalam pembuatannya menggunakan 2 buah profil U

dengan tebal 5 mm. Pada pemasangan dengan pengait towing bar, ujung

bracket dilubangi sesuai dengan besar pengaitnya. Sedangkan untuk membuat

fleksibel naik turun, dibuat fleksibel joint menggunakan pipa bundar yang

disusun sesuai dengan design. Untuk menghubungkan kedua profil U tersebut

digunakan poros.


commit to user

35

Gambar 3.12 Design bracket (satuan mm)

3.3.6. Dudukan lampu belakang

Pada bike trailer ini, lampu belakang yang digunakan sebagai sein, lampu

kota, dan lampu rem menggunakan lampu belakang Mitsubitsi L300. Pada

pemasangannya, memerlukan dudukan lampu serta dudukan baut pada bike

trailer. Pada dudukan lampu menggunakan besi siku berlubang.

Gambar 3.13 Design dudukan lampu belakang (satuan cm)

3.4 Perhitungan Perancangan

Pada perhitungan ini hanya dibatasi pada perhitungan dasar mekanika yang

meliputi perhitungan distribusi gaya, perhitungan sambungan baut pada beban

eksentrik, dan perhitungan sambungan las. Pada perhitungan ini seluruh gaya

dianggap gaya statis.

Berikut beban-beban pada perencanaan :

1. Berat total rangka dan penyangga sepeda = 40 Kg = 400 N

2. Berat total bordes = 15 Kg = 150 N

3. Berat sepeda = @ 15 Kg = 150 N

4. Berat pegas daun = @ 2,5 Kg = 25 N


commit to user

36

3.4.1 Distribusi Gaya Rangka dan Penyangga Sepeda

Beban total rangka, penyangga sepeda, dan lantai adalah 550 N menjadi

satu sebagai beban merata, sedangakan beban setiap sepeda (berjumlah 8 buah)

yaitu 150 N menjadi beban terpusat. Seluruh beban tersebut tertumpu pada dua

buah pegas daun dan dianggap memiliki beban yang sama.

Sehingga setiap pegas daun menerima beban sebagai berikut :

1. Total berat rangka, penyangga sepeda, dan lantai, yaitu

xx탘퍠⾸ = 275 N

Karena beban ini beban merata, maka besar beban merata

⾸̊x퍠⾸,o = 131 N/m

2. Beban sepeda

Beban setiap sepeda yaitu 15 Kg atau 150 N

1. Distribusi pada rangka

Gambar 3.14 Distribusi gaya dengan penumpu pegas daun

∑ Fy = 0 ..................................................................... (2.2)

RBV+REV = 131 N/m x (0,55m+1,00m+0,55m) + 150 N x 4

RBV+REV = 276 N + 600 N

E B

1 2 3 4 5 6 7

REV

131 N/m

150 N 150 N 150 N 150 N

0,40 M 0,15M 0,35 M 0,5 M 0,20 M 0,35 M 0,15M

A D F C

RBV

0,55 M 1,00 M 0,55 M


commit to user

37

RBV+REV = 276 N

RBV = 876 N – REV

∑ ME= 0..................................................................... (2.3)

1,00 m RBV = [(131N/m x 0,55 m) x1,00十0,55m2 ] + (150N x 1,15m) + (150N

x 0,65m) + (150N x 0,15m) + [(131N/m x 1,0m) x ,탘탘o⾸ ] - (150N

x 0,35m) - [(131 N x 0,55) x 탘,xxo⾸ ]

1,00 m RBV = 92 Nm + 173 Nm + 98 Nm + 23 Nm + 66 Nm – (53 Nm + 20 Nm)

1,00 m RBV = 381 Nm

RBV = 381 N

REV = 876 N – 381 N

REV = 495 N

Potongan yang dianalisis

a) Potongan 1(F) – kanan

Gambar 3.15 Potongan 1-1

Persamaan reaksi gaya dalam :

Nx = 0

Vx = 131 N/m x

Mx = -131 N/m x .诺⾸ ....................................... (2.4)

x = 0 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 0 m

= 0 N

Mx = -131 N/m . 0 m . 탘⾸ m

Vx

Mx

Nx

131 N/m

x


commit to user

38

= 0

x= 0,20 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 0,20 m

= 27 N

Mx = -131 N/m . 0,20 m . 탘,⾸탘⾸ m

= -2,7 Nm

b) Potongan 2 (F-E) – kanan



NX = 0

VX = 131 N/m. x + 150 N

MX = [-131 N/m .x 诺⾸] + [-150 N. x -0,20m]

x = 0,20 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m .0,20 m + 150 N

= 177 N

Mx = [-131 N/m . 0,20 m x 탘,⾸x⾸ m] + [-150 N . (0,20 m – 0,20m)]

= -2,7 Nm

x = 0,55 m

Nx = 0

Vx

Mx

Nx

150 N

0,20 m

x

131 N/m


commit to user

39

Vx = 131 N/m . 0,55 m + 150 N

= 222 N

Mx = [-131 N/m . 0,55 m . 탘,xx⾸ m] + [-150 N . (0,55 m – 0,20m)]

= -20 Nm + -53 Nmm

= -73 Nm

c) Potongan 3 (E-D) – kanan



NX = 0

VX = 131 N/m .x + 150 N – 495 N

MX = [-131 N/m .x . x 诺⾸] + [-150 N . (x-0,20)] + [495 N .(x- 0,55)]

x = 0,55 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m x 0,55 m + 150N – 495 N

= -273 N

Mx = [-131 N/m . 0,55 m . 탘,xx⾸ m] + [-150 N . (0,55 m – 0,20m)] + [495 N .

(0,55m - 0,55m)]

= -73 Nm

x = 0,70 m

Nx = 0

Vx

Mx

Nx

495 N 0,55 m

150 N

x

131 N/m


commit to user

40

Vx = 131 N/m .0,70 m + 150 N – 495 N

= -247 N

Mx = [-131 N/m .0,70 m .탘,̊탘⾸ m] + [-150 N (0,70 m – 0,20 m)] + [495 N

(0,70m - 0,55m)]

= -33Nm + -75 Nm + 73 Nm

= -33 Nm

d) Potongan 4 (D-C) – kanan



NX = 0

VX = 131 N/m . x + 150 N – 495 N + 150 N

MX = [-131 N/m . x 诺⾸] + [-150 N . (x -0,20)] + [495 N . (x - 0,55] + [-150

N . (x -0,70)]

x = 0,70cm

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 0,70 m + 150 N – 495 N + 150 N

= 103 N

Mx = [-131 N/m . 0,70m . 탘,̊xo⾸ ] + [-150 N . (0,70m - 0,25m)] + [495 N .

(0,70 m - 0,55m] + [-150 N . (0,70 m - 0,70m)]

= -33 Nm

Vx

Mx

Nx 131 N/m

150 N 150 N

0,70 m 495 N

x


commit to user

41

x = 1,20 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m .1,20 m + 150 N – 381 N + 150 N

= 37 N

Mx = [-131 N/m 1,20m . ,⾸탘o⾸ ] + [-150 N . (1,20m - 0,20m)] + [495 N .

(1,20m - 0,55m] + [-150 N . (1,20m - 0,70m)]

= -95 Nm + -150 Nm + 322 Nm + -75 Nm

= 2 Nm

e) Potongan 5 (C-B) – kanan



NX = 0

VX = 131 N/m . x + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N

MX = [-131 N/m. x 诺⾸] + [-150 N . (x-0,20)] + [381 N . (x- 0,55] + [-150 N

. (x-0,70)] +[-150 N . (x-1,20)]

x =1,20 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 1,20 m + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N

= 113 N

Vx

Mx

Nx

495 N

150 N 150 N 150 N

131 N/m

x 1,20 m


commit to user

42

Mx = [-131 N/m . 1,20m . ,⾸탘o⾸ ] + [-150 N x (1,20m-0,20m)] + [495 N .

(1,20m- 0,55m] + [-150 N . (1,20m-0,70m)] +[-150 N . (1,20m-1,20m)]

= 2 Nm

x = 1,55 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 1,55 m + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N

= 159 N

Mx = [-131 N/m . 1,55m . ,xxo⾸ ] + [-150 N . (1,55m-0,20m)] + [495 N .

(1,55m- 0,55m] + [-150 N . (1,55m-0,70m)] +[-150 N . (1,55m-1,20m)]

= -158Nm + -203Nm + 495 N + -128 Nm + -53 Nm

= - 43 N

f) Potongan 6 (B-A) – kanan



NX = 0

VX = 131 N/m. x + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N -318 N

MX = [-131 N/m .x 诺⾸] + [-150 N . (x-0,20)] + [495 N .(x - 0,55] + [-150 N

(x- 0,70)] +[-150 N. (x-1,20)] +[381 N . (x-1,55)]

x =1,55 m

Nx = 0

Vx

Mx

Nx

318 N 495 N

150 N 150 N 150 N

131 N/m

x 1,55 m


commit to user

43

Vx = 131 N/m . 1,55 m + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N-318 N

= -159 N

Mx = [-131 N/m . 1,55m . ,xxo⾸ ] + [-150 N . (1,55m-0,20m)] + [495 N .

(1,55m- 0,55m] + [-150 N . (1,55m-0,70m)] +[-150 N . (1,55m-1,20m)]

= - 43 N

x = 1,70 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 1,70 m + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N-318 N

= -141 N

Mx = [-131 N/m . 1,70m . ,̊탘o⾸ ] + [-150 N . (1,70m-0,20m)] + [495 N x

(1,70m- 0,55m] + [-150 N . (1,70m-0,70m)] +[-150 N . (1,70m-1,20m)] +

[381 N . (1,70-1,55)]

= -190Nm + -225Nm + 570 N + -150 Nm + -75 Nm+ 58 Nm

= - 22 N

g) Potongan 7 (A) – kanan



NX = 0

VX = 131 N/m x + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N -318 N

Vx

Mx

Nx

150 N

318 N 495 N

150 N 150 N 150 N

131 N/m

x 1,70 m


commit to user

44

MX = [-131 N/m x 诺⾸] + [-150 N (x -0,20)] + [495 N (x- 0,55] + [-150 N

(x-0,70)] +[-150 N (x-1,20)] +[381 N (x-1,55)]

x =1,70 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 1,70 m + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N-318 N +150

= 10 N

Mx = [-131 N/m . 1,70m . ,̊탘o⾸ ] + [-150 N . (1,70m-0,20m)] + [495 N .

(1,70m- 0,55m] + [-150 N . (1,70m-0,70m)] +[-150 N . (1,70m-1,20m)] +

[381 N . (1,70-1,55)]

= - 22 N

X = 2,10 m

Nx = 0

Vx = 131 N/m . 2,10 m + 150 N – 495 N + 150 N + 150 N-318 N + 150 N

= 0 N

Mx = [-131 N/m . 2,10m . ,̊탘o⾸ ] + [-150 N . (2,10m-0,20m)] + [495 N .

(2,10m - 0,55m] + [-150 N . (2,10m -0,70m)] +[-150 N . (2,10m -1,20m)]

+ [381 N . (2,10-1,55)] + [150 N . (2,10-1,70)]

= -221Nm + -285Nm + 768 N + -210 Nm + -135 Nm+ 210 Nm + -60 Nm

= 0 N

Dari perhitungan diatas, didapat pembebanan terbesar pada titik E, yaitu sebesar

273 N. Sedangkan momen terbesar pada titik E, yaitu sebesar 73 Nm

Diagram gaya dalam pada rangka

a) Diagram gaya normal ( NFD )

Gambar 3.22 Diagram gaya normal

A B C D E F


commit to user

45

b) Diagram gaya geser ( SFD )

Gambar 3.23 Diagram gaya geser

c) Diagram moment bending ( BMD )

Gambar 3.24 Diagram gaya momen

27 N

177 N

222 N

37 N

113 N 159 N

10N

-273 N

-141 N

-247 N

A B C D E F

-159

103N

B 0 Nm A C D E F

22 Nm

43 N

0 Nm

2 Nm

33Nm

73 Nm

2,7 Nm


commit to user

46

2. Distribusi gaya pada penyangga sepeda

Gambar 3.25 Distribusi gaya dengan penumpu pegas daun

1) Penyederahaan bagian kanan (RDV2 – RGV)

Gambar 3.26 Distribusi gaya penyangga sepeda bagian kanan

∑ Fy = 0 ..................................................................... (2.2)

RDV2+RGV = (150 N.2)

RDV2+RGV = 300 N

RDV2 = 300 N – RGV

∑ MD = 0 ................................................................... (2.3)

1,00 RGV = (150 N.0,85 m) + (150 N.0,35 m)

1,00 RGV = 127,5 N + 52,5 N

RGV = 180 N

RDV2 = 300 N – RGV

0,35M

E

RDV

1 2 3 4 5 6

RGV RAV

150 N 150 N 150 N 150 N

0,35 M 0,50 M 0,15M 0,15M 0,50 M

B F C


commit to user

47

= 300 N – 180 N

= 120 N

a) Potongan 1-1 (F-G) – kanan


Nx = 0

Vx = - 180 N

Mx = 180 N. x m

x = 0 m

Nx = 0

Vx = - 180 N

Mx = 180 N.0

= 0

x = 0,15 m

Nx = 0

Vx = - 180 N

Mx = 180 N.0,15 m

= 27 Nm

b) Potongan 2-2 (E-F) – kanan


E

Vx

Mx

Nx

F Vx

Mx

Nx

RGV

RGV

180N

F

15 x

150 N

x

180 N


commit to user

48

Nx = 0

Vx = - 180 N + 150 N

= - 30 N

Mx = [180 N (x m)] + [-150N (x m-0,15m)]

x = 0,15 m

Nx = 0

Vx = - 180 N + 150 N

= - 30 N

Mx = [180N (0,15m)] + [-150N (0,15m-0,15m)]

= 27 Nm

x = 0,65 m

Nx = 0

Vx = - 180 N + 150 N

= - 30 N

Mx = [180N (0,65m)] + [-150N (0,65m-0,15m)]

= 117 N + -75 N

= - 42 Nm

c) Potongan 3-3 (D-E) – kanan


Nx = 0

Vx

Mx

Nx

RGV RDV2

E

0,65m

x

150 N 150 N

F

180 N


commit to user

49

Vx = - 180 N + 150 N + 150 N

= 120 N

Mx = [180N (x m)] + [-150N (x m-0,15m)] + [-150N (x m-0,65m)]

x = 0,65 m

Nx = 0

Vx = - 180 N + 150 N + 150 N

= 120 N

Mx = [165N (0,65 m)] + [-150N (0,65-0,15m)] + [-150N (0,65 m-0,65m)]

= - 42 Nm

x = 1,00 m

Nx = 0

Vx = - 180 N + 150 N + 150 N

= 120 N

Mx = [180 (1,0 m)] + [-150N (1,0 m-0,15)] + [-150N (1,0 m-0,65m)]

= 180 Nm + (-127,5Nm) + (-52,5 Nm)

= 0 Nm




D G E F


commit to user

50





2) Penyederhanaan bagian kiri (RDV2 – RGV)

Gambar 3.33 Distribusi gaya penyangga sepeda bagian kiri

42 Nm

27 Nm

120 N

30 N

180 N

G D E F

G D E F


commit to user

51

∑ Fy = 0 ..................................................................... (2.2)

RAV+RDV1 = (150 N.2)

RAV+RDV1 = 300 N

RDV1 = 300 N – RAV

∑ MD = 0 ................................................................... (2.3)

1,00 RAV = (150 N.0,65 m) + (150 N.0,15 m)

1,00 RAV = 97,5 N + 22,5

RAV = 120 N

RDV1 = 300 N – 120N

= 180 N

a) Potongan 1-1 (A-B) – kiri


Nx = 0

Vx = - 120 N

Mx = 120 N. x m

x = 0 m

Nx = 0

Vx = - 120 N

Mx = 120 N. 0 m

= 0

x = 0,35 m

Nx = 0

Vx = - 120N

Mx = 120 N.0,35 m

= 42 Nm

Vx

Nx

Mx

RAV

120 N

B

x


commit to user

52

b) Potongan 2-2 (B-C) – kiri


Nx = 0

Vx = - 120 N + 150 N

= 30 N

Mx = 120 N. x m + [-150 (x m – 0,35m)]

x = 0,35 m

Nx = 0

Vx = -120 N + 150 N

= 30 N

Mx = 120 N.0,35 m + [-150 (0,35 m – 0,35m)]

= 42 Nm

x = 0,85 m

Nx = 0

Vx = - 120 N + 150 N

= 30 N

Mx = 120 N. 0,85 m + [-150 (0,85 m – 0,35m)]

= 102 Nm + - 75 Nm

= 27 Nm

Vx

Nx

Mx

RAV

150 N

120 N

B

0,35

x

C


commit to user

53

c) Potongan 3-3 (C-D) – kiri


Nx = 0

Vx = - 120 N + 150 N + 150 N

= 170 N

Mx = 120 N. x m + [-150 (x m – 0,35m)] + [-150 (1,0 m – 0,85m)]

x = 0,85 m

Nx = 0

Vx = - 120 N + 150 N + 150 N

= 180 N

Mx = 120 N. 0,85 m + [-150 (0,85 m – 0,35m)] + [-150 (0,85 m – 0,85m)]

= 27 Nm

x = 1,00 m

Nx = 0

Vx = - 120 N + 150 N + 150 N

= 180 N

Mx = 120 N.1,0 m + [-150 (1,0 m – 0,35m)] + [-150 (1,0 m – 0,85m)]

= 120 Nm + -97,5 Nm + -22,5

= 0 Nm

Vx

Nx

Mx

RAV

0,85 m

x

C B

120 N RDV1

150 N 150 N


commit to user

54








Pembebanan yang terjadi pada RDV yaitu

RDV = RDV1 + RDV2

B A

42 Nm

D A

27 Nm

120 N

30 N

180 N

A D B C

B C

D C


commit to user

55

= 180 N +120 N

= 300 N

Sehingga dari perhitungan diatas, didapat pembebanan terbesar pada titik D, yaitu

sebesar 300 N. Sedangkan momen terbesar pada titik B dan E, yaitu sebesar 42

Nm

3. Distribusi gaya pada penyangga sepeda bagian kaki

a) Kaki penumpu “titik D”

Pada penumpu utama titik D (RDVtotal) mendapatkan 2 buah pembebanan,

yaitu RDV dan RDV’ karena sebagai penumpu tunggal yang dianggap simetris

pada pembebanan penyangga total. Sehingga nilai RDV dan RDV’ sama.

Gambar 3.40 Distribusi gaya penumpu “titik D”

RDVtotal1 = RDVtotal

∑ Fy = 0 ...................................................... (2.2)

RDVtotal = RDV’ + RDV

RDVtotal’

RDVtotal


commit to user

56

= 300 N + 300 N

= 600 N

Digram gaya dalam

Diagram gaya normal ( NFD )

Gambar 3.41 NFD batang D-D’

b) Kaki penumpu “titik A”

Gambar 3.42 Distribusi gaya penumpu “titik A”

RAH = RAH 1

β α

RAH RAV A

A1 RAH1

β α RAV1


commit to user

57

α = 300

β = 600

l = 0,9 m

A = 120 N

A = A1

RAV = RAV1

Cos α = 覰⽨3拈

Cos 300 =120NRAH

0,867 . RAH = 120 N

RAH = 139 N

Cos β = 3⽨3镊

Cos 600 =120NRAV

0,5 x RAV = 120 N

RAV = 180 N

MA = - RAV x l ............................................. (2.3)

MA = -180 N x 1,03 m

MA = 185,4 Nm

Diagram gaya dalam

Diagram gaya normal ( NFD )

Gambar 3.43 NFD batang A-A’

139 N

A

A’


commit to user

58

Diagram gaya geser ( SFD )

Gambar 3.44 SFD batang A-A’

Diagram moment bending ( BMD)

Gambar 3.45 BMD batang A-A’

c) Kaki penumpu “titik B”

Gambar 3.46 Distribusi gaya penumpu “titik B”

A

B

β α RBH

B1

RBH1

β α

RBV1

RBV

185,4 Nm

180 N

A

A’

A’


commit to user

59

RBH = RBH1

α = 300

β = 600

l = 1,03 m

B = 180 N

B = B’

RBV = RBV’

Cos α = 迨ᘐ迨R

Cos 300 =180棺观顾寡 RBH =

馁탘퍠탘,馁淖 ̊

RBH = 208 N

Cos β = 你⽨你镊

Cos 600 =180RBV

0,5 RGV = 360 N

RBV = 360 N

Mb = - RBV x l ............................................. (2.3)

Mb = - 360 N x 1,03 m

Mb = - 370,8 Nm

Diagram gaya dalam


Gambar 3.47 NFD batang B-B’

208 N

B

B’


commit to user

60


Gambar 3.48 SFD batang B-B’

c) Diagram moment bending ( BMD)

Gambar 3.49 BMD batang B-B’

Dari perhitungan kaki penumpu diatas, didapat pembebanan terbesar pada kaki D,

yaitu sebesar 600 N. Sedangkan momen terbesar pada kaki G, yaitu sebesar 370,8

Nm

370,8 Nm

360 N

A

A’

A’

A


commit to user

61

3.4.2 Perhitungan Mekanika pada Rangka

1) Kekuatan Bahan

Pada perhitungan ini, bahan untuk rangka (pipa kotak hollow) yang digunakan

adalah baja ST 37 dengan tegangan geser max (Ϭs ijin max) = 240 N/mm2 (DIN

17100), dan safety factor (sf) yang dipakai karena pembebanan kejut (dari

suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi).

Gambar 3.50 Penampang bahan

Dimana pada bahan yang dipakai menggunkanan ukuran sebagai berikut :

a. b (X-X=Y-Y) = 40 mm

b. h = 32 mm



τ ijin =滚滚l ........................................................................ (2.8)

=240N/mm²16 = 15 N/mm²


Fmax = 273 N

A = b2 – h2

= 402 – 3,22

= 1600 mm2 – 1024 mm2

= 576 mm2

τs = 屏频b霹 ................................................................ (2.9)

= ⾸̊ᬠ퍠x̊淖屏屏潜


commit to user

62

= 0,420 N/mm2

2. Tegangan bending (ϬB)

Mmax = 73 N.m = 73.000 Nmm

y = 拧⾸ =

i탘屏屏⾸ = 20 mm

I = 贫浅能萍浅⾸

حل⾸,x淖ノ탘堑能,탘xノ탘堑⾸

=ノxノ탘堑⾸

= 1.26.105

ϬB 僻ノ您疲 ..................................................................... (2.10)

= ̊ᬠノ탘탘탘퍠ノoノ⾸탘oo,⾸淖ノ탘谴oo浅

=ノi淖탘ノ탘탘탘퍠ノoo潜,⾸淖ノ탘谴oo浅

= 11,58 N/mm2

3. Tegangan geser maximum

t max = 21 22 )(4 ts +b ............................................

(2.11)

= 21 22 )42,0(458,11 +

= 21

. 11,7 N/mm2

= 5,85 N/mm2

Karena t maximum < t ijin maka bahan yang digunakan aman


commit to user

63

2) Sambungan pada rangka utama

Pada sambungan rangka utama menggunakan penampang las yang sama pada

bahan yang dilas, yaitu pipa kotak (40 mm x 40mm). Sedangkan untuk elektroda

las mengunakan ukuran 4 mm. Pada perhitungan distribusi gaya, didapat titik

pembebanan terbesar (Fmax) 273 N dan moment terbesar (Mmax) 73 N.mm.

Gambar 3.51 Penampang pengelasan

Dari data tersebut didapat :

s = 4 mm

l = 40 mm

b = 40 mm

Fmax = 273 N

Mmax =73 N.m = 73.000 Nmm

Tegangan geser ijin maksimum pada pengelasan (τ ijin max) = 217 N/mm2

Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) = 16 (Khurmi, RS. 1982.

“Machine Design”. New Delhi).

a) Tegangan geser pada sambungan las karena pembebanan maximum

t =A

.max SfF

............................................ (2.12)

= 2l) + (2b s 0.707

.max SfF

t = 2.40) + (2.40 4 0.707.

16.273N


commit to user

64

t = .mm.mm 452,48

4368N

t = 9,6 N/mm2

b) Tegangan bending pada sambungan las

Z = t ÷÷ø

öççè

æ+

3.

2blb

= 0,707 . 4 ÷÷ø

öççè

æ+

340

40.402

= 2,828 mm x 2134

= 6034 mm3

Tegangan bending yang terjadi

ϬB = Z

SfM .max ....................................... (2.14)

= 6034

73000.16

= 193 N /mm2

c) Tegangan geser maximum

t max = 21 22 )(4 sb ts + .............................. (2.15)

= 21 22 )6,9(4193 +

= 21

. 194 N/mm2

= 97 N/mm2

Karena t maximum < t ijin max maka pengelasan yang digunakan aman

3) Sambungan rangka utama dengan rangka segitiga

Pada sambungan antara rangka utama dan rangka segitiga, menggunakan

penampang las seperti terpambang pada gambar dibawah ini, yang memiliki nilai


commit to user

65

b = 50 mm dan l = 25 mm. Sedangkan untuk elektroda las mengunakan ukuran 4

mm.

Gambar 3.52 Penampang pengelasan

Pada sambungan antara rangka utama dan rangka segitiga ini terbagi rata pada

6 buah sambungan yang masing-masing dianggap memiliki beban yang sama.

Gaya untuk menarik bike trailer yaitu 200 N, sehingga masing-masing

sambungan memiliki beban 33,3 N. Pada rangka segitiga dan sambungan ini

memiliki jarak 900 mm. Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi)

adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi).

Dari pernyataan diatas didapat :

s = 4 mm

l = 25 mm

b = 50 mm

e = 900 mm

F = 33,3 N


Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) = 16


t = A

.max SfF .............................................. (2.12)

t = l) + (b s 2.0,707

.max SfF


commit to user

66

t = 50) + (25 4 2.0,707.

16.3,33 N

t = .mm.mm 424,2

544N

t = 1,4 N/mm2

b) Moment akibat pembebanan

M = F.e .................................................... (2.13)

= 33,3 N. 900mm

= 29.970Nmm

c) Tegangan bending pada sambungan las

Z = ÷÷ø

öççè

æ3

2tb

= ÷÷ø

öççè

æ3

50.4.707,0 2

= 2356 mm3


ϬB = ZSfM .

............................................... (2.14)

= 2356

29970.16

= 203,5 N /mm2

d) Tegangan geser maximum

t max= 21 22 )(4 sb ts + ............................ (2.15)

= 21 22 ) 4,1(45,203 +


commit to user

67

= 21

. 204 N/mm2

= 102 N/mm2

Karena t maximum < τ ijin max maka pengelasan yang digunakan aman

3.4.3 Perhitungan Mekanika pada Penyangga Sepeda

1) Kekuatan bahan

Bahan untuk penyangga sepeda ini (pipa kotak hollow) yang digunakan adalah

AISI 316 dengan tegangan geser max (Ϭs ijin max) = 344 N/mm2

(digilib.its.ac.id), dan safety factor (sf) yang dipakai karena beban kejut (dari

suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi).

Gambar 3.53 Penampang bahan

Dimana pada bahan yang dipakai menggunkanan ukuran sebagai berikut :

c. b (X-X=Y-Y) = 30 mm

d. h = 28,4 mm



τ ijin =滚滚l ....................................................................... (2.8)

= ᬠii퍠/oo²淖 = 21 N/mm²


Fmax = 600 N

A = b2 – h2

= 302 – 28,42


commit to user

68

= 900 mm2 – 807 mm2

= 794 mm2

τ = 屏频b霹 ............................................................. (2.9)

= 淖탘탘퍠内i屏屏潜

= 6,4 N/mm2

2. Tegangan bending (ϬB)

Mmax = 370,8 Nm = 370800 Nmm

y = 拧⾸ =

ᬠ탘屏屏⾸ = 15 mm

I = 贫浅能萍浅⾸

= ᬠ탘浅能⾸馁,i浅⾸

= 馁탘ノ탘탘能̊ 탘̊ノ⾸馁⾸

= 15,56 .103

ϬB 僻ノ您疲 .................................................................... (2.10)

ᬠ̊탘馁탘탘탘퍠ノooノxoox,x淖ノ탘遣oo浅

=xx淖⾸탘탘퍠ノoo潜x,x淖ノ탘遣oo浅

= 36 N/mm2

3. Tegangan geser maximum

t max = 21 22 )(4 ts +b .............................................

(2.11)


commit to user

69

= 21 22 )4,6(436 +

= 21

. 39 N/mm2

= 19,5 N/mm2

Karena t max < t ijin maka bahan yang digunakan aman

2) Sambungan las penyangga sepeda

Pada sambungan las penyangga sepeda menggunakan penampang las yang

sama pada bahan yang dilas, yaitu pipa kotak (30 mm x 30mm). Sedangkan untuk

elektroda las mengunakan ukuran 2 mm. Pada perhitungan distribusi gaya, didapat

titik pembebanan terbesar (Fmax) 600 N dan momen terbesar (Mmax) 370,8 Nm.

Gambar 3. 54 Penampang pengelasan

Dari data tersebut didapat :

s = 2 mm

l = 30 mm

b = 30 mm

Fmax = 60 N

Mmax = 370,8 N.m = 370.800 Nmm


Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) = 16 (Khurmi, RS. 1982.

“Machine Design”. New Delhi).



commit to user

70

t =A

.max SfF

............................................ (2.12)

= 2l) + (2b s 0.707

.max SfF

t = 2.30) + (2.30 2 0.707.

12.600N

t = .mm.mm 402,48

7200N

t = 18 N/mm2

b) Tegangan bending pada sambungan las

Z = t ÷÷ø

öççè

æ+

3.

2blb

= 0,707 . 2 ÷÷ø

öççè

æ+

330

30.302

= 1,414 mm x 1834

= 2594 mm3


ϬB = Z

SfM .max ....................................... (2.14)

= 2594

370800.16

= 624,5 N /mm2

c) Tegangan geser maximum

t max = 21 22 )(4 sb ts + ............................. (2.15)

= 21 22 )18(45.624 +

= 21

. 624,6 N/mm2


commit to user

71

= 312 N/mm2


3.4.4 Perhitungan Mekanika pada Bracket

1) Sambungan las bracket

Pada sambungan las bracket pada rangka segitiga, menggunakan penampang

las seperti pada gambar dibawah ini, yang memiliki nilai b = 60 mm dan l = 150

mm. Sedangkan untuk elektroda las mengunakan ukuran 4 mm.

Gambar 3.55 Penampang pengelasan bracket pada rangka segitiga

Gaya untuk menarik bike trailer yaitu 200 N dan diasumsikan sudut maksimal

yang terbentuk pada fleksibel joint 450 . Pusat pembebanan terhadap pengelasan

ini memiliki jarak 20 mm. Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi)

adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi)


s = 4 mm

β = 450

l = 150 mm

b = 60 mm

e = 20 mm

F = 1800 N

40 mm

F max

F max

200 N


commit to user

72


Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) = 16

a) F max

Cos 450 = FFMax

Fmax = ⾸탘탘퍠탘,̊탘̊

= 283 N

b) Tegangan geser pada sambungan las karena pembebanan maximum

t = A

.max SfF .............................................. (2.12)

t = l) + (b s 2.0,707

.max SfF

t = 150) + (60 4 2.0,707.

16.283N

t = .mm.mm 1188

4528 N

t = 3,9 N/mm2

c) Moment akibat pembebanan

M = F.e .................................................... (2.13)

= 283 N. 20 mm

= 5660 Nmm

d) Tegangan bending pada sambungan las

Z = t.l.b

= 0,707.4 . 150 .60

= 25.452 mm3



commit to user

73

ϬB = ZSfM .

............................................... (2.14)

= 25452

.16 5660

= 3,5 N /mm2

e) Tegangan geser maximum

t max = 21 22 )(4 sb ts + ........................... (2.15)

= 21 22 ) 9,3(45,3 +

= 21

. 8,6 N/mm2

= 4,3 N/mm2


3.4.5 Perhitungan Mekanika pada Towing Bar

1) Sambungan las pada towing

Gambar 3.56 Penampang sambuangan las pada towing

Diasumsikan sudut belok maksimum pada mobil 320 (otomotif.kompas.com)

Fmax

Fmax

F F 3 mm

50 mm

β

β


commit to user

74

Dari sketsa diatas didapat :

D = 50 mm

L = 50 mm

F = 283 N

β = 320

t = 0,707

s = 2 mm

Diasumsikan :

a. Elektroda las yang digunakan memiliki (τ ijin max) = 315 N/mm2

b. Karena βkanan = βkiri maka nilai W βkanan = W βkiri

c. Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) = 16 (Khurmi, RS.

1982. “Machine Design”. New Delhi)

a) Pemilihan beban terbesar

F = 283 N

cos 320 = ⾸馁ᬠ퍠覰os诺

0,84 x Fmax = 283 N

Fmax = 337 N

Sehingga, beban terbesar yaitu Fmax = 337 N


t =A

.max SfF

............................................ (2.12)

= D . 3,14 . s 0.707.

.max SfF

t = 50 . 3,14 . 2 0.707.

12.337

t = 222

4044


commit to user

75

t = 18.3 N/mm2


M = Fmax.L ................................................... (2.13)

= 337 N . 50 mm

= 16850 N.mm


Z = ᬠ,iノ疟ノ腻潜i

= xxx탘i

= 1388 mm3


ϬB =Z

SfM .max ........................................ (2.14)

= 1388

16.16850

= 195 N /mm2


t max= 21 22 )(4 sb ts + .............................. (2.15)

= 21 22 )3,18(4195 +

= 21

. 199 N/mm2

= 99,5 N/mm2



commit to user

76

2) Sambungan las dudukan towing bar

Pada sambungan las antara towing bar dengan bracket, menggunakan

penampang las seperti pada gambar dibawah ini, yang memiliki nilai b = 60 mm

dan l = 150 mm. Sedangkan untuk elektroda las mengunakan ukuran 4 mm.

Gambar 3.57 Penampang pengelasan dudukan pengait bracket

Total pembebanan yang terjadi yaitu 337 N. Pada rangka segitiga dan

sambungan ini memiliki jarak 50 mm. Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari

suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi)


s = 4 mm

l = 150 mm

b = 60 mm

e = 50 mm

F = 337 N


Sefety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) = 16


337 N

50 mm


commit to user

77

t = A

.max SfF .............................................. (2.12)

t = l) + (b s 2.0,707

.max SfF

t = 150) + (60 4 2.0,707.

12.337N

t = .mm.mm 1188

4044 N

t = 3,4 N/mm2


M = F.e .................................................... (2.13)

= 337 N. 50 mm

= 16850 Nmm


Z = t.l.b

= 0,707.4 . 150 .60

= 25.452 mm3


ϬB = ZSfM .

............................................... (2.14)

= 25452

16850.12

= 8 N /mm2


t max= 21 22 )(4 sb ts + ............................ (2.15)

= 21 22 )4,3(48 +


commit to user

78

= 21

. 10,5 N/mm2

= 5,25 N/mm2

Karena st maximum < τ ijin max maka pengelasan yang digunakan aman

3) Sambungan baut pengait bracket dengan towing bar

Penghubung towing bar dengan pengait bracket dihubungkan oleh sambungan

baut, dimana sambungan ini menggunakan 6 buah baut yang bersifat eksentrik

tegak lurus terhadap beban. Total pembebanan yang diterima yaitu 337 N,

sedangkan bahan yang digunakan memakai ST 34 memiliki tegangan tarik ijin

max (Ϭt ijin max) = 330 N/mm2 dan memiliki diameter 12 mm. Safety factor (Sf)

karena pembebanan kejut (dari suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine

Design”. New Delhi)

Gambar 3.58 Sambungan baut pengit bracket

Dari pernyataan diatas, didapat :

F = 337 N n = 6 e = 50 mm d = 12 mm

50

337 N


commit to user

79

L1 = 18,5 mm L2 = 46,5 mm L3 = 74,5 mm Sf = 16

Ϭt ijin max = 330 N/mm2

a. Beban tiap baut (Ws)

Ws حل 瓜ノ滚l柜 ....................................................... (2.16)

Ws حل hhlノ16棺6

Ws حل 8nnN

b. Beban tarik langsung (Wtl)

Beban terbesar terdapat pada L3, Sehingga

Wtl حل 瓜ノ滚lノ硅ノ拐h2揍硅2十拐h2租 ........................................... (2.17)

Wtl حل hhlノ16ノ50ノ112,52揍᧠2500邹十᧠1256l邹租 Wtl حل 1008N

c. Beban tarik karena Ws dan Wtl (ekuivalen)

Wte = ⾸揍灌棍十税᧠灌棍癸邹2 十4᧠灌滚邹2 ] ............ (2.18)

= ⾸揍1008 十税᧠1008邹2 十4᧠8nn邹2 ]

= ⾸揍1008 十√101604 十h2h040l ]

= 1417 N

d. Tegangan tarik maximum (Ϭt max) yang terjadi

Wte = 气iノd2. Ϭt max...................................... (2.19)


commit to user

80

1417 = ᬠ,ii ノ122. Ϭt max

5667 = 3,14 .144. Ϭt max

5667 = 453 Ϭt max

Ϭt max = 12,5 N/mm2 Karena Ϭt ijin bahan > Ϭt max yang terjadi, maka bahan baut yang digunakan aman

4) Sambungan las pada dudukan towing

Pada pengelasan ini menggunakan penampang las seperti pada gambar

dibawah ini, yang memiliki nilai b = 50 mm dan l = 30 mm. Sedangkan untuk

elektroda las mengunakan ukuran 4 mm.


Total pembebanan yang terjadi yaitu 337 N. Jarak antara pusat pembebanan

dengan pengelasan yaitu 85 mm. Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari

suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi)


s = 4 mm

l = 30 mm

b = 50 mm

e = 85 mm

F = 337 N


commit to user

81




t = A

.max SfF .............................................. (2.12)

t = 2l) + (b s 0,707

.max SfF

t = 2.30) + (50 4 0,707.

12.337N

t = .mm.mm 312

4044 N

t = 13 N/mm2


M = F.e .................................................... (2.13)

= 337 N. 85 mm

= 32045 Nmm


Z = t [ ᧠贫嫩⾸评邹遣⾸ -

评潜᧠贫嫩评邹潜贫嫩⾸评 ]

= 2,828 [ ᧠x탘嫩淖탘邹遣⾸ –

ᬠ탘潜᧠馁탘邹潜x탘嫩淖탘 ]

= 2,828 (110917 – 52364)

= 165588 mm3


ϬB = ZSfM .

............................................... (2.14)

= 165588

32045.12

= 2,4 N /mm2


commit to user

82


t max= 21 22 )(4 sb ts + ............................ (2.15)

= 21 22 )13(44,2 +

= 21

. 26,2 N/mm2

= 13,1 N/mm2


5) Sambungan baut flange towing bar

Gambar 3.60 Sambungan baut pengit towing bar dengan flange-nya

Penghubung towing bar dengan flange-nya dihubungkan oleh sambungan

baut, dimana sambungan ini menggunakan 2 buah baut. Total pembebanan yang

diterima yaitu 337 N, sedangkan bahan yang digunakan memakai ST 34 memiliki

tegangan tarik ijin max (Ϭt ijin max) = 330 N/mm2 dan memiliki diameter 17 mm.

Safety factor (Sf) karena beban kejut (dari suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982.

“Machine Design”. New Delhi)


F = 337 N

2

15,5

337 N


commit to user

83

n = 6 e = 50 mm d = 17 mm Sf = 16

Ϭt ijin max = 330 N/mm2 a. Beban tiap baut (Ws)

Ws حل ノ魄坪坡 ........................................................ (2.16)

Ws حل ᬠᬠ̊ノ淖屁⾸

Ws حل 26n6N

b. Mencari momen yang terjadi


Wtl حل ᧠ᬠᬠ̊퍠ノ馁 ,̊xoo邹能᧠ᬠᬠ̊퍠ノᬠ,xoo邹x,x屏屏

Wtl حل ⾸内i馁馁퍠oo–ixx탘퍠oox,xoo

Wtl 1610 حل Nmm

c. Beban tarik karena Ws dan Wtl (ekuivalen)

Wte = ⾸揍灌棍癸十税᧠灌棍癸邹2 十4᧠灌滚邹2 ] .......... (2.18)

= ⾸揍1610 十税᧠1610邹2 十4᧠26n6邹2 ]

= ⾸揍1610 十5hn2]

= 7002 N

d. Tegangan tarik maximum (Ϭt max) yang terjadi

Wte = 气iノd2. Ϭt max ...................................... (2.19)

7002 = ᬠ,ii ノ172. Ϭt max

28008 = 3,14 .289. Ϭt max

28008 = 908 Ϭt max

Ϭt max = 30,9 N/mm2


commit to user

84

Karena Ϭt ijin bahan > Ϭt max yang terjadi, maka bahan baut yang digunakan

aman

6) Sambungan las flange towing bar

Pada pengelasan ini menggunakan penampang las seperti pada gambar

dibawah ini. Pembebanan yang terjadi sebesar 186,5 N dengan elektroda las

berukuran 4 mm.


Sambungan las 1

Pada pengelasan sambungan 1 ini menggunakan penampang las seperti

dibawah ini, dengan nilai b=30 mm dan l=30 mm


Jarak antara pusat pembebanan dengan pengelasan yaitu 92 mm. Safety factor

(Sf) karena pembebanan kejut (dari suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982.

“Machine Design”. New Delhi)

Sambungan Las 1

Sambungan Las 2

337 N


commit to user

85


s = 4 mm

l = 30 mm

b = 30 mm

e = 95 mm

F = 168,5 N




t = A

.max SfF .............................................. (2.12)

t = l) + (b s 0,707

.max SfF

t = 30) + (30 4 0,707.

12.5,168 N

t = .mm.mm 170

2022 N

t = 11,9 N/mm2


M = F.e .................................................... (2.13)

= 168,5 N. 95 mm

= 160075 Nmm


Z = t [ ᧠贫嫩评邹遣能淖贫潜评潜⾸᧠评嫩贫邹 ]

= 2,828 [ ᧠淖탘邹浅能淖ノᬠ탘潜ノᬠ탘潜⾸᧠淖탘邹 ]

= 31815 mm3



commit to user

86

ϬB = ZSfM .

............................................... (2.14)

= 31815

160075.12

= 60,4 N /mm2


t max= 21 22 )(4 sb ts + ............................ (2.15)

= 21 22 )9,11(44,60 +

= 21

. 65,1 N/mm2

= 32,6 N/mm2


Sambungan las 2

Pada pengelasan sambungan 2 ini menggunakan penampang las seperti

dibawah ini, dengan nilai b=30 mm


Jarak antara pusat pembebanan dengan pengelasan yaitu 100 mm, dan

mengalami sudut kemiringan 220. Safety factor (Sf) karena pembebanan kejut

(dari suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine Design”. New Delhi)



commit to user

87

s = 4 mm

b = 30 mm

e = 100 mm

F = 168,5 N



a) Mencari Fmax

Fmax = 宁努虐⾸⾸钳

= 淖馁,x탘,内ᬠ

= 177 N


t = A

.max SfF .............................................. (2.12)

t = .b s 0,707

.max SfF

t = .30 4 0,707.

12.177N

t = .mm.mm 84,84

2124 N

t = 23,9 N/mm2


M = F.e .................................................... (2.13)

= 168,5 N. 100 mm

= 16850 Nmm



commit to user

88

Z = 迫ノ贫遣⾸

= ᬠ탘ノ᧠⾸,馁⾸馁邹遣⾸

= 6318 mm3


ϬB = ZSfM .

............................................... (2.14)

= 6318

16850.12

= 32 N /mm2


t max= 21 22 )(4 sb ts + ............................ (2.15)

= 21 22 )9,23(432 +

= 21

. 57,7 N/mm2

= 28,9 N/mm2


7) Sambungan baut flange towing bar dengan chasis mobil

Pada sambungan baut ini menggunakan 2 buah baut. Total pembebanan yang

diterima yaitu 337 N, yang terbagi pada dua buah flange yang sama besarnya.

sedangkan bahan yang digunakan memakai ST 34 memiliki tegangan tarik ijin

max (Ϭt ijin max) = 330 N/mm2 dan memiliki diameter 12 mm. Safety factor (Sf)

karena beban kejut (dari suspensi) adalah 16 (Khurmi, RS. 1982. “Machine

Design”. New Delhi)


commit to user

89

Gambar 3.64 Sambungan baut flange towing bar dengan chasis mobil


F = 168,5 N n = 2 e1 = 120 mm e2 = 100 mm

d = 12 mm L1 = 20 mm L2 = 40 mm Sf = 16

Ϭt ijin max = 330 N/mm2

a. Beban baut yang terjadi (W)

W حل 168,5cos ᧠180石158邹 Ws حل 168,5cos22

Ws حل 1llN

b. Beban tiap baut (Ws)

168,5 N


commit to user

90

Ws حل ノ魄坪坡 ....................................................... (2.16)

Ws حل ̊̊퍠ノ淖⾸

Ws حل 1416N

c. Beban tarik langsung (Wtl)


Wtl حل ᧠1llNノ100mm邹20mm

Wtl حل ̊탘탘퍠oo⾸탘oo

Wtl 585 حل N

d. Beban tarik karena Ws dan Wtl (ekuivalen)

Wte = ⾸揍灌棍癸十税᧠灌棍癸邹⾸十4᧠灌滚邹⾸ ] ............. (2.18)

= ⾸揍1416 十税᧠585邹⾸十4᧠1416邹⾸ ]

= ⾸揍1416 十2nl8 ]

= 2197 N

e. Tegangan tarik maximum (Ϭt max) yang terjadi

Wte = 气iノd2. Ϭt max ..................................... (2.19)

2197 = ᬠ,ii ノ122. Ϭt max

8788 = 3,14 .144. Ϭt max

8788 = 453 Ϭt max

Ϭt max = 19,4 N/mm2 Karena Ϭt ijin bahan > Ϭt max yang terjadi, maka bahan baut yang digunakan

aman


commit to user

91

3.4.6 Gaya Tarik Maksimal Mobil

Pada mobil penarik mengunakan Mitsubitsi Colt T120 yang memiliki daya

65 PS (80 Kw; 66 HP) dengan torsi maksimal 107 Nm pada RPM 3100. Ukuran

roda mobil ini 13 inchi. Sedangkan gaya yang dibutuhkan untuk menarik bike

trailer adalah 200 N. Dengan torsi dan ukuran roda yang sudah diketahui, maka

dapat dicari gaya tarik maksimal mobil, yaitu :

T = 107 Nm

R = 13 inchi

=0,1625 m

Fmax = 孽暖 ............................................................... (2.13)

= 탘̊탘,淖⾸x

= 658 N Karena “gaya tarik mobil” > “gaya tarik bike trailer” maka mobil bisa dipakai

sebagai penarik bike trailer


commit to user

laporan proyek akhir pembuatan bike trailer... · terbuka, terkadang tempat yang diinginkan...

Documents