PERANCANGAN HOLLOW CONE VALVE

PADA BENDUNGAN RAKNAMO

NUSA TENGGARA TIMUR

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh:

ADE RIZKI PRADIPTA

201410120311022

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah Yang Maha Esa yang telah

memberikan segala berkah dan hidayah serta rahmat-Nya sehingga saya dapat

menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Perancangan Hollow Cone Valve pada

Bendungan Raknamo Nusa Tenggara Timur”.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang

dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa

ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu saya ungkapkan terima kasih atas jasa yang

selama ini telah diterima, baik nasihat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa

apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini.

ungkapan terimakasih tersebut disampaikan kepada:

1. Kedua orang tua saya. Bapak Dwi Purwanto dan Ibu Umi Lutfiyanti yang

selalu mendukung dan mendoakan saya dalam setiap aktifitas saya.

2. Bapak Ir. Eko Hariyadi, MT selaku dosen pembimbing I yang selalu

membimbing dan mengarahkan saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Ir. Daryono, MT selaku dosen pembimbing II yang selalu membimbing

dan mengarahkan saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Seluruh dosen dan staf pengajar di jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

5. Teman-teman teknik mesin angkatan 2014 khususnya kelas A yang selalu

memberikan motivasi dan do’a dalam penyelesaian tugas akhir ini.

6. Teman – teman jurusan teknik mesin yang telah memberikan dukungan dan

bantuan dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu, M. Hasby, Ian Wicaksono,

Fajar Pamung, Vonidi Alkarni, dan Tetuko Adi.

7. Seluruh teman-teman LSO Mekatronik khusunya Rangga Ade, Yudho Terial,

Zannah, dan Afrianto yang telah memberikan dukungan dan do’a dalam

menyelesaina tugas akhir ini.

8. Teman – teman diluar kampus yaitu, Sintya Aulia, Myrna Sutomo, Aisyah

Nabila, Dendy, Dani, Tanti Dwi, Annisa Wahyu.

9. Semua pihak lain yang turut membantu pembuatan tugas akhir ini.

x

Semoga Allah Yang Maha Esa memberikan balasan yang sebesar-besarnya

atas segala kemurahan hati dan kebaikan kepada pihak yang telah membantu.

Saya menyadari bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini masih banyak

kekurangan dan keterbatasan, untuk itu saya sangat berterima kasih atas saran dan

kritik yang bersifat membangun sehingga dapat meningkatkan kemampuan saya

dimasa yang akan datang.

Malang, 27 Oktober 2018

Ade Rizki Pradipta

x

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ........................................................................................ i

POSTER ........................................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... iii

LEMBAR KONSULTASI ........................................................................... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ......................... vi

ABSTRAKSI INDONESIA ........................................................................ vii

ABSTRAKSI BAHASA INGGRIS ............................................................. viii

KATA PENGANTAR .................................................................................. ix

DAFTAR ISI ................................................................................................. x

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 2

1.3 Tujuan Perancangan ...................................................................... 2

1.4 Manfaat Perancangan .................................................................... 2

1.5 Batasan Masalah ............................................................................ 3

1.6 Konsep Desain ............................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Profil Bendungan ........................................................................... 6

2.2. Katup ............................................................................................. 7

2.3. Tinjauan Hollow Cone Valve ......................................................... 9

2.4. Hollow Cone Valve ........................................................................ 11

2.5. Tekanan Hidrostatis ....................................................................... 12

2.6. Koefisien Aliran ............................................................................ 13

2.7. Koefisien Debit .............................................................................. 14

2.8. Tekanan Pancar.............................................................................. 14

2.9. Gaya Gesek .................................................................................... 15

2.10. Poros .............................................................................................. 16

2.11. Ulir ................................................................................................. 18

2.12. Klasifikasi Roda Gigi .................................................................... 21

xi

2.13. Kekuatan Sambungan Las ............................................................. 24

BAB III METODE PERANCANGAN

3.1. Diagram Alir Perancangan ............................................................ 25

3.2. Studi Literatur ................................................................................ 26

3.3. Pengambilan Data .......................................................................... 26

3.4. Perencanaan Konsep ...................................................................... 26

3.4.1. Perhitungan Debit Maksimum ............................................. 26

3.4.2. Perhitungan Beban Operasi .................................................. 26

3.4.3. Perhitungan Mekanisme Penggerak ..................................... 27

3.4.4. Menentukan Tegangan Ijin .................................................. 27

3.5. Gambar Desain .............................................................................. 28

BAB IV PERANCANGAN

4.1. Kondisi Perancangan ..................................................................... 29

4.2. Debit Maksimum ........................................................................... 29

4.3. Beban Operasi ............................................................................... 31

4.3.1. Tekanan Hidrostatis ............................................................. 31

4.3.2. Gaya Gesek .......................................................................... 32

4.3.3. Beban Kerepatan .................................................................. 33

4.3.4. Total Beban Operasi ............................................................. 34

4.4. Gaya Pukulan Air .......................................................................... 35

4.5. Tegangan Aksial Pada Batang Penggerak ..................................... 36

4.5.1. Tegangan Aksial Saat Terbuka (Depan) .............................. 36

4.5.2. Tegangan Aksial Saat Tertutup (Depan) .............................. 37

4.5.3. Tegangan Aksial Saat Terbuka (Belakang).......................... 37

4.5.4. Tegangan Aksial Saat Tertutup (Belakang) ......................... 38

4.6. Bushing pada batang penggerak .................................................... 39

4.7. Tegangan Pada Lengan penggerak ................................................ 39

4.7.1. Tegangan Aksial Lengan Pada Saat Terbuka (Bawah) ........ 40

4.7.2. Tegangan Aksial Lengan Pada Saat Tertutup (Bawah) ....... 40

4.7.3. Tegangan Aksial Lengan Pada Saat Terbuka (Atas) ............ 40

4.7.4. Tegangan Aksial Lengan Pada Saat Tertutup (Atas) ........... 42

4.8. Tegangan Poros Berulir ................................................................. 42

xii

4.9. Daya Penggerak Poros ................................................................... 45

4.10. Tegangan Pada Pemecah Arus ...................................................... 46

4.11. Perancangan Roda Gigi Kerucut ................................................... 48

BAB V KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan .................................................................................... 53

5.2. Saran .............................................................................................. 55

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 56

LAMPIRAN .................................................................................................. 57

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tekanan Permukaan ....................................................................... 20

Tabel 2.2 Tekanan permukaan dan kecepatan ............................................... 21

Tabel 2.3 Klasifikasi Roda Gigi ..................................................................... 21

Tabel 4.1 Nilai Koefisien gesekan dua permukaan ........................................ 31

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Peta Provinsi Nusa Tenggara Timur .......................................... 1

Gambar 1.2 Konsep Desain Hollow Cone Valve ........................................... 3

Gambar 1.3 Skema letak Hollow Cone Valve pada bedungan ....................... 4

Gambar 1.4 Kondisi pada Saat Katup Terbuka .............................................. 5

Gambar 1.5 Kondisi pada Saat Katup Tertutup ............................................. 5

Gambar 2.1 Denah Umum Bendungan Raknamo Kabupaten Kupang .......... 6

Gambar 2.2 Hartman’s Fixed Cone Valve ..................................................... 9

Gambar 2.3 Thomas Cone Valve ................................................................... 10

Gambar 2.4 Brian Fixed cone sleeve valve .................................................... 10

Gambar 2.5 Hollow Cone Valve .................................................................... 11

Gambar 2.6 : hollow cone (Lewin J, 2001) .................................................... 11

Gambar 2.7 : Pemasangan Hollow Cone Valve ............................................. 12

Gambar 2.8 : Vena Kontrakta ........................................................................ 13

Gambar 2.9. Gaya Pancar yang Mengenai Dinding Cembung ...................... 15

Gambar 2.10 Gaya gesek dari benda diatas permukaan ................................ 16

Gambar 2.11 Ulir ........................................................................................... 18

Gambar 2.12 Jenis Ulir .................................................................................. 19

Gambar 2.13 Macam – Macam Roda Gigi .................................................... 22

Gambar 2.14 Bagian – bagian Roda Gigi ...................................................... 23

Gambar 2.15 Jenis-Jenis Sambungan Sudut .................................................. 24

Gambar 4.1 Posisi Saat Katup Terbuka ......................................................... 32

Gambar 4.2 Posisi Saat Katup Tertutup ......................................................... 33

Gambar 4.3 Gaya Pancar yang Mengenai Dinding Cembung .................................. 35

Gambar 4.4 Batang Penggerak Sleeve ...................................................................... 36

Gambar 4.5 Diagram Batang Penggerak Saat Terbuka (Depan) .............................. 36

Gambar 4.6 Diagram Batang Penggerak Saat Tertutup (Depan) .............................. 37

Gambar 4.7 Batang Penggerak Katup (Belakang) ......................................... 37

Gambar 4.8 Diagram batang penggerak saat katup terbuka (belakang) ................... 38

Gambar 4.9 Diagram batang penggerak saat katup tertutup (belakang) ................... 38

Gambar 4.10 Posisi Bushing pada Batang Penggerak Sleeve Valve ........................ 39

Gambar 4.11 Lengan Penggerak Katup .................................................................... 39

xv

Gambar 4.12 Diagram Benda Bebas Lengan Penggerak Katup ............................... 40

Gambar 4.13 Posisi Poros Berulir ............................................................................. 42

Gambar 4.14 Posisi Sambungan Las Pada Sirip Cone bagian dalam ....................... 46

Gambar 4.15 Luas Permukaan dengan Inventor ....................................................... 47

DAFTAR LAMPIRAN

1. Gambar Desain Hollow Cone Valve

2. JEMME

3. Power Point Presentasi

56

DAFTAR PUSTAKA

Balai Wilayah Sungai Nusa Tenggara 2, 2010. http://bwsnt2.org/web/?q=node/52

Khurmi, R.S., Gupta, J.K., 2005, A textbook of Machine Design (S.I Units). New

Delhi: Eurasia Publishing House (PVT.) LTD.

Lewin, j., 2001. Hydraulic Gates and Valve, edisi 2. London: Thomas Telford

Publishing.

Soedibyo. 2003. Teknik Bendungan, Jakarta: PT Pradnya Paramita.

Soedrajat, A.s., 1983. Mekanika Fluida & Hidrolika. Bnadung: NOVA.

Sularso dan Suga K,. 1978, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin

Jakarta: PT Pradnya Paramita

Timoshenko, 1987. Mekanika Teknik, Jakarta: Erlangga

Yowono, I. N, 1997. Hidrolika 1. Yogyakarta: PT. Hanindita