tugas akhir analisis percepatan lengan excavator …eprints.ums.ac.id/41561/28/03. halaman...
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
ANALISIS PERCEPATAN LENGAN EXCAVATOR KEIHATSU 921C
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
WIYANTO DANY SUPRIYADI
D 200090083
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
ii
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir ini berjudul “Analisis Percepatan Lengan Excavator
Keihatsu 921 C”.
Telah disetujui pembimbing tugas akhir untuk dipertahankan di
depan dewan penguin sebagai syarat awal untuk memperoleh gelar sarjana
S-1 Teknik Mesin di Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Disusun oleh :
Nama : Wiyanto Dany Supriyadi
NIM : D 200 090 083
Disetujui pada :
Hari :
Tanggal :
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
(Wijianto, ST.,M.Eng.Sc) (Ir. Sartono Putro, MT)
iv
v
vi
MOTTO
“(yaitu) orang-orang yang beriman dan hati mereka menjadi tentram
dengan mengingat Allah. Ingatlah, Hanya dengan mengingat Allah-lah hati
menjadi tentram”
(QS. Ar-Ra’d : 28)
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila
kamu telah selesai dari suatu urusan kerjakanlah dengan sungguh-
sungguh urusan yang lain, dan hanya kepada Allah kamu berharap”
(QS. Al Insyirah : 6-8)
vii
RINGKASAN
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah analisis mekanis pada
excavator, yaitu pada excavator produk keihatsu 921 C. Analisis mekanis
yang dimaksud untuk mengetahui kecepatan dan percepatan lengan
excavator pada posisi memanjang maksimal.
Analisis dilakukan sepanjang workspace area mekanisme lengan
excavator pada satu arah putaran. Analisis yang dilakukan adalah pada
gerak umum dua dimensi yang dimiliki oleh mekanisme lengan excavator.
Hasil analisis mekanis percepatan lengan excavator keihatsu 921 C
didapatkan hasil bahwa analisis secara matematis lengan pada saat
memanjang maksimal pada workspace area didapatkan kecepatan silinder
boom tertinggi yaitu VB = 1592,45 mm/s, sedangkan percepatan tertinggi
ada pada titik 446,21 . Dan pada silinder arm didapatan
kecepatan tertinggi yaitu VE = 681,174 mm/s, sedangkan percepatan
tertinggi ada pada titik 209,59 . Dan untuk silinder bucket
didapatkan kecepatan tertinggi yaitu VH = 1507 mm/s, sedangkan
percepatan tertinggi ada pada titik 1484,35
Kata kunci : Excavator, Lengan Excavator, Mekanis, Kinematis dan
Dinamis
Accelaration Analysis Arm Excavator
Keihatsu 921C
Wiyanto Dany S, Wijianto,S.T., M.Eng.Sc. Ir. Sartono Putro, MT.
Mechanical Engineering Muhammadiyah Surakarta of University
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email: [email protected]
The purpose of this thesis is a mathematical analysis on the excavator,
namely the excavator keihatsu 921 C. Analysis of the product in question to
determine the speed and acceleration of the excavator arm in a certain position.
Mathematical analysis is performed on the calculation of the speed and
acceleration of the boom, arm and backet. Analysiscarried out throughtout the
workspace area excavator arm mechnism different points on the excavator arm
mechanism in one direction of rotation. Analysis is conducted on a common two
dimensional motion which is owned by the excavator arm mechanism
The result of the analysis of the mechanical acceleration keihatsu 921C
excavator arm showed that mathematically analyzes longitudinal arm at the time
of maximum on the workspace area obtained the highest boom cylinder speed VB
= 1592,45 mm/s, whereas the highest speed is
⁄. And the arm
cylinder obtained a top speed is VE = 681,174 mm/s, whereas the highest speed
at the point
⁄., and for the bucket cylinder obtained the
highest speed VH = 1507 mm/s,, whereas the highest speed at the point
⁄
Keywords: Excavator, Excavator Arm, Kinematic and dynamic
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan atas kehadirat Allah
SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah serta karunia-Nya
kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul : ”
ANALISIS PERCEPATAN LENGAN EXCAVATOR KEIHATSU 921C” ,
sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak
langsung hingga selesainya skripsi ini. Oleh karena itu dengan rasa tulus,
ikhlas dan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono MT.PhD selaku Dekan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Tri Widodo BR, MT.PhD selaku Ketua Program Fakultas
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Wijianto, S.T., M.Eng.Sc selaku pembimbing utama yang telah
memberikan saran, bimbingan, serta arahan yang bijaksana.
ix
4. Bapak Ir. Sartono Putro.,M.T selaku pembimbing pendamping yang
telah memberikan bimbingan dan pengarahan dengan penuh
kesabaran serta kebijaksanaan dari awal sampai akhir.
5. Seluruh Dosen Fakultas Teknik Mesin yang telah memberikan bekal
dengan berbagai ilmu dan pengetahuan yang bermanfaat kepada
penulis.
6. Kedua orang tuaku Bapak Sumadi dan Ibu Mulyani tercinta yang telah
memberikan kasih sayang, merawat dan membesarkan aku tanpa rasa
letih, memberikan semangat serta selalu mendoakan aku untuk selalu
menjadi yang terbaik.
7. Muhammad Wahyudi ST, Devi Yulianto ST teman seperjuangan dalam
penelitian tugas akhir ini, terimakasih atas support dan kerjasamanya
karna kalian telah memberikan ide-ide baru selama penelitian ini
berlangsung.
8. Tarmuji ST teman seperjuangan mencari inspirasi dan selalu
mensupport dalam keadaan apapun.
9. H. Muhammad Iqbal Pamungkas teman yang salalu mengajarkan
tentang kerendahan hati dan kesabaran dalam menghadapi segala
ujian.
10. Seseorang yang telah memberikan banyak pelajaran dan merubah
kehidupanku.
11. Teman-temanku angkatan 2009, terima kasih atas kebersamaannya.
x
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL . .............................................................................. i
PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR . .......................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN . ............................................................... iii
HALAMAN PERSETUJUAN . ............................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR . ........................................................ v
MOTTO ............................................................................................ vi
ABSTRAKSI . ........................................................................................ vii
KATA PENGANTAR ............................................................................ viii
DAFTAR ISI . ......................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................... 1
1.2 Perumusan masalah .......................................................... 3
1.3 Batasan masalah ................................................................ 3
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................ 4
1.5 Sistematika Penulisan ........................................................ 4
1.6 Diagram Alir ........................................................................ 6
BAB II TINJAUAN UMUM
2.1 Tinjauan Umum ................................................................... 7
2.2 Bagian-Bagian Mekanisme Lengan Exavator .................... 9
2.2.1 Mekanisme Boom . .................................................. 9
xii
2.2.2 Mekanisme Arm . .................................................... 10
2.2.3 Mekanisme Bucket . ................................................ 11
BAB III CARA KERJA LENGAN EXCAVATOR
3.1 Mekanisme ....................................................................... 15
3.2 Workspace Area ................................................................ 16
3.3. Kendali Excavator .............................................................. 17
3.4 Proses Gerakan .................................................................. 19
3.4.1 Saat Menggali . ....................................................... 19
3.4.2 Saat Mengangkat . .................................................. 20
3.4.3 Saat Membuang . .................................................... 20
3.5 Definisi Dinamika . .............................................................. 21
3.6 Hukum Newton . ................................................................. 21
3.6.1 Hukum Newton I . .................................................... 21
3.6.2 Hukum Newton II . ................................................... 21
3.6.3 Hukum Newton III . .................................................. 22
BAB IV ANALISIS MATEMATIS PADA ATTACHMENT LENGAN
EXCAVATOR KEIHATSU 921 C
4.1 Analisis Pada Boom .......................................................... 23
4.1.1 Analisis Kecepatan ................................................. 24
4.1.2 Analisis Percepatan ................................................ 25
4.2 Analisis Pada Arm . ............................................................ 29
4.2.1 Analisis Kecepatan . ................................................ 30
xiii
4.2.2 Analisis Percepatan . ............................................... 32
4.3 Analisis Pada Bucket . ........................................................ 35
4.3.1 Analisis Kecepatan . ................................................ 36
4.3.2 Analisis Percepatan . ............................................... 38
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................... 42
5.2 Saran ..................................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir . ....................................................................... 6
Gambar 2. Mekanisme Lengan Excavator . ......................................... 8
Gambar 3. Mekanisme Boom . ............................................................. 9
Gambar 4. Macam - macam Konstruksi Batang Arm . ......................... 10
Gambar 5. Mekanisme Arm . ................................................................ 11
Gambar 6. Jenis - jenis Bucket . ........................................................... 14
Gambar 7. Workspace Area Mekanisme Lengan Excavator . ............. 17
Gambar 8. Tuas Pengendali . ............................................................... 18
Gambar 9. Gerakan Excavator Saat Menggali . ................................... 20
Gambar 10. Gerakan Excavator Saat Mengangkat . ........................... 21
Gambar 11. Gerakan Excavator Saat Membuang . ............................. 21
Gambar 12. Mekanisme dan Diagram Benda Bebas Mekanisme Boom . 24
Gambar 13. Poligon Kecepatan Titik A . .............................................. 25
Gambar 14. Percepatan Titik A . .......................................................... 27
Gambar 15. Poligon Percepatan Titik A . ............................................. 28
Gambar 16. Kecepatan Titik B . ........................................................... 28
Gambar 17. Poligon Percepatan Titik B . ............................................. 29
Gambar 18. Mekanisme Arm . .............................................................. 30
Gambar 19. Diagram Benda Bebas Mekanisme Arm . ........................ 30
Gambar 20. Kecepatan Titik C . ........................................................... 31
Gambar 21. Poligon Kecepatan Titik . ................................................. 32
Gambar 22. Percepatan Titik C . .......................................................... 33
xv
Gambar 23. Poligon Percepatan Titik C . ............................................. 34
Gambar 24. Kecepatan Titik D dan E . ................................................. 34
Gambar 25. Poligon Percepatan Titik D dan E . .................................. 36
Gambar 26. Mekanisme Bucket . ......................................................... 36
Gambar 27. Diagram Benda Bebas Mekanisme Bucket . .................... 37
Gambar 28. Poligon Kecepatan Titik F . .............................................. 38
Gambar 29. Percepatan Titik F . .......................................................... 39
Gambar 30. Poligon Percepatan Titik F . ............................................. 40
Gambar 31. Kecepatan Titik G, Titik H dan Titik G terhadap F . ......... 40
Gambar 32. Poligon Titik FG, Titik G dan Titik H . ............................... 42