tugas terstruktur getaran 1

PERANCANGAN SHOCK ABSORBER TIPE MONOSHOCK UNTUK

MOTOR KTM ENDURO XC 125 DENGAN PRINSIP GETARAN

MEKANIS

Disusun Oleh :

I Wayan Wahyu Sastra Wijaksana

12.11.125/B

JURUSAN TEKNIK MESIN S-1

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUTE TEKNOLOGI NASIONAL MALANG

2014

DAFTAR ISI

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

DAFTAR ISI ..........................................................................................................................ii

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

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................................10

2.1 Pengertian shock absorber ..................................................................................10

2.2 Design tabung peredam dari monoshock ...........................................................10

2.3 Bagian bagian twin tube monoshock ..................................................................12

2.4 Cara Kerja shockabsorber monoshock ...............................................................14

2.5 Oengertian getaran mekanis ...............................................................................15

2.6 Karakteristik getaran mekanis ............................................................................18

BAB III PERHITUNGAN PERANCANGAN ......................................................................23

BAB IV KESIMPULAN .......................................................................................................29

DAFTAR PUSTAKA

1

BAB I

PENDAHULUAN

Kebutuhan akan peredam kejut muncul karena terjadinya roll dan pitch yang berkaitan dengan

maneuver/pergerakan kendaraan dan dari kekasaran jalanan. Pada pertengahan abad ke 19, kualitas

dari jalanan sangat rendah. Kendaraan yang banyak digunakan pada waktu itu adalah kereta kuda

dengan suspensi lunak, yang dibuat dari pegas daun panjang yang disebut “semi-eclliptics”, atau

dengan menggunakan batang semacam pegas daun berbentuk kurva yang di pasang back-to-back

pada setiap sisinya yang disebut suspensi full-ecliptic. Pada saat ditemukannya system

pengangkutan baru yang digerakkan oelh motor bakar internal pada akhir abad ke 19,

menghasilkan stimulus baru dalam pengembangan system suspense yang berlanjut sampai

sekarang.

Sejak pertama kali ditemukan sampai sekarang, suspensi telah mengalami banyak perkembangan

dan perubahan, yang mungkin dapat diurutkan sebagai berikut dari yang paling tua umurnya.

1. Dry friction (snubbers)

2. Blow-off hydrolics

3. Progressive hydrolics

4. Adjustable (manual alteratiom)

5. Slow adaptives (automatic alteration)

6. Fast adaptives (semi active)

7. Elektrofluidic dan magnetorheological.

Menurut sejarah, system peredaman telah mengalami perubahan selama bertahun-tahun, yang

dideskripsikan secara kasar sebagai berikut.

1. Sampai dengan 1910 peredam kejut sangat susah diterapkan untuk semua system, pada

tahun 1910, rolls Royce menghentikan pemasangan peredam kejut belakang pada silver

gost, mengambarkan bagaimana berbedanya situasi yang terjadi saat ini.

2. Dari 1910 sampai 1925 kebanyakan peredam kejut menggunakan dry snubber.

3. Dari 1925 sampai 1980 merupakan waktu yang cukup panjang didominasi oleh system

hydrolics sederhana, awalnya system sederhana constant-force blow-off, kemudian dengan

2

pengembangan yang pesat untuk lebih proporsional, kemudian adjustable, yang berlanjut

ke produk modern.

4. Dari 1980 sampai 1985 terjadi kegemparan tentang kemungkinan active suspension, yang

mana secara efektif menghilangkan system peredam biasa, tapi hanya sedikit yang dibuat

karena biaya produksinya yang masih tinggi.

5. Dari tahun 1985 menjadi semakin nyata bahwa keuntungan terbaik dari active suspension

dapat dibuat dengan lebih murah dengan peredam fast auto-adjusting, dan seketika

peredam kejut menjadi menarik, dikembangkan, dan dibuat kembali.

6. Pada sekitar tahun 2000, diperkenalkan kendaran berharga tinggi dengan system peredam

magnetorheological.

Pada jaman modern saat ini, hanya peredam type hidrolik yang digunakan. Peredam tipe friction

berasal dari slidding disk yang digerakkan oleh dua arms, dengan gaya menggunting, dan

kemudian sebagai sebuah sabuk pembungkus disekitar blocks, “snubbers”.

System suspensi pertama kali menggunakan pegas daun dengan inherent interleaf friction.

Perkembangan selanjutnya dari pegas daun dengan memasang peredam unutk mengontrol

penyetelan dari gaya normal interleaf, dan menyisipkan berbagai macam material untuk

mengontrol koefisien gesekan. sebelum tahun 1900 Truffault menciptakan system cakram gesekan

berbentuk gunting, menggunakan cakram kuningan berselang dengan lapisan beroli, di press

bersama dengan pegas cakram conical dan dioperasikan dengan dua arms, dengan floating body.

Gambar 1.1 Dry Friction Damping Dengan Controlled Clamping

(Sumber : The Shock Absorber Handbook hal.3 )

3

Pada tahun 1915 Claud Foster menemukan dry friction block dan belt snubber. Sebuah block

spring-loaded di pasang pada badan kendaraan, dengan sabuk kulit terpasang pada bagian kanan

atas roda atau as roda.

Gambar 1.2 Instalasi Dari Dry-Friction Dengan Scissor Damper Pada Pegas Daun Three-Quarter-Elliptic (dari Simanaits,1976)


Gambar 1.3 Gabriel Snumber (1915) menggunakan sabuk kulit disekeliling sprung metal

atau balok kayu untuk memberikan pengendalian hanya pada saat rebound, 1976)


4

Bentuk kontribusi pertama dari hidrolik untuk meredam adalah andrex oil-bath damper. System

ini memiliki logam dan cakram kulit seperti pada dry damping, tapi dicelupkan dalam bak oli yang

di beri seal karet.salah satu tipe dari system ini adalah dapat disetel dari dashboard, dengan tekaan

oli yang di salurkan ke peredam unutk mengatur gaya normal dari cakram. Atau mungkin dalam

beberapa kasus untuk menyetel tinggi dari oli.

Gambar 1.4 Peredam Andrex dengan multiple-in-oil-bath


Gambar 1.5 Versi adjustable peredam Andrex dengan oil-bath termasuk pompa,

reservoir, dan alat ukur tekanannya.


5

Perkembangan dari pengembangan peredam kejut dari saat pertama kali ditemukan disajikan

sebagai berikut

1901 : Horock mematenkan telescopic hydrolik unit, meletakkan dasar dari moderniasasi peredm

kejut

1902 : Mors membangun sebuah kendaraan dengan system sederhana peredam kejut hidrolik.

1905 : Renaults mematentakan sebuah tipe piston hidrolik terbalik, dan juga mematenkan

peningkatan pada system horock’s teleskopik, membangun subtansial design yang digunakan

sekarang ini.

1906 : Renault menggunakan tipe piston pada kompetisi grand prix balap mobil, tapi bukan pada

mobil produksinya. Houdaille memulai mengembangkan vane-type.

1907 : Caille mengusulkan variasi dari single-lever parallel-piston

1909 : Sebuah single-acting houdaille vane type dipasang sebagai perlengkapan original, tapi ini

menghambat kesuksesan untuk type hydrolik, friction disc type tetap lebih dominan

Gambar 1.6 Peredam Houdile dengan rotary vane, peredam hidrolik pertama dengan kuantitas

produksi tinggi pertama.


6

1910 : Peredam oli digunakan di bagian roda pesawat terbang

1915 : foster menemukan sabuk “snubber” dimana memiliki kesuksesan dalam penjuaalan di USA

1919 : Lovejoy lever-arm hydrolic diproduksi di USA. Pengembangan selanjutnya lebih

ditekankan pada konfigurasi umumnya, dengan demikian tipe lever-operated memberikan jalan

bagi telescopic piston type yang mana memilki biaya produksi yang lebih efektif, dan juga lebih

minim kebocoran seal dan memilki pendinginan udara yang lebih baik walaupun tidak cukup

pengantaran pendinginan pada peredam body-mounted lever-arm

1924 : Lancia memperkenalkan double acting hydrolic unit, bekerjasama didepan pilar independen

suspense dari lambda. System ini sekarang sudah punah dan primitive, tapi pada tahun tersebut

sangat sukses. Sebagai catatan silinder olinya tidak memerlukan perawatan dan sangat diandalkan.

Ini merupakan pilihan tepat bagi kendaraan ringan.

Gambar 1.7 Peredam hidrolik lever-arm dari Lovejoy, pertama kali diproduksi pada 1919


7

1928 : PEREDAM hydrolic pertama kali disupply sebagai perlengkapan standart di USA

1930 : AMSTROng mematenkan peredam teleskopik. Keuntungan dari desian amstrong “double

telescopic lever arm” dengan dua teleskopik beroperasi secara horizontal adalah setiap jumlah saat

meredam secara mudah disusun dalam compression and rebound secara independent, dengan

setiap peredam bergerak hanya pada satu arah, tanpa terpengaruh oil cavitation.

Gambar 1.8 Sistem sliding-pillar Lancia Lamda dengan pegas dan peredam,tertutup

dalam satu unit. (Lancia,1925)


8

1933 : Cadillac memperkenalkan “ride regulator” yang dapat di setel oleh pengendara dengan 5

tingkatan pada bagiandashbord mobil.

1934 : Monroe memulai memproduksi peredam teleskopik

1947 : Koning memperkenalkan system peredam telekopik yang dapat disetel.

1950 : Gas-pressurised single-tube telescopic ditemukan dan diproduksi oleh de carbon

Gambar 1.9 Peredam double telescopic arm dari Amstrong


Gambar 1.10 Rancangan peredam denga kendali hidrolik oleh Andre Telecontrol, (the motor manual,1939)


9

2001 : Magnetorheological high-speed yang dapat disetel dierkenalkn oleh bentenley dan cadilac

Sebagai kesimpulan atas pengembanagn pertama kali peredam kejut, peredam dry friction

scissor dan snubber merupakan peredam yang ringan dan rendah biaya dalam proses produksiinya

dan mungkin lebih tangguh daripada tipe vane hidrolik sebelumnya yang mungkin minim dalam

control kualitas dan kebocoran oli. Peredam parallel-piston lever-arm sangat baik dalam

fungsionalitas dan telah tergantikan oleh hydrolik telskopik.

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Shock Absorber

Shock absorber adalah suatu bagian yang sangat vital dalam sitem suspense kendaraan

bermotor yang mana pemasangan terletak diantara badan kendaraan dan poros roda

kendaraan. Shock absorber dibuat untuk memperlembut atau meredam implus kejut dan

mengkonversi energy kinetic menjadi bentuk lain dari energy (Wikipedia,shock absorber).

Shock absorber mencegah kendaraan untuk berayun ke atas dank e bawah bebas tanpa

control (bouncing) pada saat emelwati jalan yang bergelombang atau berlubang.

Shock absorber pada dasarnya adalah pompa oli. Sebuah piston di pasang pada bagian

ujung piston rod dan bekerja melawan cairan hidrolik pada tabung penekan. Jumlah

peredaman sebuah shock absorber dibangun bergantung kepada kecepatan dari suspensi

dan jumlah dan ukuran oriface pada piston. Seluruh shock absorber masa kini merupakan

komponen peredam hidrolik yang peka terhadap kelajuan ysng berarti mempercepat gerak

suspensi, menghasilkan peredaman lebih pada shock absorber. Karena feature ini, shock

absorber dapat menyesuaikan terhadap konsisi jalanan. Sebagai hasilnya shock absorber

mengurangi nilai dari baunce, roll atau goyangan, brake dive dan acceleration squat. Shock

absorber bekerja berdasarkan prinsip perpindahan fluida pada siklus compression dan

extension. Siklus compression mengatur pergerakan kendaraan tanpa ada hentakan oleh

beban sedangkan siklus extension mengatur hentakan beban yang lebih berat.

2.2 Design Tabung Peredam Dari Monoshock

Terdapat dua jenis tipe peredaman yang saat ini digunakan yaitu twin-tube dan mono-

tube.

Pada design monotube hanya terdapat satu tabung yang disebut dengan pressure tube.

Pada pressure tube ini terdapat dua jenis fluida yaitu oli dan gas bertekanan tinggi. Kedua

jenis fluida ini dipisahkan 0leh sebuah free-floating dividing piston yang bergerak bebas

saat terjadi compression dan extension pada shock absorber. Pada dasarnya akan ada dua

piston pada jenis monotube ini. Yaiut working piston dan free-floating dividing piston.

11

Sistem dari twin-tube memiliki inner tube yang diketahui sebagai tabung tekanan (pressure

tube) dan outer tube yang disebut reserve tube. Outer tube ini berfungsi untuk menyimpan

kelebihan flida oli.

Terdapat berbagai jenis mounting yang digunakan pada monoshock. Kebanyakan

menggunakan boshing karet antara monoshock dan rangka atau suspensi untuk mengurangi

perambatan noise dan getaran suspensi. Pada bagian pressure tube terdapat piston dimana

biasanya semakin besar ukurannya akan memberikan kemampuan kontrol yang lebih

karena perpindahan piston dan luas area penekanan yang lebih besar. Luas piston yang

besar, tekanan kerja internal dan temperatur kerja yang rendah memberikan kemampuan

peredaman yang baik.

Kontruksi design mono-tube cenderung lebih kokoh dan cocok jika dibandingkan

dengan twin tube untuk suspensi motor enduro. Dilihat dari keunggulannnya dibandingkan

twin tube adalah foktor kestabilan dan lebih halus dalam meredam gaya kejut. Seperti yang

kita tahu bahwa pada kompetisi enduro lintasan yang dilalaui merupakan lintasan tanah

dan bebatuan yagn sudah tentu kontournya bergelombang. Menurut sebuah situs tein.co.jp

memperlihatkan perbandingan kedua jenis tipe shock absorber ini.

Twin tube Mono tube

12

Kelebihan :

1. Kestabilan gaya meredam dapat terjadi

secara berkelanjutan, karena kapasitas oli

yang besar dan memperbesar pemisahan

panas

2. Ukuran piston yang lebar membuat area

penerima tekanan menjadi lebih baik dan

juga berefek pada gaya meredam yang

halus dapat ditimbulkan secara presisi.

3. Oli denganmudah melepas panas seiring

dengan meningkatnya temperature

4. Tidak terjadi aeration.

Kekurangan :

1. Sulit dalam Menyesuaikan stroke yang

cukup karena ruang oli dan gas

diposisikan seri/segaris

2. Karena struktur high-pressure gas

injection, terdapat kecenderungan

pengendalian yang kaku

3. Karena high-pressure gas injection,

tegangan yang tinggi tertumpu pada seals

dan gesekan menigkat

4. Jika shell case rusak, inner cylinder juga

akan langsung terkena dampaknnya

Kelebihan :

1. mudah dalam Menyesuaikan stroke

yang cukup karena ruang oli dan gas

diposisikan terpisah

2. tekanan gas yang rendah

menghindari tegangan pada seal dan

menjaga gesekan tetap rendah

3. walaupun shell case rusak, fungsi

dari shock absorbe tidak akan

terpengaruh

Kekurangan :

1. Kapasitas olitidak sebanyak mono

tube

2. Ukuran dari piston tidak sebesar

monotube

3. Dimungkinakn terjadi aeration

karena oli dan gas tidak terpisah.

2.3 Bagain – Bagain Twin Tube Monoshock

Mengutip ulasan dari otomotifnet.com yang mengangkat ulasan mengenai bagian –

bagian shock absorber dengan penjabaran sebagai berikut.

13

1. Setiap pabrikan shock absorber menyebut komponen ini dengan banyak nama, tetapi

secara umum disebut dengan istilah Eye, fungsi dari komponen ini adalah sebagai

penahan atau dudukan shock absorber dengan sasis kendaran. Disebut eye karena part

ini memiliki bentuk bulat yang bagian dalamnya terdapat karet dan bushing untuk

masuk ke dalam baut pemegang shock.

2. Pegas (spring) berfungsi untuk menahan beban kendaraan dan memberikan fungsi

elastisitas pada suspense yang juga memberikan fungsi rebound pada shock.

3. Piston berfungsi sebagai pengaur kinerja sirkulasi oli yang ada di dalam tabung sok.

Piston ini sendiri terdiri dari beberapa bagian lagi diantarnya ring piston utuk menahan

kompresi tekanan pada tabung dan juga beberapa valve yang memiliki fungsi yang

sama.

4. Piston rod atau main shaft yang berfungsi sebagai

penopang dan juga dudukan piston. Panjang dari piston

rod ini menentukan stroke atau panjang pergerakan

main dari shock absorber.

5. Damper atau peredam yang dikenal dengan nama

cushion rubber berfungsi untuk meredam gaya ke atas

dari elastisitas spring yang diterima ketika terjadi

proses rebound.

Gambar 2.1 Penampang Shockabsorber (Sumber www.motorplus.com)

14

6. Tabung shock berfungsi sebagai komponen penampung oli atau gas. Ketika sok bekerja

maka oli atau gas akan mengisi bagian luar tabung.

7. Rebound adjuster berfungsi untuk menghambat atau melancarkan sirkulasi oli. Semakin

dihambat sirkulasi oli, maka rebound yang dihasilkan semakin lambat sebaliknya jika

dilancarkan maka rebound semakin cepat.

8. Yoke berfungsi sebagai dudukan bawah dari shock absorber untuk pemasangan ke bagian

swing arm.

2.4 Cara Kerja Shockabsorber Monoshock.

Gambar 2.2 skema kerja shock abasorber, compression (kiri) dan ekstention (kanan) (Sumber : International Journal of Engineering Trends and Technology-volume4Issue2-2013)

15

Shock absorber bekerja berdasarkan prinsip perpindahan fluida pada saat proses compression

dan expansion. Proses kompresi mengatur gerakan tanpa hentakan beban. Terdapat 2 proses

dalam proses kerja shockabsorber:

a. Compression

Pada saat proses compression piston bergerak ke bawah dan menekan fluida hidrolik

pada chamber yang terletak dibawah piston. Pada proses ini yang mana bergerak ke

bawah, fluida mengalir ke chamber atas dari chamber bawah melalui piston. Bebrapa

fluida juga mengalir ke dalam tabung reservoir melalui compression valve. Aliran

dikontrol oleh valve di piston dan di compression valve.

b. Extension

Pada saat proses extension,piston bergerak naik terhadap bagian atas dari bagian atas

tabung penekan. Pergerakan naik menghasilkan tekanan terhadap fluida di chamber yang

berada di bagian atas piston. Proses extension umuya mengahasilkan hambatan daripada

pada saat proses compression.

2.5 Pengertian Getaran mekanis

Getaran adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu. Getaran

berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan dengan gerak

tersebut. Semua benda yang mempunyai massa dan elastisitas mampu bergetar, jadi

kebanyakan mesin dan struktur rekayasa (engineering) mengalami getaran sampai derajat

tertentu dan rancangannya biasanya memerlukan pertimbangan sifat osilasinya.

Getaran bebas dan paksa

Getaran teredam dan tak redam

Getaran deterministic dan random

16

1. Getaran Bebas Dan Getaran Paksa

Getaran Bebas

Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang ada dalam sistem itu

sendiri (inherent), dan jika ada gaya luas yang bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan

bergerak pada satu atau lebih frekuensi naturalnya, yang merupakan sifat sistem dinamika yang

dibentuk oleh distribusi massa dan kekuatannya. Semua sistem yang memiliki massa dan

elastisitas dapat mengalami getaran bebas atau getaran yang terjadi tanpa rangsangan luar.

Getaran Paksa

Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar, jika rangsangan

tersebut berosilasi maka sistem dipaksa untuk bergetar pada frekuensi rangsangan. Jika

frekuensi rangsangan sama dengan salah satu frekuensi natural sistem, maka akan didapat

keadaan resonansi dan osilasi besar yang berbahaya mungkin terjadi. Kerusakan pada struktur

besar seperti jembatan, gedung ataupun sayap pesawat terbang, merupakan kejadian

menakutkan yang disebabkan oleh resonansi. Jadi perhitungan frekuensi natural merupakan

hal yang utama.

2. Getaran Teredam dan Tak Teredam

Getaran teredam

Dalam system dynamic bekerja dissipative forces – friction, structural resistances. Umumnya,

damping dalam structural systems adalah kecil dan mempunyai efek yang kecil terhadap

natural frekuensi. Tetapi, damping mempunyai pengaruh yang besar dalam mengurangi

resonant pada structural system. Terdapat tiga jenis damping baik itu unutk yang damping dan

undamping

1. Underdamped

Benda yang mengalami underdamped biasanya melakukan beberapa osilasi sebelum

berhenti. Benda masih melakukan beberapa getaran sebelum berhenti karena redaman

yang dialaminya tidak terlalu besar.

17

2. Criticak damping

Benda yang mengalami critical damping biasanya langsung berhenti berosilasi (benda

langsung kembali ke posisi setimbangnya). Benda langsung berhenti berosilasi karena

redaman yang dialaminya cukup besar.

3. Over damping

Over damping mirip seperti critical damping. Bedanya pada critical damping benda tiba

lebih cepat di posisi setimbangnya sedangkan pada over damping benda lama sekali tiba

di posisi setimbangnya. Hal ini disebabkan karena redaman yang dialami oleh benda

sangat besar.

3. Getaran Deterministic dan Random

Getaran Deterministic

Sinyal disebut deterministic, selama harga dari sinyal dapat diprediksi.

Getaran deterministic

Gambar 2.3 Getaran Deterministic

(Sumber : www.taufiqurrokhman.com)

Gambar 2.4 Getaran Deterministic


http://yefrichan.files.wordpress.com/2010/10/getaran2.jpg


18

Getaran Random

- Tidak memiliki sinyal yang periodik maupun harmonik

- Harga dari getaran random tidak dapat di prediksi

- Tetapi getaran random bisa di gambarkan secara statistik

2.6 Karakteristik getaran mekanis

Getaran secara sederhana didefinisikan sebagai ” gerakan siklik atau berosilasi dari mesin atau

komponen mesin dari posisinya istirahat atau posisinya ‘netral’. ” Setiap kali getaran terjadi ,

sebenarnya ada empat ( 4 ) gaya yang terlibat langsung yang menentukan karakteristik getaran

Ke-empat gaya ini adalah :

1. Gaya eksitasi, seperti ketidakseimbangan atau misalignment.

2. Massa dari sistem bergetar , dilambangkan dengan simbol (M).

3. Kekakuan dari sistem bergetar , dilambangkan dengan simbol ( K ).

4. Karakteristik redaman dari sistem bergetar, dilambangkan dengan simbol (C).

Gaya eksitasi dikenakan untuk menimbulkan getaran , sedangkan kekakuan, massa dan gaya

redaman mencoba untuk melawan gaya eksitasi dan mengontrol atau meminimalkan getaran.

Mungkin cara yang paling sederhana dan termudah untuk menunjukkan dan menjelaskan getaran

dan karakteristiknya yang terukur adalah mengikuti gerak dari berat yang ditangguhkan oleh

pegas. Ini adalah analogi yang valid karena semua mesin dan komponennya memiliki berat

(massa) , sifat pegas ( kekakuan ) dan redaman.

Gerakan massa dari atas ke bawah dan kembali ke posisi awal pada arah vertikal disebut sebagai

satu siklus , dan hal itu memiliki semua karakteristik yang diperlukan untuk mendefinisikan

Gambar 2.5 Getaran Random



19

getaran. Gerak lanjutan dari sistem pegas – massa secara sederhana akan mengulangi karakteristik

terukur .

Karakteristik yang diperlukan untuk menentukan getaran meliputi:

1. Frekuensi

Pada gamabr 2.4, titik A sampai titik E merupakan cycle ke satu, pada titik E sampai

titik I cycle kedua, pada titik I sampai titik M cycle ketiga, dan seterusnya. Pada titik

puncak atas (top or crest) nila maksimu positif diatas garis dasar (line reference) dan titik

puncak bawah (bottom or through) nilai maksimum negative di bawah garis edar (line

reference). Satu gelombang terdiri dari titik puncak atas dan titik puncak bawah. Frekuensi

dari getaran tersebut biasanya dinyatakan sebagai jumlah siklus getaran yang erjadi tiap

menit (CPM = cycles per minute). Sebagai contoh sebuah mesin bergetar 60 kali dalam 1

menit maka frekuensi getaran mesin tersebut adalah 60 CPM. Frekuensi bias juga

dinyatakan dalam CPS atau Hertzdan putaran dinyatakan dalam revolution per minute

(rpm)

Gambar 2.6 karakteristik getaran

(Sumber : Tesis analisa getaran pada mesin sepeda motor berbsis lab view)

20

2. Amplitudo

Pada gambar 2.4 gelombang 1 (wave1), jarak antara A dan E, atau B dan F dan

seterusnya merupakan satu panjang gelombang. Panjang gelombang menggunakan symbol

yunani lambda.

3. Panjang gelombang

Pada gamabr 2.4 gelombang 1 dan gelombang 2 mempunyai panjang gelombang yang

sama, tetapi titik puncak ats dan titik puncak bawah berbeda. Jarak antara garis dasar dan

titik puncak atas disebut amplitudo

4. Kecepatan

Pada gambar 2.2 kecepatan getaran di notasikan dengan dua keadaan yaitu peak dan

menurut ISO menggunakan rms. Pada gerak periodic getaran kecepatan maksimum terjadi

pada titik ( posisi neutral) sedangkan kecepatan gerak minimum titik puncak atas (top or

crest) dan titik puncak bawah (bottom or through), kecepatan getaran maksimum ini

biasanya dalam satuan : mm/det atau peak atau mm/s-pk atau inches (ips-pk). Untuk root

Gambar 2.7 Harmonic Frecuency


21

mean square (rms) nialai peak = 1,414 x nilai rms, kadang – kadang digunakan juga satuan

inch/sec (peak) atau 0, inch/sec (rms), 1 inches = 25,4 mm

5. Percepatan

Pada gambar 2.2 karakteristik getaran lain dan juga penting adalah percepatan.

Kecepatan adalah nol titik puncak atas (top or crest) dan titik puncak bawah (bottom or

through) tetapi pada bagian – bagian tersebut akan mengalami percepatan mengalami nilai

maksimum. Sedang pada kondisi netral percepatan getaran adalah nol. Secara teknis

percepatan adalahlaju perubahan dari kecepatan . percepatan getaran pada umumnya

dinyatakan dalam satuan “g”, dimana satu “g” adalah percepatan yang disebabkan oleh

gaya gravitasi pada permukaan bumi.

6. Fase

Pada gamabr 2.5 terlihat bentuk gelombang dengan intensifikasi maplitudo dan

frekuensi, tetapi titik puncak atas mengalami pergeseran dengan jarak T/4 disebut fase.

Jarak T=360 sehingga fasenya = 90 derajat.

7. Pada gambar 2.6 menerangkan beberapa bentuk gelombang yang menarik. Diasumsikan

jark diwakilkan dengan sumbu Y dan waktu pada sumbu X dengan nilai 1 detik.

Gambar 2.8 Hubungan Fase Dengan Dua Gelombang


22

Gelombang 1 mewakilkan 1 cycle dengan waktu 1 detik berarti f = 1 Hz




Gelombang 9 mewakilkan 9 cycle dengan waktu 1 detik berarti f – 9 Hz

Dengan ini (1,3,5,7,9,..) disebut odd harmonics pda frekuensi. Apabila semakin banyak

dapat menghasilkan bentuk gelombang square. Bila semakin complex biasanya mengunakan

teknik fourier transform.

Gambar 2.9 Gelombang Harmonik


23

BAB III

PEHITUNGAN PERANCANGAN

3.1 Perancangan Rear Monoshock Motocross Ktm Sx 125

3.2 Diagram benda bebas

Ks Cs

Mr + Mb

C.G

24

3.3 Batasan – batasan.

1. Tidak mempertimbangkan gaya redam dan pegas yang terjadi pada boshing swing arm,

begitu juga massanya

2. Tidak mempertimbangkan gaya redam dan pegas yang terjadi pada pengendara namun

mempertimbangkan massa dari pengendara

3. Tidak mempertimbangkan massa roda (rim, spoke, as roda, rem, boshing, ban), dan gaya

redam dan pegas pada ban kendaraan

4. Yang dipertimbangkan hanya masa kendaraan (Mb) bagian belakang diukur dari C.G

kendaraan dan masa pengendara (Mr).

5. Gaya pegas dan redam hanya dihitung dari shock absorber (Ks dan Cs).

3.4 Data – data :

a. Berat kosong kendaraan = 128 kg

b. Berat pengendara = 80 kg

c. Distribusi besar pada kendaraan = 65% belakang dan 35% depan

d. Panjang pegas pada shock = 20 cm

e. Spring turns of shock absorber = 4

f. Diameter spring = 6 cm

g. Dimeter kawat spring = 6 mm

h. Panjang main dari spring pada shock absorber = 5 cm

i. Material spring adalah oil tempered ASTM A229 dengan G=79.3x103 MPa

j. Damping ratio untuk auto mobile shock absorber = � = ど.にの

3.5 Perancangan

a. Masa total

Mb = 128 x 0.65 = 83.2 kg

Ma = 80 x 0.65 = 52 kg

Maka masa total bagian belakang sepeda motor Mt = 83.2 + 52 = 135.2 kg

25

b. Koefisien spring

倦嫌 = �穴替ぱ�戴券

= ばひ.ぬ捲など戴捲など6 捲岫は. など−戴岻替ぱ捲岫ど.どは岻戴捲ね

倦嫌 = なね.ぱば捲など戴 �/兼

c. Natural frecuency

�� = √ 倦兼 = √なね.ぱば捲など戴なぬの.に = など.の堅欠穴/嫌結潔 d. Critical damping 潔頂 = に兼�� = に捲なぬの.に捲など.の = にぱぬひ.に �嫌/兼

e. Damping coficient 潔 = �潔頂 = ど.にの捲にぱぬひ.に = ばどひ.ぱ �嫌/兼

f. Statis deflection spring terhadap beban �鎚痛 = 兼訣倦 = なぬの.に捲ひ.ぱなねぱばど = ど.どぱひ兼 ~ ぱ.ひ潔兼

g. Gaya yang bekerja pada pegas jika pada test platform menggunakan gundukan dengan

tinggi 欠待 = に潔兼 dan 穴件兼欠券欠 �鳥岫血堅結潔憲結券潔検剣血穴欠兼喧結穴懸件決堅欠建件剣券岻 = √な − �態 �� = など.なは堅欠穴嫌結潔

Maka,

26

�待 = √岫倦欠待岻態 + 岫潔欠待�鳥岻態

= √岫なねぱばど捲ど.どに岻態 + 岫ばどひ.ぱ捲ど.どに捲など.なは岻態

= √ぱぱねねは.ばは + にどぱどに.はぱの

= ぬぬど.のぬ �

h. Amplitude (relative motion) antara pegas dengan body 捲待 = �待潔�待 = ぬぬど.のぬばどひ.ぱ捲など.なは = ど.どねは兼 ~ ね.は潔兼

i. Perpindahan dari massa akan mencapai nilai maksimum sebesar 建怠 yang diberikan oleh

persamaan :

嫌件券�鳥建怠 = √な − �態穴件兼欠券欠 �鳥岫血堅結潔憲結券潔検剣血穴欠兼喧結穴懸件決堅欠建件剣券岻 = √な − �態 �� = など.なは堅欠穴嫌結潔 Sehingga,

sin岫� 捲建怠岻 = √な − �態

� 捲建怠 = 嫌件券−怠岫√な − ど.にの態岻

�建怠 = ばの.の

建怠 = ばの.の� = ど.ねに嫌結潔

27

j. Factor kenyamanan

血欠倦建剣堅倦結券検欠兼欠券欠券 = な岾�鳥��峇態な − �鳥態岫��岻態 ∙ �鳥戴欠待 ∙ 潔剣嫌�鳥建怠

= ど.どはぬば捲にど.ひぱ捲ど.ひひ = な.ぬぬ

Jadi factor kenyamana yang diperoleh sebesar 1.33 Niai ini memunjukkan bahwa

karakter dari shock absorber adalah lunak (soft) karena nilainya di atas 1 berdasarkan

grafik diagram resonansi (resonance diagram). Diagram ini diambil dari Buku

Mechanical Vibrations, J.P Den Hartog hal.46 dan 113(1984). J.P Den Hartog

menjelaskan bahwa pada posisi A frekuensi ω mendekati 0; bagian atas spring bergerak

naik dan turun dalam rate yang rendah; masa mengikuti gerakan ini dan spring tidak

mengalami perpanjangan (extend) : 検待 = ど. Pada posisi B gerakan bagian atas spring

sangat cepat, sehingga masa tidak dapat mengikuti dan tetap pada tempatnya.

1.33

k. Energi yang hilang pada shock absorber

∆� = �潔�鳥捲待態

Gambar 3.1 Diagram resonance

Sumber : Mechanical Vibrations, J.P Den Hartog hal.46

28

= ぬ.なね捲ばどひ.ぱ捲など.なは捲ど.どねは態

= ねば.ひに倹剣憲健結

l. Spesfific damping capacity dan loss coffcient

Specific damping capacity dan loss coffcient digunakan untuk membandingkan kapasitas

peredaman dari material teknik yang akan digunakan.

a. Specific damping capacity ∆�� = �潔�鳥捲待態な/に兼�鳥態捲待態 = ねば.ひになね.ばば = ぬ.にね

b. Loss coffcient 健剣嫌嫌潔剣血血潔件結券建 = なに� ∙ ∆�� = ど.のに

29

BAB IV

KESIMPULAN

Dari hasil perhitungan didapat factor kenyamanan dari monoshock seber 1.33 yang

artinya shock bersifat lunak (soft). Karekter shock seperti ini cocok jika dipakai pada

motorcross endure yang melewati jalanan kasar dan relative bergelombang. dimana

shock akan memiliki kareakter soft yang mana akan cepat beraksi atau rebound ketika

mengenai kontor jalan yang tidak rata. Salah satu nilai yang mungkin diubah jiak ingin

membuat shock berkarakter soft atau hard ataupun medium adalah dengan merubah

nilai 倦嫌 dari spring yaitu dengan memilih jenis bahan yang memiliki modulus geser

lebih tinggi dan atau meninggikan nilai 潔嫌 dengan memilih ratio dambing � yang lebih

redah dimana didalam buku An Introduction To Mechanical Vibrations, (Robert

F.Steidel.Jr), Ratio damping untuk automobile shock absorber berkisar 0.1~0.5

sehingga diperoleh nilai viskositas fuida damping yang lebih encer atau ebih kental.

Static deflection yang diperoleh sebesar 8.9 cm dimana ini artinya jarak bebas antara

bagian atas ban dengan bagian langit langit spatbor belakang. Kemudian relative

motion atau amplitude yang diperkirakan terjadi antara body kendaraan dengan swing

arm yang dihubingkan oleh shock adalah sebesar 6.1 cm. sedangakn energy yang hilang

akibat peredaman pada shock sebasar 47.92 Joule. Sedangkan untuk material spring

dengan mempertimbangkan nilai specific capacity damping sebesar 3.24 dan loss

coefficient sebesar 0.52.

System shock absorber pada sepeda motor yang banyak ditemui adalah

underdamping dimana harga dari c2<4mk. Spring akan mengalami getaran sepanjang t

detik dengan amplitude yang mengalami penurunan ketinggian sebesar dengan nilai c

dari viskositas fluida yang digunakan sebagi peredam. Pada under damping spring tidak

akan langsung berhenti ketika bergetar tetapi akan berhenti secara perlahan –lahan

sesuai dengan penurunan amplitude dan akhirnya berhenti.

DAFTAR PUSTAKA

Benny Kresno Sunarko. Analisa Getaran Pada Mesin Sepeda Motor Berbasis Labview. Tesis, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Program Magister Fisika Kekhususan Fisika Instrumentasi. Juli 2010.

Dixon, C.John. 2007. The Shock Absorber Handbook, Second Edition. Jhon Willey & Sons Ltd :England.

Hartog, J.P Den.1985.Mechanical Vibraions. Dover Publications.Inc: New York

Monroe shocks & struts. Technical Training Shock Absorber diakses dari http://www.monroe.com/en-US/support/Technical-Training/Shock-Absorbers/ pada tanggal 23 September 2014.

Motorplus. Yuk Mengenal Komponen Shock Absorber Dan Fungsinya!. “Diakses dari http://news.motorplus-online.com/read/V7rRayASjkHQuP-P-edFU-lveYXCwodDcQNsxl366QQ/22/353/Yuk-Mengenal-Komponen-Sokbraker-dan-Fungsinya” pada tanggal 23 September 2014.

Properties of Common Material yang didownload dari http://www.tribology-abc.com/calculators/properties_of_common_spring_materials.pdf pada tanggal 26 September 2014.

Prof. D. K. Chavan, Sachin V Margaje, Priyanka A.Chinchorkar. Suspension In Bikes Considering Preload, Dampingparameters And Employment Of Mono Suspension In Recent Bike. International Journal Of Engineering Trends And Technology-Volume4issue2-2013.

Rao, Singiresu S. 2011. Mechanical Vibrations, Fifth Edition. Pearson Education, Inc : New York.

Rao, Singiresu S. 1975. Mechanical Vibrations, Second Edition. Addison-Wesley Publishing Company : New York.

Steidel, Robert F.1979. An Introduction To Mechanical Vibrations. Jhon Willey and Sons.Inc. USA.

Tein shockabsorber. Twin-Tube Shck Absorber And Mono Tube Shock Absorber Which Is Reall Better? Diakses dari https://www.tein.co.jp/e/special/ni_toryu/ pada tanggal 23 september 2014.

http://www.monroe.com/en-US/support/Technical-Training/Shock-Absorbers/

http://news.motorplus-online.com/read/V7rRayASjkHQuP-P-edFU-lveYXCwodDcQNsxl366QQ/22/353/Yuk-Mengenal-Komponen-Sokbraker-dan-Fungsinya



http://www.tribology-abc.com/calculators/properties_of_common_spring_materials.pdf

http://www.tribology-abc.com/calculators/properties_of_common_spring_materials.pdf

https://www.tein.co.jp/e/special/ni_toryu/

tugas terstruktur getaran 1

Documents