Post on 11-May-2018
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN
SISTEM TRANSMISI RODA GIGI
( Design and Manufacture of Transmition Gear Model )
PROYEK AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna
memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Program Studi DIII Teknik Mesin
Disusun oleh:
DETA DWI PRASETYO
I 8 1 0 7 0 11
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Sebuah hasil karya yang kami buat demi menggapai sebuah cita-cita, yang ingin ku-
persembahkan kepada:
1. Allah SWT, karena dengan rahmad serta hidayah-Nya saya dapat melaksanakan `Tugas
Akhir’ dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini dengan lancar.
2. Orang Tua yang aku sayangi dan cintai yang telah memberi dorongan moril maupun
materil serta semangat yang tinggi sehingga saya dapat menyelesikan tugas akhir ini.
3. Kakak dan ade`-ade`ku yang aku sayangi, ayo kejar terus cita-citamu.
4. D III Produksi dan Otomotif angkatan 07’ yang masih tertinggal, ayo semangat kang !!!
perjunganmu belum berakhir.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
HALAMAN MOTTO
· Hidup adalah perjuangan dan perjuangan butuh pengorbanan maka
berjuanglah sekuat tenaga unuk mendapatkan yang kamu cita-citakan
· Dimana ada kemauan disitu pasti ada jalan
· Sebesar-besar keuntungan di dunia adalah menyibukkan dirimu setiap waktu
pada aktivitas yang akan memberikan manfaat paling banyak di hari hari
akhir. Menyia-nyiakan waktu lebih berbahaya daripada kematian, karena
menyia-nyiakan waktu dapat memutusmu dari Allah SWT dan hari akhir,
sedangkan kematian memutusmu dari dunia dan penghuninya (Ibnu Qayim
Al-Jauziyah)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii
HALAMAN MOTTO .................................................................................. iv
HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. v
ABSTRAKSI ............................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ................................................................................. vii
DAFTAR ISI ................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii
DAFTAR NOTASI ...................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ..................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................. 1
1.3. Batasan masalah .................................................................... 1
1.4. Tujuan Proyek Akhir ............................................................ 2
1.5. Manfaat Proyek Akhir .......................................................... 2
1.6. Kerangka Pemikiran .............................................................. 2
1.7. Waktu dan Pelaksanaan ........................................................ 4
1.8. Sistematika Penulisan .......................................................... 5
BAB II DASAR TEORI ............................................................................ 6
2.1. Dasar Transmisi Roda Gigi .................................................. 6
2.1.1. Transmisi Daya dengan gesekan ............................... 6
2.1.2. Transmisi dengan Gerigi ........................................... 6
2.2. Roda Gigi Lurus ................................................................... 7
2.3. Bahan Roda Gigi ................................................................... 8
2.4. Bagian-bagian Roda Gigi ..................................................... 8
2.5. Standar Ukuran Roda Gigi .................................................... 9
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
2.6. Roda Gigi Kerucut ................................................................ 12
2.7. Roda Gigi Cacing ................................................................. 15
2.8. Roda Gigi Helix .................................................................... 18
2.9. Poros ..................................................................................... 21
2.9.1. Macam-macam Poros ............................................... 21
2.9.2. Hal-hal Penting Dalam Perencanaan Poros ............. 21
2.10. Oli pelumas .......................................................................... 22
2.10.1. Klasifikasi Oli Pelumas ............................................ 22
2.10.2. Tingkat Kekentalan ................................................... 23
2.11. Karakter dan Kerja Pelumas ................................................. 24
2.11.1. Jenis – Jenis Pelumas .............................................. 26
2.11.2. Viskositas ................................................................ 28
BAB III ANALISA PERHITUNGAN ........................................................ 30
3.1. Perhitungan Poros ................................................................ 30
3.2. Perhitungan Poros Ulir .......................................................... 32
3.3. Perhitungan Kerangka .......................................................... 34
3.4. Tegangan Maksimum Rangka .............................................. 38
3.5. Perhitungan Las..................................................................... 40
3.6. Perhitungan dan Perencanaan Roda Gigi ............................. 42
3.6.1. Roda Gigi Lurus (Spur Gear) .................................... 42
3.6.2. Roda Gigi Miring (Helix Gear) ................................ 45
3.6.3. Roda Gigi Cacing (Worm Gear) ................................ 48
3.6.4. Roda Gigi Bevel ....................................................... 51
BAB IV PROSES PEMBUATAN ALAT .................................................. 56
4.1. Pembuatan Alat .................................................................... 56
4.2. Pembuatan Meja ................................................................... 56
4.2.1. Bahan yang digunakan .............................................. 56
4.2.2. Alat yang digunakan ................................................. 56
4.2.3. Langkah Pengerjaan ................................................. 57
4.3. Membuat Box Roda Gigi ...................................................... 58
4.4. Proses Pengecatan ................................................................ 59
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
4.5. Perakitan ............................................................................... 59
4.6. Waktu Permesinan ................................................................ 61
4.7. Estimasi Biaya ...................................................................... 62
4.7.1. Perhitungan Biaya Operator ..................................... 62
4.7.2. Biaya Pembuatan Alat .............................................. 62
4.8 Perawatan Mesin .................................................................. 64
BAB V KESIMPULAN ............................................................................. 66
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi ............................................................ 8
Gambar 2.2 Bentuk gigi roda gigi payung .................................................... 12
Gambar 2.3 Roda cacing dan roda gigi cacing ............................................. 16
Gambar 2.4 Roda gigi helix .......................................................................... 18
Gambar 2.5 Pasak Benam Persegi ............................................................... 24
Gambar 2.6 Bearing thrust dan radial .......................................................... 28
Gambar 3.1 Lay out rangkaian komponen transmisi gear ............................ 30
Gambar 3.2 Beban pada rangka .................................................................... 34
Gambar 3.3 Reaksi penumpu ........................................................................ 35
Gambar 3.4 Potongan (z-z) kanan ................................................................. 35
Gambar 3.5 Potongan (y-y) kanan ................................................................ 36
Gambar 3.6 Potongan (x-x) kanan ................................................................ 37
Gambar 3.7 Tegangan maksimum rangka .................................................... 38
Gambar 3.8 Sambungan las .......................................................................... 40
Gambar 3.9 Roda gigi lurus .......................................................................... 42
Gambar 3.10 Roda gigi helix ........................................................................ 45
Gambar 3.11 Roda Gigi Cacing .................................................................... 48
Gambar 3.12 Roda Gigi Bevel ...................................................................... 51
Gambar 4.1 Alat perawatan transmisi gear .................................................. 56
Gambar 4.2 Konstruksi rangka ..................................................................... 57
Gambar 4.3 Papan kayu ................................................................................ 58
Gambar 4.4 Box roda gigi ............................................................................ 58
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Waktu dan pelaksanaan ................................................................ 4
Tabel 2.1 Dimensi pasak untuk diameter poros ........................................... 26
Tabel 4.1 Biaya pembuatan alat ................................................................... 62
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
DAFTAR NOTASI
A = Luas Penampang (mm2)
b = Lebar Muka Gigi (mm)
C = Kelonggaran (mm) Â剖 = Faktor Kecepatan Â魄 = Faktor Keamanan
d = Diameter Jarak Bagi (mm) 雇泼 = Diameter Luar Roda Gigi 雇平 = Diameter Dalam Roda Gigi 雇篇 = Diameter Pinion (mm) 雇啤 = Diameter Gear (mm) 雇票 = Diameter Jarak Bagi Worm 刮颇 = Modulus Elastisitas Dari Pinion (N/ 挠) 刮啤 = Modulus Elastisitas Dari Gear (N/ 挠) 瓜飘 = Gaya Tangensial (N)
h = Tinggi Gigi (mm)
K = Suatu Faktor Yang Tergantung Pada Faktor Bentuk Gigi
L = Jarak Cone
M = Momen (N.m)
m = Modul (mm)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiv
Np = Kecepatan Putar Pinion (rpm)
NG = Kecepatan Putar Gear (rpm)
P = Daya (HP)
Pc = Jarak Bagi Lingkaran
T = Torsi (N.mm)
t = Tebal Pasak (mm)
Te = Torsi Equivalen (N.m)
TG = Jumlah GIgi Gear
TP = Jumlah Gigi Pinion
TEP = Format Gigi Pinion
TEG = Format Gigi Gear
V = Kecepatan (m/s)
V.R = Rasio Kecepatan
W = Beban Normal (N)
WD = Beban dinamik (N)
WS = Beban Statis (N)
WT = Beban Tangensial (N)
WI = Beban Tambahan (N)
X = Jarak Antar Sumbu
YP = Faktor GIgi Pinion
YG = Faktor Gigi Gear
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
Z = Section Modulus
z = Jumlah Gigi
σ = Tegangan Tarik (N/mm2)
τ = Tegangan Geser (N/mm2)
σC = Tegangan Desak (N.mm2)
ƟP1 = Sudut Pitch Untuk Pinion
ƟP2 = Sudut Pitch Untuk Gear
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ABSTRAKSI
Deta Dwi Prasetyo, 2010 ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN SISTEM
TRANSMISI RODA GIGI
Diploma III Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Proyek Akhir ini bertujuan merencanakan dan membuat alat praktikum perawatan
sistem transmisi untuk keperluan praktikum perawatan di Jurusan Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Metode dalam pembuatan alat
ini adalah studi pustaka, perencanaan, pembuatan alat, pengujian alat dan terakhir
proses finishing. Dari perancangan yang dilakukan, dihasilkan suatu alat praktikum
perawatan sistem transmisi roda gigi, total biaya untuk pembuatan 1 unit alat ini
adalah Rp. 6.705.900,-
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi khususnya dunia
otomotif, kita dituntut untuk menguasai ilmu permesinan dengan baik. Salah
satu cara untuk mempermudah dalam penguasaan permesinan terutama dalam
sistem transmisi roda gigi adalah dengan membuat alat praktikum sistem
transmisi. Hal ini akan lebih mudah jika dari awal kita tahu prinsip dasar dalam
mentransmisikan daya baik secara teori maupun praktek oleh sebab itu kami
ingin membuat sebuah alat yang nantinya akan mempermudahkan kita dalam
mempelajari sistem transmisi ini.
Alat praktikum perawatan sistem transmisi ini adalah suatu alat yang
didesain khusus dan berfungsi untuk simulasi praktikum perawatan sistem
transmisi. Alat ini tidak diproduksi secara masal tetapi dibuat secara khusus
hanya untuk simulasi praktikum perawatan yang merupakan salah satu mata
kuliah praktek di Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Alat ini berguna
bagi para mahasiswa untuk latihan praktikum perawatan terhadap alat-alat yang
masih berfungsi.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah bagaimana
merancang, membuat alat praktikum sistem transmisi roda gigi yang meliputi :
1. Cara kerja alat.
2. Pemilihan bahan dalam proses pembuatan komponen.
3. Analisa perhitungan.
4. Perkiraan perhitungan biaya.
5. Pembuatan alat.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam proyek akhir ini meliputi:
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
1. Perencanaan dan pembuatan alat praktikum sistem transmisi roda
gigi.
2. Perhitungan proyek akhir ini hanya difokuskan pada perhitungan
poros, rangka, kekuatan las, dan roda gigi.
1.4 Tujuan Proyek Akhir
Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan membangun alat
praktikum perawatan sistem transmisi yang bagus dan ekonomis sehingga bisa
membantu dalam proses pembelajaran .
Proyek akhir ini juga untuk memenuhi kurikulum SKS program studi
DIII Teknik Mesin Produksi guna mencapai gelar Ahli Madya Teknik Mesin.
1.5 Manfaat Proyek Akhir
Pelaksanaan proyek akhir ini mempunyai banyak manfaat, yaitu :
1. Secara Teoritis
Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam
perancangan serta pembuatan peralatan baru maupun modifikasi dari peralatan
yang sudah ada.
2. Secara Praktis
Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama masa
perkuliahan dalam praktek nyata dan melatih ketrampilan dalam bidang
perancangan, pengelasan dan permesinan.
1.6 Kerangka Pemikiran
1.6.1 Langkah-langkah dalam pembuatan alat praktikum perawatan roda gigi
adalah sebagai berikut :
Tahap I : Mulai
Tahap II : Membuat proposal
Tahap III : Mencari data
Tahap IV : Membuat gambar sket
Tahap V : Membuat perhitungan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
Tahap VI : Membuat gambar alat / mesin
Tahap VII : Membuat alat
Tahap VIII : Pengujian alat
Tahap IX : Membuat laporan
1.6.2 Metode pelaksanaan
Diagram 1.1 Metode Pelaksanaan
Mulai
Membuat laporan
Membuat desain
Membuat proposal
Membuat gambar mesin
Pengujian alat
Mencari data
Membuat komponen Membeli komponen
Perakitan
Menentukan material
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
1.7 Waktu Dan Pelaksanaan
Proyek akhir ini diperkirakan selesai dalam waktu enam bulan,
dilaksanakan di bengkel Teknik UNS dan bengkel swasta.
Jadwal pelaksanaan
No Jenis Kegiatan Feb. Maret April Mei Juni Juli
1. Mulai pengerjaan
2. Membuat proposal
3. Mencari data
4. Membuat gambar
sketsa
5. Membuat perhitungan
6. Membuat gambar alat
7. Membuat alat
8. Pengujian alat
9. Penyusunan laporan
Tabel 1.1 Waktu dan Pelaksanaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
1.8 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan laporan proyek akhir ini menggunakan sistematika
atau format penulisan sebagai berikut:
1. BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan tentang latar belakang, perumusan masalah,
batasan masalah, tujuan proyek akhir, manfaat proyek akhir, kerangka
pemikiran, waktu dan pelaksanaan, dan sistematika penulisan,
2. BAB II DASAR TEORI
Dalam bab ini berisikan pembahasan mengenai konsep teori transmisi gear,
motor listrik, poros, bantalan, kopling,roda gigi lurus, roda gigi heliks, roda
gigi bevel, roda gigi cacing, ulir daya, rangka (statika struktur),pengelasan
dan komponen pendukung mesin yang lain.
3. BAB III PERHITUNGAN DAN ANALISA DATA
Dalam bab ini berisikan pembahasan mengenai perencanaan poros,
perencanaan roda gigi, perencanaan bantalan, perencanaan kekuatan
rangka, perencanaan pengelasan, perencanaan ulir daya dan bantalan.
4. BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PERAWATAN MESIN
Dalam bab ini akan dikupas secara mendetail tentang alur dan langkah-
langkah pembuatan dan perawatan terhadap mesin agar kemungkinan
terjadi kerusakan mesin dapat diminimalisasi sedini mungkin.
5. BAB V PENUTUP
Dalam bab ini berisikan kesimpulan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Dasar Transmisi Roda Gigi
Pada bagian-bagian mesin sering dijumpai suatu poros mengerakkan
poros yang lainnya. Kadang kala poros itu terletak pada posisi satu garis, baik
pada posisi sejajar maupun bersilangan. Untuk memenuhi keperluan
pemindahan gerak/putaran/daya putar antara dua poros atau lebih dalam
teknologi permesinan terdapat berbagai macam cara yaitu diantaranya dengan
meggunakan roda gigi.
Roda gigi merupakan sejenis roda cakra dimana pada sekitar
sekeliling bagian luarnya memiliki profil gigi yang simentris. Dalam bekerja
memindahkan daya/putaran roda gigi mesti berpasangan sesama roda gigi
yang sejenis. Dengan keadaan yang sedemikian rupa itu (bentuk dan cara
kerja) memberikan beberapa keuntungan dalam memindahkan daya
putar/putaran yaitu anti slip dan terjadinya gaya dorong yang positif. Tetapi
hanya dapat memindahkan daya putar dengan jarak antara poros relatif
singkat, tidak dapat terlalu jauh.
Transmisi daya adalah suatu cara untuk menyalurkan atau
memindahkan daya dari sumber daya (motor diesel, bensin, turbin, motor
listrik, dll) ke mesin yang membutuhkan daya (mesin bubut, pompa,
kompresor, mesin produksi, dll).
Ada dua klasifikasi pada transmisi daya :
2.1.1 Transmisi daya dengan gesekan (transmision of friction) :
a. Direct transmision : roda gesek, dll.
b. Indirect transmision : belt (ban mesin)
2.1.2 Transmisi dengan gerigi
a. Direct transmision : gear
6
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
b. Indirect transmision : rantai, timing belt, dll
2.2 Roda Gigi Lurus
Roda gigi merupakan suatu elemen mesin yang pada umumnya
berfungsi mentransmisikan daya dari sumbernya. Keuntungan dalam
pemakaian dan pemilihan roda gigi sangat besar dibandingkan jika kita
menggunakan transmisi yang lain, antara lain adalah secara fisikologis lebih
ringkas, putaran lebih tinggi dan tepat serta mentransmisikan daya yang
besar. Roda gigi sendiri sangat banyak macamnya dengan banyak variasi
bentuknya diharapkan roda gigi dapat menjalankan fungsinya secara
maksimal sesuai dengan jenis yang digunakan.
Untuk keperluan transmisi dengan kedudukan poros yang bermacam,
roda gigi diklasifikasikan menjadi :
1. Roda gigi silindris dengan gigi lurus
2. Roda gigi silindris dengan gigi miring
3. Roda gigi kerucut / bevel
4. Roda gigi spiral
5. Roda gigi ulir
6. Roda gigi cacing
Dalam alat praktikum perawatan transmisi roda gigi ini menggunakan
roda gigi lurus yang berfungsi mentransmisikan daya dari motor ke roda gigi
transmisi. Roda gigi bevel juga digunakan dalam pemindahan arah transmisi
daya dari motor ke roda gigi yang lain tetapi poros yang satu dengan yang
lain membentuk sudut 90 derajat tetapi poros dalam satu sumbu yang
berpotongan. Roda gigi cacing digunakan untuk mentransmisikan daya tegak
lurus tetapi poros tidak dalam sumbu yang berpotongan. Roda gigi heliks
yang digunakan untuk perbandingan dengan roda gigi lurus.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
Rasio Roda gigi yang di pakai:
Roda Gigi Cacing : 10:1
Roda Gigi Lurus : 1:1
Roda Gigi helix : 1:1
Rda Gigi Bevel : 1:1
2.3 Bahan Roda Gigi
Besi tuang adalah suatu bahan yang sering digunakan untuk
pembuatan roda gigi karena mempunyai ketahanan aus yang baik. Bahan ini
mudah dituang dan dibubut serta memiliki tingkat kebisingan operasi yang
rendah. Dalam kebanyakan pemakaian, baja adalah bahan yang paling
memuaskan karena memiliki kekuatan yang tinggi dan biaya yang rendah
meskipun ada bahan yang lebih baik yaitu bronze namun bahan ini memiliki
kekuatan yang tinggi dan harganya lebih mahal, dalam pembuatan alat
praktikum sistem transmisi roda gigi ini menggunakan bahan dari baja mild
steel.
2.4 Bagian-Bagian Roda Gigi
Bagian-bagian dan penamaan roda gigi digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.1 Bagian-bagian roda gigi
Keterangan dari gambar:
a. Lingkaran jarak bagi (Pitch circle)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
Lingkaran jarak bagi (Pitch circle) adalah lingkaran khayal tanpa slip
b. Modul
Modul adalah perbandingan antara lingkaran jarak bagi dengan jumlah
gigi, atau dirumuskan sebagai berikut:
m = zd
...........................................................................................(1)
dengan :
m = modul (mm)
d =diameter jarak bagi (mm)
z =jumlah gigi
c. Jarak bagi lingkaran (circular pitch=Pc)
Jarak bagi lingkar yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil
dua gigi yang saling berdekatan. Jarak bagi lingkar dapat dirumuskan
sebagai berikut:
Pc = π zd
= π.m ...............................................................................(2)
Dua buah roda gigi akan bertautan dengan benar jika dua roda gigi
tersebut mempunyai jarak bagi lingkaran yang sama. Jika d 1 dan d 2 adalah
diameter roda gigi yang bertautan dan memiliki jumlah gigi z 1 dan
z 2 ,maka:
Pc = π 1
1
z
d = π
2
2
z
d ...............................................................................(3)
Pc = 1
1
z
d=
2
2
z
d ...............................................................................(4)
d. Tinggi kaki
Tinggi kaki adalah jarak radial pada sebuah gigi antara lingkaran jarak
bagi ke bagian bawah gigi.
e. Tinggi kepala
Tinggi kepala adalah jarak radial pada sebuah gigi antara lingkaran
jarak bagi kebagian atas gigi.
f. Kelonggaran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
Kelonggaran adalah celah antara lingkaran kepala dan lingkaran
dasar/kaki dari roda gigi pasangannya.
2.5 Standar Ukuran Roda Gigi
Untuk roda gigi yang saling berkaitan menurut standar perbandingan
gigi mempunyai tiga sistem perbandingan yang dinyatakan dengan pitch,
yaitu sistem jarak bagi, sistem jarak bagi diametral, sistem modul. Pada
dasarnya ketiga sistem tersebut mempunyai hasil yang sama. Dalam
perhitungan pada umumnya digunakan sistem modul yaitu:
1. Jarak bagi lingkar (Circular Pitch :Pc)
P c =zd.p
.......................................................................................(5)
2. Modul (m)
M= zd
........................................................................................(6)
3. Diameter Pitch (P d )
P d =cPp
........................................................................................(7)
4. Clearence (C)
C = 0,167m ........................................................................................(8)
5. Diameter Luar
D o = (z + 2) m ....................................................................................(9)
6. Diameter Dalam
D i =D o - 2 ( m+C ) ..........................................................................(10)
7. Tinggi Gigi (h)
h = 2m +C,atau ................................................................................(11)
h = 2,16m
8. Lebar Muka Gigi (b)
b = 8m .............................................................................................(12)
Untuk mendesain sebuah roda gigi, maka harus mengetahui aturan-
aturan antara lain:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
1. Mengetahui beban tangensial (W T )
Beban tangensial dapat diperoleh dari daya dan kecepatan jarak bagi
dengan menggunakan hubungan:
W T = CvP
S ........................................................................................(13)
dengan
W T = beban tangensial (N)
P = daya (HP)
v = kecepatan (m/s)
C s = safety faktor
2. Menghitung Beban Dinamik (W d )
W d = W T + W 1 ..............................................................................(14)
dengan
W d = beban dinamik (N)
W T = beban tangensial (N)
W1 = beban tambahan (N)
Beban tambahan ini tergantung pada kecapatan garis jarak bagi, lebar muka,
bahan roda gigi, ketelitian pemotongan, dan gaya tangensial
W1 = T
T
Wcbv
Wcbv
++
+
.11,0
).(11,0 .................................................................(15)
dengan
v = kecepatan garis jarak bagi
b = lebar muka gigi (mm)
c = faktor dinamik (mm)
harga c bisa didapat dengan persamaan
c =
Gp EE
eK11
.
+ ..................................................................................(16)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
dengan
K = suatu faktor yang tergantung pada faktor bentuk gigi
= 0,107, untuk 14,5 0 full depth involute system
= 0,111, untuk 20 0 full depth involute system
= 0,115, untuk 20 0 stub system
E p = modulus elastis dari bahan pinion (N/mm 2 )
E G = modulus elastis dari roda gigi (N/mm 2 )
Dari perhitungan analisa kekuatan gigi maka terdapat beberapa syarat
agar rancangan roda gigi tersebut aman dioperasikan, beberapa hal penting
yang berkaitan dengan perancangan roda gigi transmisi yaitu Nilai W s > W d ,
sehingga perancangan roda gigi diatas adalah aman, baik terhadap beban
statis atau beberapa asumsi beban yang lain antara lain:
1. W s > 1,25W d , aman bila mendapat beban steady
2. W s > 1,35 W d , aman bila mendapat beban berfluktuasi
3. W s > 1,5 W d , aman bila mendapat beban kejut
Nilai W w > W d , sehingga aman digunakan
2.6 Roda Gigi Kerucut
Roda gigi kerucut digunakan dalam perancangan mesin apabila
diperlukan mekanisme pemindahan gerakan antar poros yang berpotongan.
Walaupun roda gigi kerucut biasa dibuat untuk sudut poros 90 0 , roda gigi ini
bisa dibuat hampir untuk semua ukuran sudut.
Dalam melakukan analisa mencari analisa mencari beban poros dan
bantalan pada permukaan roda gigi kerucut adalah dengan menganalisa beban
tangensial yang terjadi bila semua gaya terpusat pada titik tengah gigi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
Gambar 2.2 Bentuk gigi roda gigi payung
Dalam perancangan penggunaan roda gigi kerucut lurus diperlukan
analisa yang penting antara lain:
1. Menentukan bahan roda gigi kerucut yang digunakan, jenis gigi,
mengasumsikan kecepatan transmisi yang diperlukan.
V.R = G
P
N
N ......................................................................................(17)
= P
G
T
T
Dengan :
V.R = rasio kecepatan
N p = kecepatan putar pinion
N G = kecepatan putar gear
T G = jumlah gigi gear
T P = jumlah gigi pinion
2. Menentukan torsi atau daya yang akan bekerja pada sistem roda gigi
T = GN
P.260.
p .................................................................................. (18)
dengan
T = torsi pada sistem
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
P = daya
N G = jumlah gigi gear
3. Menganalisa dimensi gigi, sudut pitch, format gigi, faktor gigi, kecepatan,
sehingga diperoleh ukuran modul yang sesuai dan diameternya
a. Sudut pitch
θ 1P = tan 1- (RV .
1) ............................................................... (19)
θ 2p = 90- θ 1P
dengan
θ 1P = sudut pitch untuk pinion
θ 2p = sudut pitch untuk gear
b. Format gigi
T EP = T P .sec θ 1P ................................................................. (20)
T EG = T G .sec θ 2p .................................................................. (21)
dengan
T EP = format gigi pinion
T EG = format gigi gear
c. Faktor gigi
у’ p = 0,124-EPT686,0
.............................................................. (22)
у’ G = 0,124-EGT686,0
............................................................. (23)
dengan
у‘ p = faktor gigi pinion
у’ G = faktor gigi gear
d. Kecepatan
v = 60
. . GG NDp.................................................................... (24)
dengan : v = kecepatan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
e. Faktor kecepatan
C v = v+3
3 ......................................................................... (25)
Dengan : C v = faktor kecepatan
f. Kekuatan roda gigi kerucut
W T = (σ OG .C v ) b.π.m. у’ G (L
bL -) ................................... (26)
Dengan :
W T = beban tangensial
σ OG = tegangan statis gear
b = lebar
m = modul gigi
L = jarak cone
g. Menentukan dimensi roda gigi yang dipilih
D G =m.T G ......................................................................... (27)
D P =m.T P ......................................................................... (28)
dengan
D G = diameter gear yang dipilih
D P = diameter pinion yang dipilih
Dengan analisa diatas diharapkan perancangan roda gigi kerucut lurus
dapat sesuai dan tepat dengan transmisi yang dioperasikan padanya.
2.7 Roda gigi cacing
Worm gear disebut juga dengan roda gigi cacing adalah sejenis roda
gigi dengan bentuk konstruksinya sama dengan spur gear dengan perbedaan
pada bagian lebar roda terdapat kelengkungan (radius) yang besarnya sama
dengan radius ulir cacing.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
Kekhususan jenis roda gigi ini adalah
1. Hanya dapat bekerja berpasangan dengan ulir cacing (worm thread)
2. Daya yang ditransmisikan dapat lebih besar karena perbandingan putaran
antara roda gigi cacing dengan ulir cacing sangat besar.
3. Pasangan roda gigi cacing dan ulir cacing ini hanya dapat bekerja
memperlambat putaran.
Roda gigi cacing (worm) digunakan apabila diinginkan antara sumbu
input dan sumbu output menyilang tegak lurus. Roda gigi cacing mempunyai
karakteristik yang khas, yaitu input dan output tidak dapat dipertukarkan. Jadi
input selalu dari roda cacingnya (worm).
Gambar 2.3 Roda cacing dan roda gigi cacing
Keterangan:
1. D ow = Diameter luar cacing
2. D w = Diameter jarak bagi cacing
3. h = Tinggi gigi
4. a = Tinggi kepala
5. θ = Sudut kisar
6. P a = Jarak bagi
7. ι = Kisar
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
8. L w = Panjang cacing
9. D OG = Diameter luar roda cacing
10. D T = Diameter tenggorok roda cacing
11. D G = Diameter jarak bagi roda cacing
12. b = Lebar roda gigi
13. x = Jarak sumbu
Perhitungan pada roda gigi cacing:
1. Mencari diameter worm (Dw)
Dw = …………………………………………….….(29)
Dengan:
X = jarak antar sumbu diameter gear
2. Mencari diameter worm gear (DG)
Dg =2x – Dw ……………………………………………..(30)
Dari tabel diketahui rasio transmisi 25 => n = 2
3. Jumlah gigi gear
Tg = n . 25 ……………………………………….………..(31)
Pa =Pc = …………………………………..….……..(32)
4. Modul
m = …………………...………………….……………..(33)
Pc = π . m…………………………………………………(34)
5. Diameter worm gear aktual
Dg = …………………………………..……….……..(35)
6. Diameter worm aktual
Dw =2x – Dg………………………………………………(36)
7. Lebar gigi worm gear
b =0,73 . Dw………………………………….………….(37)
Pengecekan terhadap beban tangensial
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
V.R = atau Ng = …………………………………….(38)
v = …………………………………………………(39)
Cv = ………………..…………………………….…….(40)
y =0,154– …………………………………...……...(41)
Diketahui tegangan tarik bahan σo = 100 MPa
Beban tangensial yang ditransmisikan
=(σo.Cv)b.π.m.y ……………………………………….(42)
P = . v ………………………………………………...(43)
Jika daya yang ditransmisikan lebih besar dari daya motor maka desain aman.
Pengecekan terhadap beban dinamik
= ……………………………………………………..(44)
P = . v …………………………………………………(45)
Jika daya yang ditransmisikan lebih besar dari daya motor maka desain aman.
2.8 Roda gigi heliks
Roda gigi helix adalah roda gigi yang profil giginya miring berputar
seperti spiral. Dengan bentuk profil yang demikian memungkinkan roda gigi
spiral memindahkan daya antara poros yang bersilangan. Keuntungan lainnya
dari roda gigi spiral dalam bekerja memindahkan daya bunyinya dalam
meluncur tidak terlalu keras.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
Gambar 2.4 Roda gigi helix
Keterangan gambar :
1. Sudut Helix. Sudut heliks adalah suatu sudut tetap yang dibuat oleh
heliks-heliks dengan aksis rotasi.
2. Puncak aksis. Puncak aksis adalah jarak, sejajar dengan aksis, antara
permukaan-permukaan yang sama dari gigi-gigi yang berdekatan. Puncak
ini sama seperti puncak sirkuler dan oleh karenanya ditulis dengan Pc.
Puncak aksis dapat juga didefinisikan sebagai puncak sirkuler pada
bidang rotasi atau bidang diametral.
3. Puncak normal. Puncak normal adalah jarak antara permukaan-
permukaan yang sama dari gigi-gigi yang berdekatan sepanjang suatu
heliks pada puncak silinder normal ke gigi-gigi. Puncak ini ditulis sebagai
pN. Puncak normal dapat juga didefinisikan sebagai puncak sirkuler pada
bidang normal dimana bidang tersebut tegak lurus dengan gigi-gigi.
Secara matematis, puncak normal, pN = pc cos
4. Rumus Untuk Menentukan Dimensi Roda Gigi Helix
a. Mencari torsi (T)
T = …………………………...……………………………..(46)
b. Mencari beban tangensial
= ……………………...………………………………….....(47)
c. Jumlah gigi pinion
= ……………………………………………………………….(48)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
d. Torsi equivalen
= ……………………………………………..……….……(49)
e. Faktor gigi pinion
=0,175- …………………………………………….………(50)
f. Kecepatan
v = ………...……………………………………………….(51)
g. Faktor kecepatan
= ………………...…………………………………………...(52)
h. Gaya tangensial
=( )b.π.m. ………………………………………………(53)
Dengan metode coba-coba didapat nilai modul (m)
i. Lebar gigi
b =12,5. m………………………………………………………..(54)
j. Rasio kecepatan
V.R= …………...………………………………………………..(55)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
k. Rasio faktor
Q = ……………………..…………………………………...(56)
N=tan . cos ……………………………………………………(57)
l. Faktor tegangan beban
K = ……………………………..………...(58)
m. Gaya pemakaian gigi
= ………………….…………………….…………...(59)
2.9 Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran.
Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros.
2.9.1 Macam-macam poros
Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut
pembebanannya sebagai berikut.
a. Poros transmisi
Poros ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur.
Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk,
atau sprocket rantai, dll
b. Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin
perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk
serta ukurannya harus teliti.
c. Gandar
Poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak
mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut
gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan
oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.
Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum,
poros engkol sebagai poros utama dari mesin torak,dll. Poros luwes untuk
transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan dari perubahan arah, dan lain-
lain
Klasifikasi Mutu Pelumas (API Service)
Untuk mengukur standar mutu pelumas dipakai standar American Petroleum Institute
(API) Service. American Petroleum Institute adalah sebuah lembaga resmi di
Amerika Serikat yang diakui di seluruh dunia, yang membuat kategori pelumas
sesuai dengan kerja mesin.
Klasifikasi pelumas mesin berbahan bakar bensin ditandai dengan huruf S sedangkan
untuk mesin diesel (berbahan bakar solar) ditandai dengan huruf C. Klasifikasi sesuai
dengan tingkat kemampuan pelumas dimulai dari yang terendah adalah SA, SB, SC,
SD, SE, SF, SG, SH, SJ dan SL (untuk mesin bensin) dan CA, CB, CC, CD, CE, CF-
4, CH-4 dan CI-4 (untuk mesin diesel). Pelumas yang memenuhi standar mutu
ditandai dengan pencantuman kata “API Service”, diikuti dengan klasifikasinya.
Contoh : Pennzoil GT Performance Plus, API Service SJ.
Pelumas dengan API Service SL lebih baik kemampuan kerjanya dari SJ. Pelumas
dengan API Service SJ lebih baik dari API Service SH, demikian seterusnya, yang
berlaku juga untuk mesin diesel. Pelumas dengan API Service CH-4 lebih baik
kemampuan kerjanya dari pelumas API Service CF-4. Oleh pembuat mesin, setiap
kendaraan sudah ditentukan spesifikasi apa yang harus digunakan, yang tercantum
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
dalam buku manual. Menggunakan pelumas yang spesifikasinya lebih tinggi dari
yang ditentukan oleh pembuat mesin, tidak jadi masalah. Tetapi sangat tidak
disarankan menggunakan pelumas dengan klasifikasi lebih rendah dari yang
ditentukan karena akan berakibat kurang baik pada mesin.
Tingkat Kekentalan
Untuk mengurangi gesekan dan keausan, dibutuhkan “lapisan” di antara dua
permukaan yang bergerak untuk mencegah kontak langsung logam dengan logam.
Lapisan pelumas ini diperlukan dengan ketebalan yang minimum. Ketebalan lapisan
pelumas tergantung pada kekentalan. Kekentalan adalah karakteristik yang sangat
penting dari pelumas. Kalau kekentalan pelumas tinggi, maka lapisan pelumas yang
terbentuk akan tebal. Kalau kekentalan rendah, maka lapisan pelumas yang terbentuk
akan tipis.
Kalau standar API dipakai untuk mengukur standar mutu pelumas, maka untuk
mengukur tingkat kekentalan pelumas dipakai standar SAE - Society of American
Engineers.
Dalam pelumas dikenal dua tingkat kekentalan yaitu :
1. Pelumas dengan kekentalan tunggal (mono grade)
Monograde ditandai dengan satu angka SAE misalnya SAE 10, SAE 30, SAE
40, SAE 90, dll
2. Pelumas dengan kekentalan ganda (multi grade)
Multi grade ditandai dengan dua angka SAE misalnya SAE 10W-40, SAE
20W-50, dll
Pelumas mono grade hanya memiliki satu tingkat kekentalan. Pelumas kategori ini
memiliki rentang yang relative sempit atau kecil terhadap perubahan temperatur.
Kini yang banyak digunakan adalah pelumas multi grade. Pelumas multi grade
memiliki rentang kekentalan yang relatif luas atau lebar, sehingga lebih fleksibel
beradaptasi terhadap perubahan temperatur. Contohnya pelumas SAE 20W-50.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
Huruf W pada SAE 20W-50 menunjukkan bahwa bila pelumas dipakai pada suhu
rendah (W=winter/dingin), pelumas akan bersifat seperti pelumas SAE 20.
Sementara angka 50 menunjukkan bahwa pada suhu tinggi (panas) pelumas bersifat
seperti SAE 50.
Dibanding dengan pelumas mono grade, maka pelumas multi grade bisa disebut
“dingin tidak beku, panas tidak cair”. Karena sifatnya yang fleksibel
mempertahankan kinerja pada berbagai tingkatan suhu, maka pelumas ini relatif
cocok dipakai untuk semua mesin.
MEMAHAMI KARAKTER & KERJA MINYAK PELUMAS
Dari berbagai sumber, disebutkan bahwa minyak pelumas sangat diperlukan sebagai
pelindung benda logam pada mesin. Oleh karena itu minyak pelumas memiliki
peranan penting. Ketahanan dan kekuatan mesin tersebut bisa diukur dari bagaimana
kita mengenal dan memperlakukannya.
Makin sering kita bawa kendaraan R2 atau R4 dengan kebut-kebutan, atau juga
dibawa dengan putaran mesin tinggi, maka mesin akan memiliki resiko lebih cepat
haus. Ibarat seorang manusia, dibawa lari kencang, pastinya ia bakal kehausan dan
jantung pun berdetak dengan kencang.
Pelumas atau oli selayaknya sudah seperti “darah” yang harus mengalir didalam
mesin. Maka sangat penting minyak pelumas di tuang ke dalam mesin agar ia
mampu membersihkan seluruh permukaan dinding silinder terhadap oksida-oksida,
karbon, dan kerak-kerak hasil pembakaran sehingga membawa kotoran-kotoran yang
ada di dalamnya. Jadi, kualitas minyak pelumas juga bisa menyatakan
kemampuannya untuk membersihkan mesin.
Beberapa pelumas sudah memiliki formula khusus yang aktif mengunci partikel
carbon agar tidak terjadi penumpukan. Formula ini berupa aditif yang terkandung
dalam pelumas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
Aditif diperlukan karena minyak dasar (base oil) penyulingan dari minyak mentah,
tidak bisa langsung dipakai sebagai pelumas, dan harus ditambah aditif. Aditif
sendiri mengandung larutan pembersih kotoran pada logam. Bahan pembersih itu
antara lain adalah detergen yang berfungsi membersihkan kotoran jelaga hasil
oksidasi karbonisasi pembakaran.
Mekanisme kerja detergen, deposit yang terlarut dalam pelumas, diikat membentuk
partikel yang tidak dapat bercampur bersama larutan pelumas dan disaring oleh
penyaring pelumas (filter oil). Untuk itu disarankan melakukan penggantian filter oil
secara rutin. Bahan pembersih pelumas (detergent) biasanya menggunakan bahan
kimia Sulfonat (Ba. Ca). Phossphat, dan lainnya.
Untuk memastikan sistem aditif detergen pelumas bekerja dengan baik, dapat dilihat
pada saat mengganti minyak pelumas.
Bila pelumas tidak mengandung aditif ditergen, tanda-tandanya berwarna cerah atau
agak cerah. Kemudian ada jelaga tebal pada saat klep mesin dibuka. Selain itu,
deposit karbon mengeras pada alur ring piston dan sekitarnya.
Jika pelumas berwarna agak gelap, gelap, bahkan kotor, berarti sistem aditif detergen
pada pelumas bekerja baik. Warna itu menunjukkan banyaknya kotoran deposit
berwarna hitam yang terbawa atau larut pada pelumas. Bisa pula dilihat dari alur ring
piston dan sekitarnya yang nampak bersih.
Terkadang sering juga ditemui pelumas yang baru dibeli cepat kotor atau warnanya
menghitam. Meskipun minyak pelumas menjadi kotor dengan cepat, tetapi minyak
pelumas masih dapat dipergunakan asalkan kekentalannya tidak banyak berubah.
Namun demikian, apabila di dalam minyak yang kotor terdapat butiran-butiran halus
yang mengkilap, maka minyak pelumas harus cepat diganti. Hal tersebut
menunjukkan adanya serbuk logam yang terjadi karena adanya keausan dari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
26
bantalan-bantalan, dinding silinder serta bagian-bagian mesin lainnya. Apabila
minyak pelumas tersebut masih dipakai juga, dikhawatirkan akan terjadi kerusakan
yang lebih berat.
Khusus pada mesin baru atau komponen mesin yang diganti baru seperti dinding
silinder, torak, atau bantalan, umumnya akan muncul serbuk-serbuk logam. Ini
merupakan gejala normal karena pelumas melakukan adaptasi daengan komponen
yang baru tersebut. Hal inilah yang menyebabkan mengapa penggantian minyak
pelumas dalam tahap-tahap awal harus dilakukan dalam waktu yang lebih singkat.
MEMAHAMI JENIS- JENIS MINYAK PELUMAS
Jika kita sudah paham dengan karakter dan kerja minya pelumas atau sering disebut
dengan oli, maka marilah kita kenali dan pahami jenis-jenisnya yang sudah banyak
beredar dipasaran.
Pada dasarnya minyak pelumas mesin atau yang lebih dikenal dengan nama oli
mesin memang banyak ragam dan macamnya. Bergantung jenis penggunaan mesin
itu sendiri yang membutuhkan oli yang tepat untuk menambah atau mengawetkan
usia pakai (life time) mesin.
Namun hal yang terpeting bahawa semua jenis oli pada dasarnya adalah sama. Yakni
sebagai bahan pelumas agar mesin berjalan mulus dan bebas gangguan. Sekaligus
berfungsi sebagai pendingin dan penyekat. Oli mengandung lapisan-lapisan halus,
berfungsi mencegah terjadinya benturan antar logam dengan logam komponen mesin
seminimal mungkin, mencegah goresan atau keausan
Untuk beberapa keperluan tertentu, aplikasi khusus pada fungsi tertentu, oli dituntut
memiliki sejumlah fungsi-fungsi tambahan. Mesin diesel misalnya, secara normal
beroperasi pada kecepatan rendah tetapi memiliki temperatur yang lebih tinggi
dibandingkan dengan mesin bensin. Mesin diesel juga memiliki kondisi kondusif
yang lebih besar yang dapat menimbulkan oksidasi oli, penumpukan deposit dan
perkaratan logam-logam beari
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
27
JENIS-JENIS PELUMAS
Dipasaran sudah banyak beredar dijual aneka ragam minyak pelumas. Dalam bahasa
sehari-sehari, minyak pelumas disebut dengan oli. Apa saja sih jenis-jenis oli atau
tipe saja yang ada dipasaran?
Oli Mineral
Oli mineral berbahan bakar oli dasar (base oil) yang diambil dari minyak bumi yang
telah diolah dan disempurnakan. Beberapa pakar mesin memberikan saran agar jika
telah biasa menggunakan oli mineral selama bertahun-tahun maka jangan langsung
menggantinya dengan oli sintetis dikarenakan oli sintetis umumnya mengikis deposit
(sisa) yang ditinggalkan oli mineral sehingga deposit tadi terangkat dari tempatnya
dan mengalir ke celah-celah mesin sehingga mengganggu pemakaian mesin.
Oli Sintetis
Oli Sintetis biasanya terdiri atas Polyalphaolifins yang datang dari bagian terbersih
dari pemilahan dari oli mineral, yakni gas. Senyawa ini kemudian dicampur dengan
oli mineral. Inilah mengapa oli sintetis bisa dicampur dengan oli mineral dan
sebaliknya. Basis yang paling stabil adalah polyol-ester (bukan bahan baju
polyester), yang paling sedikit bereaksi bila dicampur dengan bahan lain.
Oli sintetis cenderung tidak mengandung bahan karbon reaktif, senyawa yang sangat
tidak bagus untuk oli karena cenderung bergabung dengan oksigen sehingga
menghasilkan acid (asam). Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan
kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
28
Kekentalan (Viskositas)
Kekentalan merupakan salah satu unsur kandungan oli paling rawan karena berkaitan
dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Kekentalan
oli langsung berkaitan dengan sejauh mana oli berfungsi sebagai pelumas sekaligus
pelindung benturan antar permukaan logam.
Oli harus mengalir ketika suhu mesin atau temperatur ambient. Mengalir secara
cukup agar terjamin pasokannya ke komponen-komponen yang bergerak. Semakin
kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih kental. Lapisan halus pada
oli kental memberi kemampuan ekstra menyapu atau membersihkan permukaan
logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberi resitensi
berlebih mengalirkan oli pada temperatur rendah sehingga mengganggu jalannya
pelumasan ke komponen yang dibutuhkan.
Untuk itu, oli harus memiliki kekentalan lebih tepat pada temperatur tertinggi atau
temperatur terendah ketika mesin dioperasikan. Dengan demikian, oli memiliki grade
(derajat) tersendiri yang diatur oleh Society of Automotive Engineers (SAE).
Bila pada kemasan oli tersebut tertera angka SAE 5W-30 berarti 5W (Winter)
menunjukkan pada suhu dingin oli bekerja pada kekentalan 5 dan pada suhu terpanas
akan bekerja pada kekentalan 30.
Tetapi yang terbaik adalah mengikuti viskositas sesuai permintaan mesin. Umumnya,
mobil sekarang punya kekentalan lebih rendah dari 5W-30.
Karena mesin belakangan lebih sophisticated sehingga kerapatan antar komponen
makin tipis dan juga banyak celah-celah kecil yang hanya bisa dilalui oleh oli encer.
Tak baik menggunakan oli kental (20W-50) pada mesin seperti ini karena akan
mengganggu debit aliran oli pada mesin dan butuh semprotan lebih tinggi.Untuk
mesin lebih tua, clearance bearing lebih besar sehingga mengizinkan pemakaian oli
kental untuk menjaga tekanan oli normal dan menyediakan lapisan film cukup untuk
bearing.Sebagai contoh dibawah ini adalah tipe Viskositas dan ambien temperatur
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
29
dalam derajat Celcius yang biasa digunakan sebagai standar oli di berbagai
negara/kawasan1. 5W-30 untuk cuaca dingin seperti di Eropa/Amerika Utara
2. 10W-30 untuk iklim sedang seperti dikawasan Asia
3. 15W-30 untuk Cuaca panas seperti dikawasan Tropis
Kualitas
Kualitas oli disimbolkan oleh API (American Petroleum Institute). Simbol terakhir
SL mulai diperkenalkan 1 Juli 2001. Walau begitu, simbol makin baru tetap bisa
dipakai untuk katagori sebelumnya. Seperti API SJ baik untuk SH, SG, SF dan
seterusnya. Sebaliknya jika mesin kendaraan menuntut SJ maka tidak bisa
menggunakan tipe SH karena mesin tidak akan mendapatkan proteksi maksimal
sebab oli SH didesain untuk mesin yang lebih lama.
Ada dua tipe API, S (Service) atau bisa juga (S) diartikan Spark-Plug Ignition (pakai
busi) untuk mobil MPV atau pikap bermesin bensin. C (Commercial) diaplikasikan
pada truk Heavy Duty dan mesin diesel. Contohnya katagori C adalah CF, CF-2, CG-
4.
Bila menggunakan mesin diesel pastikan memakai katagori yang tepat karena oli
mesin diesel berbeda dengan oli mesin bensin karena karakter diesel yang banyak
meng- hasilkan kontaminasi jelaga sisa pembakaran lebih tinggi. Oli jenis ini
memerlukan tambahan aditif dispersant dan detergent untuk menjaga oli tetap bersih.
Sebagai tambahan, bila oli yang digunakan sudah tipe sintetik maka tidak perlu lagi
diberikan bahan aditif lain karena justru akan mengurangi kireja mesin bahkan
merusaknya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
30
BAB III
ANALISA PERHITUNGAN
Gambar 3.1 Layout rangkaian komponen transmisi gear
3.1 Perhitungan poros
Poros yang digunakan ST 37, diketahui tegangan ijin ( = 185
, lampiran 2). Putaran mesin 1440 rpm, dan diameter poros 19,05
mm daya yang ditransmisikan 2 x 746 = 1492 watt / 1500 watt
Untuk perhitugan poros berdasarkan dari apa yang diketahui pada alat
dan mengasumsikan : (Poros B)
Daya (P) = 1500 watt
Putaran motor (N) = 1440 rpm
Diameter spur gear (D1)= 100 mm
Diameter bevel gear (D2)= 80 mm
Tegangan geser (τ) = 185 N/mm
Sudut kontak (a) = 200
· Torsi yang ditransmisikan :
= = 9,9 Nm = 9900 Nmm
A
B
30
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31
· Gaya Tangensial (spur gear)
= = 198 N
· Beban Normal (spur gear)
= = 210,7 N
Poros B (L = tepat ditengah- tengah poros = 37,5 cm)
Gambar reaksi
A C B
BMD
A C B
Momen
M = = = 39,5 Nm
Torsi equivalen
= = = 40,727 N.m
= 40727 N.mm
Diameter Poros
= 10,389 mm
dari perhitungan didapat nilai d (alat) > d (analisa) jadi AMAN
210,7 N
39,5 Nm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32
3.2 Perhitungan Poros Ulir (Poros A)
Poros yang digunakan adalah ST 37 (lampiran2)
Tegangan tarik (st ) = 370 N/mm²
Tegangan geser (t) = 185 N/mm²
Koefisien gesek (m) Tan = 0,15
Beban normal (W) = 15 N = 0,015 kN
Pitch (P) = 1,75
Diameter luar (d) = 12 mm
Diameter luar (d1 ) = 10,106 mm
tan a =
=
= 0,08 a = 4,55
tan = 0,15
= 8,53
P = W tan(a + ) + W
= 0,015 tan(13,08) + 0,015
= 0,0000525 + 0,0035
= 0,0035 kN = 3,5 N
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33
t = P x
= 0,0035 x 6
= 0,021 kN.m
= 21 Nmm
sc =
= = 0,000132 kN/mm²
= 0,13 N/mm²
Jadi karena tegangan akibat beban sc < st berarti AMAN
t =
=
=
= 0,103 N/mm²
tmax =
=
=
=
= 0,12 N/mm²
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34
Jadi karena tegangan geser akibat beban tmax < tbahan berarti AMAN
3.3 Perhitungan Rangka
Dalam perancangan alat ini, dibutuhkan sebuah komponen yang
mampu menopang berbagai komponen lain, yaitu rangka. Rangka alat
praktikum transmisi roda gigi ini mempunyai beberapa fungsi yang penting,
antara lain:
1. Tempat menopang motor listrik
2. Tempat menopang box roda gigi
Adapun rangka dari alat ini disusun dari baja hollow (60x30x2) mm
yang harus mempunyai kekuatan menopang komponen alat tersebut, serta
kuat menahan getaran dari motor listrik dan gesekan roda gigi . Selain itu,
kerangka tersebut harus mempunyai ketahanan yang baik.
Gambar 3.2 Beban pada rangka
0,25m 0,75m C A B 0,05
350 N 812,5 N
D
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35
Reaksi Penumpu :
350 N
Gambar 3.3 Reaksi penumpu
Sfy = 0 RAV + RBV = 350 + (812,5 x 0,8)
= 350 + 650 = 1000 N
Sfx = 0 RAH = 0
SMA = 0 RBV x 1 = 812,5 (0,65) (0,8)
RBV = 422,5 N
RAV = 1000 – 422,5 = 577,5 N
Potongan z-z (D - B) kanan
Gambar 3.4 Potongan z-z kanan
Nx = 0
C B A
x
x
y
y
RAV RBV
RAH
z
z
D x
MX 812,5 N
VX
NX
812,5 N
D
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36
Vx = 812,5 . x
Mx = -812,5 x/2 . x
Titik D (x = 0)
ND = 0
VD = 81,25 . 0 = 0
MD = 0
Titik B (X = 0,05)
NB = 0
VB = 812,5 x 0,05 = 406,25 N
MB = -812,5 . 0,05 . (0,05 /2)
= -1,0156 N.m
Potongan y-y (B - C) kanan
812,5 N
Nx
Gambar 3.5 Potongan y-y kanan
Nx = 0
Vx = 812,5 . x – 422,5
Mx = -812,5 . x . x/2 + 422,5 (x-0,05)
Titik B (x = 0,05)
NB = 0
VB = 812,5 . 0,05 . 422,5
= -381,875 N
422,5 N Vx
0,05 D B x
Mx
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37
MB = -812,5 . 0,05 0,05/2 + 422,5 (0,05-0,05) = -1,0156 N.m
Titik C (x = 0,8)
Nc = 0
Vc = 812,5 . 0,8 – 422,5
= 227,5 N
MC = -812,5 . 0,8 . 0,8/2 + 422,5 (0,8 - 0,05)
= 260 + 316,875
= 56,87 N.m
Potongan x-x (C-A) kanan
Gambar 3.6 Potongan x-x kanan
Nx = 0
Vx = 812,5 . 0,8 - 422,5 = 227,5 N
Mx = -812,5 . 0,8 (x - ) + 422,5 (x - 0,05)
Gaya dalam
Titik C (x = 0,8)
Nc = 0
Vc = 812,5 . 0,8 – 422,5
= 227,5 N
MC = -812,5 . 0,8 . 0,8/2 + 422,5 (0,8-0,05)
= 260 + 316,875
= 56,87 N.m
Mx
Vx
0,05
422,5 N x
Nx
812,5 N
D C B 0,8
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38
Titik A (x = 1,05)
NA = 0
VA = 227,5 N
MA = -812,5 . 0.8 (1,05 – (0,8/2)) + 422,5 (1,05 – 0,05)
= -422,5 + 422,5 = 0 N.m
Diagram NFD
A C B D
Diagram SFD
A C B D
Diagram BMD
56,875 N
0
A C B D
3.4 Tegangan Maksimum Rangka
`
60 mm
30 mm
Gambar 3.7 Tegangan maksimum rangka
- 1,015 N 0
227,5 N
40,625 N
- 381,875 N
B
2 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39
Moment Inersia
I = lo + Ad2
Dimana:
Io = b . h3
Io = 60 . 303 mm
Io = 1.620.000 mm
Io = 135.000 mm
Luas Penampang Besi Hollow
A = t (2b+2h)
= 2 mm (2.60+2.30) mm
= 360 mm2
d = 30/2
d = 15 mm
d2 = 225 mm2
Iz = lo + Ad2
= 4500 + (360 mm2 x 225 mm2)
= 216.000 mm4
Ditinjau Dari Tegangan Tarik
y =
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40
=
= = 30 mm
σmax =
σmax =
= 0,789 N/mm2
Jadi karena tegangan akibat beban (σmax = 0,789 N/mm2) < dari tegangan ijin
bahan (σijin = 370 N/mm2) maka desain AMAN.
3.5 Perhitungan Las
Pengelasan yang digunakan pada kontruksi rangka meja alat
praktikum transmisi gear ini adalah sambungan las butt joint. Perhitungan
kekuatan las pada sambungan tepi pada rangka dengan tebal baja hollow 2
mm, panjang pengelasan 30 mm, sehingga untuk memperhitungkan kekuatan
las ditentukan A dengan :
Gambar 3.8 Sambungan las
65 kg 250 mm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41
Diketahui :
Jenis elektroda = E 6013 (lampiran3)
Tegangan tarik ijin (so) = 47,1 Kg/ mm2
Tegangan geser ijin (τ) = = = 23,55 kg / mm2
P = 65 Kg x 10 m/s2 = 650 N
l = 30 mm
b = 60 mm – 2 x tebal hollow = 56 mm
e = 250 mm
S = 2 mm
1. Menentukan luas penampang las
A = t.s (2b + 2 l)
= 0,707.2 (2.56 + 2.30)
= 243,21 mm2
2. Tegangan geser las
t = = = 2,67 N/mm2
3. Moment lentur las
M = P.e
= 650. 250
= 162.500 Nmm
4. Section modulus
Z = t . s (b l + b2/3)
= 0,707.2 (56.30 + 562/3 )
= 3853,62 mm3
5. Tegangan lentur
sb = M / Z
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42
= 162.500 / 3853,62
= 42,168 N/mm2
6. Tegangan geser maksimum
t max = ½
= ½
= 29,93 N/mm2
= 2,993 kg/mm2
Elektroda yang digunakan E 6013
E 60 = kekuatan tarik terendah setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 42,2
kg/mm2
1 = posisi pengelasan mendatar, vertical atas kepala dan horizontal
3 = jenis listrik adalah DC polaritas balik (DC+) diameter elektroda 2,6 mm,
arus 230 – 270 A, tegangan 27-29 V
Jadi karena t pengelasan (2,993 kg/mm2) < t ijin (23,55 kg/mm2) maka
pengelasan AMAN.
3.6 Perhitungan dan Perencanaan Roda Gigi
3.6.1. Roda Gigi Lurus (Spur gear)
Gambar 3.9 Roda gigi lurus
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43
Diketahui / diasumsikan :
Daya (P) = 1500 watt
Putaran pinion (Np) = 1440 rpm
Jumlah gigi pinion (Tp) = 48
Jumlah gigi gear (TG) = 48
σog = σop = 100 N/mm2
a. Mencari Velocity (V)
V =
=
=
= 3619,11 m mm/s
= 3,61911 m m/s
b. Mencari Beban Tangensial (WT)
WT = s (lampiran5)
= x 0,8 = N
c. Mencari (Cv)
Cv =
=
d. Mencari Yp= YG
Yp = 0,154 -
= 0,154 -
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44
= 0,154 - 0,019 = 0,135
· sop.Yp = 100.0,135= 13,5
WT = ( σopx Cv) b.π.m.0,135
= (100x ) 8m.π.m.0,135
=
3+3,61911m =
3+3,61911m = 3,069 m3
Dengan metode uji coba di dapat nilai m = 1,5 mm dibulatkan 2 mm
e. Mencari nilai b
b = 8m
= 8.2
= 16 mm
f. Mencari nilai Dp
Dp = m.Tp
= 2. 48 = 96 mm
Check keamanan beban
T =
=
= 9,9 Nm
v = 3,61911.m
= 3,61911.2 = 7,24 m/s
WT = .Cs
=
= 165,75 N
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45
W1 =
=
= 37,6 N
WD = WT + W1
= 165,75 + 37,6
= 203,35 N
y = 0,124 –
= 0,124 –
= 0,055
WS = se.b.Pc.y
= 350.16.p.m.0,055
= 350.16.p.2.0,055
= 1935,22 N
Karena WS > WD jadi desain roda gigi AMAN
3.6.2. Roda Gigi Miring (Heliks)
Gambar 3.10 Roda gigi heliks
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46
Diketahui / diasumsikan :
P = 1500 Watt
= 20o
a = 20o
Np = 1440 rpm
Dp = 0,1 m
sop = sog = 100 N/mm2
ses = 6,8 Mpa = 6,8 N/mm2
· Mencari modul dan lebar gigi
T =
=
= 9,9 Nm
WT =
=
= 198 N
TP =
=
TE =
=
=
= 106,4/m
YP = 0,175 -
= 0,175 -
= 0,175 - 0,0079m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47
V =
=
= 7,54 m/s
Nilai b untuk roda gigi helix antara 12,5 - 20 m
b = 12,5 . m
WT = (sop . Cv) b p m yp
198 = (100 . 0,443) 12,5 m . p . m (0,175 - 0,079 m)
= 1739,6 m2 (0,175 - 0,079 m)
= 304,44 m2 - 137,43 m3
dengan metode coba-coba didapat
m = 1,76 dibulatkan 2 mm
b = 12,5.m
= 12,5 . 2 = 25 mm
V.R =
= = 1
Q =
=
= 1
N = tan . cos
= tan 20o x cos20o
= 0,342
N = 18,88
EP = EG = 200 kN/mm2 = 200 x 103 N/mm2
K = ( )
= ( )
= 87915 . ( )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48
= 0,87915 N/mm
WW =
=
=
= 2489,03 N
3.6.3. Roda Gigi Cacing (Worm gear)
Gambar 3.11 Roda gigi cacing (worm gear)
Diketahui :
P = 1500 Watt
V.R = 25
x = 85 mm
Nw = 1500 rpm
· Mencari diameter Worm
Dw =
=
= 34,4 mm 35 mm
· Mencari diameter worm gear
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49
DG = 2x -Dw
= (2 x 85) - 35
= 135 mm
Dari tabel 31.2 rasio transmisi 25 n = 2
· Jumlah gigi gear
TG = 2 x 25 = 50
Pa = Pc
=
= 8,48 mm
· Modul
m =
=
= 2,7 mm
Pc = p x m
= p x 2,7
= 8,48 mm
· Diameter worm gear aktual
DG =
=
= 134,9 135 mm
· Diameter worm aktual
Dw = 2x - DG
= (2 x 85) - 135 = 35 mm
· Lebar gigi worm gear (b)
b = 0,73 x Dw
= 0,73 x 35
=26,25 30 mm
1. Pengecekan Terhadap beban tangensial
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50
V.R = atau NG =
= = 60 rpm
V =
= = 0,424 m/s
CV =
=
= 0,934
y = 0,154 -
= 0,154 -
= 0,135
Diketahui tegangan tarik bahan so = 100 Mpa
Beban tangensial yang di transmisikan
WT = (so . Cv) b p y
= (100 . 0,934) 30 . p . 0,135
= 3565 N
P = WT x V
= 3565 x 0,424
= 1511,6 Watt
karena daya yang ditransmsikan lebih besar dari daya motor (1500 Watt)
maka desain AMAN
2. Pengecekan terhadap beban dinamik
WD =
=
= 3833,33 N
P = WD x V
= 3833,33 x 0,424
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51
= 1625,33 Watt
Daya yang dapat ditransmisikan lebih besar dari motor (1500 W) ini
berarti desain AMAN
3.6.4. Roda Gigi Bevel
Gambar 3.12 Roda gigi bevel
Dengan asumsi
Diket :
P = 1500 Watt
Np = NG = 1440 rpm
Tp = TG = 24
V.P = = 1
Mencari Torsi
T = = 9,9 N.m = 9900 N.mm
Sudut pitch
θ P2 = θ P1 = ( )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52
= .1
= 450
Format gigi
TEG =T EP = Tp.sec. θ P1
= 24.sec. = 33,94
Faktor gigi
YG = YP = 0,124 -
= 0,124 –
= 0,1037
Kecepatan garis puncak
V = = π
=
=
= 1,804 m.
CV =
Panjang puncak kerucut
L =
=
= = 12 m
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53
Lebar muka gigi
b =
= = 5,67 m
WT = = = N
WT = ( .CV ) b.π. m.YG
=100. .5,67 m.π m. 0,1037 ( )
Dengan metode uji coba di dapat nilai modul (m) = 2,6 = 3 mm
Jadi nilai :
b = 5,67 m
= 5,67.3
= 17,01 mm
L = 17 m
= 17.3
= 51 mm
DG =DP = m.Tp
= 3.24
= 72 mm
Check beban dinamik
V = 1,809 m
= 1,809. 3 = 5,427.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54
WT = = 275 N
Dari table 28.7 ( lampiran 6)
Modul 3 mempunyai nilai e = 0,051mm
K = 0,107 untuk sudut 14,50
EP = EG= 100x103 N/mm2
C =
=
= = 272,85 N/mm
WD = WT +
=275 +
= 275 +
= 275+ 2875
= 3150 N
Check gaya statis (Ws)
Dari table 28.8 ( lampiran 7)
Bahan steel B.H.N = 150 nilai σe = 252 N/mm2
Gaya statis
Ws = σe.b.π.m.уG
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55
= 252.17,01.π.3.0,1037 = 4169,2 N
WS > WD jadi desain AMAN
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56
BAB IV
PROSES PEMBUATAN ALAT
4.1. Pembuatan Alat
Alat ini dibuat atas kerjasama antara mahasiswa UNS dengan bengkel
mesin UNS. Untuk menyelesaikannya dibutuhkan waktu 3 bulan. Beberapa
komponen yang dikerjakan mahasiswa antara lain adalah meja.
Gambar 4.1 Alat perawatan transmisi gear
4.2 Pembuatan Meja
4.2.1. Bahan yang digunakan adalah :
1. Besi hollow (60 x 30 x 2)mm bahan ST-37
2. Plat 1 mm
3. Kayu jati (110 x 70 x 3)cm
4. Paku rivet/keling
5. Elektrode jenis E 6013
4.2.2. Alat yang digunakan :
1. Seperangkat alat las
2. Seperangkat alat bor
56
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57
3. Gergaji mesin/ manual
4. Rivet
5. Obeng plus/minus
6. Penggaris
7. Penggores
8. Penyiku
9. Palu besi/karet
10. Mesin penekuk plat
11. Gerinda mesin
Gambar 4.2. Konstruksi rangka
4.2.3. Langkah Pengerjaan
a. Langkah pembuatan rangka meja :
1. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 70 cm sebanyak 4 buah.
2. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 43 cm sebanyak 6 buah.
3. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 94 cm sebanyak 6 buah.
4. Memotong besi hollow (60 x 30 x 2) sepanjang 36 cm sebanyak 2 buah.
b. Langkah penutup rangka meja :
1. Memotong plat (47 x 52 )cm sebanyak 2 buah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58
2. Memotong plat (98 x 52 )cm sebanyak 1 buah.
3. Memotong plat (98 x 47 )cm sebanyak 1 buah.
c. Untuk papan meja :
Menggunakan kayu jati dengan ukuran (110x 70 x 3)cm
Gambar 4.3. papan kayu
4.3 Membuat Box Roda Gigi
Gambar 4.4. Box Roda Gigi
Bahan yang digunakan adalah lembaran plat dengan tebal 5 mm,
dengan ukuran panjang bagian (depan, tengah dan belakang) 75 cm x 20 cm,
bagian samping 55 cm x 20 cm dan pada bagian sekat-sekat tengah 28 cm x
20 cm. Pada bagian dasar menggunakan plat 3 mm, dengan ukuran 81 cm x
58 cm.
Langkah pembuatan box roda gigi:
1. Membuat pola gambar pada plat sesuai ukuran
2. Memotong plat pada pola dengan brander potong
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59
3. Mengebor pada titik-titik yang sudah ditentukan
4. Menyambung plat dengan las
5. Finishing.
4.4. Proses Pengecatan
Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu :
1. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk
menghilangkan korosi.
2. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan
dalam benar-benar bersih dari korosi.
3. Mendempul bagian yang tidak rata.
4. Mengamplas bagian yang di dempul sampai halus.
5. Memberikan cat dasar atau poxi keseluruh bagian yang akan dicat.
6. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar (poxi) sampai
benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan.
7. Melakukan pengecatan warna.
4.5. Perakitan
Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan
pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk
menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung
dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan
mesin yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan.
Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal
sebagai berikut :
1. Komponen-komponen yang akan dirakit, telah selesai dikerjakan dan
telah siap ukuran sesuai perencanaan.
2. Komponen-komponen standart siap pakai ataupun dipasangkan.
3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara
pemasangannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60
4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing
komponen yang tersedia.
5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan.
Komponen- komponen yang ada dari alat praktikum perawatan sistem
transmisi ini adalah :
1. 3 pasang roda gigi lurus
2. 1 pasang roda gigi worm
3. 1 pasang roda gigi helix
4. 3 pasang roda gigi bevel
5. Motor listrik 1 phase 2 hp
6. Motor power window
7. Roda gigi power window
8. Poros berulir
9. Poros dengan spy
10. Poros halus
11. Kopling fleksibel
12. Bearing
13. Dudukan motor
14. Gear box
15. Panel kelistrikan
16. Mover
Langkah-langkah perakitan :
1. Menyiapkan rangka meja yang telah dilas sesuai desain.
2. Memasang penutup rangka meja (plat 1 mm) ke rangka.
3. Memasang papan kayu pada rangka meja.
4. Memasang gear box pada meja
5. Memasang dudukan motor listrik
6. Memasang motor listrik diatas dudukan
7. Merakit poros, bearing, kopling, power window dan gear di dalam gear
box
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61
8. Merakit rangkaian listrik untuk menghidupkan motor dan power window
4.6 Waktu Permesinan
Kecepatan pengelasan berdasarkan eksperimen yang dilakukan yaitu
2,5 mm/dt.
Pengelasan yang dilakukan sepanjang 28 x 18 = 504 cm
= 5040 mm
Waktu Pengelasan listrik :
Tm = pengelasankecepapengelasanpanjang
tan
= 5,25040
= 2016 dt = 33,6 menit
Waktu setting 10 menit
Waktu total pengelasan adalah 10 + 33,6 = 43,6 menit.
Proses pengeboran untuk plat 5 mm dengan diameter 12 mm
Waktu pengeboran 12 mm:
Putaran (n) = 150 rpm.
Sr = 0,1 mm/put
Kedalaman = 5 mm
Waktu untuk sekali pengeboran :
Tm = nSrld
..3,0 +
= 150.1,0512.3,0 +
= 0,5733 menit
Pengeboran dilakukan di 72 titik, sehingga waktu pengeboran :
= 72 x 0,5733
= 41,28 menit
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62
Waktu setting = 5 menit
Waktu pengeboran untuk mata bor 12 mm adalah 41,28 + 5 = 46,28 menit.
Waktu total pengeboran untuk pengeboran lubang bearing pada gear box dan
dudukan = 46,28 menit.
4.7 Estimasi Biaya
4.7.1. Perhitungan Biaya Operator.
Mesin bor.
Biaya = Waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya operator)
= (46,28 ) menit (Rp 10.000/jam + Rp 5.000/jam)
= Rp11.500 ,-
Pengelasan.
Biaya = Waktu pemakaian total (biaya sewa + biaya operator)
= (43,6) menit (Rp 20.000/jam + Rp 5.000/jam)
= Rp 18.200,-
4.7.2. Biaya Pembuatan Alat
Tabel 4.1 biaya pembuatan Alat Transmisi Roda Gigi
No Nama/Jenis Barang Jumlah Harga Satuan
Jumlah
1 Rangka (besi hollow) 2 lonjor Rp 72.000 Rp 144.000
2 Plat 1mm 1 ½ lembar Rp 60.000 Rp 90.000
3 Menekuk plat - Rp 120.000 Rp 120.000
4 Papan kayu landasan 1 buah Rp 200.000 Rp 200.000
5 Engsel Geser laci 1 pasang Rp 50.000 Rp 50.000
6 Motor Listrik 1 buah Rp1.475.000 Rp1.475.000
7 Roda Gigi Lurus 6 buah Rp257.000 Rp 1.542.000
8 Roda Gigi Helix 2 buah Rp255.000 Rp 510.000
9 Roda Gigi Worm 1 pasang Rp700.000 Rp 700.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63
10 Kopling 1 buah Rp 80.000 Rp 80.000
11 Bearing 22 buah Rp 25.000 Rp 550.000
12 Poros Ulir 1 buah Rp 15.000 Rp 15.000
13 Poros 3/4” 5 kg Rp 10.000 Rp 50.000
14 Poros Alur 1 buah Rp 60.000 Rp 60.000
15 Plat 5 mm + ongkos
potong 32.5 kg Rp 10.000 Rp 360.000
16 Plat 3 mm 13.5kg Rp 12.000 Rp 162.000
17 Power window + saklar 1 buah Rp 120.000 Rp 120.000
18 Roda gigi Power window 1 buah Rp 30.000 Rp 30.000
19 Akrilik 5 mm 90x90 cm Rp 200.000 Rp 200.000
20 List Biru 2 m Rp 5.000 Rp 10.000
21 Mata bor 4mm 1 buah Rp 5.000 Rp 5.000
22 Jepitan Pintu 2 buah Rp 3.000 Rp 6.000
23 Baut Uk. M10 X 30+
Ring 76 buah Rp 1000 Rp 76.000
24 Baut Uk. M10 X 40 4 buah Rp 900 Rp 3.600
25 Baut Uk. M10 X 50 8 buah Rp 1000 Rp 8.000
26 Baut Uk. M10 X 100 6 buah Rp 2000 Rp 12.000
27 Sekrup 7 buah Rp 1000 Rp 7.000
28 Cat kaleng Hitam ¼ kg 2 kaleng Rp 6.000 Rp 12.000
29 Cat kaleng merah 100gr 1kaleng Rp 19.000 Rp 19.000
30 Kabel eterna 2 m Rp 11.000 Rp 22.000
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64
31 Steker Broco 1 buah Rp 8.500 Rp 8.500
32 Engsel 4buah Rp 2.500 Rp 10.000
33 Lem alteco 4 buah Rp 4.000 Rp 16.000
34 Saklar (ON/OFF) 1 buah Rp 45.000 Rp 45.000
35 Lampu Led Hijau 1 buah Rp 10.000 Rp 10.000
36 Lampu Led 3 warna 2 buah Rp 850 Rp 1.700
37 Tenol 1 gulung Rp 6.000 Rp 6.000
38 Relay 12 V DC 2 buah Rp 2.600 Rp 5.200
39 Switching 12 V 1 buah Rp 75.000 Rp 75.000
40 Resistor 680 Ohm 2 buah Rp 100 Rp 200
Jumlah Rp 6.626.200
Biaya mesin bor Rp 11.500
Biaya Pengelasan Rp 18.200
Biaya Pembuatan Alat Rp. 6.626.200
Biaya lain-lain Rp. 50.000 +
Total Rp. 6.705.900
4.8 Perawatan Mesin
Perawatan merupakan suatu kegiatan atau pekerjaan yang dilakukan
terhadap suatu alat, mesin atau sistem yang mempunyai tujuan antara lain :
1. Mencegah terjadinya kerusakan mesin pada saat dibutuhkan atau
beroperasi.
2. Memperpanjang umur mesin.
3. Mengurangi kerusakan-kerusakan yang tidak diharapkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65
Perawatan yang baik dilakukan pada sebuah alat atau mesin adalah
melakukan tahapan-tahapan perawatan. Hal ini berarti menggunakan sebuah
siklus penjadwalan perawatan, yaitu :
1. Inspeksi (pemeriksaan).
2. Perbaikan kecil (small repair).
3. Perbaikan total atau bongkar mesin (complete over houle).
Seperti pada industri manufaktur pada umumnya apabila tahap-tahap
di atas terjadwal dan dilaksanakan dengan tertib, maka untuk prestasi
tertinggi dan efektifitas mesin dapat tercapai dengan maksimal. Dalam alat
praktikum perawatan transmisi gear ini secara terperinci perawatan dapat
dilakukan dengan meliputi :
1. Bearing :
Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara lain :
a. Melakukan pemeriksaan putaran bearing.
b. Memberi grease pada setiap lubang bearing.
2. Roda gigi / gear
Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara lain :
a. Melakukan pemeriksaan keausan .
b. Membersihkan dari karat.
c. Memberi grease pada setiap roda gigi.
3. Poros
Hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perawatan antara lain
a. Melakukan pemeriksaan kelurusan poros.
b. Membersihkan dari karat.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil pembuatan alat praktikum perawatan sistem transmisi roda
gigi dapat disimpulkan sebagai berikut :
a. Dari perbandingan hasil perhitungan analisis dan yang digunakan pada
alat dapat diketahui bahwa alat yang dirakit aman.
b. Alat praktikum ini digunakan untuk memperagakan transmisi daya pada
beberapa gear yang berbeda-beda.
c. Total biaya untuk pembuatan 1 unit mesin ini adalah ± Rp 6.705.900,-
66