1

Abstrak—Mobil pick up multiguna pedesaan merupakan

sebuah mobil pick up yang dapat digabungkan dengan

empat box dengan fungsi yang berbeda yaitu untuk

mengangkut penumpang, untuk mengangkut hasil panen

atau barang, untuk kegiatan niaga, dan sebagai tempat

mesin penggiling padi dan mesin pemarut kelapa. Prototype

box yang dibuat di PT. karya Tugas Anda sudah memasuki

tahap penyelesaian. Namun dari hasil pengamatan yang

dilakukan masih terdapat banyak kekurangan antara lain

box yang masih berat sehingga penyangga tidak kokoh dan

tidak dapat menunjang beban box dengan baik, padahal box

tersebut masih kosong. Sehingga dari hal tersebut

diperlukan pengembangan penyangga box. Langkah-

langkah penelitian yang dilakukan yaitu melakukan kajian

dari studi lapangan sehingga mendapatkan pemasalahan,

kemudian membuat daftar kebutuhan pengembangan.

Kemudian melakukan pengembangan penyangga

berdasarkan daftar kebutuhan. Kemudian melakukan

analisa terhadap pengembangan dan melakukan kajian

terhadap pengembangan apakah perlu dikembangkan lagi.

Kemudian dilakukan pengurangan beban box untuk

menambah kestabilan penyangga dengan cara mengganti

material dan merubah desain box. Kemudian ditarik

kesimpulan dari pengembangan yang dilakukan.Dari kajian

perancangan penyangga box mobil pick up multiguna

pedesaan dilakukan penambahan ketebalan penyangga yaitu

sebesar 4,5 mm, diameter baut pengunci sebesar 20 mm, dan

penambahan penyangga berbentuk huruf v yang dapat

dilipat dan disimpan di dalam box yang terletak pada tepi

tengah box untuk menambah kestabilan penyangga.

Penggunaan penyangga berbentuk huruf v dapat

menurunkan tegangan equivalent yang terjadi pada baut

pengunci pada penyangga sebesar 35,59% dari kondisi awal

dan tegangan equivalent yang terjadi kurang dari tegangan

ijin sehingga perancangan penyangga aman. Penggunaan

penyangga berbentuk huruf v dapat menurunkan tegangan

geser yang terjadi pada baut pengunci pada penyangga

sebesar 37,82% dari kondisi awal dan tegangan geser

maksimum yang terjadi kurang dari tegangan ijin sehingga

perancangan penyangga aman. Penggunaan penyangga

berbentuk huruf v dapat menurunkan defleksi maksimum

yang terjadi pada rangka bawah box sebesar 87,87% dari

kondisi awal.

Kata Kunci mobil pick up multiguna pedesaan,

pengembangan, penyangga box, kekuatan,

simulasi.

I. PENDAHULUAN

ada tahun 2011 melalui intensif riset (SINAS) oleh

Kemenristek, Teknik Mesin ITS bersama beberapa

industri manufaktur di Jawa Timur ditugaskan

mengembangkan mobil pick up multiguna pedesaan. Hal ini

didasarkan pada kebutuhan masyarakat pedesaan terhadap

mobil semacam itu. Selain untuk mengangkut hasil pertanian,

mobil pick up dirancang juga untuk dapat difungsikan sebagai

kendaraan niaga dan penumpang. Pada tahun 2013 Teknik

Mesin ITS bekerja sama dengan PT. Karya Tugas Anda

membuat prototype box untuk pengembangan mobil pick up

mobil multiguna pedesaan yaitu pick up yang dapat

digabungkan dengan empat box dengan fungsi yang berbeda

antara lain: untuk mengangkut penumpang, untuk mengangkut

hasil panen atau barang, untuk kegiatan niaga, dan sebagai

tempat mesin penggiling padi dan mesin pemarut kelapa.

Pembuatan box mobil yang dibuat di PT. Karya Tugas Anda

sudah memasuki tahap penyelesaian (pendempulan dan

pengecatan). Namun dari hasil pengamatan yang dilakukan

masih terdapat banyak kekurangan antara lain box yang masih

berat sehingga penyangga tidak kuat dan tidak dapat

menunjang beban box dengan baik, padahal box tersebut

masih kosong. Kondisi tersebut dapat dilihat pada gambar 1.

(a) (b)

Gambar 1. (a) Prototype box untuk kegiatan niaga (b) Prototype box untuk mengangkut barang atau hasil panen.

Oleh karena itu, perlu dirancang dan dikembangkan

penyangga yang kuat dan stabil untuk menyangga box dan

bebannya pada saat box diletakkan di atas tanah. Disamping

itu perlu dicari alternatif lain, khususnya rancangan box yang

baru dengan memanfaatkan material yang berbeda, sehingga

berat box menjadi lebih ringan.

Pengembangan Penyangga Box Mobil Pick Up

Multiguna Pedesaan

Hulfi Mirza Hulam Ahmad dan Prof. Dr. Ing. Ir. I Made Londen Batan, M.Eng

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: londbatan@me.its.ac.id

P

2

II. METODOLOGI PENELITIAN

Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

III. HASIL DISKUSI

A. Kajian Prototype Penyangga

Dari hasil studi lapangan didapatkan data-data berupa

evaluasi dari prototype penyangga saat box dipasang pada

mobil antara lain saat pemasangan box terhadap mobil

terdapat kesulitan dalam mengatur ketinggian box. Pengaturan

ketinggian box dilakukan dengan memutar ulir dengan

menggunakan batang yang ditancapkan pada ulir seperti pada

gambar 3.

Gambar 3. Batang yang digunakan untuk memutar ulir penyangga

Pada gambar 3 terdapat gambar batang pemutar ulir yang

digunakan untuk memutar ulir. Masalah yang timbul adalah

batang yang tidak menjadi satu kesatuan dengan ulir pemutar

membuat batang pemutar mudah hilang.

Bearing (gambar 4) yang terdapat pada ujung ulir berfungsi

agar tapak penyangga tidak berputar saat menapak pada tanah.

Namun, keberadaan bearing mengakibatkan penyangga

goyang saat menopang box. Jika bearing dihilangkan akan

menyulitkan untuk mengatur ketinggian penyangga karena

akan berputar dan bergesekan langsung dengan tanah. Oleh

karena itu keberadaan bearing tidak dapat dihilangkan.

Bearing ini juga berfungsi memperingan saat memutar ulir.

Gambar 4. Bearing pada ujung ulir

Pada bagian penyangga yang masuk pada rangka box saat

menopang terdapat kelonggaran sebesar 4.5 mm seperti pada

gambar 4. Hal ini menyebabkan penyangga mengalami

goyang saat box terkena dorongan dari luar.

Pada gambar 5 juga terdapat lubang. Lubang tersebut

digunakan untuk mengunci penyangga saat disimpan dalam

box dan berfungsi agar penyangga tidak keluar dari box saat

mobil bergerak atau berjalan. Fungsi lain dari lubang tersebut

adalah untuk tempat baut pengunci saat penyangga digunakan.

Posisi baut pengunci saat digunakan berada di luar sehingga

berpotensi untuk membahayakan operator. Untuk itu, perlu

dilakukan pengembangan terhadap letak baut pengunci agar

tidak membahayakan operator ataupun pengguna.

Gambar 5. Kelonggaran antara penyangga dan rangka box

Baut pengunci (gambar 6) yang mengunci penyangga saat

dilipat atau digunakan dapat menyebabkan permasalahan yaitu

ketika salah satu pengunci hilang akan menyebabkan

penyangga tidak tegak lurus. Diameter baut pengunci yang

terlalu kecil dapat menyebabkan bengkok pada baut saat

penyangga digunakan sehingga diperlukan evaluasi mengenai

baut pengunci.

Gambar 6. Baut pengunci

B. Pengembangan Penyangga Box

Dalam melakukan pengembangan diperlukan penyusunan

daftar kebutuhan yang digunakan sebagai acuan agar lebih

fokus dalam menentukan konsep pengembangan. Berikut

merupakan daftar kebutuhan untuk pengembangan box dan

penyangganya seperti pada tabel 1.

3

Tabel 1. Daftar kebutuhan penyangga box mobil multiguna pedesaan

Technical Spesification of Product

Name of Product : Penyangga box mobil multiguna

pedesaan

Change D/W Descriptions

1 Fungsi

Penyangga tidak terlihat saat disimpan

Terdapat roda pada beberapa penyangga untuk membantu

memposisikan box saat dipasang

pada chasis

Penyangga dapat diatur

ketinggiannya

2 Spesifikasi dan Geometri

Tinggi maksimal: 750 mm

Lebar minimal: 60 mm

Panjang minimal: 60 mm

Panjang maksimal penyangga saat

disimpan: 750 mm

3 Material

Mild steel 60x60 mm dan tebal minimal

1,8 mm

4 Daya Tahan

Penyangga kuat menahan beban box

Tahan korosi

5 Safety

Aman saat digunakan

6 Maintenance

Mudah dibersihkan

Mudah dibongkar pasang

7 Ramah Lingkungan

Bahan material tidak beracun

Perlengkapan tidak merusak

lingkungan

Tidak membuat kulit gatal

8 Manufaktur

Part mudah dimanufaktur

Part mudah didapatkan di pasaran

Dari daftar kebutuhan yang telah disusun, pengembangan

penyangga box didasarkan pada kekuatan dan kekakuan

(rigid). Pada prototype penyangga yang sudah ada dirasa

sudah kuat namun yang perlu diperbaiki adalah kekakuan dari

penyangga karena ketika penumpang masuk kedalam box

ataupun box medapatkan dorongan dari luar, box mengalami

oleng. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan dari

penyangga yang sudah ada. Bagian-bagian dari penyangga

yang dianggap akan mengalami kerusakan adalah engsel,

pengunci, bearing, dan ulir penggerak.

Untuk mengurangi kelonggaran pada penyangga yang

menempel pada box, maka ketebalan dari penyangga ditambah

setebal 45 mm dimana penambahan ketebalan ini dilakukan

dengan menambahkan plat yang dilas. Penambahan ketebalan

ditunjukkan pada bagian penyangga yang berwarna kuning.

Penambahan ketebalan ditambahkan hanya pada bagian

penyangga atas yang menyentuh dengan rangka box saat

penyangga digunakan seperti pada gambar 7.

Gambar 7. Penambahan ketebalan penyangga

Mekanisme meninggikan penyangga masih menggunakan

konsep awal yaitu dengan menggunakan ulir. Namun, untuk

memutar ulir penggerak menggunakan batang (gambar 3)

dirasa kurang efektif karena batang harus dilepas ketika

selesai menggunakan. Hal ini dapat mengakibatkan batang

hilang ketika disimpan. Oleh karena itu, dibuat pemutar yang

menempel pada ulir penggerak seperti pada gambar 8.

Gambar 8. Pemutar ulir

Pada penyangga bagian depan ditambahkan roda seperti

pada gambar 9. Roda ini digunakan pada saat memasang box

pada chasis mobil. Masalah yang timbul pada saat memasang

box adalah posisi dari chasis belakang yang terkadang miring

sehingga menyulitkan untuk memasang box ketika posisi

chasis miring terhadap box. Box dapat digerakkan kearah

kanan dan kiri untuk menyesuaikan posisi.

Gambar 9. Roda pada penyangga depan

C. Analisa kekuatan penyangga

Dengan menggunakan software finite element dilakukan

analisa dengan memberi pembebanan sebesar 600 kg (berat

box dan isinya) pada bagian rangka bawah box. Dari simulasi

didapatkan hasil sebagai berikut:

Tegangan Equivalent

Gambar 10. Lokasi maksimum equivalent stress

Dari simulasi dengan melakukan pembebanan pada

penampang rangka bawah box didapatkan nilai equivalent

stress seperti pada gambar 10 yang menunjukkan bahwa nilai

maksimum equivalent stress yang terjadi sebesar 97,02 MPa

dan terjadi pada bagian penyangga yaitu pada baut pengunci.

Penyangga mendapatkan beban terbesar dari berat box. Hal ini

dapat diterima karena yield strength bahan yang digunakan

sebesar 250 MPa dan dengan faktor keamanan 2, sehingga

maksimum equivalent stress yang terjadi masih dibawa

tegangan yield material dan perancangan aman.

4

Nilai Deformasi

Gambar 11. Hasil simulasi deformasi

Gambar 11 menunjukkan hasil dari simulasi deformasi

dimana terdapat nilai maksimum deformasi sebesar 2,837 mm.

Lokasi deformasi maksimum ditunjukkan oleh bagian rangka

box yang berwarna merah, dimana terdapat pada tengah

rangka. Pada bagian samping kanan dan kiri memiliki warna

orange dan bagian belakang memiliki warna biru. Dari hal ini

terjadi karena panjang dari rangka box yang berbeda sehingga

pengaruh terbesar terdapat pada bagian yang lebih panjang

yaitu pada samping kanan dan kiri.

Maksimum Shear Stress

Gambar 12. Lokasi maksimum shear stress

Gambar 12 menunjukkan bahwa nilai maksimum shear

stress yang terjadi sebesar 55,76 MPa dan terjadi pada bagian

penyangga yaitu pada baut pengunci. Penyangga mendapatkan

beban terbesar dari berat box. Hal ini dapat diterima karena

yield strength bahan yang digunakan sebesar 250 MPa dan

dengan faktor keamanan 2. Maksimum equivalent stress yang

terjadi masih dibawa tegangan yield material sehingga

perancangan aman.

D. Alternatif penyangga box

Dari hasil simulasi dengan menggunakan software finite

element dilakukan evaluasi dimana dengan menggunakan

prototype penyangga sudah cukup untuk menopang box.

Namun, dari hasil studi lapangan diketahui bahwa penyangga

masih goyang. Untuk mengatasi hal tersebut tidak bisa

menghilangkan bearing.

Oleh karena itu, dibuat alternatif penyangga yaitu

penyangga yang berbentuk huruf v (gambar 13) yang

diletakkan pada bagian tengah tepi box. Sesuai dengan daftar

kebutuhan, penyangga yang berbentuk huruf v dapat disimpan

dan tidak terlihat saat disimpan dalam box. Penyangga ini

dapat mengikuti ketinggian penyangga (prototype) dengan

cara dilipat. Namun, penyangga yang berbentuk huruf v tidak

memiliki bentangan sehingga saat pemasangan maupun

pelepasan box tidak dapat digunakan.

Penyangga berbentuk huruf v berguna untuk mengurangi

goyang pada arah depan dan belakang yang terjadi akibat

dorongan dari luar ataupun saat operator masuk dalam box.

Gambar 13. Penyangga berbentuk huruf v

Konsep tapak penyangga berbentuk huruf v (gambar 14)

berbeda dengan penyangga pada pojok box dimana tapak

penyangga berbentuk huruf v dapat berayun untuk

memudahkan dalam pengaturan ketinggian. Tujuan dirancang

penyangga berbentuk huruf v ini untuk menambah kestabilan

box agar kuat saat dikenai beban.

Gambar 14. Tapak penyangga berbentuk huruf v

Pada ujung penyangga terdapat pin yang digunakan untuk

dikaitkan pada lubang berpola gerigi yang terdapat pada tepi

box (gambar 15). Kegunaan dari pola gerigi ini untuk

mengatur ketinggian penyangga.

(a) (b)

Gambar 15. (a) Pola gerigi untuk tempat pin penyangga (b) Pin pada ujung penyangga

Saat akan memasang box pada chasis mobil, penyangga

berbentuk huruf v harus disimpan karena tidak memiliki

bentangan terhadap lebar box. Penyangga harus diposisikan

lurus seperti pada gambar 16.

Gambar 16. penyangga yang diposisikan lurus

Pada saat posisi penyangga sudah lurus, penyangga sudah

berada dalam box. Agar penyangga tidak jatuh harus dikunci

dengan pin pengunci yang terletak dibawah box seperti pada

gambar 17.

Gambar 17. Pengunci penyangga saat didimpan dalam box

5

E. Analisa kekuatan penyangga tambahan.

Dengan menggunakan software finite element dilakukan

simulasi untuk mengetahui pengaruh dari penggunaan

penyangga tambahan. Kemudian dibandingkan dengan hasil

simulasi sebelumnya yang ditunjukkan pada tabel 2.

Tabel 2. Perbandingan Hasil simulasi pada dua kondisi

No analisa Equiva

lent

Stress

(MPa)

Maksi

mum

Shear

Stress

(MPa)

Total

deformasi

(mm)

Kesimpulan

1 Kondisi 1

(tanpa menggunakan

penyangga

berbentuk huruf v)

97,02 55,76 2,837 Perancangan

aman

2 Kondisi 2

(menggunaka

n penyangga berbentuk

huruf v)

62,49 34,67 0,344 Perancangan

aman

Dari tabel 2 dapat dianalisa bahwa nilai maksimum

equivalent stress pada kondisi 2 menurun 35,59% dari kondisi

awal. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan penyangga

berbentuk huruf v mengakibatkan penurunan maksimum

equivalent stress. Maksimum equivalent stress terjadi pada

baut pengunci sehingga dengan penurunan nilai tegangan

dapat menurunkan resiko pengunci untuk rusak atau gagal

dengan cepat.

Nilai maksimum equivalent stress pada kondisi 2 menurun

37,82% dari kondisi awal. Hal ini menunjukkan bahwa

penggunaan penyangga berbentuk huruf v mengakibatkan

penurunan maksimum shear stress.

Nilai deformasi masimum pada kondisi 2 menurun 87,87%

dari kondisi awal. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan

penyangga berbentuk huruf v memindah lokasi deformasi

maksimum diman pada kondisi 1 lokasi deformasi terjadi pada

keempat bagian samping rangka box. namun, pada kondisi 2

hanya terdapat pada bagian depan dan belakang.

F. Desain Akhir

Gambar 18. Detail box dan penyangganya

IV. KESIMPULAN/RINGKASAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat

disimpulkan bahwa

1. Untuk menambah kestabilan box diatas penyangga, maka

dilakukan penambahan ketebalan penyangga yaitu

sebesar 4,5 mm, diameter baut pengunci sebesar 20 mm,

dan Penambahan penyangga berbentuk huruf v yang

dapat dilipat dan disimpan di dalam box yang terletak

pada tepi tengah box.

2. Penggunaan penyangga berbentuk huruf v dapat

menurunkan tegangan equivalent yang terjadi pada baut

pengunci pada penyangga sebesar 35,59% dan tegangan

equivalent yang terjadi kurang dari tegangan ijin

sehingga perancangan aman.

3. Penggunaan penyangga berbentuk huruf v dapat

menurunkan defleksi maksimum yang terjadi pada

rangka bawah box sebesar 87,87% dari kondisi awal.

4. Penggunaan penyangga berbentuk huruf v dapat

menurunkan tegangan geser yang terjadi pada baut

pengunci pada penyangga sebesar 37,82% dan tegangan

geser yang terjadi kurang dari tegangan ijin sehingga

perancangan aman.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak

yang telah banyak membantu atas selesainya artikel ini,

terutama kepada Prof. Dr. Ing. Ir. I Made Londen Batan,

M.Eng selaku dosen pembimbing yang telah banyak

memberikan saran dan bimbingan, kedua orang tua dan

keluarga, Ketua Jurusan Teknik Mesin ITS, dosen Teknik

Mesin ITS, Kementerian Agama Republik Indonesia, PT

Karya Tugas Anda selaku perusahan produsen mobil

multiguna pedesaan, dan teman-teman terbaik yang ada di

kampus perjuangan Teknik Mesin ITS.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Batan, I Made Londen, 2012, Desain Produk, edisi pertama, Guna

Widya, Surabaya.

[2] Juvinall, R.C, 1967, Engineering Considerations of stress, strain, and

Strength, McGraw-Hill., New York.

[3] Deutschman, Aaron D, 1975, Machine Design ; Theory and Practice.

New York : Mucmillan Publishing Co. Inc.

[4] Popov, EP., 1984, Mekanika Teknik (Mechanicsof Materials. 2nd

Edition, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, USA.

[5] Hibbeler, R.C, 1994, Mechanics of material, 2nd Edition, mac Millan

College Publishing Company.

[6] Hibbeler, R.C, 1997, Mekanika Teknik Statika, 1st Edition, mac Millan

College Publishing Company.

[7] “Material data”. <URL:http://www.matweb.com/search/

DataSheet.aspx?MatGUID

=98bd3802c921477b9b33e70adf4ca525&ckck=1>.

[8] “Alumunium pick up tray body”. <URL: http://www.tradekorea.com/

sell-leads-detail/S00024294/

Aluminum_Pick_up_Tray_Body.html#.Un7lLdynr08>.

[9] “Mobil roti”.<URL: http://www.kreditmobilmurah.com/cars/isuzu-elf-

mobil-roti>.

[10] Khurmi, R.C, 2005, Machine Design, Eurasia Publishing House.