TUGAS IP 1A

download TUGAS IP 1A

of 13

  • date post

    20-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    217
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of TUGAS IP 1A

LAPORAN PENDAHULUAN

TUGAS

PROYEK TERPADU 1APERANCANGAN SEPEDA FLEKSIBEL

Disusun Oleh:

Nama

:DEDY MUJI PRASETYO

NIM

:4313215109

Dosen : Ir. Bambang Sulaksono, MTJURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASILA

JAKARTA SELATAN

2014

KATA PENGANTARDengan mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan TUGAS PROYEK TERPADU 1A dengan judul PERANCANGAN SEPEDA FLEKSIBEL. Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa Laporan tugas ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penyusun mohon para pembaca dan pembimbing berkenan memberikan saran atau kritik demi perbaikan Laporan berikutnya. Semoga karya ini dapat memberikan suatu manfaat bagi pembaca dan semua pihak yang terlibat dalam penyusunan tugas ini.

Bogor, 28 september 2014

PenyusunDAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

i

DAFTAR ISI .....

iiBAB I PENDAHULUAN...

1

1.1. Latar Belakang..

1

1.2. Maksud danTujuan.......

1

BAB II PEMBAHASAN................................

2

2.1. Landasan Teori....................

2

2.2. Metode Penelitian...................................

3

2.3. Rancang Bangun Sepeda Rangka Fleksibel.

4

2.4. Analisa Kekuatan Rangka

5

2.5. Pembuatan dan Perakitan Sepeda

6

2.6. Percobaan Kayuh.

7

2.7. Hasil Uji Kayuh...

8

2.8. Analisa Gaya-Gaya Biomekanika

9

2.9. Analisa Hasil Percobaan..

10BAB III KESIMPULAN..........

31DAFTAR PUSTAKA....................................

iiiBAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beberapa ahli desain sepeda menyebutkan, bahwa dalam perancangan sepeda, geometri rangka adalah bagian utama yang menentukan kenyamanan sebuah sepeda untuk dikendarai. Selain dimensi, sebagai geometri dari rangka sebuah sepeda seat tube angle (STA) adalah faktor utama yang menentukan kenyamanan sepeda. Dari beberapa pustaka menyatakan sudut STA yang paling ergonomis adalah antara 68 hingga 84. Akan tetapi, penelitian tersebut dilaksanakan di daratan Eropa dan Amerika, dimana postur tubuh pengendara sangat berbeda dibandigkan dengan postur tubuh manusia Indonesia.

Penelitian ini memfokuskan pengaruh sudut STA terhadap kenyamanan pengendara Indonesia. Untuk maksud tersebut, maka dirancang dan dibuat sebuah rangka sepeda yang fleksibel, yaitu sepeda yang sudut STA rangkana dapat diatur dan dirubah. Berdasarkan variasi sudut STA diukur tingkat kenyamanan dan energi kayuh yang dibutuhkan pengendara sepeda. Dari peneitian ini dapat diketahui, bahwa sudut yang paling nyaman dan efisien untuk rangka sepeda gunung adalah 73. Sudut STA tersebut dapat digunakan sebagai pertimbangan dalam merancang geometri rangka sepeda, sehingga bisa didapatkan rancangan geometri rangka sepeda yang optimal.2.2 Maksud dan Tujuana) Agar dapat menentukan kenyamanan sebuah sepeda untuk dikendarai.b) Agar mengetahui pengaruh sudut STA terhadap kenyamanan pengendara Indonesia.c) Agar dapat mengetahui sudut STA yang paling ergonomis untuk postur tubuh manusia Indonesia.d) Agar bisa didapatkan rancangan geometri rangka sepeda yang optimal.BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Landasan Teori

Selain sebagai alat transportasi, sepeda banyak juga digunakan untuk realisasi kegemaran, berolah raga, lomba, sebagai model kehidupan seseorang (human life style) di daerah perkotaan. Oleh karenanya, banyak sekali macam dan jenis sepeda yang diancang dan dibuat oleh berbagai industri manufaktur sepeda, baik industri di dalam negeri maupun industri di luar negeri Walaupun demikian, secara mendasar ada tiga jenis sepeda, yaitu sepeda santai (choppy bike), sepeda balap (sporty bik) dan sepeda gunung (montain bike). Dari ketiga jenis sepeda tersebut, yang paling banyak dipakai oleh masyarakat adalah sepeda gunung. Hal ini disebabkan, karena sepeda ini sangat praktis, sederhana dan estetis. Berbagai industri manufaktur sepedapun memilih jenis sepeda ini menjadi jenis produk utama mereka. Karena jenis sepeda ini menjadi pilihan utama, maka geometri rangka sepeda inipun sangat bervariasi. Disamping itu untuk menamah daya tarik da kebutuhan, sepeda ini banyak delngkapi dengan peralatan tambahan untuk menambah kenyamanannya, seperti shock breaker, pegas pelentur sadel dan mekanisme khusus penambah halusnya aplitudo gerakan sepeda di atas berbagai jalanan.

Terlepas dari kelengkapan penambah tingkat kenyamanan sepeda seperti tersebut diatas, bagian penting yang sangat berpengaruh terhadap kenyamanan sebuah sepeda untuk dikendaarai adalah geometri rangkanya. Geometri rangka ini sangat ditentukan oleh sudut Seat Tube Angle (STA). Sudut STA ini adalah sudut yang terbentuk antara garis sadel (sumbu seat tube) terhadap garis horizontal (chain stay) [Vandewalle, 1991]. Menurut Richard at all, 2006 sudut STA yang paling ergonomis berada diantara 68 dan 84. Sedangkan Bachtiar Rahman dkk [Bachtiar, 2007] berdasarkan perhitungan energi kayuh yang dibutuhkan saat mengayuh sepeda gunung dengan bantuan software CATIA, menyatakan sudut yang paling nyaman untuk sepeda gunung adalah 66. Nilai tersebut didapat dari perhitungan manual risiko cidera tubuh pengendara sepeda dengan memposisikan anggota tubuh pengendara pada kondisi dan posisi tertentu. Nilai risiko cidera dihtung dengan metode Role Upper Limbt Assesment (RULA) [McAtamney, 1993]. Perhitungan diverifikasi dengan simulasi pada sofwae CATIA. Hasil penelitian tersebut diperkuat oleh desain rangka sepeda industri manufaktur terkenal [Polygon], yang selalu menetapkan STA tidak lebih dari 66. Berdasarkan atas uraian tersebut, maka pada penelitian dirancang dan dibuat sebuah rangka fleksibel yang dapat dirubah sudut STA- nya. 2.2 Metode PenelitianLangkah-langkah penelitian disusun mulai dari perencanaan ranga sepeda, dengan menentukan geometri rangka secara umum, dan sudut STAnya dirancang ntuk dapat dirubah mulai dari sudut 62 hingga 84. Langkah selanjutnya adalah membuat rangka dan melengkapinya dengan asesoris sepeda secara umum. Sepeda dirakit menjadi sebuah sepeda normal, sehingga percobaan kayuh dapat dilakukan oleh siapa saja. Untuk melakukan percobaan dipilih 5 orang pengayuh yang mempunyai ukuran tubuh yang mirip, demikian pula berat dan kondisi badanya. Untuk mengetahui tingkat kenyamanan sepeda, setiap pengayuh akan diperlakukan sebgai responden yang harus membeikan jawaban atas beberapa pertanyaan pada kondisi bagian tubuh setelah mengayuh. Dengan variasi sudut 2, mulai dari 62-84, data-data tingkat kenyamanan dicatat, lalu dievaluasi dengan bantuan ANOVA (statistik). Disamping itu, untuk validasi data, dihitung juga gaya-gaya biomekanaik yang timbul pada posisi dan kondisi tubuh pengendara saat pengayuh. 2.3Rancang Bangun Sepeda Rangka Fleksibel Sesuai dengan pengaruh besar sudut STA terhadap energi kayuh dan nilai resiko cedera tubuh pengendara, maka rangka sepeda yang akan dirancang harus dapat dirubah STA-nya dengan sudut antara 680 s/d 840. Untuk bisa merubah sudut STA tersebut, diperlukan mekanisme komponen khusus. Berikut ini adalah rancangan sepeda beserta bagian-bagian dan komponen rangkanya, seperti terlihat pada gambar 1. Nama komponen penting yang dirancang untuk dikembangkan adalah head tube (1), pivot house A (2), top tube (3), pivot hose B (4), seat tube (5), seat stay (6), chain stay (7), dan down tube (8). Komponen utama tersebut sangat penting, karena fleksiblitas rangka tergantung dari komponen tersebut.

Gambar1. Rancangan sepeda rangka fleksibel2.4 Analisa Kekuatan RangkaKekuatan rangka dianalisa dengan cara menghitung kekuatan material rangka dengan beban maksimum 150 kg. Beban tersebut adalah berat pengendara dtabah dengan berat sepeda yang lengkap. Dengan beban 150 kg yang bekerja pada rangka, dapat diketahui gaya yang paling besar pada batang duduk (seat stay) yaitu 2160,26 N. Batang seat stay yang terdiri dari sub komponen, yaitu baut pengunci dan rumah poros slider penyesuai untuk sudut STA. Analisa kekuatan kritis dilakukan pada baut pengunci, karena meneima beban yang paling tinggi, dan padanya terjadi gerakan relatif (sliding) antara baut dan rangka bawah. Dari analisa kekuatan material, ternyata tegangan kritis yang terjadi pada baut lebih kecil dari pada tegangan yang diijinkan, sehingga rancangan slider dari rangka tersebut aman dengan beban maksimum. 2.5Pembuatan dan Perakitan SepedaSecara umum, rangka sepeda terbuat dari pipa aluminium, sehingga proses manufaktur yang dominan adalah proses pemotongan pipa dan proses penyambungan (welding). Karena rangka terbuat dari alumnium paduan Al 6061, proses penyambungan yang dilaksanakan adalah SMA welding. Pada beberapa komponen proses manufaktur yang dibutuhkan adalah proses pemesinan, umumnya milling dan drilling. Setelah dibuat, rangka dirakit dengan asesories sepeda, seperti terlihat pada gambar 2.

Gambar 2. Sepeda Fleksibel

2.6 Percobaan KayuhPercobaan kayuh yang dimaksud adalah percobaan dengan mengayuh sepeda dalam posisi tetap diam diatas standnya, seperti terlihat pada gambar 2. Pada uji kayuh tersebut ada 5 orang yang melakukan kayuhan masing-masing selama 10 menit. Sebelum mengayuh denyut nadi masing-masing pengayuh diukur, demikian pula setelah mengayuh. Perbedaan denyut nadi sebelum dan sesudah mengayuh merupakan tenaga kayuh yang dibutuhkan oleh seseorang. Energi kayuh ini akan diverifikasi dengan perhitungan gaya biomekanik yang terjadi pada saat pengendara mengayuh. Hubungan energi kayuh dan gaya biomekanik yang terjadi pada segmen kaki sangat erat. Secara sistematik percobaan kayuh dilakukan pada setiap perubahan sudut STA mulai dari sudut 68o hingga 84o. Selang perubahan sudut yang divariasi adalah 4, dan masing-masing pe