Embed Size (px)
Citation preview
KARYA AKHIR
ANALISA PERHITUNGAN
KEKUATAN BAHAN MINI FORKLIFT KAPASITAS
MAKSIMUM 5 KG
OLEH :
WAHYU AULIA RAHMAN
045202007
KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH
SATU SYARAT MEMPEROLEH IJAZAH SARJANA SAINS TERAPAN
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI
PROGRAM DIPLOMA – IV FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat
rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Karya Akhir
ini dengan judul “ANALISA PERHITUNGAN KEKUATAN BAHAN MINI
FORKLIFT KAPASITAS MAKSIMUM 5 KG’’.
Penyusunan laporan Karya Akhir ini dilakukan guna untuk menyelesaikan Studi
di Program Studi Teknologi Mekanik Industri Universitas Sumatera Utara, sebagai salah
satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan.
Dalam kegiatan penulis untuk menyelesaikan Karya Akhir ini, penulis telah
banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak.
Untuk itu maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Tugiman, MT, sebagai Dosen Pembimbing penulis
2. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, Msc, selaku Ketua Program Studi Teknologi Mekanik
Industri Program Diploma-IV, FT-USU.
3. Ibu dan Ayah yang telah banyak memberikan perhatian, nasihat, doa, dan
dukungan baik moril maupun materil.
4. Abangku Wahyu Hidayat dan Deby yang selalu memberikan dukungan semangat
dan selalu mendoakan penulis.
5. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
6. Pegawai Departemen Teknik Mesin kak Is, bang Syawal, bang Izhar Fauzi, bang
Yono, dan bang Marlon.
7. Rekan satu tim dalam pengerjaan karya akhir ini Muhammad Zulfan‘04 dan Inal
Syahputra’04.
8. Rekan mahasiswa stambuk ’04 yang sudah banyak membantu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya, karena masih
banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya. Oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi menyempurnakan laporan ini.
Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan, menghaturkan
terima kasih dan hanya Tuhan Yang Maha Esa yang dapat memberikan limpahan berkat
yang setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis
sendiri tentunya.
Medan, 20 April 2009
Penulis
WAHYU AULIA RAHMAN
NIM : 045202007
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ............................................................................... i
DAFTAR ISI .............................................................................................. iii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................. vi
DAFTAR TABEL ...................................................................................... viii
DAFTAR NOTASI .................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Tujuan ............................................................................................ 2
1.3 Manfaat .......................................................................................... 2
1.4.Batasan Masalah ............................................................................ 3
1.5.Metode Perancangan ...................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gambaran Umum ........................................................................... 6
2.2 Prinsip Kerja ................................................................................. 7
2.3 Bagian Utama Forklift ................................................................... 7
2.3.1 Fork ...................................................................................... 7
2.3.2 Carrige .................................................................................. 7
2.3.3 Mast ...................................................................................... 7
2.3.4 Overhead Guard ................................................................... 7
2.3.5 Counter Wieght .................................................................... 8
2.4 Poros ............................................................................................. 10
2.5 Baut ............................................................................................. 13
2.6 Daya Motor Penggerak .................................................................. 15
2.7 Analisa Kekuatan Fork ................................................................... 16
2.7.1 Momen Pada Batang Fork.................................................... 17
2.7.2 Tegangan Tarik pada Fork ................................................... 18
2.7.3 Lendutan pada batang Fork .................................................. 20
2.8 Tali Baja ......................................................................................... 24
2.9 Bantalan ......................................................................................... 26
BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI DAN PEMBUATAN ALAT
3.1 Pendahuluan ................................................................................... 28
3.2 Penetapan Kapasitas Forklift ......................................................... 28
3.3 Perencanaan Sistem Transmisi ....................................................... 28
3.4 Spesifikasi Perencanaan ................................................................. 28
3.5. Bagian Utama Mini Forklift .......................................................... 29
3.5.1 Baterai .................................................................................. 29
3.5.2 Motor .................................................................................... 29
3.5.3 Rangka Forklift .................................................................... 30
3.5.4 Fork ( Garpu ) ...................................................................... 31
3.5.5 Lift ( Rak )............................................................................ 31
3.5.6 Roda ..................................................................................... 32
3.5.7 Tali Baja ............................................................................... 33
BAB IV ANALISA PERANCANGAN DAN KEKUATAN BAHAN BAGIAN-
BAGIAN UTAMA
4.1 Analisa Kekuatan Poros Pada Motor Penggerak ........................... 34
4.2 Analisa Kekuatan Fork ................................................................... 35
4.2.1 Momen Pada Batang Fork.................................................... 36
4.2.2 Tegangan Tarik .................................................................... 36
4.2.3 Lendutan ( maks ) pada Fork ................................................. 38
4.3 Analisa Kekuatan Baut ................................................................... 41
4.4 Tegangan Tarik Tali Baja............................................................... 43
4.5 Analisa umur bantalan ............................................................................. 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .................................................................................... 46
5.2 Saran ............................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Diagram Alir Pengerjaan Laporan Karya Akhir ........................ 5
Gambar 2.1 Forklift ........................................................................................ 6
Gambar 2.2 Counterweight ............................................................................ 8
Gambar 2.3 Forklift diesel ............................................................................. 8
Gambar 2.4 Forklift electric ........................................................................... 9
Gambar 2.5 Poros ........................................................................................... 10
Gambar 2.6 Baut ............................................................................................ 13
Gambar 2.7 Batang Fork beban seluruhnya ................................................... 16
Gambar 2.8 fork dengan beban di tengah ...................................................... 17
Gambar 2.9 Penampang Fork ......................................................................... 18
Gambar 2.10 Grafik Proses Tegangan ........................................................... 19
Gambar 2.11 Lendutan di ujung ..................................................................... 20
Gambar 2.12 Lendutan di ujung dan tengah .................................................. 20
Gambar 2.13 Tali Baja Terhubung pada poros penggerak ............................ 24
Gambar 2.14 Puli mekanisme Roller ............................................................. 25
Gambar 3.1 Motor Penggerak Forklift........................................................... 27
Gambar 3.2 Motor roda belakang......... ......................................................... 28
Gambar 3.3 Rangka Forklift.... ...................................................................... 28
Gambar 3.4 Garpu ( Fork )............................................................................. 29
Gambar 3.5 Lift.............................................................................................. 29
Gambar 3.6 Roda Depan................................................................................. 30
Gambar 3.7 Roda Belakang............................................................................ 31
Gambar 3.8 Tali Baja...................................................................................... 31
Gambar 4.1 kekuatan baut.............................................................................. 39
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel. 2.1 Faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan. ......................... 11
Tabel 2.2 Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir ........................... 15
Tabel 2.3 Tegangan pada bahan arcylic polimer........................................ 23
Tabel 2.4 Faktor-faktor X,V dan Y ............................................................ 24
Tabel 3.1 Spesifikasi Motor penggerak ...................................................... 27
Tabel 3.2 Spesifikasi Rangka Mini Forklift ................................................ 29
Tabel 3.3 Spesifikasi Garpu Angkat ........................................................... 29
Tabel 3.4 Spesifikasi Lift ............................................................................ 30
Tabel 3.5 Spesifikasi Roda Depan .............................................................. 30
Tabel 3.6 Spesifikasi Roda Belakang .......................................................... 31
Tabel 3.7 Spesifikasi Tali Baja ................................................................... 31
Tabel 3.8 Perbandingan Konstruksi Aman Fork ......................................... 35
DAFTAR NOTASI
LAMBANG KETERANGAN SATUAN
Tegangan geser yang timbul (kg/mm2)
a Tegangan geser izin (kg/mm2)
T Torsi (kg.mm)
ds Diameter poros (mm)
pI Momen Inersia Konstanta
dP Daya perencana (kW)
kecepatan sudut rad/s
P Daya ( kW )
n Putaran ( rpm )
B Kekuatan tarik bahan (kg/mm2)
Wd beban rencana ( kg )
Wm beban mekanis ( kg )
Q kapasitas angkat ( kg )
Mt Momen pada batang Forklift (kg.mm)
L Panjang Lengan Fork ( mm )
sf safety factor Konstanta
tu tegangan ultimate strenght ( 2mmkg )
E Modul Elastisitas -
Sudut pada potongan derajat
Ad Lendutan Maksimum ( mm )
F Gaya tangensial ( kg )
Lh Umur nominal bantalan ( Jam )
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Selama pembangunan jangka panjang hingga sekarang produk-produkmesin
industri menunjukkan kemajuan sangat pesat, baik segi volume maupun keragaman
produk yang dihasilkan. Perkembangan produk ini tidak hanya ditandai dengan
terpenuhnya kepentingan masyarakat, tetapi juga mengarah kepada kemampuan dalam
memasuki ekspor untuk meningkatkan devisa negara.
Forklift banyak ditemukan di daerah Pabrik atau perusahaan dengan maksud
untuk mempermudah memindahkan barang dari gudang ke ruang produksi dan
sebaliknya dari ruang produksi yang sudah jadi ke gudang untuk di kemas. Hal ini
menjadi sangat dibutuhkan di pabrik, dan seiring perkembnagan zaman forklift
semangkin lama semngkin moderen.
Forklift atau yang juga sering disebut sebagai lift truck adalah salah satu material
handling yang paling banyak digunakan di dunia logistic. Tujuan utama dari penggunaan
forklift adalah untuk transportasi dan mengangkat. Sejarah forklift pertama kali diawali
pada tahun 1906. Pennsylvania Railroad memperkenalkan sebuah batery platform truck
untuk memindahkan barang. Perkembangan selanjutnya banyak terjadi pada saat perang
dunia I. Konon menurut sejarah, dunia logistik sangat dipengaruhi oleh adanya perang.
Forklift modern sekarang sudah berbeda jauh dengan sejarah awal forklift yang ada.
Forklift modern benar-benar difokuskan untuk kedua hal utama, yaitu transportasi dan
mengangkat.
Forklift berguna sebagai mesin pemindah bahan yang memiliki daya angkat
beban maksimum yang sudah ditentukan, bergerak mengangkat barang yang di topang
pada garpu (fork ) dengan sistem lift sebagai naik dan turun.
Forklift yang banyak digunakan di perusahaan dan pabrik adalah forklift
mengunakan hydroulik booster yang menggunakan 2 tabung yaitu :
1. Booster untuk mengangkat dan menurunkan beban
2. Booster untuk meringankan frame pada posisi 6° dan 12° dengan arah kedepan
dan belakang.
Dengan menggunakan forklift pekerjaan menjadi mudah, praktis dan efisien dengan
berbagai alasan. Melihat dan meninjau masalah yang dihadapi pemakai maka penulis
membuat suatu peralatan yang lebih berguna dan efisien mempermudah dalam
mengetahui forklift yaitu Mini forklift dengan beban maksimum 5 Kg.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari perancangan mesin Mini Forklift adalah :
1. Untuk merancang Mini Forklift dengan beban angkat 5 kg
2. Untuk mewujudkan Mini Forklift yang mempunyai sistem sederhana, murah,
mudah dioperasikan dan pemeliharan, serta dapat meningkatkan penggunaan alat
tersebut.
1.3. Manfaat
Laporan karya akhir ini diharapkan bermanfaat bagi :
1. Untuk mendukung pengembangan teknologi tepat guna bagi Pabrik dan kampus.
2. Bagi para mahasiswa yang ingin dan tertarik untuk mengembangkan dari alat ini.
3. Penulis sendiri untuk menambah wawasan tentang proses pembuatan mesin mini
forklift dan mengaplikasikan ilmu yang didapat selama perkuliahan yang
digunakan untuk merancang alat mesin mini forklift.
1.4. Topik Bahasan
Akibat luasnya permasalahan yang terjadi pada perancangan ini, maka penulis
menganggap perlu untuk membatasi masalah ini. Adapun masalah yang dibahas dalam
pembuatan Mini Forklift ini adalah :
1. Mekanisme kerja Mini Forklift
2. Perhitungan Kekuatan bahan
3. Pabrikasi mini forklift
1.5. Metode Perancangan
Metode yang dilakukan dalam perancangan yaitu penetapan sfesifikasi dan
penetuan ukuran-ukuran utama serta dalam perencanaan ini penulis menentukan dan
memilih material/bahan berdasarkan syarat-syarat yang harus dipenuhi material tersebut.
Perumusan syarat-syarat tersebut ditentukan berdasarkan konstruksi mesin dan fungsi
elemennya agar konstruksi itu dapat bekerja dengan baik dan layak.
Adapun metode perancangan yang dilakukan penulis dalam menyelesaikan laporan
tugas akhir ini adalah :
1. Studi pustaka, yaitu mempelajari buku-buku referensi, literatur melengkapi teori-
teori dalam laporan ini
2. Metode konsultasi, dengan pembimbing tugas akhir, maupun orang bengkel
tempat penulis menyelesaikan rancang bangun ini
3. Melakukan survey lapangan, dengan melihat dan membandingkan mesin-mesin
teknologi tepat guna yang telah ada
1.6. Sistematika Penulisan
Adapun sistematis penulisan karya akhir ini pada bab I akan dibahas mengenai
pengusaha Latar belakang, Tujuan dan Manfaat Perancangan, Sistematika Penulisan,
Batasan Masalah dan Metode Perancangan. dilanjutkan ke Bab II akan dibahas mengenai
mesin mini forklift. Dasar-dasar perhitungan perancangan, perhitungan daya motor,
sistem transmisi, puli, poros, kekuatan forklift.
Bab III terdiri dari rancangan spesifikasi yang meliputi material yang diangkat,
kapasitas angkat, sistem transmisi. Dan kemudian masuk ke Perhitungan Komponen
Bagian-Bagian Utama, dimana pada Bab IV membahas tentang berisikan perhitungan
kekuatan bahan dari fork, sistem transmisi berupa puli dan roller, poros. Dan diakhir
penulisan, masuk ke bagian kesimpulan pada bab V berisikan kesimpulan dari
perancangan kekuatan bahan mini forklift. Setelah kesimpulan, Sebagai penutup
berisikan daftar pustaka yang merupakan referensi yang mendukung karya akhir ini akan
secara lengkap disajikan untuk kemudahan dalam mencari data maupun bahan kajian
berikutnya. Dan juga sebagai pendukung laporan di bagian lampiran berisikan Segala
data hasil survey, data pendukung rancangan serta beberapa lampiran yang digunakan
dalam penulisan Karya Akhir ini dilampirkan guna memudahkan dalam mencari maupun
sebagai bahan kajian berikutnya.
Bagan alir persiapan penulisan Karya Akhir
Gambar 1.1 Diagram Alir Pengerjaan Laporan Karya Akhir
Persiapan dan orientasi
Peninjauan Lapangan
Studi Kepustakaan
Analisa dan Evaluasi Data
Membuat Draft Laporan
Asistensi
Penulisan Laporan
Sidang Karya Akhir
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum
Forklift adalah sejenis pesawat angkat dengan sistem dinamis atau selalu
berpindah untuk mengangkat dan memindahkan beban ( barang ) pada tempat yang
ditentukaan atau rak. Sumber tenaga pada forklift adalah motor dimana tenaga motor
digunakan untuk menggerakkan naik dan turun forklift serta gerak arah mobil forklift
melalui perantaraan sabuk dan roller.
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai mesin Forklift, mesin
Forklift ini biasanya sering kita jumpai di pabrik dan perusahaan.
Mesin Forklift dapat dilihat pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Forklift
Keterangan Gambar :
1. Overhead guard
2. Pulley
3. Mast
4. Lifting chain
5. Mast operating lever
6. Hydraulic system
7. Carriage
8. Fork
9. Engine compartment
10. Frame
Mesin Mini Forklift yang akan dibuat mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Listrik : 12 V / 1 A
Putaran Motor : 105 rpm
2.2. Prinsip Kerja
Baterai mengalirkan arus listrik ke motor penggerak forklift, dimana motor
memutar puly untuk menggulung tali baja yang terhubung ke garpu ( fork ) maka fork
akan terangkat keatas. Sebaliknya motor penggerak akan berbalik arah untuk mengulur
tali baja yang terhubung pada garpu ( fork ) maka garpu kembali ke posisi semula
2.3 Bagian Forklift
Dalam menjalankan sebuah mekanisme gerak dalam forklift terdapat bagian –
bagian yang sangat penting dalam peranannya. Dan semua bagian – bagian itu memiliki
hubungan yang saling terkait. Terdapat beberapa bagian utama forklift antara lain :
2.3.1 Fork / Garpu Angkat
Adalah bagian utama dari sebuah forklift yang berfungsi sebagai penopang untuk
membawa dan mengangkat barang. Fork berbentuk dua buah besi lurus dengan panjang
rata-rata 2.5 m. Posisi peletakan barang di atas pallet masuk ke dalam fork juga
menentukan beban maksimal yang dapat diangkat oleh sebuah forklift
2.3.2 Carriage / Penghubung
Carriage merupakan bagian dari forklift yang berfungsi sebagai penghubung antara mast
dan fork. Ditempat inilah fork melekat. Carriage juga berfungsi sebagai sandaran dan
pengaman bagi barang-barang dalam pallet untuk transportasi atau pengangkatan.
2.3.3 Mast / Batang penghubung
Mast adalah bagian utama terkait dengan fungsi kerja sebuah fork dalam forklift. Mast
adalah satu bagian yang berupa dua buah besi tebal yang terkait dengan hydrolic system
dari sebuah forklift. Mast ini berfungsi untuk lifting dan tilting.
2.3.4 Overhead Guard / pelindung
Overhead guard merupakan pelindung bagi seorang forklift driver. Fungsi pelindungan
ini terkait dengan safety user dari kemungkinan terjadinya barang yang jatuh saat
diangkat atau diturunkan, juga sebagai pelindung dari panas dan hujan.
2.3.5 Counterweight / penyeimbang
Counterweight merupakan bagian penyeimbang beban dari sebuah forklift.
Letaknya berlawanan dengan posisi fork, seperti terlihat pada gambar 2.2
Gambar 2.2 Counterweight
Menurut sumber energi yang digunakan, ada 2 macam jenis forklift yang saat ini populer
digunakan.
a. Forklift diesel
Gambar 2.3 Forklift diesel
Forklift ini menggunakan mesin diesel sebagai penggeraknya. Secara otomatis,
forklift ini berbahan bakar solar dan biasanya memiliki jenis ban yang terbuat dari karet
seperti ban kendaraan pada umumnya, terlihat pada gambar 2.3
b. Forklift electric
Gambar 2.4 Forklift electric
Forklif ini menggunakan tenaga batery sebagai sumber energinya. Batery ini
mempunyai lifetime sehingga diperlukan sebuah alat untuk mer-recharge sehingga batery
dapat berfungsi kembali. Fungsi perawatan ini sangat penting untuk kelangsungan hidup
dari sebuah batery.terlihat pada gambar 2.4
Beberapa forklift manufacture yang cukup terkenal di dunia antara lain:
1. Toyota
2. Jungheinrich
3. Komatsu
4. Mitsubishi
Beberapa pertimbangan yang biasanya digunakan dalam memilih sebuah forklift antara
lain:
1. Jenis medan yang ditempuh oleh forklift
2. Jenis barang dan berat barang
3. Layout gudang
Sampai saat ini, fungsi forklift masih belum dapat tergantikan. Dengan perubahan
perkembangan dunia logistik yang begitu cepat, keberadaan sebuah forklfit masing
sangat diperlukan. Persaingan kecepatan menjadi salah satu pertimbangan mengapa
orang masih memilih menggunakan forklift sebagai satu-satunya material handling yang
digunakan.
2.4. Poros
Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir semua
mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Jika diketahui bahwa poros
yang akan direncanakan tidak mendapat beban lain kecuali torsi, maka perencanaan
diameter porosnya seperti terlihat pada gambar 2.5
Gambar 2.5 Poros
33
4
16
.16
.32
2.
.
d
T
d
T
d
dT
I
CT
p
Maka , 3.
.16
sd
T
Supaya konstruksi aman maka timbulaizin )( (kg/mm2)
T
C
d
3.
.16
s
ad
T
3
1
.
.16
a
s
Td
( Sularso, Element Mesin;Hal 8 )
3
1
.1,5
a
s
Td
Dimana : ds = Diameter poros (mm)
T = Torsi (kg.mm)
a = Tegangan geser izin (kg/mm2)
= Tegangan geser yang timbul (kg/mm2)
C = konstanta, d/2
pI = Momen Inersia
Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak (kW), maka berbagai
faktor keamanan bisa diambil, sehingga koreksi pertama bisa diambil kecil. Jika faktor
koreksi adalah fc, maka daya perencana adalah :
PfcPd .
Dimana dP = Daya perencana (kW)
Harga fc dapat dilihat pada tabel 2.1
Tabel 2.1 faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan
Daya yang Akan Ditransmisikan fc
Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0
Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2
Daya normal 1,0 - 1,5
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 7)
Untuk menghitung Torsi T (kg.mm) dapat dihitung dari daya perencana (kW)
sebagai berikut :
.TP ( Kamarwan, Mekanika Bahan, Hal 27 )
PT
IT
.
Dimana : = kecepatan sudut = 60
2 n rad/s
P = Daya ( kW )
T = Torsi ( kg.mm )
Dari penjabaran rumus diatas, maka di dapat :
dPT ( Sularso, Elemen Mesin; Hal 7 )
n
PdT
2
100060102
n
PT d 51074,9
Tegangan izin dapat dihitung sebagai berikut :
21 sfsf
B
a
( Sularso, Elemen Mesin; Hal 8 )
Dimana : B = Kekuatan tarik bahan (kg/mm2)
Sf1 = Faktor keamanan bahan, untuk bahan baja karbon S30C
Sf = 5,6
S-C = 6,0
Sf2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,33,0)
Dalam perencanaan diameter poros, ada faktor-faktor lain seperti faktor koreksi akibat
momen puntir (Kt) dan faktor akibat beban lentur (Cb), maka persamaan menjadi :
3
1
..
.1,5
TCbKt
Td
a
s
(Sulars ;Elemen mesin;hal:8)
Dimana harga Kt = 1,0 (jika beban halus)
1,0 1,5 (Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan)
1,5 3,0 (Jika beban dikenakan dengan kejutan)
Cb = 1,22,3(jika tidak ada beban lentur maka Cb = 1)
2.5. Baut
Baut disini berfungsi sebagai pengikat untuk dudukan pada motor, Lift dan fork
penggerak tetapi selain itu berfungsi juga untuk pengikat poros terhadap puli. Jika
momen rencana dari poros adalah T(kg.mm) dan diameter poros adalah ds (mm), maka
gaya tangensial F (kg) Pada permukaan poros diperlihatkan pada gambar 2.6
Gambar 2.6 Baut
RFT .
2
.dsF
)2/( sd
TF
Tegangan geser yang ditimbulkan adalah :
24/ d
Fk
Dimana : k = Tegangan geser yang terjadi (kg/mm2)
d = Diameter luar baut (mm)
Tegangan geser izin didapat dengan :
21 fkfk
bka
SS
Dimana : Sfk1 = Faktor keamanan (umumnya diambil 6)
Sfk2 = Faktor keamanan
= 1,0 – 1,5 (jika beban dikenakan perlahan-lahan)
= 1,5 – 3,0 (jika beban dikenakan tumbukan ringan)
= 2,0 – 5,0 (jika beban dikenakan secara tiba-tiba dengan
tumbukan berat)
Dari tegangan geser izin, panjang pasak yang diperlukan dapat diperoleh dengan :
24/ d
Fka
Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas dikenakan pada luas permukaan samping
pasak. Maka tekanan permukaannya adalah :
1td
FP
Dimana : P = Tekanan permukaan (kg/mm2)
t = kedalaman baut pada poros (mm)
dari harga tekanan permukaan yang di izinkan, panjang pasak yang diperlukan dapat
dihitung dengan :
1td
FPa
Dimana : Pa = Tekanan permukaan izin (kg/mm2)
Harga Pa dapat dilihat pada tabel 2.2
Tabel 2.2 Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir
Bahan Tekanan permukaan yang diizinkan Pa
(kg/mm2)
Ulir luar Ulir dalam Untuk pengikat Untuk penggerak
Baja liat Baja liat atau perunggu 3 1
Baja keras Baja liat atau perunggu 4 1,3
Baja keras Besi cor 1,5 0,5
(Sularso;elemen mesin;hal 298)
2.6. Daya motor penggerak
Daya motor merupakan suatu pelengkap utama dalam melakukan suatu gerakan
pada poros yang dihubungkan melalui puli dan sabuk. Daya motor dapat disesuaikan
dengan kebutuhan yang diperlukan.
Daya motor penggerak dapat dihitung dengan dengan menggunakan rumus sebagai
berikut ini :
P = T.
Dimana :
P = daya [watt]
T = momen puntir/torsi [kg.mm]
= kecepatan sudut [rad/det]
2.7 Analisa Kekuatan Garpu ( Fork )
Dimana dasar pemilihan beban untuk pembuatan garpu aadalah sebagai berikut :
1. Kekuatan dan dynamis dari beban
2. Bentuk profil yang sesuai dengan penggunaannya
3. Proses pembuatan
4. Biaya pembuatan
Garpu suatu alat / sarana dari forklift yang bekerja menyekrap beban dengan
beban maksimum yang telah di tentukan. Fork sesuai dengan sifat beban tersebut pada
umumnya terdiri dari beban terpadu ( unit load ) misalnya :
1. Peti kemas
2. Pipa besar
3. Besi profil
4. Gulungan besi
5. Plat
Fork ini diikutkan pada rangka ( frame ) dengan gerak yang ditimbulkan dengan
sistem katrol yang terhubung dengan motor penggerak untuk naik dan turun, seperti
terlihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Fork dengan beban seluruhnya
L
10 mm
P
200 mm
200 mm
Wd = ( 1 + % ) Q
Dimana : Wd = beban rencana ( kg )
1 = constanta
% = keseimbangan
Q = kapasitas angkat ( kg )
Maka : Wm = ½ x Wd ......................................................... kg
Dimana : Wm = beban mekanis
Wd = beban rencana
Dimana beban fork ini dipilih dari table Element of streght of materials, denagn
bahan arclyic dimana terlihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Tegangan pada bahan arcylic polimer
1. Tension Ultimate strenght 13,3 kg/mm2
2. shear Ultimate 8,4 kg/mm2
3. Module Elastis 45 x 102
(surdia; Pengetahuan Bahan Teknik: Hal 184)
2.7.1 Momen pada batang Forklift ( Mt )
Pembebanan yang terjadi pada titik tengah batang fork dengan pembagian L
menjadi L/2 yang sangat berbeda pada saat pembebanan di ujung fork seperti terlihat
pada gambar 2.8
2.LWMt ( Timosenckho, Penghitungan Kekuatan Bahan, Hal 95 )
Dimana : W = besar beban ( kg )
2
L = panjang lengan dari forklift dengan beban di tengah menjadi L/2 ( mm )
Gambar 2.8 fork dengan beban di tengah
10 mm
P
L/2 L/2
2.7.2 Tegangan Tarik penampang fork ( t )
Tegangan tarik penampang fork di analisa untuk mencari dan mengetahui
kekuatan bahan dari penampang fork ini yang terbuat dari bahan Arylic seperti terlihat
pada gambar 2.9
Gambar 2.9 Penampang Fork
Diagram Momen yang terjadi :
PV
LPMM
x
x
.
x
x
tI
CM . ( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 33 )
Luas penampang fork : A = b x h
Dimana : xM = Momen yang terjadi
xI = Momen perlawanan
C = Kontanta, (2
h )
b = Lebar, 150 mm
h = Tinggi, 5 mm
L
Mx P
Nx
Vx
L
h b
b. . .
a
E
last
is p
last
is
ela
stis
p
last
is
d
0
b
K
riti
s/putu
s
Dengan 3
121 xbxhI x
3.
121
2.
hb
hM x
t
2.
61 hb
M x
Dan Tegangan tarik yang di izinkan ( a ) adalah
fs
tu
a
Dimana : tu = tegangan ultimate strenght ( 2mmkg )
sf = safety factor ( 1 s/d 5 )
Dalam contoh pengujian tegangan dan regangan dapat dilihat pada Gambar 2.10,
dimana menunjukan adanya satu tegangan yang menyebabkan bantang mulur tanpa
tambah beban yang digambarkan sebagai garis bc dimana tegangan ini disebut tegangan
luluh atau batas luluh ( yield point ). Bila benda ditarik terus akan timbul mulur seperti
pada garis cd, yang bila ditarik terus spesimen akan putus.apabila spesimen putus maka
tegangan tertinggi yang akan muncul disebut tegangan hancur atau batas kritis ( ultimate
stress ).dan oa dalpat dikatakan dalam keadaan elastis, sedangkan selebihnya keadaan
plastis.
Gambar. 2.10 proses tegangan – regangan
b
b c
Vx
P Nx
Vx
2.7.3 Lendutan Maksimum Pada Batang Forklift
Pada perencanaan sebuah penampang fork akan melibatkan tegangan dan
lendutan. Apabila pada penampang fork di beri beban di ujung dan di tengah, maka besar
kemungkinan terjadi lendutan akibat tegangan yang terjadi. Seperti gambar 2.11 dan
2.12.
Gambar 2.11.di ujung beban Gambar 2.12 di tengah beban dan ujung
1. Lendutan yang terjadi pada beban di ujung adalah :
Diagram Momen yang terjadi sebagai berikut :
Sudut pada potongan di A adalah :
Mx = P . x
x = 0 M0 = 0 x = l Ml = P . l
P
dmaks
L
P
dmaks L
A B B A
A
P
B
l
x
P.l
2/3 l l/3
P.x
Mx
P
x
Mx
B b
Bid.M akibat K
C
A
Vx
B
A
B
AIE
llP
IE
MomenLuas
2 ( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 73 )
Maka di dapat EI
Pl
2
2
Dimana : = Sudut pada potongan
l = Panjang Lengan
E = Modul Elastisitas ( dari Tabel 2.3 )
I = Momen Inersia, 3.12
1 hb
Lendutan Maksimum di titik A adalah :
lIE
lP
IE
MomenLuasd
B
A
B
A
A3
2.2
2
( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 73 )
Maka di dapat EI
Pld A
3
3
2. Lendutan yang Terjadi pada beban di tengah dan di ujung
Diagram Momen yang terjadi sebagai berikut :
P
a
l
K
Pa
Bid.M akibat P
Kl
Mx
A C
dcp
dbo dbp
cp
bk
dbk
dck
A
cp
Masing – masing dapat di jabarkan menjadi :
1. db = dbp + dbk
2. dc = dcp + dck
3. b = bp + bk
4. c = cp + ck
Dengan keterangan :
dbp = Lendutan di B akibat P, bp = Putaran sudut di B akibat P
dbk = Lendutan di B akibat K, bk = Putaran sudut di B akibat K
dcp = Lendutan di C akibat P, cp = Putaran sudut di C akibat P
dck = Lendutan di C akibat K, ck = Putaran sudut di C akibat K
maka dapat dirinci sebagai berikut :
1. Lendutan di titik B akibat beban P dan K
db = dbp + dbk,
dbp = dcp + dbo
)3(6
)332(62
).(3
2
223
alEI
Pa
alaEI
Pa
EI
Paal
EI
Pa
dbk EI
Kl
3
3
jadi, db EI
Klal
EI
Pa
3)3(
6
32
( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 86 )
2. Lendutan di titik C akibat beban P dan K
dc = dcp + dck
dcp EI
Pa
3
3
dck )3(6
2
alEI
Ka
dc )3(63
23
alEI
Ka
EI
Pa ( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 86 )
3. Sudut pada titik B akibat Beban P dan K
b = bp + bk
bp = cp EI
Pa
2
2
bk
EI
Kl
2
2
b
EI
Kl
EI
Pa
22
22
( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 87 )
4. Sudut pada titik C akibat beban P dan K
c = cp + ck
cp
EI
Pa
2
2
ck )36(6
)33(6 2
22
xlxEI
K
dx
xlxEI
K
bila x = a, Maka
ck )2(2
alEI
Ka
11,2 mm
30 mm
8 mm
Jadi, c )2(22
2
alEI
Ka
EI
Pa ( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 87 )
2.8 Tali Baja
Tali baja dalam perencanaan mini forklift ini menggunakan baja diameter 2 mm,
dimana berfungsi sebagai pengangkut fork naik dan turun dengan beban atau tanpa
beban. Puli digunakan sebagai roda tali baja dengan sistem motor penggerak yang dililit
oleh tali baja pada poros motor. Seperti terlihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 Tali Baja terhubung ke poros
Sistem puli yang bergerak secara roller memiliki kemampuan atau mekanisme
angkat yang kuat dan menjadi rel / jalur untuk tali baja dalam kemampuannya
mengangkat beban maupun tidak ada beban seperti terlihat pada gambar 2.14
30 mm 20 mm 8 mm
Gambar 2.14 Puli mekanisme roller
1. Tegangan Tarik Pada Tali Baja
Tegangan tarik pada tali baja di analisa untuk mencari dan mengetahui kekuatan
bahan dari tali baja ini yang terbuat dari bahan Baja lilitan seperti yang terlihat pada
gambar 2.14
x
x
I
CM . ( Kamarwan, Mekanika Bahan; Hal 33 )
Dimana : xM = Momen yang terjadi
xI = Momen perlawanan
C = Kontanta, (2
d )
Dengan 4
32dIx
4
32
2.
d
dM x
3.
.16
d
M x
Dan Tegangan tarik yang di izinkan ( a ) adalah
fs
ba
0.73,1
a
a
Dimana : b = kekuatan tarik tali baja 130 kg / mm2 ( diambil dari Lampiran 10 )
sf = safety factor ( 1 s/d 5 )
2.9 Bantalan
Tujuan merencanakan bantalan adalah untuk mendapatkan umur bantalan. Suatu
beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur
yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban ekivalen
dinamis. Misalkan sebuah bantalan membawa beban radial Fr (kg) dan beban aksial Fa
(kg), maka beban ekivalen dinamis P (kg) adalah :
YFaXVFrPr (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Dimana : X,V dan Y = faktor-faktor beban, Harga X,V dan Y dapat dilihat pada
Lampiran 7
Umur nominal L dapat ditentukan sebagai berikut :
10/3
3/1
3,33,
3,33,
nfrolbantalanuntuk
nfBolabantalanuntuk
n
n
(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Faktor umur :
Untuk kedua bantalan,fh = P
Cf n (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Umur nominal Lh adalah
10/3
3/1
500,
500,
hh
hh
ffrolbantalanuntuk
fLBolabantalanuntuk (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)
Dimana C = Beban nominal dinamik spesifik (kg)
P = Beban ekivalen dinamis (kg)
Harga C dapat dilihat pada Lampiran 1
BAB III
PENETAPAN SPESIFIKASI
3.1 Pendahuluan
Dalam pembuatan mini forklift ini, penulis terlebih dahulu memahami metode-
metode dalam perancanaan dalam tahap penyusunan maupun dalam teoritisnya, yakni
dengan melakukan analisa terhadap perancanaan, karena dalam perancanaan juga
dibutuhkan kemampuan menganalisa perencanaan untuk mendapatkan performance pada
mini forklift ini.
3.2 Penetapan Kapasitas mini forklift
Kapasitas mesin mini forklift direncanakan mampu mengangkat maksimum 5 kg
bahan yang akan didiangkut dengan menggunakan fork.
3.3 Perencanaan Sistem Transmisi
Untuk memindahkan putaran motor ke poros penggerak direncanakan
menggunakan sistem transmisi poros dan roller dan disesuaikan dengan kebutuhannya.
Dalam perencanaan mini forklift ini direncanakan putaran akhirnya adalah 105 rpm.
3.4 Spesifikasi Perencanaan.
Jenis Material : Unit load peti, pipa, besi,kardus dan plat
Kapasitas : maksimum 5 kg
Sistem transmisi : Poros dan puli
3.5. Bagian-bagian Utama Mini Forklift
3.5.1 Baterai
Baterai sebagai sumber energi pada mini forklift untuk menggerakan motor
penggerak lift dan motor roda. Baterai yang digunakan adalah baterai kering jenis charge
yang dapat di gunakan kembali.
3.5.2 Motor
Motor sebagai alat penggerak yang merubah arus listrik menjadi gaya gerak
mekanis dimana motor yang di gunakan pada mini forklift berfungsi untuk
menggerakaan forklift dan roda pernggerak. Pada mini forklift terdapat 3 motor untuk
sebagai penggerak utama forklift seperti terlihat pada gambar 3.1 dan gambar 3.2 dan
juga keterangan alat pada tabel 3.1
a. Motor Penggerak forklift
Gambar 3.1 Motor Penggerak Forklift
Tabel 3.1 Spesifikasi Motor Penggerak
Jenis Motor DC magnet Permanent
Daya 12V / 1 A
Putaran 105 rpm dan 200 rpm
b. Motor penggerak roda belakang kanan
Gambar 3.2 Motor roda belakang
c. Motor penggerak roda belakang kiri
3.5.3 Rangka Forklift
Sebagai dudukan utama untuk Baterai, Motor, Rell, roda. Rangka forklift di
desain dengan merekatka setiap komponen menggunakan baut dan bukan di Las seperti
terlihat pada gambar 3.3 dan data bahan pada tabel 3.2
Gambar 3.3 Rangka Forklift
Tabel 3.2 Spesifikasi Rangka Mini Forklift
Jenis Rangka Forklift
Bahan Acrylic
Ukuran 300 mm x 195 mm
Tebal : 5mm
3.5.4 Fork ( Garpu )
Berfungsi sebagai alat pengangkut barang dari tempat awal ke tempat yang di
inginkan dengan sistem naik turun. Adapun beban maksimum angkatan mini forklift
adalah 5 kg dan di lengkapi dengan 4 roller sebagai pengerak terhubung pada rell
seperti terlihat pada gambar 3.4 dan keterangan bahan pada tabel 3.3
Gambar 3.4 Garpu ( Fork )
Tabel 3.3 Spesifikasi Garpu Angkat
Jenis Fork ( garpu )
Bahan Acrylic
Ukuran 205mm x 150mm
3.5.5 Lift
Sebagai perantara antara tali baja ke fork ( garpu ) dimana lift berfungsi untuk
menaikan dan menurunkan garpu ( fork ) seperti pada gambar 3.5 dan tabel 3.4
Gambar 3.5 Lift
Tabel 3.4 Spesifikasi Bahan Lift
Jenis Lift
Bahan Arcylic dan aluminium
Ukuran 300mm x 155mm x 40mm
3.5.6 Roda
Sebagai media pemindah mini forklift dari suatu tempat ke tempat yang lain.
Adapun roda mini forklift terbagi atas 2 bagian seperti terlihat pada gambar 3.6 dan
gambar 3.7 dan data bahan terdapat pada tabel 3.5 dan tabel 3.6.
a. roda depan
Gambar 3.6Roda Depan
Tabel 3.5 Spesifikasi Roda depan
Jenis Roda Depan
Bahan Fiber
Ukuran 2 inchi
a. roda belakang
Gambar 3.7 Roda Belakang
Tabel 3.6 Spesifikasi Roda Belakang
Jenis Roda Belakang
Bahan Karet
Ukuran 4 Inchi
3.5.7 Tali Baja
Merupakan lilitan serabut baja yang berfungsi untuk menarik fork yang terhubung
ke motor penggerak dengan kekuatan yang telah di tentukan seperti gambar 3.8 dan
juga bahan dan ukuran terdapat pada tabel 3.7
Gambar 3.8 Tali Baja
Tabel 3.7 Spesifikasi Bahan Tali Baja
Jenis Tali Baja
Ukuran 2mm
Lilitan 1 inti 6 lilitan
BAB IV
ANALISA PERANCANGAN DAN KEKUATAN BAHAN
4.1 Analisa kekuatan poros pada motor penggerak
Dalam kegunaannya pada mini forklift poros sebagai penghubung transmisi dari
gear motor ke kawat lift.Adapun daya out put ( P ) = 0,012 kW. Bahan poros
diperkirakan dari baja karbon S30C dengan kekuatan tarik (B ) = 48 kg/mm2 dan
putaran poros adalah n = 105 rpm
Untuk daya perencana (Pd) adalah :
PfcPd .
Dimana : fc = faktor koreksi daya terlihat pada tabel 2.1
kWkWxPfcPd 024,0012,02.
Untuk menghitung Torsi di dapat :
mmkg
xx
n
PT d
.04,22
105
024,01074.9
1074,9
5
5
Untuk Tegangan Geser Izin di dapat :
2
21
4
26
48
mm
kg
x
sfsf
B
a
2
0
2,2173,1
4
.73,1
mm
kg
x
a
a
Untuk Diameter Poros di dapat dengan menghitung
3
1
..
1,5
TCbKtd
a
s
3
1
04,220,132,2.
1,5
xd s
mmd
mmd
s
s
2,11
6,5
Dimana mini forklift yang di rancang menggunakan diameter poros 11,2 mm dari standar
poros yang terdapat pada Lampiran 8
Maka, tegangan geser yang timbul pada poros adalah :
2
3
3
5,0
)6.(
04,2216
.
.16
mm
kg
x
d
T
s
Jadi dapat dikatakan bahwa konstruksi aman karena a
4.2 Analisa Kekuatan Garpu ( Fork )
Fork ini diikutkan pada rangka ( frame ) dengan gerak yang ditimbulkan dengan
sistem katrol yang terhubung dengan motor penggerak untuk naik dan turun, seperti
terlihat pada gambar 2.7
Di bagian ini akan mengahitung dan menganalisa berat fork, momen fork, tegangan
geser dan tarik serta juga lendutan yang terjadi pada batang fork.
dW = ( 1 + % ) Q
Dimana : dW = beban rencana ( kg )
1 = constanta
% = keseimbangan diambil 20%
Q = kapasitas angkat ( kg )
dW = ( 1 + 20% ) 5
= 6 kg
Maka : mW = ½ x dW ......................................................... kg
Dimana : mW = beban mekanis
dW = beban rencana
mW = ½ x 6
= 3 kg
4.2.1 Momen yang terjadi pada batang Fork
1. Momen yang terjadi pada keseluruahan panjang lengan fork
LWMt .
200.5Mt
= 1000 kg.mm
2. Momen yang terjadi pada saat P di posisi tengah
2
.L
WMt
2
200.5Mt
= 500 kg.mm
4.2.2 Tegangan Tarik penampang fork ( t )
Tegangan tarik penampang fork di analisa untuk mencari dan mengetahui
kekuatan bahan dari penampang fork ini yang terbuat dari bahan Arylic seperti terlihat
pada gambar 2.9
x
x
tI
CM .
2.6
1 hb
M x
t
Maka tegangan tarik untuk panjang lengan keseluruhan ( L )
2
2
6,1
)5(1506
1
1000
mm
kg
xx
t
t
Tegangan tarik izin yang terjadi ( a ) :
sf
ba
Dengan b = 13,3 2mmkg diambil dari tabel 2.3, dan sf = 1 s/d 5 diambil = 5
22,2
5
3,13
mm
kga
a
Tegangan lengkung untuk panjang lengan di beri beban ( P ) di titik tengah
2
2
8,0
)5(1506
1
500
mm
kg
xx
t
t
Tegangan tarik izin yang terjadi ( a ) :
sf
ba
Dengan b = 13,3 2mmkg diambil dari tabel 2.3, dan sf = 1 s/d 5 diambil = 5
22,2
5
3,13
mm
kga
a
Untuk mengetahui perbandingan tingkat aman fork maka di dapat dari tabel 4.1
Tabel 4.1 Perbandingan Konstruksi Aman
Untuk beban di a t
L/2 2,26 0,8
L 2,26 1,6
Dengan a > 1 maka konstruksi dari fork aman
Vx
2.7.4 Lendutan Maksimum Pada Batang Forklift
Pada perencanaan sebuah penampang fork akan melibatkan tegangan dan
lendutan. Apabila pada penampang fork di beri beban di ujung dan di tengah, maka besar
kemungkinan terjadi lendutan akibat tegangan yang terjadi. Seperti gambar 2.11 dan
2.12.
1. Lendutan yang terjadi pada beban di ujung adalah :
Sudut pada potongan di A adalah :
EI
llM2
1
,
Maka di dapat EI
Pl
2
2
0
32
2
3
2
07,0
5.15012
1. 10 x 45.2
)200(.1000
.12
12
hbE
lM
Lendutan Maksimum di titik A atau berada di ujung adalah :
mm
xEI
Pld A
01,0
5.150.12
1.10453
200.1000
3 32
33
A
P
B
l
x
P.l
2/3 l L = ½ P
P.x
Mx
A
B
C
b C
A
dcp
dbo dbp
cp
bk
dbk
dck
A
cp
Vx
2. Lendutan yang Terjadi pada beban di tengah dan di ujung
Masing – masing dapat dijabarkan menjadi :
1. db = dbp + dbk
2. dc = dcp + dck
3. b = bp + bk
4. c = cp + ck
P
a
l
K
Pa
Bid.M akibat P
Kl
Bid.M akibat K
Mx
a. Lendutan di titik B akibat beban P dan K
db = dbp + dbk,
mm
xx
EI
Klal
EI
Padb
8,41
5.150.12
1.1045.3
200.500)100200.3(
5.150.12
1.1045.6
100.1000
3)3(
6
32
3
32
2
32
b. Lendutan di titik C akibat beban P dan K
dc = dcp + dck
)3(63
23
alEI
Ka
EI
Padc
mmd
xxd
c
c
7,17
)100200.3(5.150.
121.1045.6
100.500
5.150.12
1.1045.3
100.1000
32
2
32
3
c. Sudut pada titik B akibat Beban P dan K
b = bp + bk
EI
Kl
EI
Pab
22
22
0
32
2
32
2
05,0
5.150.12
1.1045.2
200.500
5.150.12
1.1045.2
100.1000
b
b
xx
d. Sudut pada titik C akibat beban P dan K
c = cp + ck
)2(22
2
alEI
Ka
EI
Pac
0
3232
2
04,0
)2(5.150.
121.1045.2
100.500
5.150.12
1.1045.2
100.1000
c
c alxx
4.3 Analisa Kekuatan Baut
Baut disini berfungsi untuk pengikat poros terhadap rangka dan forklift, maka
daya perencana untuk tiap-tiap baut seperti terlihat pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 kekuatan baut
..1 PfcPd
Dimana : = efisiensi 0,5
kWPfcPd 0012,05,0012,02..1
kWPd 0012,01
Untuk torsi (kg.mm) :
mmkgkW
n
PdT .1,11
105
0012,01074,91074,9 5
1
15
1
mmkgTTTT .1,114321
Gaya tangensial (F) dari baut mmdmmdmmdmmd 11,8,6,4 4321 dapat
dihitung dari persamaan :
Gaya tangensial pada baut d = 4 mm
kgmmkg
d
TF
s
5,5)2/4(
.1,11
)2/(
1
1
Gaya tangensial pada baut d = 6 mm
kgmmkg
d
TF
s
7,3)2/6(
.1,11
)2/(
22
Gaya tangensial pada baut d = 8 mm
kgmmkg
d
TF
s
27,2)2/8(
.1,11
)2/(
33
Gaya tangensial pada baut d = 11 mm
kgmmkg
d
TF
s
22,2)2/11(
.1,11
)2/(
44
Tetapi dalam perencanaanya ukuran semua baut pengikat tidak disamakan dengan ukuran
ulir W 4
1 , maka tegangn geser yang timbul dapat dihitung dari persamaan :
2
227,0
35,64/
5,5
4/mmkg
d
Fk
Untuk F diambil gaya yang paling besar dan d = 11mm. Bahan baut diperkirakan dari
baja liat 0,32 %C 58B kg/mm2 dan Sf = 5, maka
6,115
58a kg/mm2
8,56,115,0 a kg/mm2
Jadi kontruksi aman karena ka
4.4 Tegangan Tarik Pada Tali Baja
Tali baja dalam perencanaan mini forklift ini menggunakan baja diameter 2 mm,
dimana berfungsi sebagai pengangkut fork naik dan turun dengan beban atau tanpa
beban. Puli digunakan sebagai roda tali baja dengan sistem motor penggerak yang dililit
oleh tali baja pada poros motor.
Tegangan tarik pada tali baja di analisa untuk mencari dan mengetahui kekuatan
bahan dari tali baja ini yang terbuat dari bahan Baja lilitan seperti yang terlihat pada
gambar 2.14
x
x
I
CM .
3.
.16
d
M x
Maka tegangan tarik tali baja untuk Beban seluruhnya ( L )
2
3
2
20.
1000.16
mm
kg
Tegangan tarik izin ( a ) :
sf
ba
0.73,1
a
a
Dengan b = kekuatan tarik tali baja 130 kg / mm2 ( diambil dari Lampiran 10 )
sf = 1 s/d 5 diambil = 5
226
5
130
mm
kga
a
2
0
8,141.73,1
26
.73,1
mm
kg
aa
Tegangan lengkung untuk panjang lengan di beri beban ( P ) di titik tengah
2
3
1
20.
500.16
mm
kg
Tegangan tarik izin yang terjadi ( a ) :
sf
ba
Dengan b = kekuatan tarik tali baja 130 kg / mm2 ( diambil dari Lampiran 10 )
sf = 1 s/d 5 diambil = 5
226
5
130
mm
kga
a
2
0
8,141.73,1
26
.73,1
mm
kg
aa
Dengan a > maka konstruksi Tali Baja aman
4.5 Umur Bantalan
Bila diasumsikan tidak ada beban secara aksial (Fa), maka beban ekivalen dinamisnya
adalah :
XVFrPr
Untuk X diambil 0,56 dan V = 1,2 (lihat tabel 2.4)
0684,75184,102,156,0 P kg
Faktor kecepatan dapat dihitung dengan persamaan :
2862,01420
3,33 3
1
fn
Faktor umur (fh) :
P
Cffh n
Untuk nilai C dapat dilihat pada tabel (2.5), maka :
5441,440684,7
11002862,0 hf
Umur nominal (Lh) :
73 105,45441,44500 Lh jam
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Bedasarkan perhitungan dan perencanaan yang dilakukan maka hasil
kesimpulanya sebagai berikut ;
1. Spisifikasi Perencanaan
a. Material yang diangkat : Unit load peti, pipa, besi,kardus
dan plat
b. Kapasitas mesin : 5 kg
c. Sistem transmisi : Tali Baja dan Puli
2. Konstruksi alat
a. Daya motor penggerak : 0,02 kW
b. Putaran motor penggerak : 105 rpm
c. Putaran Roda : 105 rpm
d. Panjang poros : 120 mm
e. Bahan poros Motor Penggerak : baja karbon S30C
f. Rangka dudukan : Acrylic Polimer 5 mm
3. Sistem transmisi
a. Sistem transmisi : Tali Baja dan Puli
b. Ukuran puli : 10 dan 30 mm
c. Ukuran Tali Baja : Tipe B 2 mm
4. Analisa kekuatan poros pada motor penggerak
a. tegangan geser yang timbul pada poros ( ) : 0,5 kg/mm 2
b. Tegangan Geser Izin ( a ) : 2,2 kg/mm2
c. Torsi pada Poros ( T ) : 22,04 kg.mm
d. Diameter Poros ( d ) : 11,2 mm
5. Tegangan Tarik pada Fork
a. Tegangan Tarik pada lengan L seluruhnya ( t ) : 1,6 2mmkg
b. Tegangan Tarik pada lengan L beban tengah ( t ) : 0,8 2mmkg
c. Tegangan Tarik izin ( a ) : 2,2 2mmkg
6. Tegangan Tarik Pada Tali Baja
a. Tegangan Tarik pada lengan L seluruhnya ( t ) : 2 2mmkg
b. Tegangan Tarik pada lengan L beban tengah ( t ) : 1 2mmkg
c. Tegangan Tarik izin ( a ) : 14,8 2mmkg
5.2 Saran
1. Mini forklift ini masih sederhana, harus ada perbaikan dan pengembangan yang
lebih inovatif.
2. Sewaktu mengadakan pembersihan, pembongkaran serta pemasangan komponen
mesin ini, pastikan motor terbebas dari arus listrik, dan perawatan Baterai sebagai
sumber arus harus diutamakan.
3. Saat awal menghidupkan mesin diharapkan tidak diberikan beban
DAFTAR PUSTAKA
Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya
Paramita: Jakarta, 1994
Timoshenko,S. Dasar-dasar Perhitungan Kekuatan Bahan, Penerbit Restu Agung :
Jakarta, 1986.
Kamarwan, S. Mekanika Bahan ,UIP : Jakarta, 1988.
Surdia, T. Pengetahuan Bahan Teknik, Pradyana Paramita : Jakarta, 2005.
Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga. Jakarta. 1983.
www.wikipedia.com
www.Solar-Aid.orgwww.Solar-Aid.org
LAMPIRAN 1. Jenis Bantalan
LAMPIRAN 2. Ukuran ulir Withworth
LAMPIRAN 3. Konversi satuan AS yang umum ke satuan SI
(Joseph E. Shigley : Perencanaan Teknik Mesin : hal : 373)
LAMPIRAN 4. Konversi satuan SI ke satuan AS yang umum
(Joseph E. Shigley : Perencanaan Teknik Mesin : hal : 373)
LAMPIRAN 5. Baja karbon JIS G 4051
(
(Sularso, elemen mesin hal 330)
LAMPIRAN 6. Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS)
Lambang
Perlakuan
Panas
Diameter
(mm)
Kekuatan
Tarik
(kg/mm2)
Kekerasan
HRC
(HRB)
HB
S35C-D
Dilunakkan 20 atau kurang
21 – 80
58 - 79
53 – 69
(84) - 23
(73) - 17
-
144 - 216
Tanpa
dilunakkan
20 atau kurang
21 – 80
63 - 82
58 – 72
(87) - 25
(84) - 19
-
160 - 225
S45C-D
Dilunakkan 20 atau kurang
21 – 80
65 – 86
60 – 76
(89) - 27
(85) - 22
-
166 - 238
Tanpa
dilunakkan
20 atau kurang
21 – 80
71 – 91
66 – 81
12 - 30
(90) - 24
-
183 - 253
S55C-D
Dilunakkan 20 atau kurang
21 – 80
72 – 93
67 – 83
14 - 31
10 - 26
-
188 - 260
Tanpa
dilunakkan
20 atau kurang
21 – 80
80 – 101
75 – 91
19 - 34
16 - 30
-
213 - 285
(Sularso;Elemen Mesin;hal:330)
LAMPIRAN 7
Jenis bantalan
Beb
an p
uta
r p
ada
cin
cin
dal
am
Beb
an p
un
tir
pad
a
cin
cin
luar
Baris tunggal Baris ganda
e
Baris tunggal Baris ganda
Fa/VFr>e Fa/VFr eFa/VFr>e
V X Y X Y X Y Xo Yo Xo Yo
Ban
tala
n b
ola
alu
r d
alam
Fa/Co = 0,014
=0,028
=0,084
= 0,11
= 0,17
= 0,28
= 0,42
= 0,56
1 1,2 0,56
2,30
1,99
1,71
1,55
1,45
1,31
1,15
1,04
1,00
1 0 0,56
2,3
0
1,9
0
1,7
1
1,5
5
1,4
5
1,3
1
1,1
5
1,0
4
1,0
0
0,19
0,22
0,26
0,28
0,30
0,34
0,38
0,42
0,44
0,6 0,5 0,6 0,5
Ban
tala
n b
ola
su
dut
α = 20º
= 25º
= 30º
= 35º
= 40º
1 1,2
0,43
0,41
0,39
0,37
0,35
1,00
0,87
0,76
0,66
0,55
0
1,09
0,92
0,78
0,66
0,55
0,70
0,67
0,63
0,60
0,57
1,6
3
1,4
1
1,2
4
1,0
7
0,9
3
0,57
0,68
0,80
0,95
1,14
0,5
0,4
2
0,3
8
0,3
3
0,2
9
0,2
6
1
0,84
0,76
0,66
0,58
0,52
LAMPIRAN 8
LAMPIRAN 9
Tabel Konversi Satuan
LAMPIRAN 10
(Surdia, T. Pengetahuan Bahan Teknik )
LAMPIRAN WORKSHOP
Mesin Gerinda
Mesin Penghalus
Mesin Drill
Mesin Potong
Mesin Gerinda Kasar
GAMBAR MINI FORKLIFT
