1
TUGAS MANDIRI ELEMEN MESIN I
PERENCANAAN ULANG PEGAS SUSPENSI MONOSOCK
ALL NEW CB 150R
DI SUSUN OLEH : FAJAR DWI SAPUTRO
NIM : 143010002
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG
2016
TUGAS MANDIRI ELEMEN MESIN I
PERENCANAAN ULANG PEGAS SUSPENSI MONOSOCK
ALL NEW CB 150R
DI SUSUN OLEH : FAJAR DWI SAPUTRO
NIM : 143010002
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG
2016
Kata pengantar
Assalamu'alaikum Wr.Wb
Dengan mengucap syukur alhamdulillah atas kehadirat allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunianya kepada saya, sehingga saya dapat menyelesaikan tugas mandiri yang berjudul 'PEGAS ' ini, walaupun hasilnya masih jauh dari tahap kesempurnaan penyusunan, tugas ini adalah salah satu syarat guna memenuhu tugas mata kuliah elemen mesin 1.
Dalam tugas elemen mesin 1 ini saya mencoba mengetahui tentang pembebanan yang terjadi pada pegas suspensi. Dalam mengerjakan tugas mandiri ini penulis mengambil literatur dari internet, buku-buku elemen mesin serta masukan dari teman-teman.
Dengan ini saya mengharapkan kritik dan sarannya kepada pembaca supaya kami dapat memperbaiki isi tugas mandiri tentang pegas ini.
Wassalamu'alaikim Wr. Wb
Semarang 20,Mei 2016
Penyusun
Fajar Dwi Saputro
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
BAB I : Pendahuluan
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Tujuan 1
1.3 Batasan masalah 1
BAB II : Dasar Teori
2.1 Pegas 2
2.2 Pegas helix 3
BAB III: Perhitungan
3.1 Data Lapangan 8
3.2 Analisa Perhitungan Pegas Suspensi 8
BAB IV : Penutup
4.1 Kesimpulan 11
4.2 Saran 11
DAFTAR PUSTAKA 12
BAB I
PENDAHULUAN
Latar belakang
Pegas merupakan elemen mesin yang fleksibel, yang digunakan untuk memberikan gaya, torsi dan juga untuk menyimpan atau melepaskan energi, kemudian energi disimpan dalam benda padat dalam bentuk twist, stretch atau kompresi energi di re-cover dari sifat elastis yang telah terdistorsi. Pegas haruslah mempunyai kemampuan untuk mengalami defleksi elastis yang besar, beban yang bekerja pada pegas dapat berupa gaya tekan, gaya tarik atau torsi (twist force). Pegas umumnya beroperasi dengan high working stress dan beban yang berfariasi secara terus-menerus. Salah satu contoh pengaplikasian pegas yakni pada suspensi kendaraan bermotor.(https://masmukti.files.wordpress.com)
Maka dari itu perancangan pegas pada suspensi kendaraan bermotor haruslah teliti dan banyak yang harus di pertimbangkan.Hal ini menjadi sangat penting untuk menganalisa sejauh mana kinerja sebuah pegas suspensi pada kendaraan bermotor, menganalisa gaya-gaya yang bekerja, mengetahui kekuatan bahan material dengan ini dapat mengetahui salah satu komponen elemen mesin yaitu pegas suspensi(mono shock).
Tujuan
Tujuan dari penulisan perancangan analisa pegas suspensi (monosock) belakang pada motor ALL NEW CB150R adalah:
Mengetahui kekuatan pegas
Mengetahui material pegas
Mengetahui defleksi pegas
Batasan masalah
Dalam perancangan pegas suspensi belakang pada all new cb150r akan di bahas tentang tegangan geser pada pegas suspensi (monosock) dengan mempertimbangkan efek lengkungan dan pembebanan.
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Pegas
Pegas adalah salah satu elemen mesin yang berguna untuk menyimpan dan melepaskan energi yang telah diberikan kepada pegas tersebut, pegas biasanya di aplikasikan pada suspensi kendaraan bermotor, pada penjepit rambut, jebakan tikus, dan lainnya. Pembuatan pegas biasanya dibuat dengan material baja ( tergantung pada pemakaiannnya). Pegas dengan meterial baja pada umumnya digunakan untuk menerima beban yang sangat berat, seperti pada pegas suspensi kendaraan. Di buat dengan meterial baja bertujuan supaya pegas tersebut lebih kuat dalam menerima beban, terutama beban berulang, serta agar lebih awet dalam penggunaannya.
Pegas untuk pemakaian umum dengan diameter kawat sampai 9,2 (mm) biasanya di buat dari kawat tarik keras yang di bentuk dengan, atau kawat yang di temper dengan minyak. Untuk diameter kawat yang lebih besar dari 9,2 (mm) dibuat dari batang rol yang di bentuk panas. Pada pegas yang terbuat dari kawat tarik keras, tidak di lakukan perlakuan panas setelah di bentuk menjadi pegas. Kawat yang di temper dalam minyak di berikan perlakuan panas pada waktu proses pembuatan kawat berlangsung untuk memperoleh sifat fisik yang di tentukan, atau di gulung dalam keadaan lunak lalu diberi perlakuan panas. (Sularso,2004)
Baja yang paling umum di pakai untuk pegas yang di bentuk panas adalah baja pegas (SUP). Karena pembentukkanya dilakukan pada temperatur tinggi, makaperlu diberikan perlakuan panas setelah di bentuk.
Baja tahan karat (SUS) dipakai untuk keadaan lingkungan yang korosiv. Terdapat dalam ukuran diameter kecil dan harganya sangat mahal.
Perunggu fosfor (PBW) merupakan bahan yang anti magit dan mempunyai konduksi listrik yang baik.
Inconel dipakai untuk keadaan temperatur tinggi dan korosiv. Harganya beberapa kali lipat harga baja tahan karat. Harga modulus gesernya juga di berikan dalam tabel.(Sularso,2004)
Menurut jenisnya pegas dapat di bedakan antara lain :
Pegas tekan
Pegas tarik
Pegas puntir
Pegas volut
Pegas daun
Pegas piring (plat)
Pegas cincin
Pegas torsi
Gambar 2.1 macam-macam pegas ( Sularso,2004)
2.2. Pegas helix
Pegas helix merupakan elemen mesin yang pada umumnya berfungsi melunakkan tumbukan dengan memanfaatkan sifat elastisitas bahanya, menyerap dan menyimpan energi dalam waktu singkat dan mengeluarkan lagi dalam jangka waktu yang lebih panjang, serta mengurangi getaran
Gambar 2.2 (khurmi, 2005)
Panjang Rapat = n' d .........................................................................................(1)
n' = jumlah koil lilitan
d = diameter kawat
Panjang Bebas = n' d + δmak + (n' – 1) x 0,1 ................................................(2)
Indek pegas (C) = .......................................................................................(3)
D = diameter lilitan / pegas
Pitch (p) = ................................................................................(4)
Tegangan pada pegas helik :
Gambar 2.3. pembebanan pegas (khurmi 2005)
T = W. = .ƒs.d3 ........................................................................................(5)
ƒs = .............................................................................................................(6)
tegangan hanya mempertimbangkan pembebanan langsung (khurmi 2005)
ƒs = = ......................................................................................(7)
tegangan dengan mempertimbangkan efek lengkungan dan pembebanan (khurmi 2005)
D = diameter pegas rata-rata (mm)
n = jumlah lilitan aktif
G = modulus kekakuan (kg/cm2)
W = Beban aksial (kg)
ƒs = tegangan geser (kg/mm2)
K = faktor Wah'l
K = 0,615C ................................................................................(8)
(sularso, 2004)
Defleksi pegas :
δ = = .......................................................................................(9)
(khurmi 2005)
Energi dalam pegas :
U = W δ ......................................................................................................(10)
(khurmi 2005)
Dengan mensubstitusi persamaan – persamaan di atas diperoleh :
U = ....................................................................................(11)
(khurmi 2005)
U = ....................................................................................................(12)
V = volume total kawat
(khurmi 2005)
Beban aksial
Gambar 2.4. (pegas dengan beban aksial) Gambar 2.5. (momen lentur yang menyebabkan torsi)
(Diktat elemen mesin 1 (mc 101) unifersitas mataram oleh Achmad Zainuri, S.T., M.Eng.)
Tabel 2.2. jenis bahan pegas (khurmi, 2005)
BAB III
PERHITUNGAN
3.1.Data
Berat kosong kendaraan : 136 kg
Beban penumpang (2 orang) : 2 x 80 kg : 160kg
Beban pegas : 148 kg
Diameter kawat (d) : 10 mm
Diameter luar (D) : 69,3 mm
Panjang bebas pegas : 180 mm
Jumlah total lilitan (n') : 7 kawat
Jumlah lilitan aktif (n) : 5 kawat
3.2. Perhitungan
Panjang rapat = n' x d
= 7 x 10 mm
= 70 mm
Indek pegas (C) = Dd
C = 69,3 mm10 mm
= 6,93
Pitch (p) = panjang bebasn'-1
P = 180 mm7-1 = 30 mm
Diameter pegas rata-rata = Diameter luar pegas - diameter kawat
= 69,3 mm – 10 mm = 59,3 mm
Faktor wah'l (K) = 4c-14c-4+0.615c
(K) = 4 x 6,93-14 x 6,93-4+ 0.6156.93
= 1,126 + 0,088
=1,214
Meghitung tegangan geser pada kawat dengan mempertimbangkan efek lengkungan dan pembebanan.
ƒs = =
fs = 1,214 X 8 X 148 X 6,93 3,14 x 102
=9.961,015314
= 31,72 kg/mm2
= 3,172 Mpa
Tegangan geser yang direncanakan = fs x sf
=3,172 x 2
= 6,344 Mpa
Jenis material pegas yang digunakan adalah Carbon steel dengan diameter 8mm – 13,25 mm, tegangan geser 364 Mpa dengan modulus rigiditas 8000 kg/mm2 (tabel 2.2 ).
Defleksi pegas :
δ = 8WD3nd4G = 8WC3ndG
= 8 X 148 X 6,933 X 510 X 8000
= 1.970.250,3380.000 = 24,62 mm
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan dan olah data yang saya peroleh maka dapat disimpulkan: Tegangan geser yang di rencanakan = 6,34 Mpa. Jenis material pegas yang di pilih adalah Carbon steel dengan diameter 8 mm – 13,25 mm dengan tegangan geser 364 Mpa, sehingga material pegas pada suspensi monosock ALL NEW CB 150 R aman digunakan. Defleksi yang terjadi 24,62 mm.
4.2. Saran
Berdasarkan kesimpulan data di atas penulis menyarankan sebagai berikut : Dalam pembuatan pegas haruslah memperhatikan faktor material, serta tegangan geser material tersebut, sehingga dalam pengaplikasian pada kendaraan bermotor fungsinya bisa maksimal serta faktor keamanan dan kenyamanan pengendara bisa tercapai.
DAFTAR PUSTAKA
(dasar perancangan dan pemilihan elemen mesin/oleh Sularso, Kiyokatsu Suga.- Cet.2004
(Diktat elemen mesin 1 (mc 101) unifersitas mataram oleh Achmad Zainuri, S.T., M.Eng.)
(https://masmukti.files.wordpress.com)
R.S khurmi & j.k gupta, machine design (S.I UNITS) 2005 :EURESIA PIMLISHING HOUSE(PVT),LTD
