TUGAS AKHIR ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET DI SISTEM ...eprints.ums.ac.id/58814/18/HALAMAN...
Transcript of TUGAS AKHIR ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET DI SISTEM ...eprints.ums.ac.id/58814/18/HALAMAN...
TUGAS AKHIR
ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET DI SISTEM HIDROLIK
SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4 CROSS
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Disusun oleh :
WAHID ZAINURI
D 200 130 115
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2018
ii
HALAMAN PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawah ini,
Nama : Wahid Zainuri
NIM : D200130115
Jurusan : Teknik Mesin
Judul Skripsi : “ ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET DI SISTEM
HIDROLIK SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4
CROSS ”.
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya serahkan ini
benar-benar hasil karya saya sendiri dan bebas plagiat karya orang lain,
kecuali yang secara tertulis diacu/ dikutip dalam naskah dan disebutkan
pada daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti skripsi ini hasil
plagiat, saya bertanggung jawab sepenuhnya dan bersedia menerima
sanksi sesuai peraturan yang berlaku.
Surakarta, Januari 2018
Wahid Zainuri
D200130115
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir yang berjudul “ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET
DI SISTEM HIDROLIK SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4 CROSS”
Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Program Studi Strata Satu
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama : Wahid Zainuri
NIM : D200130115
Telah disetujui dan disahkan pada:
Hari : ......................
Tanggal : ......................
Mengetahui,
Pembimbing Tugas Akhir
Supriyono, ST, MT, Ph.D.
Jumat
12 Januari 2018
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET
DI SISTEM HIDROLIK SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4 CROSS”
telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah
untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Disusun oleh:
Nama : Wahid Zainuri
NIM : D200130115
Disahkan pada:
Hari : ......................
Tanggal : ......................
Tim Penguji :
Ketua : Supriyono, ST, MT, Ph.D. (......................)
Anggota I : Ir. Tri Tjahjono, MT. (......................)
Anggota II : Amin Sulistyanto, ST, MT. (......................)
Mengetahui,
Dekan, Ketua Jurusan,
Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph. D. Ir. Subroto, MT.
Jumat12 Januari 2018
v
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
Berdasarkan surat Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Nomor 150 / II / 2016 Tanggal 8 September 2016
dengan ini:
Nama : Supriyono, ST ,MT, Ph.D.
Pangkat/Jabatan : Kepala BKUI
Kedudukan : Pembimbing Utama
memberikan Soal Tugas Akhir kepada Mahasiswa:
Nama : Wahid Zainuri
Nomor Induk : D200130115
NIRM : -
Jurusan/Semester : Teknik Mesin / Akhir
Judul/Topik : Analisa Buckling Pada Rod Bucket di Sistem Hidrolik
Spider Excavator Kaiser S2 4X4 Cross
Rincian Soal/Tugas : Analisa Buckling Pada Rod Bucket di Sistem Hidrolik
Spider Excavator Kaiser S2 4X4 Cross
Demikian soal tugas akhir ini dibuat untuk dapat dilaksanakan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, Januari 2018
Pembimbing
Supriyono, ST, MT, Ph.D.
Keterangan :
*)coret salah satu
1. Warna biru untuk Kajur
2. Warna kuning untuk Pembimbing I
3. Warna merah untuk Pembimbing II
4. Warna putih untuk mahasiswa
vi
MOTTO
“Hai orang – orang yang beriman,
jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai penolongmu,
sesungguhnya Allah berserta orang – orang yang sabar.”
(QS. Al – Baqarah : 153)
“Jangan takut untuk membuat sebuah kesalahan. Tapi pastikan Anda
tidak melakukan kesalahan yang sama dua kali.”
(Akio Morita)
“Cobalah untuk tidak menjadi orang sukses, melainkan mencoba menjadi
orang yang berharga.”
(Albert Einstein)
“Tidaklah berarti hidup seorang manusia
tanpa ridho dan kasih sayang orang tua yang melhirkan dan
membesarkan kita”
(Penulis)
“Berjuanglah dan selalu berprasangka baiklah
terhadap sesuatu yang akan engkau hadapi
meski engkau tau hasil tak seindah yang kau inginkan”
(Penulis)
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Sebagai ungkapan rasa syukur dan terimakasih, dengan kerendahan
hati skripsi ini penulis persembahkan kepada:
1. Kedua Orang Tua Tercinta Bapak (Partoyo) dan Ibu (Suparni), yang
telah mencurahkan kasih sayang, cinta, tenaga, dukungan, dan do’a
yang tulus untuk keberhasilan ananda. Hanya do’a dan ucapan
terimakasih yang bias ananda berikan. Ananda berjanji suatu hari
nanti akan membuat bangga ibu dan bapak.
2. Sekolah Vokasi yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang
dapat penulis terapkan di dalam pelaksanaan program OJT dan
selanjutnya di dunia kerja
3. Bapak Dr.Supriyono selaku Dosen pembimbing tugas akhir yang telah
bersabar memberikan saran dan koreksi kepada penulis
4. Segenap keluarga PT. ALTRAK 1978 yang telah memberikan ilmu dan
pengalaman pada saat OJT sehingga penulis dapat banyak belajar.
5. Darti Ervina yang senantiasa mengingatkan dan memberi nasehat.
Terimakasih telah menjadi penyemangat dan pendengar yang baik.
6. Saudara-saudara Teknik Mesin angkatan 2013 khususnya anggota
Kos Ngundi Ilmu yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu,
terimakasih atas persahabatan layaknya saudara, kepedulian,
keceriaan, dan semangat yang kalian berikan.
viii
ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET DI SISTEM HIDROLIK
SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4 CROSS
Wahid Zainuri, Supriyono
Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email : [email protected]
Abstrak
Sistem hidrolik merupakan proses mengalirnya oli hidrolik dari
tangki melewati filter hidrolik terlebih dahulu, yang kemudian akan
mengalirkan keseluruh sistem hidrolik yang ada seperti controll valve ,
silinder actuator, dan sebagainya. Analisa ini dilakukan untuk mengetahui
penyebab terjadinya buckling maupun defleksi yang terjadi pada rod pada
cylinder Bucket sebelum hour meter mencapai batas waktu service unit
pada komponen sistem hidrolik, faktor penyebab serta langkah perbaikan,
menentukan kerugian gaya setelah terjadi kerusakan dan menentukan
besar kerugian aliran. Selanjutnya proses pemeriksaan dilakukan secara
visual terhadap rod dan diperoleh cacat fisik berupa goresan dan tekukan
kemungkinan terbesar terjadi akibat kotoran yang masuk dalam sirkulasi
oli hidrolik serta terjadi benturan pada dinding rod . Untuk silinder hidrolik
Kaiser S2 4x4 Cross dengan diameter piston 8 cm, diameter rod 4,6
cm,dan panjang rod 65 cm didapatkan hasil bahwa kerugian gaya setelah
terjadi kerusakan pada silinder bucket sebesar 1029,26 kgf atau sebesar
20% dengan kerugian debit aliran sebesar = 0,1441 liter/s atau sebesar
28.3%.
Kata Kunci : Sistem hidrolik, Silinder hidrolik, Rod Cylinder Bucket
ix
BUCKLING ANALYSIS ON BUCKET ROD IN HYDRAULIC SYSTEM
SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4 CROSS
Wahid Zainuri, Supriyono
Mechanical Engineering Muhammadiyah University Of Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email : [email protected]
Abstract
Hydraulic system is the process of hydraulic oil flow from the tank through the hydraulic filter first, which will then flow through the existing hydraulic system such as controll valve, actuator cylinder, and so on. This analysis is conducted to determine the cause of buckling or deflection that occurs on the rod on the Bucket cylinder before the hour meter reaches the service unit deadline on the hydraulic system components, the causal factors and corrective steps, determines the force losses after damage and determines the flow loss. Furthermore, the examination process is done visually to the rod and obtained physical defects in the form of scratches and bending most likely due to dirt entering the hydraulic oil circulation and impact on the rod wall. For Kaiser S2 4x4 Cross hydraulic cylinder with 8 cm piston diameter, 4,6 cm rod diameter and 65 cm rod length, it is found that the force loss after damage to bucket cylinder is 1029,26 kgf or 20% with flow rate loss of 0,1441 liter / s or equal to 28.3%.
Keywords: Hydraulic System, Hydraulic Cylinder, Rod Cylinder Bucket
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikumWr. Wb
Puji syukur Alhamdulillah atas kehadiran Allah SWT, atas segala
limpahan rahmat dan hidayah-Nya, semoga kita senantiasa dalam
lindungan-Nya.Shalawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada
Rasulullah Muhammad SAW, yang kita jadikan suritauladan dalam
kehidupan ini. Syukur Alhamdulillah penyusunan skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik.
Skripsi berjudul “ANALISA BUCKLING PADA ROD BUCKET DI
SISTEM HIDROLIK SPIDER EXCAVATOR KAISER S2 4X4 CROSS”,
dapat terealisasikan atas dukungan dari berbagai pihak.Untuk itu pada
kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin
menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-
besarnya kepada:
1. Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Subroto MT , selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Dr. Supriyono , selaku Pembimbing utama yang telah memberikan
pengarahan, bimbingan, dan saran hingga skripsi ini dapat
terselesaikan.
4. Ir. Masyrukan MT, selaku Pembimbing akademik yang selalu
memberikan masukan-masukan dan dorongan yang mendukung
kepada saya.
5. Bapak/Ibu dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu
yang bermanfaat, sehingga saya dapat mencapai gelar sarjana S-1.
xi
Semoga amal baik semua pihak yang membantu dalam
penyususnan skripsi ini mendapatkan imbalan dari Allah SWT. Saya
menyadari dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan,
meskipun telah berusaha untuk mendapatkan hasil yang terbaik.Segala
kritik dan saran yang membangun sangat saya harapkan. Semoga skripsi
ini bermanfaat bagi saya pada khususnya dan pembacapa dan umumnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Januari 2018
Penulis,
Wahid Zainuri
D 200 130 115
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................. v
MOTTO ...................................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... vii
ABSTRAK ................................................................................................ viii
ABSTRACT ................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ................................................................................... x
DAFTAR ISI .............................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ...................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ....................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ....................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................... 4
1.6 Metode Penelitian ...................................................................... 4
1.7 Sistematika Penulisan ................................................................ 5
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Hidrolik ......................................................................... 6
2.2 Rangkaian Dasar Sistem Hidrolik ............................................. 9
2.3 Komponen Utama Silinder Hidrolik ......................................... 11
2.3.1 Analisa Dasar Fluida pada Cylinder hydraulic ............... 13
2.3.2 Kapasitas aliran ............................................................. 16
2.4 Buckling Stress (Tegangan Tekuk)......................................... 16
2.5 Tegangan Tekuk Euler ........................................................... 20
xiii
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 22
3.2 Tempat Dan Waktu Pelaksanaan ........................................... 23
3.3 Bahan Dan Alat Penelitian ...................................................... 25
3.4 Pemeriksaan Sistem Hidrolik .................................................. 25
3.5 Prosedur Pemeriksaan ........................................................... 27
3.6 Pembongkaran Silinder Bucket .............................................. 28
3.7 Penelitian Kebocoran ............................................................. 29
3.7.1 Cylinder Rod .................................................................. 30
3.7.2 Sistem Seal ................................................................... 31
3.7.3 Piston ............................................................................ 31
3.7.4 Head Cylinder ................................................................ 32
3.8 Langakah-langkah penelitian .................................................. 32
BAB IV DATA TEKNIK DAN ANALISA PERHITUNGAN
4.1Spesifikasi Dari Cylinder Bucket ............................................. 35
4.2Hasil Performance Test .......................................................... 36
4.3 Hasil analisa visual kerusakan piston rod cylinder hydraulic . 36
4.4 Proses Sweeping ................................................................... 38
4.5 Penyebab Kerusakan dan Usaha Meminimalisir Kerusakan .. 39
4.6 Kerugian gaya pada cylinder hidrolik akibat kerusakan ......... 40
4.7Analisa Perhitungan Reaksi Tumpuan, Momen, Gaya Lintang
dan Gaya Normal ....................................................................... 44
4.8 Analisa Secara Teoritis .......................................................... 47
4.9 Pembebana Kritis .................................................................. 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ........................................................................... 49
5.2 Saran..................................................................................... 50
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tekanan Pada Sistem Hidrolik ............................................... 8
Gambar 2.2 Rangkaian Dasar Sistem Hidrolik ......................................... 10
Gambar 2.3 Rangkaian Sistem hidrolik .................................................... 11
Gambar 2.4 Komponen utama silinder hidrolik ........................................ 12
Gambar 2.5 Hukum pascal ...................................................................... 14
Gambar 2.6 Kesetimbangan .................................................................... 14
Gambar 2.7 Panjang langkah .................................................................. 15
Gambar 2.8 Silinder ................................................................................. 15
Gambar 2.9 Laju aliran silinder ................................................................ 16
Gambar 2.10 kecepatan aliran silinder .................................................... 16
Gambar 2.11 Persamaan Kontinuitas Pada Pipa..................................... 17
Gambar 2.12 Fenomena Buckling ........................................................... 18
Gambar 2.13 Tumpuan Engsel ................................................................ 20
Gambar 2.14 Tumpuan Rol...................................................................... 20
Gambar 2.15 Tumpuan Jepit.................................................................... 20
Gambar 2.16 Ideal Pinned (Pinned–Pinned)............................................ 22
Gambar 3.1 Diagram alir .......................................................................... 23
Gambar 3.2 Spider Exacavator Kaiser S2 4x4 Cross .............................. 24
Gambar 3.3 pressure gauge .................................................................... 25
Gambar 3.4 stopwatch ............................................................................. 25
Gambar 3.5 Operasi Kerja Cylinder ......................................................... 28
Gambar 3.6 rod silinder............................................................................ 30
xv
Gambar 4.1 Control Valve........................................................................ 37
Gambar 4.2 Hasil pemeriksaan hose hydraulic ........................................ 38
Gambar 4.3 Seal kit cylinder hydraulic ..................................................... 38
Gambar 4.4 Cyilinder rod ......................................................................... 39
Gambar 4.5 Diagram Fishbone ................................................................ 40
Gambar 4.6 Sketch cylinder hydraulic ..................................................... 41
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 kombinasi kerja Hidrostatic transmission ................................. 27
Tabel 4.1 Hasil performance test cylinder hidrolik .................................... 37
Tabel 4.2 Part request untuk sistem hidrolik Kaiser S2 4x4 cross ........... 39
Tabel 4.3 Rangkuman Pembahasan Fishbone Diagram ......................... 40