Makalah Pegas.docx

1

MAKALAH PEGAS ELEMEN MESIN I

DISUSUN OLEH: MUH.SATRIO NUGROHO/161.031.091

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN S-1 INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2017/2018

2

Kata Pengantar Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala limpahan Rahmat, Inayah, Taufik dan Hinayahnya sehingga saya dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dalam bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga makalah ini dapat dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi pembaca dalam memahami materi Elemen Mesin I. Harapan saya semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik. Makalah ini saya akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang saya miliki sangat kurang. Oleh kerena itu saya harapkan kepada para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini.

Yogyakarta 7 Desember 2017

Penyusun

3

Daftar Isi

Kata Pengantar.....................................................................................................................2 Daftar Isi .............................................................................................................................. 3 BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 1.1 Latar Belakang...................................................................................................4 1.2 Tujuan Penulisan .............................................................................................. 5 1.3 Ruang Lingkup ..................................................................................................5 1.4 Sumber Data ......................................................................................................5 1.5 Metode Penulisan .............................................................................................. 5 BAB II PEMBAHAASAN .................................................................................................. 2.1 Pengetian Pegas .................................................................................................6 2.2 Macam-Macam Pegas........................................................................................6 2.2.1 Pegas Daun ......................................................................................7 2.2.2 Pegas Koil ........................................................................................10 2.2.3 Pegas Batang Torsi ..........................................................................12 2.2.4 Pegas Spiral .....................................................................................13 2.2.5 Pegas Pada Klep ..............................................................................14 BAB III PENUTUP ............................................................................................................. 3.1 Kesimpulan ........................................................................................................15 3.2 Saran ..................................................................................................................15 Daftar Pustaka .....................................................................................................................16

4

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi dewasa ini sudah sangat pesat salah satunya di bidang otomotif. Kenyamanan dan keamanan pengendara menjadi faktor utama disamping kehandalan dari mesin mobil itu sendiri. Hal ini mendorong industriindustriotomotif bersaing untuk menghasilkan suatu produk otomotif yang berkualitas. Kenyamanan dan keselamatan pengendara kendaraan bermotor khususnya kendaraan roda empat harus terjamin baik secara langsung maupun tidak langsung. Hal ini dimaksudkan agar pengemudi tidak mengalami gangguan yang dapat mengakibatkan cedera atau rasa sakit selama mengendarai kendaraan. Salah satu komponen yang berperan penting dalam memberikan kenyamanan terhadap pengendara kendaraanbermotor adalah pegas.Pegas adalah suatu komponen yang berfungsi untuk menerima beban dinamis dan memberikan kenyamanan dalam berkendara. Oleh karena itu, material pegas harus memiliki kekuatan elastik tinggi dan diimbangi juga dengan ketangguhan yang tinggi. Hal ini disebabkan kondisi pembebanan yang diterima oleh pegas tersebut. Salah satu jenis pegas yang umum digunakan pada kendaraan bermotor roda empat adalah pegas daun. Pegas daun yang telah lama digunakan akan mengalami penurunan kualitas sifat mekanik dikarenakan beban dinamis yang terjadi pada komponen ini. Penurunan kualitas sifat mekanik ini menyebabkan pegas tersebut tidak layak digunakan karena akan membuat kondisi tidak nyaman bagi pengendara. Melalui penelitian ini akan dilakukan rekondisi material pegas daun, hal ini diharapkan dapat menjadi solusi peningkatan kekuatan dan ketangguhan pada pegas daun yang telah terpakai. Untuk mengembalikan sifat mekanik pegas tersebut maka akan dilakukan perlakuan panas yang meliputi quenching dan 2 tempering pada temperatur dan waktu penahanan tertentu. Efek dari temperatur tempering yang bervariasi akan diamati melalui uji mikrostruktur sedangkan sifat mekanik akan dianalisa melalui uji kekuatan tarik dan uji kekerasan, untuk mengetahui komposisi kimia dan jenis baja pegas akan dilakukan uji komposisi kimia. Melalui rekondisi material diharapkan mampu memanfaatkan kembali penggunaan pegas daun pada kendaraan bermotor, sehingga lebih hemat dalam perawatan dan mereduksi biaya suku cadang. Sifat mekanik material pegas yang direkondisi diprediksikan mampu memenuhi kembali standar kelayakan awal dan mempunyai umur pemakaian yang relatif sama.

5

1.2 Tujuan Penulisan 1. Sebagai media sosialisasi dan informasi tentang macam-macam jenis pegas serta pengaplikasiannya. 2. Sebagai referensi bagi mahasiswa untuk mempelajari seputar pegas pada Elemen Mesin I 1.3 Ruang Lingkup Ruang lingkup dari penulisan makalah ini adalah mencakup aspek tentang pegas serta pengaplikasiannya dalam bidang otomotif. 1.4 Sumber Data 1. Referensi pengertian dan jenis-jenis pegas. 2. Referensi pengaplikasian pegas pada otomotif. 1.5 Metode Penulisan Metode yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah dengan menggunakan metode tinjauan dari beberapa sumber yang berkompeten dalam materi seputar pegas.

6

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Pegas Pegas berfungsi untuk menghilangkan getaran karoseri yang ditimbulkan oleh pukulan jalan pada roda. Selain itu juga menjamin roda tetap menapak pada jalan.Pemegasan pada kendaraan dihasilkan oleh: ban pegas suspensi dan pegas tempat duduk.

Gambar 2.1

Gambar 2.2

Massa tak terpegas (A), meliputi:Roda, rem, aksel dan pegas bagian bawah.Massa terpegas (B), meliputi: Bodi dan semua komponen yang melekat pada bodi, penumpang barang dan pegas bagian atas.

Gambar 2.3 Kendaraan semakin nyaman jika massa tak terpegas semakin ringan. 2.2 Macam-Macam Pegas 1. Pegas Daun 2. Pegas Koil 3. Pegas Batang Torsi (puntir) 4. Pegas Spiral 5. Pegas pada Klep

7

2.2.1 Pegas Daun Pegas daun adalah komponen yang berfungsi untuk meredam kejutan yangditimbulkan permukaan jalan. Pegas jenis ini mampu menerima beban yang lebih besar bila dibandingkan dengan pegas lainnya seperti pegas koil dan pegas torsi. Olehkarena itu, pegas daun banyak digunakan pada sistem suspensi belakang padakendaraan.Kerjanya : bila roda-roda belakang menerima kejutan dari permukaan jalan makaditeruskan ke rumah poros belakang yang mengakibatkan pegas daun terjadipemanjangan atau pegas berubah bentuk dari elips mendekati lurus (pemegasan pegasdaun) yang konstruksinya dilengkapi dengan ayunan pegas.Untuk memperhalus proses pemegasan pegas daun yang berlebihan makasuspensi ini dilengkapi peredam getaran yang dipasangkan di antara penopang pegasdaun dengan frame.Komponen utama pegas daun dan fungsinya meliputi : 1. Pemeriksaan pegas daun : a. Dalam keadaan terlepas dan bersih lembaran pegas tidak retak atau pada ujung – ujungnya tidak terjadi keausan yang berlebihan. b. Ujung- ujung pegas daun tidak terjadi keausan yang berlebihan

Gambar 2.4

Gambar 2.5

8

2. Sifat – sifat:

a. Konstruksi sederhana b. Dapat meredam getaran sendiri (gesekan antara daun pegas) c. Berfungsi sebagai lengan penyangga (tidak memerlukan lengan,memanjang dan melintang) d. Aksel depan / belakang, tanpa / dengan penggerak roda.

Gambar 2.6 Konstruksi Pegas Daun Pegas daun yang umumnya digunakan pada mobil adalah bentuk semielliptical seperti ditunjukkan pada Gambar 2-1. Pegas daun ini terbentuk dari sejumlah pelat-pelat (berbentuk seperti daun). Daun-daun ini biasanya mempunyai ciri dilengkungkan sehingga daun-daun itu akan melayani untuk melentur menjadi lurus oleh karena kerja beban.

9

Gambar 2 .7

Gambar 2.7 Pegas Daun Semieliptikal Daun-daun itu disatukan bersama oleh sabuk seperti gelang yang disusutkan melingkarinya pada posisi tengah atau dengan baut yang menembusnya di tengah. Sabuk tersebut menggunakan efek kuat dan kokoh, oleh karena itu panjang efektif pegas untuk melentur akan menjadi panjang keseluruhan pada pegas dikurangi lebardari sabuk. Dalam hal sabuk tengah (centre bolt), dua per tiga jarak di antar pertengahan sabuk-U (U-bolt) akan dikurangi dari panjang keseluruhan pegas agar mendapatkan panjang efektif. Pegas ditumpukkan pada rumah poros dengan menggunakan sabuk-U.Daun yang lebih panjang dikenal sebagai daun utama (main leaf atau masterleaf) dengan ujung dibentuk menyerupai lubang mata yang mana di pasang denganbaut untuk mengikat pegas pada tumpuannya. Biasanya pada mata tersebut, pegasdisematkan pada sengkang (shackle), yang juga diberikan bantalan yang terbuat dari Pegas Daun Semieliptikalbahan anti gesekan seperti perunggu (bronze) atau karet (rubber). Daun pegas yanglainnya dikenal sebagai graduated leaves. Agar mencegah terjadinya gesekan ataudesakan pada daun yang berbatasan, ujungujung dari graduated leavesdiatur dalam bermacam-macam bentuk seperti diperlihatkan oleh Gambar 2.7. Daun utama akan melawan beban-beban lentur vertikal dan juga beban-beban yang disebabkan bagian samping kendaraan dan torsi, oleh karena adanya tegangan disebabkan oleh bebanbeban ini, sudah menjadi kebiasaan memberikan dua daun dengan panjang penuh dan blok bantalan pada daun tersusun (graduated leaves) seperti ditunjukkan pada Gambar2.7. Jepitan pantul (rebound clips) diletakkan pada posisi pertengahan panjang pegas, sehingga susunan daun-daun juga ikut andil menghantarkan tegangan pada daun panjang penuh (full length leaves) ketika pegas memantul. Tetapi karena kondisi pemebebanan ini tidak saja pada kondisi statik melainkan juga bekerja pada kondisi beban dinamik, maka pengecekan kekuatan bahan akibat beban kombinasi diatas harus juga dilakukan dalam keadaan pembebanan dinamis. Sehingga teori-teori kegagalan material yang dipakai pun juga memakai standart kemanan static dan aman secara dinamik. Kekuatan Lelah bahan Dalam kehidupan kita sehari – hari sering kita menjumpai suatu komponen yang rusak walaupun tanpa menerima beban yang cukup berarti. Namun komponen tersebut telah dipakai dalam kurun waktu tertentu dengan jam kerja kontinu yang cukup lama. Akhirtnya walupun secara pembebanan komponen tersebut telah menerima apa yang dikenal dengan beban

10

lelah. Yang mana kekuatan suatu bahan yang dikenai beban lelah ini akan menjadi berkurang atau bahkan bisa dibawah harga kekuatan luluhnya. Secara umum kekuatan lelah suatu bahan dapat dituliskan dalam bentuk Sn = Cs.Cr.Cd.Kf(Syield)

2.2.2 Pegas Koil Komponen ini berfungsi untuk menyerap kejutan/gaya yang diakibatkan dari permukaan jalan tidak rata, penempatannya diantara lower arm dan upperr arm. Pemeriksaan pegas koil dalam keadaan terlepas dan bersih pastikan tidak ada bagian yang retak atau aus, ukur tinggi bebas pegas sesuai dengan buku manual sesuai dengan jenis mobil yang diperiksa .batas limit = 273 mm. Pengujian pegas koil dalam keadaan pegas koil terlepas ukur tinggi bebas pegas,kemudian tekan pegas dengan beban tertentu. Ukur kembali tinggi bebas pegas , bila ukuran kurang dari batas limit spesifikasi sesuai yang ditentukan maka pegas perlu diganti, dan sebaliknya

Catatan : a. Bila pegas lemah dapat dirasakan ada kejutan tidak normal saat kendaraan melewati jalan yang rata. b. Bila pegas lemah, maka keausan ban menjadi tidak normal Pada saat pemegasan, batang pegas koil menerima beban puntir dan lengkung

Gambar 2.8

Gambar 2.9

11

Gambar 2.10

Gambar 2.11 Sifat-sifat: a. Langkah pemegasan panjang b. Tidak dapat meredam getaran sendiri c. Tidak dapat menerima gaya horisontal (perlu lengan-lengan) d. Energi beban yang diabsorsi lebih besar daripada pegas daun e. Dapat dibuat pegas lembut Penggunaan Pada suspensi independen dan aksel rigid

12

2.2.3 Pegas Batang Torsi Pada saat pemegasan, pegas menerima beban puntir.

Gambar 2.12

Gambar 2.13 Sifat – sifat: a. Memerlukan sedikit tempat b. Energi yang diabsorsi lebih besar daripada pegas lain c. Tidak mempunyai sifat meredam getaran sendiri d. Dapat menyetel tinggi bebas mobil e. Langkah pemegasan panjang f. Mahal Penggunaan: Suspensi Independen

13

2.2.4

Pegas Spiral

Pegas spiral itu dibuat dari batang pegas khusus yang dilingkarkan membentuk spiral dengan jalan memanaskannya. Setelah terbentuk kemudian dipanaskan secara hati- hati untuk disepuh.Ujung yang satu dibuat sedemikian rupa guna dipasang pada bagian rangka, sedang ujunglainnya untuk dipasang pada sumbu atau kelengkapan suspensi menurut kebutuhan. Di sini pelapis karet sangat diperlukan untuk menahan getaran yang terjadi, lihat gambar2.15. Kedua ujungnya duduk pada piring dudukan (Mounting).Pegas spiral sangat praktis untuk suspensi mobil, karena ringan, murah, tidak memakanbanyak tempat, tidak ada gesekan dalam. Kekurangannya karena tidak ada kekakuan yanglatent ke arah samping, sehingga memerlukan batang-batang kontrol, sendi-sendi, untukmengendalikan roda.

Gambar 2.14

14

2.2.5

Pegas Pada Klep Pegar klep atau pir katup pada mesin memiliki peranan penting , sebagai

penekan klep agar menutup sehingga kompresi mesin tidak sampai bocor. Pir klep pada kondisi bebas atau tanpa tekanan memiliki panjang sesuai spesifikasi pabrik, apabila panjangnya kurang dari spesifikasi pabrik maka pir klep/pegas katup wajib ganti daripada mesin nanti mengalami kebocoran kompresi. Cara mengukur panjang pir klep bisa kita lakukan menggunakan jangka sorong/kaliper/sketmat. Untuk panjang pir klep mesin 2E (starlet): 4,51mm.

Gambar 2.15

15

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Berdasarkan uraian diatas, dapat kita ambil kesimpulan bahwa pegas sering digunakan dengan pembebanan yang berfluktuasi sehingga perlu dilakukan perancangan yang mempertimbangkan fatique dan konsentrasi tegangan pengujian yang cukup banyak tersedia untuk kekuatan pegas tekan yang terbuat dari kawat berpenampang bulat, baik untuk beban static maupun beban dinamik.Batas-batas kekuatan yang diperlukan dalam perancangan pegas antara lain torsional yield strength, torsional fatique strength dan torsional endurance limit. 3.2 Saran 1. Pada pegas helix tarik perlu memiliki pengait (hook) pada setiap ujungnya sebagai tempat untuk pemasangan beban karena bagian hook akan mengalami tegangan yang relatif lebih besar dibandingkan bagian coil, sehingga kegagalan umumnya terjadi pada bagian ini.Kegagalan pada bagian hook ini sangat berbahaya karena segala sesuatu yang ditahan pegas akan terlepas.Salah satu metode untuk mengatasi kegagalan hook adalah dengan menggunakan pegas tekan untuk menahan beban tarik.

16

Daftar Pustaka Machine Design (1980) karangan Khurmi, R.S. dan Gupta, J.K. Elemen Mesin (1980) karangan Kiyokatsu Suga diterjemahkan Sularso Perencanaan Teknik Mesin (1986) karangan Shigley, J.E. dan Mitchell, L.D.