Perencanaan G earbox dan Perhitungan Daya Motor pada Modifikasi Dongkrak Ulir Mekanis Menjadi Dongkrak Ulir Elektrik

## Ahmad Su’udi, Novri Tanti, Tri Ganang Pandoyo
Dosen Teknik Mesin Universitas Lampung
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung Jl. Prof. Dr. Sumantri Brojonegoro No.1 Gedung H Lt.2, Bandar Lampung 35145 Telp. (0721)7479221

## Abstrak
Manual  jackscrew  is  a  lifting  device  used  by  automobile  drivers  when  any  disorders  occur,  especially  when  the automobile  tires  are  deflated.  Considering  manual  jackscrew  shape  and  design,  not  all  people  are  able  to  use  it  easily, especially women. This is the reason of manual jackscrew modification into electric jackscrew.This jackscrew modification is conducted by adding a gearbox and DC motor. The ratio between  gearbox input and output is 1 : 44.77 and the DC motor power  is  160  Watt  –  600  Watt.  The  electric  jackscrew  working  principle  is  that  rotation  from  DC  motor  is  reduced  by  the gearbox  and  forwarded  to  screw  shaft  in  the  jackscrew.  The  power  source  is  from  the  automobile  battery.  The  results  of electric jackscrew testing show that time of jacking is 10 seconds for tricycle motorbike, 12 seconds  for Gran Max PU car, and 14 seconds for Mazda Vantrend car,all the data is compared with the data manual jackscrew.
Key words : jack, screw, manual, gearbox, DC motor, and electric

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Pada  era  modern  ini,  banyak  aktifitas  sehari-hari manusia  dibantu  atau  menggunakan  teknologi.  Teknologi diciptakan  untuk  menghasilkan  suatu  barang  atau  produk untuk  mempermudah  kerja  dan  aktifitas  manusia,  salah satunya  adalah  dibidang  transportasi.    Pada  bidang transfortasi  dibuat  berbagai  jenis  kendaraan  mulai  dari yang  paling  sederhana,  misalkan  sepeda,  sampai  ke  jenis transportasi  yang  canggih  seperti  pesawat  terbang.  Salah satu  jenis  transportasi  yang  banyak  digunakan  manusia untuk mempermudah aktifitasnya adalah mobil.
Mobil  merupakan  sarana  transportasi  yang  umum digunakan  untuk  menunjang  bagi  kehidupan  manusia. Banyak  orang  memakai  mobil  untuk  pergi  ke  tempat kerja,  ke  sekolah,  belanja  ataupun  sekedar  berkunjung  ke tempat  saudaranya  dan  lain-lain.  Mobil  menggunakan tenaga  mesin  sebagai  tenaga  gerak.Seperti  halnya  mesin- mesin yang lain mobil dapat mengalami kerusakan selama masa  penggunaan,  sehingga  memerlukan  suatu  perbaikan dan pemeliharaan.
Perbaikan  kerusakan  yang  terjadi  pada  mobil  khusus kerusakan yang terjadi pada bagian bawah kendaraan dan pada roda-roda, biasanya memerlukan bantuan sebuah alat pengangkat  seperti  dongkrak  guna  untuk  membantu mengangkat  mobil,  sehingga  perbaikan  pada  roda-roda kendaraan  pada  saat  ban  bocor  ataupun  kerusakan  pada bagian bawah kendaraan dapat dilakukan.
Berdasarkan uraian diatas didapat suatu ide pemikiran untuk  merancang  suatu  alat  pengangkat  yang  mudah dalam pengoperasiannya, adapun ide itu adalah memodifikasi  dongkrak  ulir  yang  awalnya  digerakkan secara  manual  menjadi  dongkrak  ulir  dengan  penggerak
motor  listrik.  Tujuannya  adalah  tak  lain  untuk mempermudah  pengoperasian  dongkrak  itu  sendiri, dikarenakan penggunaan roda empat saat ini bukan hanya kaum  pria  saja  melainkan  kaum  wanita  juga,  untuk  itu direncanakan  suatu  alat  yang  dapat  membantu  proses pengangkatan  kendaraan  yang  efektif  dengan  cara menambahkan  motor  listrik  pada  dongkrak  ulir  mekanis sehingga siapapun nantinya mudah untuk mengoperasikan dongkrak ini.

## Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menghitung kebutuhan daya motor untuk mengangkat beban.
2. Merancang gearbox
3. Membuat dan memodifikasi dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik.

## Landasan Teori

## Definisi  Dongkrak
Dongkrak  merupakan  salah  satu  pesawat  pengangkat yang  digunakan  untuk  mengangkat  bebanke  posisi  yang dikehendaki dengan gaya yang kecil.
Macam-macam dongkrak:
1. Dongkrak mekanis
2. Dongkrak hidrolik

## Dongkrak Ulir Mekanis
Dongkrak ulir mekanis merupakan salah satu jenis alat angkat yang dibuat dari plat baja, dimana pengangkatan beban digerakkan dengan sebuah batang berulir.
Komponen-komponen utama dongkrak ulir mekanis
Adapun  komponen-komponen  utama  dari  dongkrak ulir mekanis dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini:
Gambar 1. Komponen-komponen dongkrak ulir mekanis Keterangan gambar: 1. Kaki penyangga ( foot ) 2. Lengan bawah ( lower arms ) 3. Nuts 4. Lengan atas ( upper arms ) 5. Penyangga atas ( top bracket ) 6. Poros ulir ( screw ) 7 . Pins 8. Crank/handle

## Rancangan Pembuatan Alat
Pemmodifikasian  dongkrak  ulir  mekanis    menjadi dongkrak ulir elektrik mempunyai desain-desain komponen diantaranya:
1. Desain dudukan gearbox dan motor dc
Gambar 2. Desain kedudukan gearbox dan motor.
2. Desain gearbox
Gambar 3. Desain gearbox
3. Desain plat tambahan plat dudukan bagian bawah
Gambar 4. Desain plat tambahan dudukan bagian
bawah
4. Desain tutup pelindung gearbox
Gambar 5. Desain tutup pelindung gearbox

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Perancangan Dongkrak Ulir Elektrik
Dalam  proses  perancangan  dongkrak  ulir  elektrik untuk  memodifikasi  dongkrak  ulir  mekanis  menjadi dongkrak  ulir  elektrik,  pemodifikasian  ini  mempunyai beberapa  tahapan  agar  dapat  terciptanya  dongkrak  ulir elektrik.
Adapun tahapan dalam pemodifikasian dongkrak ulir mekanis  menjadi  dongkrak  ulir  elektrik  adalah  sebagai berikut:
Perancangan gearbox
Dari hasil perancangan gearbox yang telah dilakukan untuk  memodifikasi  dongkrak  ulir  mekanis  menjadi dongkrak  ulir  elektrik  ini,  memiliki    spesifikasi  dan gambar hasil perancangan gearbox.
Tabel 2. Spesifikasi hasil rancangan gearbox .
No Roda gigi Diameter roda gigi (cm) Tebal roda gigi (cm) Jumlah gigi pada roda gigi (Z) 1 Pertama 1,5
2 9
8 5 7 6 4 1 2 3
2 Kedua 7,6 0,6 75 3 Ketiga 3 0,9 14 4 Keempat 6 0,6 27 5 Kelima 3 0,6 14 6 Keenam 7,1 0,5 39
Pengujian  dibagi  ke  dalam  dua  kriteria  yaitu pengujian tanpa beban dan pengujian dengan beban. 1. Pengujian dongkrak ulir elektrik tanpa pembebanan
Tabel  4.  Data  waktu  operasi  dongkrak  ulir  elektrik  tanpa pembebanan
No Pengujian Waktu oprasi dongkrak elektrik (detik) 1 Tanpa beban 8 2 Tanpa beban 8 3 Tanpa beban 8
2. Pengujian dongkrak ulir mekanis dengan pembebanan
Tabel  5.  Data  waktu  operasi  dongkrak  ulir  mekanis  saat mengangkat roda belakang sebelah kanan kendaraan.
3. Pengujian dongkrak ulir elektrik dengan pembebanan
Tabel  6.  Data  waktu  oprasi  dongkrak  ulir  elektrik  saat mengangkat roda belakang sebelah kanan kendaraan.

## Data Hasil Perhitungan
Dari  hasil  data  pengujian  dongkrak  ulir  elektrik  setelah melakukan proses pengdongkrakan dengan 3 variasi berat beban  yang  diangkat,  kemudian  barulah  data  tersebut dilakukankan  perhitungan.  Data  hasil  perhitunganya antara lain sebgai berikut:
1. Torsi  yang  dibutuhkan  agar  dongkrak  dapat mengangkat beban
Tabel  7.Torsi  yang  dibutuhkan  agar  dongkrak  dapat mengangkat beban.
2. Torsi yang ditransmisikan gearbox untuk menggerakan dongkrak.
Tabel  8.Torsi  yang  dibutuhkan  untuk  ditransmisikan gearbox agar dongkrak dapat mengangkat beban

## Pembahasan
Dari  pengujian  yang  telah  dilakukan  dan  data- data  yang  diperoleh  serta  perhitungan  yang  dilakukan, maka  dapat  diuraikan  menjadi  beberapa  analisis  sebagai berikut:
1. Analisis  perbandingan  hasil  waktu  operasi  dongkrak ulir elektrik dengan dongkrak mekanis.
Gambar 6. Grafik perbandingan berat beban yang diangkat dengan waktu operasi pada dongkrak ulir elektrik dan dongkrak mekanis.
Dari  gambar  6,  maka  dapat  diketahui  waktu  yang dibutukan  untuk  mengoperasikan  dongkrak  ulir  elektrik dan  dongkrak  ulir  mekanis  sangat  berbeda.  Hal  ini dikarenakan  kecepatan  putaran  poros  ulir  yang  terjaadi pada dongkrak ulir elektrik berputar lebih cepat, sehingga beban yang diangkat oleh dongkrak dapat terangkat cepat. Namun berbeda yang terjadi pada dongkrak ulir mekanis, karena  terbatasnya  ruang  gerak  untuk  mengerakkan  tuas pengerak  ( handle ).  Maka  mempengaruhi  kecepatan pemutaran ulir pada dongkrak saat proses pendongkrakan berlangsung,  sehingga  waktu  pengoprasian  dongkrak  ini pun lama.
Pada  dongkrak  ulir  mekanis  waktu  yang  dibutuhkan untuk  mengangkat  beban  110  kg  adalah  35  detik,  beban 253,75 kg adalah 43 detik dan pada beban 445 kg adalah 54  detik.  Sehingga  dapat  diketahui  bahwa  selisih  waktu pada  beban  110  kg  dengan  253,75  kg  adalah  8  detik, sedangkan  selisih  waktu  pada  beban  253,75  kg  dengan 445 kg adalah 11 detik. Maka dapat diketahui dari selisih waktu  yang  dibutuhkan  untuk  proses  pendongkrakan dongkrak  ulir  mekanis  cenderung  bertambahnya  tidak stabil.
Pada  dongkrak  ulir  elektrik  waktu  yang  dibutuhkan untuk  mengangkat  beban  110  kg  adalah  10  detik,  beban 253,75 kg adalah 12 detik dan pada beban 445 kg adalah 14  detik.  Maka  waktu  yang  dibutuhkan  dongkrak  untuk mengangkat beban cenderung meningkatnya stabil yaitu 2 detik.
2. Analisis torsi inputan yang dibutuhkan agar dongkrak dapat mengangkat beban.
Gambar 7. Grafik perbandingan besar sudut dengan torsi inputan yang dibutuhkan dongkrak ulir.
Pada  gambar  grafik  7,  dapat  dikeahui  bahwa  beban maksimum yang dialami dongkrak saat melakukan proses pendongkrakan  semua  beban  adalah  pada  sudut  30 0 .  Hal ini  disebabkan  karena  kecilnya  sudut  yang  ada  antara lengan penyangga dengan poros ulir, sehingga memerlukan torsi yang besar untuk memutarkan poros ulir pada dongkrak saat proses pendongkrakan. Dan nilai torsi yang  dibutuhkan  pada  beban  110  kg  adalah  1,29  N.m, 253,75  kg  adalah  2,98  N.m  serta  pada  beban  445  kg adalah    5,35  N.m.  Sedangkan  semakin  bersar  sudut  yang ada  antara  lengan  penyanga  terhadap  poros  ulir,  maka akan  semakin  kecil  pula  torsi  yang  dibutuhkan  untuk memutarkan  poros  ulir  pada  dongkrak.  Misalnya  pada sudut  60 0 nilai  torsi  yang  dibutuhkan  pada  beban  110  kg adalah  0,43  N.m,  253,75  kg  adalah  0,99  N.m  dan  saat mengangkat beban 445 kg adalah  1,74 N.m.
3. Analisis  torsi  inputan  yang  dibutuhkan  untuk ditransmisikan gearbox agar  dongkrak  ulir  elektrik dapat mengangkat beban.
0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 dongkrak ulir elektrik dongkrak ulir mekanis 0 1 2 3 4 5 6 30 45 60 Beban 110 kg
Beban 253,75
kg Beban 445 kg
Gambar 8. Grafik perbandingan besar sudut dengan torsi inputan yang dibutuhkan gearbox untuk ditransmisikan pada dongkrak ulir.
Pada  gambar  grafik  8,  dapat  dikeahui  bahwa  torsi inputan  maksimum  yang  dibutuhkan  dongkrak  saat melakukan  proses  pendongkrakan  pada  semua  beban adalah pada sudut 30 0 . Hal ini disebabkan karena kecilnya sudut  yang  ada  antara  lengan  penyangga  dengan  poros ulir,  sehingga  memerlukan  torsi  yang  besar  untuk memutarkan  poros  ulir  pada  dongkrak  saat  proses pendongkrakan.  Dan  nilai  torsi  yang  dibutuhkan  pada beban  110  kg  adalah  0,028  N.m,  273,75  kg  adalah  0,066 N.m  serta  pada  beban  445  kg  adalah  0,119  N.m. Sedangkan  semakin  bersar  sudut  yang  ada  antara  lengan penyanga  terhadap  poros  ulir,  maka  akan  semakin  kecil pula  torsi  yang  dibutuhkan  untuk  memutarkan  poros  ulir pada  dongkrak.  Misalnya  pada  sudut  60 0 nilai  torsi  yang dibutuhkan pada beban 110 kg adalah 0,009 N.m, 253,75 kg  adalah  0,022  N.m  dan  saat  mengangkat  beban  445  kg adalah 0,038 N.m.

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  maka  peneliti dapat menyimpulkan sebagai berikut :
1. Nilai  torsi  yang  dibutuhkan  oleh  dongkrak  ulir elektrik  untuk  mengangkat  beban  110  kg  adalah 0,028  N.m,  235,75  kg  adalah  0,066  N.m  serta  pada beban 445 kg adalah 0,119 N.m.
2. Pada  perancangan gearbox yang  telah  dilakukan, maka  diketahui  perbandingan  torsi  input  dan  autput adalah  1  :  44,77.  Dan  jumlah  roda  gigi  yang digunakan termasuk pada ujung poros rotor motor dc adalah 6 roda gigi.
3. Pada  pemodifikasian  dongkrak  ulir  mekanis  menjadi dongkrak  ulir  elektrik  ini,  mengunakan  motor  stater karisma dengan nilai torsi spesifikasi adalah 4,5 N.m dan dengan harga Rp 125.000.
4. Penempatan  motor dc pada pemodifikasian dongkrak ulir  mekanis  menjadi  dongkrak  ulir  elektrik  ini, dipasang berada disamping.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Achmad, Z. 2006. Elemen mesin 1. Refika Aditama. Bandung.
[2]   Daryanto.  2002.  Pengetahuan  teknik  listrik.  PT. Bumi Aksara. Jakarta
[3]  Eugene  C.  Lister.  1984.  Mesin  Dan  Rangkaian Listrik. Erlangga. Jakarta
[4]  F.  Suratmo.  1996.  Teknik Listrik  Instalasi Penerangan. PT Rineka Cipta. Jakarta.
[5]  Jac. STOLK and C. KROS. 1981. Elemen Mesin 21. PT. Gelora aksara pratama. Jakarta.
[6]   Josep  E.  Shingley  and  Larry  D.  Mitchell.  1983. Perencanaan  Teknik  Mesin  2.  PT.  Gelora  aksara pratama.
[7]   Owen  Bishop.  2004.  Dasar-dasar  Elektronika.  PT. Gelora aksara pratama. Jakarta.
[8]  Yon  Rijono.  1977.    Dasar  Teknik  Tenaga  Listrik. Andi Offset. Yongyakarta

## LAMPIRAN
Hasil pemodifikasian dongkrak ulir mekanis menjadi dongkrak ulir elektrik
Gambar 9. Dongkrak ulir elektrik, saklar dan kabel Pengujian Dongkrak Ulir Elektrik
a. Pick up gran max
Gambar 10. Dongkrak belum mengangkat mobil pick up gran max
Gambar 11. Dongkrak telah mengangkat mobil pick up gran max
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 30 45 60 Beban 110 kg
Beban 253,75 kg Beban 445 kg
b. Mazda Vantrend
Gambar 12. Dongkrak belum mengangkat mobil gran max
Gambar 13. Dongkrak telah mengangkat mobil gran max
c. Motor 3 roda
Gambar 14. Dongkrak belum mengangkat motor 3 roda
Gambar 15. Dongkrak belum mengangkat motor 3 rod