## Perancangan Alat Angkat (Dongkrat Bold) Elektrik
Muh. Syahrul Anwar 1) , Raden Rinova Sisworo 2) , Al Ihclas Imran
¹ Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo 2,3 Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Makodompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andonohu, Kendari 93232
Email: syahrulanwar09999@gmail.com Article Info Abstrak Available online May, 31 2022 Dongkrak merupakan salah satu teknologi alat angkat untuk mempermudah pekerjaan pengangkatan beban yang berat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui cara mendesain atau merancang alat angkat dongkrak sistim elektrik dengan memanfaatkan dongkrak  ulir  manual  yang  dilengkapi  dengan  komponen  pendukung  gerak  lainnya seperti: universal joint, bantalan, rantai sproket, reducer , dan motor dc penggerak agar dapat bekerja dan aman untuk digunakan. Metode penelitian ini adalah metode kajian literature yang diambil bersumber dari berbagai literatur akademik yang ada. Hasil yang di  dapatkan  dari  penelitian  ini  adalah  desain  alat  angkat  elektrik  dengan  kapasitas angkat 1.5 Ton. Untuk menggerakkan dongkrak ulir ini digunakan tenaga motor DC 350 watt. Penurun putaran motor digunakan reducer dengan rasio 35/24 dan mekanisme sprocket dengan rasio 25/18. Universal joint dengan bahan baja S35C dan diameter 19 mm  dipilih  dan  tegangan  geser  yang  terjadi  50  x  10 5 N/m 2 yang  masih  dalam  batas aman. Putaran torsi dari motor DC penggerak masih lebih besar dari kapasitas torsi yang dibutuhkan untuk mengangkat  beban 1.5 Ton sehingga perencanaan ini aman  untuk digunakan.
Kata kunci : Perencanaan, alat angkat, dongrak ulir

## Abstract
The jack is one of the technology of lifting equipment to facilitate the work of lifting heavy loads. The purpose of this study was to find out how to design or design an electric system jack lifting device by utilizing a manual screw jack which is equipped with other motion  supporting  components  such  as:  universal  joints,  bearings,  sprocket  chains, reducers, and dc motor drives so that they can work and are safe to use. . This research method is a literature review method taken from various existing academic literature. The results obtained from this study are the design of an electric lifting device with a lifting capacity of 1.5 tons. To drive this screw jack, a 350-watt DC motor is used. To reduce the rotation of the motor used a reducer with a ratio of 35/24 and a sprocket mechanism with a ratio of 25/18. Universal joint with S35C steel material and diameter 19 mm was selected and the shear stress that occurred was 50 x 105 N/m2 which was still within safe limits. The torque rotation of the driving DC motor is still greater than the torque capacity required to lift a load of 1.5 tons so that this plan is safe to use.
Keywords : design, lifting equipment, screw jack

## 1. Pendahuluan
Perbaikan kerusakan yang terjadi pada mobil khususnya  yang  terjadi  pada  bagian  bawah kendaraan  dan  pada  roda-roda,  biasanya
memerlukan  bantuan  sebuah  alat  pengangkat seperti  dongkrak  guna  untuk  membantu mengangkat  kendaraan  tersebut.  Dari  cara kerjanya, dongkrak dibedakan menjadi dua jenis
ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
yaitu dongkrak  hidraulik  dan dongkrak  mekanis. Dongkrak  hidraulik  yang  saat  ini  ada  di  pasaran umumnya berbentuk tabung, dongkrak hidraulik mengaplikasi    sistim fluida dalam  memberi tekanan.  Tenaga  yang  dibutuhkan  untuk pengoperasian dongkrak hidraulik ini lebih sedikit dan  daya  yang  dihasilkan  untuk  mengangkat beban  jauh  lebih  besar  dibandingkan  dongkrak mekanis. Cara kerja dongkrak hidraulik ini adalah dengan  cara  memompa  fluida  yang  ada  pada dongkrak secara manual dan daya yang dihasilkan digunakan  mengangkat  beban  secara  perlahan [1]. Namun   dongkrak   hidraulik   ini   memiliki kelemahan  diantaranya  adalah  bobotnya  yang lebih berat dan dongkrak ini tidak direkomendasikan  untuk  pengangkatan  beban dalam  waktu  yang  lama,  karena  dikhawatirkan dapat  turun  sendiri.  Sedangkan  dongkrak mekanis  misalnya  dongkrak  ulir  menggunakan mekanisme drat seperti baut untuk meninggikan titik penampang dalam proses pendongkrakannya.  Meski  membutuhkan  lebih banyak  tenaga  untuk mengoperasikan  dongkrak ini, namun memiliki kelebihan seperti bentuknya yang ringkas saat terlipat, bobotnya ringan yaitu 2 Kg, dan harganya lebih murah [2].
Penelitian mengenai perancangan alat angkat dongkrak  ulir  botol  elektrik  telah  dilakukan  oleh beberapa peneliti sebelumnya. Penelitian terdahulu  pertama  melakukan  penelitan  tentang perencanaan  g earbox dan  perhitungan  daya motor  pada  modifikasi  dongkrak  ulir  mekanis menjadi  dongkrak  ulir  elektrik.  Penelitian  ini merancang    desain  dudukan  gearbox  dan  motor DC,  desain    plat  dudukan  bagian  bawah,  serta tutup pelindung gearbox dan selain itu melakukan pengujiaan  torsi.  Adapun  hasil  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, maka diketahui perbandingan torsi input dan autput adalah 1 : 44,77 [3].
Pada  penelitian  terdahulu  kedua  melakukan penelitian  tentang  modifikasi  dongkrak screw mekanis  menjadi    dongkrak screw elektrik kapasitas  1  ton  menggunakan wireless  remote control .  Penelitian  ini  membahas  perancangan desain,  menghitung  beban  motor,  rekayasa rangkaian  kontrol,  perakitan,  pengujian  fungsi. Adapun  yang  dihasilkan  oleh  dongkrak  elektrik sebesar  3048  kg  waktu  yang  dibutuhkan  untuk mengangkat lebih cepat dapat mewujudkan hasil pengujian    menunjukkan  waktu  angkat  sebesar 39,5  detik  dengan  ketinggian  28,2  cm  tegangan
yang dibutuhkan rata-rata tanpa beban 3,24 A dan dengan beban 7,15 A [4].
Pada  penelitian  terdahulu  ketiga  melakukan penelitian  tentang  Perencanaan  modifikasi dongkrak  ulir  botol  menjadi  dongkrak  elektrik. Penelitian ini merancang modifikasi dongkrak ulir, pengujian  kelayakan  dan  analisa  pengujian  alat. Hasil  pengujian  menggunakan  beban  dengan waktu kinerja dongkrak elektrik dan beban 840 kg kinerja angkatnya selama 8,6 detik,  untuk beban 1160  kg  kinerja  angkatnya  selama  11  detik  dan beban 1610 kg kinerja angkatnya selama 11,3 kg lebih  cepat  dibanding  dongkrak  mekanik.  Hal  ini diperkuat  dengan  hasil  uji T-Test menunjukan P- value lebih kecil dari nilai signifikan 0,05 dan hasil uji  kelayakan  dari  dongkrak  ulir  botol  elektrik adalah 2,85 [5].

## Dongkrak
Dongkrak  merupakan  salah  satu  pesawat pengangkat   yang  digunakan untuk mengangkat beban  ke  posisi  yang  dikehendaki  dengan  gaya yang kecil. Ada dua jenis dongkrak yaitu dongkrak mekanik  dan  dongkrak  hidrolik  [2].  Adapun persamaan yang di gunakan pada dongkrak [5]:
F = m × s (1) Dimana:
F  = Gaya (N) m = massa (kg) s  = percepatan gravitasi (m/s)

## Motor DC
Motor arus searah adalah suatu motor yang berfungsi  mengubah  tenaga  listrik  arus  searah (listrik  DC)  menjadi  tenaga  gerak  atau mekanik , dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada  motor  [6].  Adapun  persamaan  yang digunakan sebagai daya untuk mengangkat beban adalah [7] :
P = w × sin α+ μ cos α cos α− μ sin α (2)
Dimana:
w = beban angkat µ = koefisien gesek = 0,18 (diasumsikan) Torsi  untuk  memutar  poros  ulir  daya  (T)  adalah dengan persamaan:
T = P × 𝑑 2 (3)
Dimana:
P = gaya memutar ulir daya (kg) d = diameter poros ulir (mm)

## Reduser
Komponen  utama  motor  yang  diperlukan untuk menyalurkan daya atau torsi ( torque ) mesin
ke  bagian  mesin  lainnya sehingga  unit  mesin tersebut dapat bergerak menghasilkan pergerakan, baik itu putaran ataupun pergeseran serta mengubah daya atau torsi dari motor yang berputar  menjadi  tenaga  yang  lebih  besar  [8]. Adapun persamaan yang digunakan [5]. n 1 . z 1 = n 2 . z 2 (4)
Jadi
n 2 = n 1 .z 1 z 2 (rpm)                                           (5)
Dimana:
n 1 =  putaran  keluar  dari  motor  DC (putaran input reducer) (rpm)
n 2 = putaran otput reducer (rpm) z 1 z 2 = perbandingan reducer (-)
Sprocket dan Rantai
Sproket adalah  roda    bergerigi    yang berpasangan  dengan  rantai, track atau  benda panjang  yang  bergerigi  lainnya. Sproket berbeda dengan  roda  gigi, sproket tidak  pernah bersinggungan  dengan sproket lainnya. Sproket juga  berbeda  dengan pulley dimana sproket memiliki  gigi  sedangkan pulley pada  umumnya tidak  memiliki  gigi.  Sedangkan  rantai  adalah elemen  transmisi  daya  yang  tersusun  sebagai sebuah deretan penghubung dengan sambungan pin [9]. Adapun persamaan yang digunakan : n 1 . z 1 = n 2 . z 2 Jadi n 2 = n 1 .z 1 z 2 (rpm)                                                        (6)
Dimana:
n 1 = putaran sproket 1 (rpm) n 2 = putaran sproket 2(rpm) z 1 =  jumlah gigi dari sproket 1 z 2 = jumlah gigi dari sproket 2

## Bantalan
Batalan  ini  berungsi  sebagai  pengarah gerakan dari poros berputar pada sumbunya dan putaran poros tidak bergeser, selain itu juga fungsi dari  bantalan  ini  adalah  sebagai  landasan  dari poros tersebut [9] . Adapun persamaan yang digunakan [10]: P = F s (V . X . F r + Y F a )                                         (7) Dimana : F a = beban aksial (kg) F r = beban radial murni (kg) F s = ball bearing (-)

## Universal Joint
Universal joint merupakan sebuah komponen penyambung  yang  terdiri  dari  dua  buah  engsel
yang  memiliki  2  buah yoke yang  terletak  pada bagian driving atau input  shaft dan  pada  bagian driven atau output  shaft ,  dan  sebuah  komponen berbentuk  tanda  tambah  (+)  yang  dinamakan sebagai cross [9].  Adapun  persamaan  yang digunakan  [7] :
T 2 = π 16 τ . d 3 (8)
Dimana:
T 2 = torsi gear pada dongkrak (N.m) τ = tegangan geser yang terjadi (kg/mm 2 ) d = diameter poros universal joint (mm)

## Kabel Listrik
Kabel listrik adalah media untuk mengantarkan  arus  listrik  ataupun  informasi. Bahan  dari  kabel  ini  beraneka  ragam,  khusus sebagai  pengantar  arus  listrik,  umumnya  terbuat dari  tembaga  dan  umumnya  dilapisi  dengan pelindung [11].

## 2. Metode Penelitian
Metode  penelitian  ini  adalah  metode  kajian kepustakaan
( library research ). Rumus perhitungan  yang  digunakan  diperoleh  dari berbagai  literature  kepustakaan  yang  ada,  baik dari  buku,  jurnal,  dan  informasi  lainnya.  Saat mendesain  suatu  alat  maka  harus  menentukan kriteria dari alat tersebut.
Adapun kriteria dongkrak yang ingin di buat adalah sebagai berikut:
1. Kuat  dan  tahan  lama  sehingga  akan mengurangi biaya perbaikan.
2. Komponen  tidak  banyak  sehingga  akan memudahkan perakitan dan pemeliharan.
3. Kemampuan mengangkat semaksimum mungkin.
4. Biaya pembuatan tidak mahal.
5. Pengoperasian mudah.
Desain alat angkat elektrik yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 1 berikut :
Gambar 1. Desain dongkrak elektrik
Nama-nama  bagian  pada  desain  tersebut  adalah sebagai berikut:
Pelat dudukan alat angkat elektrik
1. Dongkrak ulir kapasitas 1,5 Ton
2. Susunan reducer roda gigi pada dongkrak
3. Universal Joint
4. Bantalan radial
5. Poros Penghubung
6. Transmisi reducer pada sprocket
7. Motor penggerak DC 350 watts
8. Casing reducer putaran motor
9. Susunan reducer roda gigi
10. Bantalan radial Perhitungan terhadap
beban motor dilakukan  agar  nantinya  saat  pengadaan komponen  akan    memudahkan  dalam  mencari jenis motor yang tepat untuk penggerak dongkrak. Perhitungan  ini  dilakukan  dari  beban  yang dibutuhkan  dongkrak  hingga  sampai  pada  roda gigi  pada  motor  penggerak.  Meninjau  apakah desain  bisa  direalisasikan  atau  tidak  melalui aplikasi  dari  rumus-rumus  perhitungan  pada masing-masing bagian komponen. Jika perencanaan  atau  perhitungan  aman,  maka  bisa dilanjutkan  ke  proses  selanjutnya,  dan  jika  tidak layak maka desain akan di perbaiki lagi. Bagian-bagian komponen yang dipilih Komponen standar Komponen standar yang akan dipakai adalah : 1. Dongkrak ulir botol
2. Motor DC
3. Universal joint
4. Bearing atau bantalan
5. Sproket dan rantai
6. Kabel penghubung
2. Komponen yang dibuat Adapun komponen yang dibuat dari dongkrak elektrik ini adalah :
1. Dudukan dongrak
2. Dudukan bearing
3. Dudukan motor DC
4. Poros transmisi daya

## Assembly
Tahap  ini  dilakukan  penggabungan  semua komponen  yang telah di desain dan  selanjutnya melakukan finising pada  bentuk  konstruksi  akhir alat  angkat  elektrik  yang  memanfaatkan penggunaan dongrak ulir sebagai penahan beban dan  menggunakan  motor  DC  sebagai  penggerak utama.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Besarnya gaya penekanan pada dongkrak: F = M x g Sehingga:
F = 1.500 kg x 9,8 m/s = 14.700 kgm/s =14.700 N
Besarnya gaya untuk memutar ulir daya:
P   = 14.700 N × (sin 5,426)+0,18 (cos 5,426) (cos 5,426)−0,18 (sin 5,426) = 4.086,6 N Besar  torsi  untuk  memutar  poros  ulir  daya  (T) adalah dengan persamaan:
T = P × 𝑑 2 P = gaya memutar ulir daya = 4.086,6 N d = diameter poros ulir = 20 mm Sehingga:
T  = 4.086,6 N × 20 𝑚𝑚
2
= 40,866 Nm
Daya  (N)  untuk  menggerakkan  poros  ulir diperoleh dari persamaan:
N = T 1 × ω Di mana:
T 1 = Torsi = 40,866 Nm
ω = 2 𝜋𝑛 60 = 2 .  3,14 (120 𝑟𝑝𝑚 ) 60 = 753,6 60
= 12,56 rad/s Sehingga:
N = T 1 × ω = 40,866 Nm × 12,56 rad/s = 513,27 Watt = 0,688 hp Untuk mengantisipasi daya lebih saat pemakaian, dipilih daya motor penggerak sebesar 1,5 x 513,27 watts, yaitu: 769,90 Watt (sehingga 900 watt daya motor yang dipilih)
Besarnya  tegangan  geser  yang  terjadi  pada universal joint .  Pada  bagian  ini,  bekerja persamaan:
T 2 = 1 6 × T 1 Di mana: T 1 = 40,866 Nm
Rasio transmisi roda gigi pada dongkrak ulir adalah 1:6, sehingga:
T 2 = 1 6 × 40,866 Nm = 6,811 𝑁𝑚 Selanjutnya  tegangan  geser  yang  terjadi  pada universal joint diperoleh:
T 2 = π 16 τ . d 3
Di mana:
T 2 = 6,811 Nm = 6811 Nmm d =  19 mm
Sehingga:
τ = 16.  T 2 π d 3 = 16 ×6811 3,14 × 19 3
= 50,59 x 10 5 N/m 2
Bahan  universal  joint  dipilih  dari  baja  S35C dengan tegangan geser yang di izinkan sebesar
309  x  10 5 N/m 2 ,  sehingga  perencanaan  ini  aman untuk digunakan. Dongkrak ulir modifikasi dengan sistim  elektrik  merupakan  alat  yang  digunakan untuk  membantu  perbaikan  mobil  dibagian bawah  agar  lebih  mudah  untuk  dijangkau  oleh teknisi  perawatan  atau  perbaikan.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  merancang  dan  mendesain sebuah  alat  angkat  sistim  eletrik  dengan memanfaatkan  penggunaan  dongrak  ulir  dengan kapasitas  angkat  1,5  ton.  Dalam  penelitian  ini sistem utamanya adalah tenaga eletrik sumber DC yang  menggerakkan  motor  DC  dengan  daya  900 watt  untuk  memutar  universal  joint  yang terhubung ke pemutar dongkrak ulir.
Dalam  penelitian  ini  didapatkan  putaran sebesar  50  rpm  yang  terjadi  di  ulir  pengangkat yang ada di dalam dongkrak kemudian di salurkan lagi  di  gear  input  dongkrak  dengan  putaran sebesar  300  rpm  kemudian  putaran  yang  terjadi pada sprocket sebesar 416,666 rpm dan terakhir putaran  yang  terjadi  pada  reduser  sebesar 607,638      rpm.  Setelah  mengetahui  bahwa  rpm yang  di  butuhkan  untuk  memutar  dongkrak selanjutnya mencari motor yang cocok yang ada di pasaran.
Dalam penelitian ini, setelah sudah mendapatkan  putaran  motor  yang  dipilih  sesuai ketersediaannya,  maka  perhitungan  selanjutnya dapat  dimulai lagi dari putaran motor DC hingga maju  ke  putaran  ulir  penggerak  yang  ada  pada dongkrak ulir ini. Peralatan ini untuk memudahkan pekerjaaan  dan  mengurangi  tenaga  yang  keluar yang di lakukan pekerja. Alat ini dapat di gunakan di  bengkel-bengkel  mobil  serta  dapat  dibawa- bawa untuk keperluan jika ada kerusankan mobil khususnya  pada  bagian  bawah  mobil  dan  dapat juga  digunakan  sebagai  sarana  belajar  bagi mahasiswa.

## Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari penelitian ini adalah:
1. Dalam  penelitian  ini  sistim  utamanya  adalah alat  angkat eletrik yang menggunakan tenaga motor  DC  penggerak  sebagai  sumber tenaganya.  Untuk  pembebanan  1,5  ton,  gaya tekan yang bekerja adalah 14700 N dan motor DC  yang  di  gunakan  yaitu  memiliki  daya  900 watt.
2. Torsi  yang  dibutuhkan  untuk  memutar dongkrak ulir ini secara manual adalah 40,866 Nm dan torsi ini dapat dipenuhi dayanya oleh daya motor DC yang dipilih.

## Saran
Adapun  saran  yang  dapat  penulis  berikan adalah:
1. Desain  alat  angkat  dongkrak  ulir  eletrik  ini masih dapat di kembangkan dengan merubah desain transimi atau pun dapat di buat desain yang beban yang lebih besar lagi.
2. Perancang  berharap  suatu  saat  alat  ini  dapat direalisasikan  secara  nyata  agar  dapat digunakan  oleh  pekerja  dibidangnya  serta masyarakat pada umumnya.
3. Perancang berharap untuk penelitian ini dapat dikembangkan  agar  dapat  digunakan  sebagai alat  praktik  di  lingkup  pelajar,  mahasiswa bahkan masyarakat secara luas.

## Daftar Pustaka
[1] N.  I.  Akbar,  “MODIFIKASI  DONGKRAK

## MEKANIK  MENJADI  ELEKTROMAKNETIK
KAPASITAS 2 TON,” SKRIPSI, pp. 4-15, 2016.
[2]   M.  Syarif,  Teknologi  Dasar  Otomotif, Malang: Kementerian Pendidikan & Kebudayaan, 2013.
[3]   A.  Su'udi,  N.  Tanti  dan  T.  G.  Pandoyo, “Perancangan  Gearbox  Perhitungan  Daya Motor  Pada  Modifikasi  Dongkrak  Ulir Mekanis  Menjadi  Dongkrak  Ulir  Eletrik,” Jurnaal Mekanical , pp. 38-44, 2013.
[4] M.  Masshuri,  “Modifik asi  Dongkrak  Screw Mekanis  Menjadi  Dongkrak  Screw  Elektrik Kapasitas  1  Ton  Menggunakan  Wireless Remote  Control,” Mechanical  Engineering,
pp. 63-69, 2019.
[5] S. Laksono, “Perancangan Modifikasi Dongkrak  Ulir  Botol  Menjadi  Dongkrak Elektrik,” Simki-Techsain, pp. 3-10, 2017.
[6]   I.  N.  Bagia  dan  I.  M.  Parsa,  Motor-Motor Listrik, Kupang: CV. Rasi Terbit, 2018.
[7]   R. S. Khurmi dan J. K. Gupta, Machine Design, India: Industry Validated, 2016.
[8]   R. Efendi, Pekerjaan Dasar Teknik Otomotif, Malang: Kemenrian Pendidikan Dan
Kebudayaan, 2013.
[9]   J. E. Shigley dan D. L. Mitchell, Perencanaan Teknik Mesin, Jakarta: Erlangga, 1995.
[10]  S.  dan  I.  Msme,  Dasar  Perancangan  Dan Pemilihan Elemen mesin, Jakarta:
PT.Pradnya Pratama, 1997.
[11]  Daryanto dan A. Sunawar, Teknik Pengerjaan Listrik, Jakarta: PT Bumi Aksara, 2016.