## INFOMATEK
Volume 23 Nomor 2 Desember 2021

## PERENCANAAN ULANG PROPELLER SHAFT PADA MOBIL TOYOTA
KIJANG SUPER 1500CC TAHUN 1990
Dwiki Agung Saputra*, Jojo Sumarjo
Program Studi S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik – Universitas Singaperbangsa Karawang
Abstrak :  Mobil  merupakan  salah  satu  jenis  kendaraan  pribadi  yang  biasa  digunakan  dalam  kehidupan  sehari- hari.  Kendaraan  dapat  berjalan/bergerak  karena  ada  sistem  yang  memindahkan  tenaga/momen/putaran  dari mesin ke roda. Jenis dan merk tersebut juga banyak, salah satunya yaitu Kijang Super 1500cc dari Toyota. Mobil jenis ini memiliki komponen penting di antaranya body (bodi), machine (mesin), suspension (suspensi), electrical (kelistrikan), wheel (roda), chasis (rangka).  Rangka  merupakan  salah  suatu  bagian  penting  dalam  kendaraan. Komponen  rangka sendiri  terdiri  dari flange yoke,  propeller  shaft,  universal joint, sleeve yoke .  Dari perhitungan diatas  kita  tahu  bahwa:  Tegangan  aksial  yang  terjadi  pada  universal  joint  berdasarkan  momen  puntir  yang transmisikan  dari  mesin  sebesar  0,61  Mpa.  Untuk  menentukan  kode  bearing  berdasarkan  tabel  14/2  yang berbentuk  konstruksi  bantalan  jarum  sebesar  617  dan  berdasarkan  14/1  yang  sesuai  dengan universal  joint (bantalan jarum) dengan penyebutan lubang 01 mempunyai diameter dalam 12 dan diameter luar 21 jadi kode bearing yang didapat adalah NU 4901 E.MA.C2. Umur bearing yang dihitung berdasarkan tegangan aksial pada universal  joint dengan  putaran  bearing  sejumlah  372,4  jutaan  putaran  dapat  bertahan  sampai  1939,58  jam. Material bahan propeller shaft dan universal joint merupakan baja karbon rendah AISI 1045 dan AISI 4620 yang di rancang berdasarkan safety of factor sebesar 2 yang artinya material bahan aman.
Kata kunci: Mobil, Poros, Propeller Shaft

## I. PENDAHULUAN 1
Mobil  merupakan  salah  satu  jenis  kendaraan pribadi yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Kendaraan dapat berjalan/bergerak  karena  ada  sistem  yang memindahkan  tenaga  putaran.  Tanpa  adanya sistem  pemindah  tenaga  maka kendaraan  tak akan mungkin dapat berjalan (Juan, 2017 [1]). Jenis  dan merk tersebut  juga  banyak,  salah
*) 1710631150075@student.unsika.ac.id
Pertama diterima: 13 Agustus 2021 Direvisi: 15 Oktober 2021 Disetujui untuk publikasi: 26 November 2021 DOI: 10.23969/infomatek.v23i2.4376
satunya  yaitu  Kijang  Super  1500cc  dari Toyota.  Mobil  jenis  ini  memiliki  komponen penting  di  antaranya body (bodi), machine
(mesin), suspension (suspensi),  electrical
(kelistrikan), wheel (roda), chasis (rangka).
Rangka  merupakan  salah  suatu  bagian penting  dalam  kendaraan.  Komponen  rangka sendiri terdiri  dari flange yoke, propeller shaft, universal joint, sleeve yoke .
Salah  satu  kompenen  dari  rangka  yaitu propeller  shaft.  Propeller  Shaft /poros  kopel merupakan  salah  satu  bagian  dari  pemindah
tenaga  dan  poros  ini  terdapat  pada  tipe kendaraan  FR  ( Front  Wheel  Rear  Drive )  dan 4WD  ( Four  Wheel  Drive )  dimana  jarak  antara mesin  dengan  roda  penggerak  berjauhan sehingga  memerlukan  komponen  tambahan agar  dapat  meneruskan  tenaga  putar  dari mesin  ke  roda  belakang. Propeller  Shaft ini terletak  antara  transmisi  dan differential
(gardan)  (Juan,  2017  [2]).  Pada  kendaraan kendaraan  yang  panjang, propeller dibagi menjadi  beberapa  bagian  untuk  menjamin supaya  tetap  dapat  bekerja  dengan  baik. Suspensi  kendaraan  mengakibatkan  posisi differensial selalu  berubah-ubah  terhadap transmisi,  sehingga  propeller  harus  dapat menyesuaikan perubahan
sudut
dan
perubahan jarak, agar tetap mampu meneruskan
putaran
dengan
lancar.
Mekanisme  atau  komponen  tersebut  adalah universal joint. Propeller shaft juga merupakan penghubung antara poros transmisi dengan as roda  belakang.  Sedangkan universal  joint yaitu  salah  satu  bagian  dari  sistem  pemindah tenaga  yang  berfungsi  untuk  memungkinkan poros berputar dengan lancar walaupun terjadi perubahan sudut (Anonim, 1989 [3]).
Pentingnya propeller  shaft untuk  meneruskan rotasi  poros  atau  tenaga  dari  poros  transmisi ke  poros  gardan.  Oleh  karena  itu  akan dirancangnya propeller
shaft
dengan
menghitung  dimensi  dan  material propeller shaft  dari mobil  Toyota  Kijang  Super  1500cc Tahun  1990.  Maka  dari  itu  perhitungan
tersebut  menjadi  tolak  ukur  sebagai  bahan pertimbangan penyusunan kajian ini.

## II. METODOLOGI
2.1. Diagram Alir Perhitungan dan Perancangan Propeller Shaft Adapun diagram alir Perhitungan dan
Perancangan Propeller Shaft sebagai berikut:
Mulai Torsi (Nm) Kekuatan Material (kpsi) Diameter Poros Menghitung Momen Inersia (mm 4 ) Tegangan Geser Akibat Momen Puntir (N/mm 2 ) A Tegangan Geser Maksimum Akibat Momen Puntir (N/mm 2 ) Kekuatan Keamanan Jika FS > 1 Berarti aman Ya Tidak Tegangan Yang Diizinkan (N/mm 2 ) Tegangan Aksial
Universal Joint  (N/mm 2 )
A Kekuatan Keamanan Jika FS > 1 Berarti aman Drawing Seleai Tidak Ya Gambar 1 Diagram Alir  Perhitungan dan Perancangan Propeller
Shaft.

## 2.2. Spesifikasi Mobil Kijang Super 1500CC

## Tahun 1990
Adapun  spesifikasi  dari  mobil  super  yaitu sebagai berikut (Anggraini, 2019 [4]):
Tabel 1 Spefifikasi Mobil Kijang Super 1500CC Tahun 1990 Tipe Mesin 4 Silinder OHV 8 Katup (5K) Diameter x Langkah 80,5 mm x 73 mm Kapasitas 1500cc Perbandingan Kompresi 9,0 : 1 Power Max 63 Hp / 4600 rpm Torsi Max 115 Nm / 3200 rpm Transmisi Manual 4 Percepatan Tahun Produksi 1986 - 1992
DIMENSI Panjang x Lebar x Tinggi 4425  mm  x  1620  mm  x 1880 mm Jarak Sumbu Roda 2500 mm Kapasitas Tangki Bahan Bakar 40 L Berat Kosong 1470 Kg
2.3. Spesifikasi Propeller Shaft Mobi Kijang Super 1500CC Tahun 1990
Adapun  spesifikasi  dari  mobil  super  yaitu sebagai berikut:
Tabel 2
Spefifikasi Propeller Shaft Mobil Kijang Super 1500CC
Tahun 1990 Jenis Pengukuran Hasil Pengukuran Panjang 1327 mm Diameter Luar 83 mm Diameter dalam 78 mm

## 2.4. Gambar 2D dan 3D Elemen Mesin
Gambar 2 Gambar 2D Propeller Shaft
Gambar 3 Gambar 3D Propeller Shaft

## 2.5. Photo Propeller Shaft
Gambar 4
Gambar Propeller Shaft

## III. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
3.1 Analisa Momen Puntir Pada Poros
a. DBB Momen Puntir Pada Poros
Gambar 5 DBB Pada Poros Propeller Shaft Rumus perhitungan Momen Puntir:
1.  Menghitung Momen Puntir
= 0
T2 - T1    = 0
T1            = T2 115 Nm    = T2
Gambar 6
DBB Momen Puntir Pada Poros Propeller Shaft Σ = 0
Σ = 0
= 0 T1 – Tx = 0
115 Nm – Tx  = 0
Tx = 115 Nm b. Diagram Plom M Gambar 7 Diagram Plot M
3.2 Perhitungan Perancangan Poros Prolpeller Shaft a.  Menghitung Momen Inersia Rumus menghitung
momen
Inersia (Sonawan, 2014 [8]) .
J =
=
= 1.024.745,38 mm 4
b.  Menghitung Tegangan Geser
Akibat Momen Puntir atau Torsi Rumus Menghitung tegangan geser  akibat  Momen  Puntir  atau Torsi [8].
 =
=
= 4,65 N/mm 2 c.  Menghitug Tegangan
Geser
Maksimum  Akibat  Momen  Puntir atau Torsi Rumus menghitung tegangan geser  maksimum  akibat  momen puntir atau torsi [8].
 maks =
= = 135 N/mm 2
d.  Menghitung Safety of Factor
(Faktor Keimanan)
Rumus  menghitung  safety  of factor [8].
FS   =
= = 2
e.  Menghitungkan  Tegangan  Geser Yang Diizinkan Rumus menghitung tegangan geser yang diizinkan [8].
 allowable =
= = 67.5 Mpa
3.3  Perhitungan  Perancangan  Universal
Joint
a. Mengitung Tegangan Aksial Rumus Rumus menghitung tegangan Aksial T = F1 . r1 + F1 . r2 + F1 . r3 T =  4  .  F1  (r1  +  r2  + r3 + r4) 11500 Nm   =  4.  F1  (24  +  24  + 24 + 24) F1 = 115000 / 384
= 299.5 N  = F1 / A1
= 0.61 N/mm 2
b. Menghitung Safety  of  Factor
(Faktor Keamanan)
Rumus  menghitung safety  of factor [8].
 maks =
=
= 44,5 N/mm 2
c. Menentukan  Kode  Bearing  Yang
Akan Digunakan Berdasarkan tabel  14/1 dan tabel 14/2 (Niemann, 1986 [6]).
Diperoleh  kode  bearing  NU  4901 E.MA.  C2  yang  berarti  bantalan rol silinder dari deretan ukuran 49 dengan  pembatasan  cincin  luar, lubang  bantalan  1  mm.  Kontruksi
dalam yang dibedakan (diperkuat) dengan sarang kuningan  masif  diarahkan  pada cincin  luar  dan  ventilasi  bantalan C2 (lebih besar dari normal).
d. Menghitung  Umur  Nominal  Pada
Bearing
Rumus menghitung umur nominal bearing [6].
L =
=
= = 372,4 jutaan putaran
e. Menghitung Umur Bearing
Rumus menghitung umur bearing
(Jufri, 2017 [7]).
ℎ =
=
= 1939,58 jam

## IV. KESIMPULAN
Dari  perhitungan  dalam  kajian  ini,  diperoleh beberapa hal yaitu:
a.  Tegangan  aksial  yang  terjadi  pada universal  joint  berdasarkan  momen puntir  yang  transmisikan  dari  mesin sebesar 0,61 Mpa.
b.  Untuk  menentukan  kode bearing berdasarkan tabel 14/2 yang
berbantuk  konstruksi  bantalan  jarum sebesar  617  dan  berdasarkan  14/1 yang  sesuai  dengan universal  joint (bantalan  jarum)  dengan  penyebutan lubang 01 mempunyai diameter dalam 12  dan  diameter  luar  21  jadi  kode bearing yang didapat adalah NU 4901
E.MA.C2. c.  Umur bearing yang dihitung
berdasarkan  tegangan  aksial  pada universal joint dengan putaran bearing sejumlah  372,4  jutaan  putaran  dapat bertahan sampai 1939,58 jam. d.  Material  bahan propeller  shaft dan universal joint merupakan baja karbon rendah AISI 1045 dan AISI 4620 yang di  rancang  berdasarkan safety  of factor sebesar  2  yang  artinya  material bahan tersebut aman.
Hasil  perhitungan  dan  analisa  belum  bisa maksimal  sehingga  lebih  baik  lagi  jika dilakukan  perhitungan  dan  analisa  lebih lengkap  lagi  agar  bisa  mendapatkan  hasil
yang  lebih  baik.  Menggunkan  sumber-sumber materi yang lebih baik lagi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Juan.  (2017).  Bagian  atau  Komponen
Sistem Pemindah Tenaga
dan
Fungsinya. [Online] Available at:
https://www.teknik- otomotif.com/2017/03/bagian-atau- komponen-sistem-pemindah.html?m=1
[Accessed 10 Agustus 2021]
[2] Juan.  (2017).  Fungsi  dan  Komponen
Poros Propeller Shaft . [Online]
Available at : https://www.teknik- otomotif.com/2017/04/fungsi-dan- komponen-poros-propeller.html?m=1
[Accessed 10 Agustus 2021]
[3] Anonim,  dkk.  (1989). Fundamentals  Of Servicing , PT Toyota-Astra Motor.
[4] Anggraeni,  D.  (2019).  Kijang  Super Harga, Spesifikasi, Kelebihan &
Kekurangan. [Online]
Available at:
https://www.google.com/amp/s/www.oto motifo.com/kijang-super-harga-dan- spesifikasi/%3famp
[Accessed 10 Agustus 2021]
[5] Sonawan  H.,  Perancangan  Eemen Mesin  Edisi  Revisi,  Bandung:  Alfabeta, 2014.
[6] Niemann  G,  dkk.  Elemen  mesin  edisi Kedua  Jilid  I:  Design  dan  Kalkulasi  dan sambungan, bantalan dan poros,
Jakarta:Erlangga, 1986
[7] Jufri,  S.,  Mustari.  (2017).  Analisa Kerusakan  Dan  Umur  Pakai  Bantalan Gelinding  Serta  Kerugian  Daya  Pada Generator Merek Lindatlisensimen Type IFC 1804 5 H CB 3 – 2. Jurnal Dinamis ,
Vol 1 pp. 42 – 45.