BAB 1 PROJEK BAB 1... · 1.2 LATAR BELAKANG KAJIAN Alat pemampat gegelung spring penyerap hentak...
Transcript of BAB 1 PROJEK BAB 1... · 1.2 LATAR BELAKANG KAJIAN Alat pemampat gegelung spring penyerap hentak...
BAB 1
1.1 PENGENALAN
Pada kebiasaannya, kenderaan ringan banyak menggunakan penyerap hentakan jenis topang
Mac Pherson (Mac Pherson Struts). Penyerap hentak jenis Mac Pherson Struts terdiri daripada
satu pegas gegelung (coil spring) dan satu penyerap hentakan (shock absorber). Terdapat
pelbagai jenis alat pemampat spring gegelung penyerap hentak (Shock Absorber Coil Spring
Compressor) yang digunakan di bengkel bagi memudahkan proses penukaran penyerap
hentak atau spring gegelung.
Alat pemampat gegelung spring penyerap hentak jenis hidraulik memampatkan pegas
penyerap hentak dengan bantuan jek hidraulik yang akan menolak penyerap hentak lantas
memampatkan pegas. Dengan bantuan sistem hidraulik, kerja dapat dilakukan tanpa perlu
mengeluarkan tenaga yang banyak dan mudah. Alat ini turut dimasukkan ciri-ciri keselamatan
bagi meminimumkan risiko berlakunya kemalangan semasa pengendalian alat. Di samping
itu, antara matlamat projek ini ialah menghasilkan sebuah alat pemampat spring penyerap
hentak yang mempunyai kos pembinaan yang rendah.
1.2 LATAR BELAKANG KAJIAN
Alat pemampat gegelung spring penyerap hentak jenis hidraulik memampatkan pegas
penyerap hentak dengan bantuan jek hidraulik yang akan menolak penyerap hentak lantas
memampatkan pegas. Dengan bantuan sistem hidraulik, kerja dapat dilakukan tanpa perlu
mengeluarkan tenaga yang banyak dan mudah. Alat ini turut dimasukkan ciri-ciri keselamatan
bagi meminimumkan risiko berlakunya kemalangan semasa pengendalian alat. Di samping
itu, antara matlamat projek ini ialah menghasilkan sebuah alat pemampat spring penyerap
hentak yang mempunyai kos pembinaan yang rendah.
1.3 PENYATA MASALAH
Melalui tinjauan dan pengalaman, terdapat beberapa masalah yang dikenalpasti pada alat
penyerap hentak biasa yang terdapat di bengkel-bengkel pada masa kini. Antaranya ialah
Spring compressor yang sedia ada dan digunakan di bengkel kurang tahap keselamatannya.
Semasa proses menekan pegas dilakukan, tekanan mampatan pegas adalah tinggi. Hal ini
boleh menyumbang kepada risiko berlakunya kemalangan kerana tekanan yang tinggi boleh
menyebabkan pegas untuk melantun dan terkena kepada orang yang berhampiran. Seterusnya,
prosedur penukaran penyerap hentak adalah banyak dan rumit semasa hendak memampatkan
spring bagi memisahkan penyerap hentak dengan spring. Pengguna perlu menghasilkan daya
yang agak tinggi bagi membolehkan alat bantuan memampatkan spring.
1.4 OBJEKTIF KAJIAN
Objektif yang dikenalpasti untuk melaksanakan projek ini ialah :-
• Merekabentuk sebuah alat pemampat spring penyerap hentak untuk kenderaan ringan
• Untuk menghasilkan sebuah alat untuk memampat spring penyerap hentak
• Untuk menguji alat pemampat spring penyerap hentak yang dibina dari segi tahap
keselamatan, penjimatan tenaga dan masa.
1.5 SKOP KAJIAN
• Memilih bahan yang sesuai untuk digunakan sebagai rangka. Hanya
terhad pada 2 spring penyerap hentak
• Alat ini hanya menampung spring penyerap hentak 20 tan
1.6 KEPENTINGAN KAJIAN
Kajian ini sangat penting bagi meluaskan lagi tentang reka cipta yang dihasilkan di negara
kita. Justeru itu dengan terhasilnya sebuah alat dwi pemampat spring gegelung penyerap
hentak jenis hidraulik (Dual Hydraulic Coil Spring Compressor), projek ini dapat menaiktaraf
lagi produk buatan Malaysia yang boleh berdaya saing dengan produk dari negara lain.
Penghasilan projek ini dapat meningkatkan lagi keuntungan sesebuah bengkel kerana mesin
ini dapat menjimatkan penggunaan masa pekerja lain yang mana pekerja tersebut dapat
melakukan kerja lain pada satu masa. Dengan itu keuntungan bengkel akan meningkat kerana
banyak kerja boleh dilakukan pada satu masa. Projek ini direka bagi memudahkan mekanik
untuk melakukan kerja menukar spring penyerap hentak sekaligus menarik minat bengkel lain
untuk menggunakan alat ini.
1.7 RUMUSAN
Akhir bab ini, kita akan mengetahui dengan lebih selanjutnya dan mendapat gambaran
bagaimana spring penyerap hentak berfungsi dan menjadi pilihan mengapa projek ini ingin
kami ketengahkan. Selain itu dalam bab ini juga menerangkan fungsi serta komponen yang
kami gunakan untuk menyiapkan projek ini. Dengan harapan yang tinggi projek ini dapat
dihasilkan dengan sempurna.
BAB 2
2.1 PENGENALAN
Kajian literatur ialah satu proses pemerhatian dan kajian terhadap sesuatu projek yang
dijalankan. Kajian literatur perlu bagi menambahkan kefahaman tentang sesuatu subjek dan
membolehkan perbandingan dilakukan untuk mendapat hasil yang terbaik.
2.2 SISTEM GANTUNGAN (Suspension system)
Sistem gantungan ialah istilah yang diberikan kepada sistem spring penyerap hentak dan
sambungan mekanikal yang menghubungkan kenderaan dengan roda. Sistem gantungan
bertujuan membantu pengendalian kenderaan dan pemberhentian kernderaan semasa
membrek, disamping memberikan keselesaan pemanduan kepada pemandu, muatan dan
penumpang. Sistem gantungan turut melindungi kenderaan dan muatan daripada sebarang
kerosakan dan kehausan.
2.2.1 JENIS SISTEM GANTUNGAN
Sistem gantungan boleh dikelaskan kepada dua kumpulan iaitu bergantung atau bebas.
Istilah ini merujuk kepada keupayaan tayar yang bertentangan untuk bergerak bebas antara
satu sama lain.
Sistem gantungan bergantung boleh dibezakan berpandukan sistem penyambung yang
digunakan bagi memasangkannya sama ada secara melintang atau selari. Pada kenderaan
enjin hadapan pacuan belakang, gantungan belakang biasa yang digunakan adalah jenis
gandar hidup atau “axle deDion”, bergantung pada kewujudan karbeda pada gandar.
Contoh sistem gantungan ini ialah jenis spring daun, “satchell link”, “panhard rod”, dan
sebagainya.
Sistem gantungan bebas mempunyai banyak jenis, antaranya ialah jenis gandar berayun,
“MacPherson struts”, “wishbone”, dan sebagainya. Sistem gantungan bebas jenis
“MacPherson struts” banyak diterapkan pada sistem gantungan hadapan kenderaan pada
masa kini terutama pada kenderaan-kenderaan kecil seperti kereta.
Rajah 2.1 Sistem gantungan „Mac Pherson struts’
2.2.2 SISTEM GANTUNGAN JENIS „Mac Pherson struts’ Penyerap hentak „Mac Pherson struts’ adalah sejenis sistem gantungan yang digunakan
dengan meluas dalam kenderaan moden pada masa kini. Kereta pertama yang mengunakan
sistem gantungan ini ialah Ford Vedette 1949, dan turut digunakan pada Ford Konsul 1951
dan kemudiannya pada Zephyr. Ianya boleh digunakan untuk kedua-dua bahagian sama ada
hadapan ataupun sistem gantungan belakang. Rajah 2.2 menunjukkan diagram sebuah sistem
gantungan jenis „Mac Pherson struts’.
Rajah 2.2 Penyerap hentak Mac Pherson Struts
2.3 SPRING
Pegas atau spring ialah sebuah alat elastik yang mampu menyimpan tenaga mekanikal
apabila dimampatkan. Spring biasanya diperbuat daripada besi aloi rendah, keluli karbon
sederhana, atau keluli karbon tinggi yang mempunyai kekuatan alah yang tinggi bagi
memastikan spring kembali ke bentuk asalnya setelah terlentur.
1. Strut
2. Lower pad
3. Spring
4. Damper
5. Cover
6. Upper pad
7. Upper seat
8. Bearing
9. Insulator
10. Nut
11. Top nut
Rajah 2.3 Spring Rajah 2.3 menunjukkan diagram sebuah spring. Diameter wayar spring mempengaruhi
kadar spring. Kadar spring merujuk kepada jumlah beban yang diperlukan untuk
memampatkan setiap satu inci spring. Di dapati bahawa spring yang memiliki diameter wayar
yang besar adalah lebih kuat berbanding dengan spring yang mempunyai diameter yang kecil.
Apabila diameter wayar spring meningkat, maka kadar spring turut meningkat. „Mean
diameter‟ ialah diameter luaran keseluruhan dan apabila ianya meningkat, maka kadar spring
menurun. Bilangan gegelung juga mempengaruhi kadar spring. Semakin banyak bilangan
gegelung spring, semakin berkurangan kadar spring itu.
2.4 PEMAMPAT SPRING PENYERAP HENTAK YANG ADA DI
PASARAN
Di pasaran telah terdapat pelbagai jenis alat pemampat spring gegelung penyerap hentak,
antaranya ialah :
2.4.1“Jaw drop forged coil spring compressor”
Rajah 2.4 4- Jaw coil spring compressor
Rajah 2.4 menunjukkan gambar contoh alat pemampat spring mekanikal jenis “Jaw drop
forged coil spring compressor”. Alat pemampat spring ini dihasilkan daripada besi karbon
(carbon steel) melalui proses rawatan haba dan proses “drop forged”. Alat sepanjang 370 mm
ini boleh didapati dalam bentuk 2 penyangkuk atau 4 penyangkuk, dan mempunyai harga
pasaran dalam negara sekitar RM 150. Kebanyakan bengkel-bengkel kecil menggunakan alat
ini kerana mudah didapati dan murah. Alat ini biasanya memerlukan tenaga kerja dua orang,
seorang akan memegang alat ini, dan seorang lagi akan memutarkan skru pada alat untuk
memampatkan spring.
Cara penggunaan :-
1. Penyerap hentak dikeluarkan daripada kenderaan.
2. Alat pemampat spring dipasang pada spring penyerap hentak dengan cangkuk
diletakkan pada atas dan bawah spring.
3. Spring dimampatkan secara bergilir-gilir dengan memutarkan skru mengikut arah
jam supaya mampatan spring adalah sekata.
4. Nat pada bahagian atas penyerap hentak ditanggalkan setelah spring termampat
bagi memisahkan spring dengan penyerap hentak.
5. Komponen yang ingin ditukar iaitu gegelung spring atau penyerap hentak
digantikan dengan yang baru.
6. Nat pada penyerap hentak dipasang dan di ikat kemas.
7. Alat pemampat spring dilepaskan secara bergilir-gilir dan sekata dengan
memutarkan skru alat pemampat mengikut arah lawan jam bagi melepaskan
mampatan spring.
2.4.2 “Vertical coil spring compressor”
Rajah 2.5 Vertical coil spring compressor
Rajah 2.5 menunjukkan gambar alat pemampat spring gegelung mekanikal yang menegak.
Alat ini mempunyai berat 34 kg. Alat pemampat ini boleh memanjang daripada 200 mm
hingga 500 mm. Alat ini mempunyai tiga tuil pemulas bagi memudahkan pengguna
memutarkan tuil untuk memutarkan proses mampatan spring. Harga pasaran alat ini ialah
dalam lingkungan RM700 mengikut pasaran dalam negara. Alat ini juga mudah di dapati dan
banyak digunakan di bengkel-bengkel. Kebiasannya alat ini dikendalikan oleh satu orang
sahaja. Melalui pemerhatian, alat ini kurang stabil kerana bentuk tapaknya dan pengguna
perlu memijak tapak untuk memudahkan operasi.
Cara penggunaan :-
1. Penyerap hentak dikeluarkan daripada kenderaan.
2. Penyerap hentak diletakkan pada alat dan batang penyerap hentak dikemaskan
pegangannya dengan pemegang pada alat.
3. Cangkuk pemegang spring diletakkan pada gegelung spring untuk memegang
spring dan dikemaskan dengan memutarkan tuil supaya spring dalam keadaan
yang pegun.
4. Tuil pemampat diputarkan mengikut arah jam bagi memampatkan spring.
5. Nat penyerap hentak ditanggalkan setelah spring termampat. Kerja-kerja
memisahkan penyerap hentak dan spring dilakukan.
6. Penyerap hentak perlu dikeluarkan daripada alat untuk melakukan proses
penukaran dan diletakkan kembali dengan kemas seperti pada langkah 2 setelah
selesai kerja penukaran.
7. Gegelung spring dipasang kembali pada penyerap hentak dan dimampatkan
bagi memudahkan kerja memasang nat.
8. Setelah nat dipasang, mampatan pada spring dilepaskan dengan tuil pemampat
diputarkan mengikut arah lawan jam.
9. Penyerap hentak yang sudah siap dipasang dialihkan daripada alat pemampat
dan sedia untuk dipasang pada kenderaan.
2.4.3“Telescopic Coil Spring Compressor”
Rajah 2.6 Coil Spring Compressor VT/DC VTO1199
Rajah 2.7 Cara penggunaan
Alat yang ditunjukkan pada Rajah 2.6 menggunakan prinsip mekanikal. Alat yang dikenali
sebagai “Coil Spring Compressor VT/DC VTO1199” ini kebanyakannya digunakan pada
kenderaan model Mercedes. Alat ini juga sesuai digunakan untuk spring gegelung belakang
kenderaan. Alat ini juga boleh digunakan secara terus ketika spring berada pada kenderaan.
Jarak proses tekanannya ialah 120 mm hingga 325 mm. Harga pasaran bagi alat ini ialah
dalam lingkungan RM1500. Rajah 2.7 menunjukkan cara penggunaan alat ini.
2.5 TEORI PENGIRAAN
Teori pengiraan merupakan gabungan ilmu-ilmu yang telah dipelajari dan rumus-rumus
tentang pengiraan yang perlu diketahui yang mempunyai kaitan dengan projek. Setiap teori
dan langkah pengiraan perlu diketahui bagi memastikan keberkesanan projek ini. Antara teori
pengiraan yang dikaji ialah :-
2.5.1 TEGASAN (Stress)
Rajah 2.10 Bar yang dikenakan daya F
Rajah 2.10 menunjukkan sebatang bar yang dikenakan pada daya P. Daya P yang dikenakan
akan menyebabkan bar tersebut mengalami pemanjangan. Jika diperhatikan keratan rentas bar
tersebut, terdapat daya yang bertindak ke atas satu satah keratan rentas XX tersebut seperti
pada rajah 2.11. Bagi memastikan ia berada dalam keadaan keseimbangan, satu daya yang
bertentangan bernilai P perlu dihasilkan.
Rajah 2.11 Daya dalaman pada keratan XX
X
P 1.1.1
Luas A
P P P P
Daya dalaman ini disebut sebagai tegasan dan ia merupakan tindakbalas beban kepada daya
luar P. Tegasan ini disebut sebagai tegasan terus dan jika ia cuba memanjangkan bar ia
dipanggil tegasan tegangan dan jika ia cuba memampatkan bar pula ia dipanggil tegasan
mampatan.
Terdapat 3 jenis tegasan iaitu :-
Tegasan Tegangan (Tensile Stress)
Tegasan Mampatan (Compressive Stress) Tegasan Ricih (Shear Stress)
Tegasan bergantung kepada magnitud dan arah daya yang dikenakan serta luas keratan
rentas bahan tersebut. Tegasan ( ) ialah nisbah daya (P) per luas keratan rentas(A)
beban yang dikenakan P tegasan
,
luas keratan rentas A
Unit bagi tegasan ialah N / m
2.5.2 TERIKAN (Strain)
Keterikan ( ) ditakrifkan sebagai pemanjangan atau pemendekan yang berlaku bagi ukuran
seunit panjang bar.
Keterikan di beri : -
= –
=
=
Unit bagi terikan ialah N/m 2
2.5.3 KEANJALAN (Elasticity)
Keanjalan ialah sifat kemampuan bahan untuk kembali ke ukuran dan bentuk asalnya,
setelah daya luar dilepaskan. Sifat ini penting pada semua struktur yang mengalami beban
yang berubah-ubah. Spring merupakan contoh objek elastik, apabila spring dikenakan daya
pemulihan yang cenderung untuk kembali ke bentuk asal. Daya pemulih adalah secara umum
berkadar dengan regangan yang diterangkan oleh hukum Hooke.
2.5.4 KEKERASAN (Hardness)
Kekerasan adalah kemampuan sesuatu bahan untuk menahan kakisan. Kekerasan umumnya
diukur dengan ujian Brinell.
2.5.5 KETEGARAN (Stiffness)
Ketegaran adalah sifat yang didasarkan pada sejauh mana bahan mampu menahan
perubahan bentuk. Ukuran ketegaran sesuatu bahan adalah mengikut modulus elastiknya.
2.5.6 KELIKATAN (Ductility)
Keliatan adalah sifat suatu bahan yang memungkinkannya boleh dibentuk secara kekal
melalui perubahan bentuk yang besar tanpa kerosakan. Keliatan diperlukan pada batang atau
bahagian yang mungkin mengalami beban yang besar secara tiba-tiba, kerana perubahan
bentuk yang berlebihan akan memberikan tanda-tanda kerosakan.
2.5.7 KEBOLEHTEMPAAN (Malleability)
Kebolehtempaan adalah sifat suatu bahan yang bentuknya boleh diubah dengan memberikan
tegangan, misalnya tembaga, aluminium, atau besi tempa yang di tempa menjadi berbagai
bentuk atau yang digelek menjadi bentuk struktur atau lapisan.
2.5.8 KERAPUHAN (Toughness)
Kerapuhan adalah sifat suatu bahan yang memungkinkannya menyerap daya pada tegangan
tinggi tanpa patah, biasanya apabila melebihi had kekenyalan kerana di atas had kekenyalan,
tegangan akan menyebabkan perubahan bentuk kekal. Ukurun kerapuhan adalah jumlah daya
yang dapat diserap untuk setiap satu isipadu bahan, setelah bahan mengalami tegangan hingga
titik patah.
2.5.9 KEBOLEHMESINAN (Machinability)
Kebolehmesinan adalah kebolehan sesuatu bahan dibentuk menggunakan alat-alat mesin
seperti alat pemotong.
2.5.10 KEMULURAN (Creep)
Kemuluran ialah satu sifat fizik iaitu kebolehan untuk mengekalkan perubahan plastik tanpa
retakan atau patah. Sejenis bahan mulur adalah sebarang bahan yang alah dalam keadaan
tegasan ricih iaitu bertentangan dengan patah rapuh atau alah dalam keadaan tegasan normal.
2.5.11 KEKUATAN (Strength)
Kekuatan adalah kemampuan bahan untuk menahan tegangan tanpa kerosakan. Ukuran
kekuatan bahan adalah tegangan maksimumnya, atau daya yang terbesar per satu luas yang
dapat ditahan bahan tanpa patah.
2.5.12 KEKUATAN ALAH (Yield strength)
Kekuatan alah, atau titik alah, ditakrifkan dalam kejuruteraan sebagai jumlah tekanan yang
mampu ditampung bahan sebelum berubah dari bentuk anjal ke bentuk plastik.
2.5.13 MODULUS KEANJALAN (Young‟s modulus)
Pemalar dalam persamaan Hukum Hooke disebut sebagai Modulus Keanjalan atau Modulus
Young, E.
Oleh itu :-
tegasan
E = terikan
Unit E ialah unit tegasan iaitu N/m2.
Jadual 2.1 Nilai Modulus Young
Bahan Modulus Young (GN/ m2)
Keluli 200 – 220
Aluminium 60 – 80
Kuprum 90 – 110
Kayu 10
Jadual 2.1 menunjukkan nilai E bagi beberapa bahan kejuruteraan. Modulus Young
memberikan maklumat mengenai kekuatan bahan kerana nilai yang tinggi menunjukkan
E =
kecerunan graf tegasan melawan terikan yang besar. Oleh itu, beban yang tinggi diperlukan
untuk menghasilkan pemanjangan yang sama pada Rajah 2.12.
Rajah 2.12 Graf Tegasan Melawan Keterikan
Semakin besar nilai E sesuatu bahan, semakin bertambah kekuatan bahan tersebut.
2.5.14 NISBAH POISSON (Poisson ratio)
Nisbah Poisson ialah nisbah antara terikan sisi dengan terikan membujur yang dihasilkan
oleh tegasan tunggal.
y
x
y
y
x
b.
B
Tegasan ( )
Keterikan ( ) 0
P P
Rajah 2.13 Bar Yang Dikenakan Daya Tegangan
perubahan panjang L
Keterikan membujur , x = panjang asal = L
perubahan diameter d
Keterikan sisi, y = diameter asal d
Tanda negatif menunjukkan pengecilan. Pada kebiasaannya, pengecilan hanya ditemui pada
keterikan sisi.
keterikan sisi
Nisbah Poisson, = keterikan membujur
Bagi kebanyakan bahan kejuruteraan, nilai ialah antara 0.25 - 0.33.
Di ketahui bahawa, x = E
Oleh itu,
εy νεx
νσ
E
2.5.15 HUKUM HOOKE (Hooke‟s law)
Rajah 2.14 Hukum Hooke
Hukum Hooke menyatakan bahawa regangan spring berkadar langsung kepada daya yang
dikenakan ke atasnya jika daya tersebut tidak melebihi had kenyal spring. Hukum Hooke
benar untuk mampatan dan regangan bahan kenyal.
Rumus hukum Hooke ialah: F = kx
Dimana, F = Daya(N)
k = Pemalar spring (Nm-1) x = Regangan atau mampatan (m)
Bahan yang mempunyai nilai k yang lebih besar ialah bahan yang lebih tegar. Daya yang
lebih besar diperlukan untuk meregangkannya.
2.5.16 RASUK (Beam) Anggota struktur yang di rekabentuk bagi merintangi daya yang bertindak secara sisi
terhadap paksinya dipanggil rasuk. Rasuk adalah satu bar atau batang yang membawa beban
seperti yang digunakan di dalam bangunan, jambatan, mesin dan lain-lain. Apabila beban
dikenakan, rasuk akan menghasilkan momen lentur yang mengakibatkan rasuk melentur serta
daya ricih yang cuba mericihkan keratan rentas rasuk. Dalam merekabentuk sesuatu rasuk,
menentukan bentuk yang sesuai dari segi keselamatan dan juga ekonomi adalah penting.
Terdapat dua jenis rasuk mudah iaitu :-
a) Rasuk di sangga mudah (Simple Supported Beam)
Rasuk jenis ini, seperti yang ditunjukkan pada rajah 2.15, disokong oleh pin pada satu
hujung dan di hujung yang satu lagi oleh pengguling. Ciri terpenting sokongan pin ialah
menghalang rasuk tersebut dari beralih secara mendatar dan menegak tetapi tidak menghalang
ia dari berputar. Dengan itu sokongan pin boleh membina daya tindakbalas dengan komponen
mendatar dan menegak tetapi tiada tindakbalas momen. Di sokongan guling pula, ia boleh
merintangi daya tegak tetapi tiada daya mendatar.
Rajah 2.15 Rasuk Disangga Mudah
b) Rasuk julur (Cantilevers)
Rasuk jenis ini pula pada rajah 2.16 terbina atau terikat pada satu hujung sementara di
hujung yang satu lagi dibiarkan bebas. Pada hujung yang terikat itu, rasuk tidak boleh beralih
atau berputar manakala di hujung yang bebas kedua-dua pergerakan itu dibenarkan.
Rajah 2.16 Rasuk Julur
Beban yang sering ditemui dalam bidang kejuruteraan terdiri daripada :-
1. Beban tumpu (Concentrated Load)
Beban jenis ini bertindak ke atas satu keluasan yang terlalu kecil dan boleh dianggap
berlaku pada satu titik. Berat rasuk boleh dianggap sebagai beban tumpu yang bertindak di
pusat graviti iaitu di pertengahan rentang rasuk. Rajah 2.17 adalah rasuk disangga mudah
menanggung beban tumpu F1 dan F2. Terdapat tindak balas daya pada kedua-dua h
RB
Rajah 2.17 Rasuk disangga mudah yang menanggung beban tumpu
Rajah 2.18 adalah rasuk julur menanggung beban tumpu, F dan terdapat momen pada rasuk
yang terikat pada dinding.
F1 F2
Rajah 2.18 Rasuk Julur Yang Menanggung Beban Tumpu
2. Beban teragih seragam (Uniformly Distributed Load)
Beban jenis ini boleh dianggap bertindak di keseluruhan panjang rasuk atau sebahagian
darinya dan diagihkan secara seragam (Rajah 2.19 & Rajah 2.20). Nilai beban ini diberi dalam
bentuk kN/m. Contohnya jika w = 50 kN/m, bermakna bagi setiap meter panjang rasuk itu ia
membawa beban sebanyak 50 kN dan jika panjang rasuk tersebut 2 m maka jumlah
keseluruhan beban ialah 2 x 50 kN = 100 kN. Berat rasuk juga boleh dianggap sebagai beban
teragih seragam. Contoh jenis beban ini ialah seperti beban yang ditanggung oleh bumbung
atau atap, lantai bangunan atau beban yang disokong oleh tangki air.
w kN/m
F
M
L
R A R B
Rajah 2.19 Rasuk disangga mudah yang menanggung beban teragih seragam
w
kN/
m
Rajah 2.20 Rasuk julur menanggung beban teragih seragam.
2.6 BAHAN (Material)
Bahan memainkan peranan penting dalam memastikan kesempurnaan produk. Oleh kerana
itu, kajian tentang bahan dan sifat-sifat bahan perlu dilakukan. Antara bahan-bahan yang
sesuai digunakan untuk projek ini ialah :-
2.6.1 KELULI KARBON BIASA (Carbon Steel)
Keluli karbon biasa boleh ditakrifkan sebagai aloi besi dan karbon yang mengandungi
kurang daripada 1.7% karbon. Keadaan yang sebenar menunjukkan kandungan yang melebihi
1.4% karbon jarang sekali terdapat pada keluli dan terdapat unsur-unsur lain seperti mangan
(Mn), sulfur (S) dan fosforus (P).
Keluli karbon biasa di bahagikan kepada 3 kumpulan, iaitu
:- 1. Keluli Karbon Rendah (Low Carbon Steel)
Keluli ini mengandungi kurang daripada 0.3 % C.
a) Keluli Lembut Mati (Dead Mild Steel)
Kategori keluli yang mengandungi 0.05 – 0.10 karbon ini biasanya didapati dalam bentuk
kepingan, jalur, rod, wayar dan tiub yang dihasilkan daripada kerja sejuk dan kerja panas.
Ianya juga didapati dalam keadaan yang telah di sepuh lindap. Keluli ini mempunyai
kemuluran yang tinggi, sesuai untuk tarikan dalam (deep drawing) tetapi kekuatannya adalah
rendah. Kegunaannya adalah untuk membuat badan kenderaan, peti sejuk, mesin basuh,
perabot, rivet dan paku.
b) Keluli Karbonan (Carburising Steel)
Kategori keluli yang mengandungi 0.1 - 0.2% karbon merupakan keluli yang mempunyai
kekuatan dan ketegaran yang rendah, tetapi permukaan yang keras. Permukaannya juga boleh
merintang air dengan sifat terasnya yang liat. Kemulurannya menjadikannya sukar untuk di
mesin dengan cepat melainkan kandungan MnS di tingkatkan dengan menambah sulfur 0.2 –
0.3% dan Mn 1%.
c) Keluli Lembut Pembinaan
Keluli ini mengandungi 0.2 – 0.3% karbon. Apabila kandungan karbon di tingkatkan
sehingga 0.3%, kekuatannya meningkat dan sesuai untuk tujuan pembinaan, tetapi
kemulurannya menurun. Ianya mempunyai kualiti fabrikasi yang sangat baik dengan itu
mudah untuk di kimpal dan di kerja sejuk atau panas. Keluli ini juga di gelek panas untuk
dijadikan kepingan bagi membuat dandang, kapal dan kenderaan. Dalam bentuk galang,
gelegar, alur dan sebagainya ianya digunakan untuk membuat jambatan dan bangunan.
Biasanya digunakan setelah di gelek panas.
2. Keluli Karbon Sederhana (Medium Carbon Steel)
Keluli ini biasa di keras-kuenc dan di bajakan sepenuhnya supaya kekuatannya adalah lebih
baik dengan mempunyai keliatan yang maksima. Digunakan untuk membuat aci, gear dan aci
engkol. Keluli yang mengandungi 0.4 – 0.5% karbon boleh dikeraskan dengan proses
pemanasan setempat dan dikuenckan.
3. Keluli Karbon Tinggi (High Carbon Steel)
Keluli karbon tinggi biasanya dikeras-kuenckan dan dibajakan dengan ringan untuk
mendapatkan kekerasan yang tinggi dengan keliatan yang terhad. Digunakan untuk membuat
alat pemotong yang kurang mahal dan dikenali sebagai “Carbon Tool Steel”. Keluli yang
mengandungi 0.6 – 0.8% karbon biasanya digunakan untuk membuat acuan, spring, kabel
pengikat dan roda keretapi.
Had-had keluli karbon biasa :-
1. Kekuatan tegangan maksima ialah 700 N/mm².
2. Komponen-komponen yang besar sukar untuk dikeraskan dengan berkesan dengan itu
terhad untuk bahagian-bahagian yang kecil.
3. Melindap-kejut (kuenc) dengan air menghasilkan kekerasan yang sepenuhnya tetapi
terdedah kepada herotan dan retakan.
4. Jika dilembutkan dengan cepat pada suhu 300°C, kegunaanya terhad untuk memotong
logam dengan kelajuan yang tinggi.
5. Mempunyai daya rintangan yang rendah kepada kakisan dan pengoksidaan pada suhu
yang tinggi.
2.6.2 KELULI ALOI (Alloy Steel)
Keluli yang mengandungi lebih daripada 1.0% elemen-eleman lain selain daripada karbon
dan besi. Tujuan utama ialah untuk mempertingkatkan mutu dan sifat-sifat keluli supaya ianya
mudah diubahsuai dengan di beri rawatan haba dengan lebih sempurna.
Penambahan elemen-elemen pancalogam (aloi) boleh menghasilkan sifat-sifat berikut :-
1. Menambahkan kekuatan tegangan.
2. Menambahkan kekerasan dan keliatan bahan.
3. Pengubahsuaian suhu kritikal bagi keluli tersebut. Suhu kritikal adalah suhu maksima
dan minima bagi keluli untuk dilindap kejutkan di dalam proses pengerasan.
4. Menambahkan rintangan terhadap kehausan.
5. Mengekalkan kekerasan keluli sewaktu ianya merah (red hardness).
6. Meninggalkan rintangan terhadap kakisan.
7. Membolehkan pembajaan dilakukan pada suhu yang lebih tinggi di samping
mengekalkan sifat kekuatan dan kemuluran.
Keluli aloi boleh dikelaskan kepada beberapa jenis iaitu :-
1. Keluli Aloi Rendah (Low Aloy Steels)
Mempunyai struktur yang menyerupai keluli karbon setelah ianya menjalani rawatan haba.
Mengandungi 3 – 4% aloi dan satu atau lebih elemen aloi yang ditambahkan untuk
memperbaiki kekuatan, keliatan, dan kebolehan di keraskan. Penggunaannya sama seperti
keluli karbon yang mempunyai kandungan karbon yang sama.
2. Aloi Tinggi (High Aloy Steels)
Keluli aloi tinggi terbahagi kepada 5, iaitu :-
3. Keluli Perintang Haba (Thermal Resistor Steels)
Keluli ini mempunyai kekerasan yang sangat tinggi dan digunakan untuk kerja-kerja
memotong pada suhu yang tinggi. Bahan alat pemotong sukar menghaus di suhu tinggi dan
liat untuk menahan beban hentakan.
4. Keluli Alat dan Acuan (Tool and Die Steels)
Keluli ini digunakan untuk memotong, mericih, membentuk, menggelek dan menempa di
mana setiap satunya memerlukan kekerasan, kekuatan, rintangan haus dan haba. Keluli ini
mengandungi 0.6 – 1.5% C. Unsur-unsur pancalogam dicampurkan untuk menambahkan
kekuatan dan rintangan kehausan terbentuknya karbaid, dan mengekalkan kekerasan keluli di
suhu-suhu tinggi.
5. Keluli Pembinaan (Construction Steels) Keluli ini bersifat liat dan kuat serta
digunakan pada peralatan mesin yang bertegasan tinggi.
6. Keluli Tahan Karat (Stainless Steels)
Elemen pancalogam utama ialah kromium (Cr) bagi membolehkan keluli mempunyai sifat
tahan kakisan. Bagi rintangan kakisan lengkap, kandungan Cr mesti lebih daripada 11%.
7. Keluli Magnet (Magnetic Steels)
Keluli ini dibentuk dalam dua keadaan samada bermagnet keras yang digunakan untuk
menghasilkan magnet kekal atau bemagnet lembut yang digunakan untuk menghasilkan
magnet sementara.
2.6.3 BESI TUANG (Cast Irons)
Besi tuang merupakan gred besi jongkong terpilih, yang dileburkan semula dan dituang
dalam acuan pasir. Kandungan karbon besi tuang secara umumnya adalah di antara 2 – 4%.
Walaubagaimanapun gred normal besi tuang tidak begitu kuat dan agak rapuh, namun besi
tuang digunakan dengan meluas sebagai bahan kejuruteraan kerana mudah dilebur dan di
tuang, keboleh mesinan yang sangat baik dan dengan muatan rendaman yang tinggi.
Besi tuang mempunyai takat lebur di antara 1150°C - 1250°C menghasilkan tuangan yang
baik. Besi tuang mempunyai rintangan kehausan dan keupayaan kelembapan yang baik.
Terdapat 5 elemen asas yang penting dalam besi tuang yang mempengaruhi sesuatu sifat besi
tuang di antaranya silikon, manganese, sulfur, fosforus dan karbon. Kandungan karbonnya
lebih banyak berbanding keluli.
Terdapat beberapa jenis besi tuang, iaitu :-
a) Besi Tuang Putih (White Cast Iron)
Besi Tuang ini seluruh karbonnya berupa sementit sehingga mempunyai sifat sangat keras.
Mikrostrukturnya terdiri daripada karbida yang menyebabkan berwarna putih. Besi tuang
putih mempunyai sifat-sifat seperti keliatan rendah, kekerasan yang tinggi, ketahanan arus
yang baik, mampu menampung tegasan tinggi. Rajah 2.21 menunjukkan struktur mikro besi
tuang putih.
Rajah 2.21 Struktur mikro besi tuang putih
b) Besi Tuang Kelabu (Grey Cast Iron)
Jenis besi tuang ini sering dijumpai kerana sekitar 70% besi tuang berwarna abu-abu.
Mempunyai grafit yang berbentuk menyerpih (flake). Sifat dari besi tuang ini kekuatan
terikannya tidak begitu tinggi dan ketulenannya rendah sekali (Nil Ductility). Rajah 2.22
menunjukkan struktur mikro besi tuang kelabu.
Rajah 2.22 Struktur mikro besi tuang kelabu
c) Besi Tuang Boleh Tempa (Malleable Cast Iron)
Besi tuang jenis ini di buat daripada besi tuang putih dengan melakukan proses rawatan
haba kembali yang tujuannya menguraikan seluruh gumpalan graphit (Fe3C) menjadi matriks
„Ferrite‟, „Pearlite‟ dan „Martensite‟. Mempunyai sifat yang mirip dengan baja. Rajah 2.23
menunjukkan struktur mikro besi tuang boleh tempa
Rajah 2.23 Struktur mikro besi tuang boleh tempa
d) Besi Tuang Bernod (Node Cast Iron)
Rajah 2.24 Struktur mikro besi tuang bernod
Besi ini adalah paduan besi tuang kelabu. Ciri besi tuang ini berbentuk graphit “flake”
dimana hujung–hujungnya berbentuk takikan yang mempunyai pengaruh terhadap keteguhan,
ketulenan & kekuatan. Oleh kerana untuk menjadi lebih baik, maka graphit tersebut berbentuk
bola (Spheroid) dengan menambahkan sedikit unsur lain. Olej kerana besi tuang ini
mempunyai ketulenan yang tinggi, maka besi tuang ini dikategorikan “Ductile Cast Iron”.
Rajah 2.24 menunjukkan struktur mikro besi tuang bernod.
2.7 PRINSIP
2.7.1 PRINSIP ASAS HIDRAULIK
Terdapat empat prinsip asas 34ystem hidraulik, iaitu :-
1. Cecair tidak mempunyai bentuk
Cecair akan mengikut bentuk bekas atau saluran paip yang diletakkan. Oleh itu ia sesuai
digunakan untuk penghantaran daya dalam 35ystem hidraulik yang mempunyai reka bentuk
yang rumit.
2. Cecair tidak boleh dimampatkan
Tekanan yang dikenakan pada bendalir akan dipindahkan dari satu tempat ke tempat yang
lain berdasarkan jumlah daya yang di kenakan pada bendalir tersebut.
3. Cecair boleh memindahkan tekanan ke semua arah
Konsep prinsip Pascal di aplikasikan pada 35ystem hidraulik yang bercabang yang
memerlukan tekanan yang sama bagi semua arah pada satu masa yang sama ketika 35ystem
sedang beroperasi.
4. Cecair mampu melakukan kerja-kerja berat
Sistem hidraulik boleh melakukan kerja-kerja berat walaupun mempunyai rekabentuk yang
kecil dan ringkas. Ini dapat menjimatkan penggunaan cecair hidraulik dalam 35ystem.
2.7.2 CONTOH SISTEM HIDRAULIK
Contoh yang paling mudah untuk memahami prinsip asas sistem hidraulik adalah pada
sistem brek hidraulik kenderaan, di mana cecair hidraulik dapat memenuhi dan mengikut
bentuk saluran sistem brek tersebut. Ia juga dapat memindahkan tekanan yang wujud dalam
bendalir tersebut apabila daya dikenakan. Tekanan tersebut akan diagihkan sama rata dalam
sistem brek hidraulik kenderaan sesuai dengan konsep prinsip Pascal.
Jika dilihat pada sistem brek tersebut, rekabentuknya adalah kecil, ringkas serta memerlukan
jumlah isipadu bendalir yang sedikit tetapi mampu memberhentikan sesebuah kenderaan.
2.7.3 SISTEM KAWALAN HIDRAULIK
Sistem kawalan hidraulik ialah satu sistem yang menggunakan bendalir untuk menghasilkan
daya atau tenaga, untuk menjalankan sesuatu kerja yang berat. Sistem ini banyak digunakan di
dalam industri automotif seperti sistem kuasa, sistem brek, kren, jek kenderaan, dan
sebagainya. Bendalir yang biasa digunakan dalam sisitem hidraulik ini adalah minyak.
2.7.4 PRINSIP PASCAL
Prinsip Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan ke atas suatu cecair boleh
dipindahkan ke seluruh cecair itu secara seragam.
Rajah 2.25 menunjukkan contoh pengiraan prinsip Pascal. Daya F1 bernilai 4.41 N yang
dikenakan pada silinder 1 yang mempunyai luas permukaan 25.4 mm2 boleh menaikkan
beban seberat 44.15 N dengan keluasan permukaan 254 mm2.
Rajah 2.25 Prinsip Pascal
2.7.5 JEK HIDRAULIK
Jek hidraulik menggunakan bendalir tidak mampat yang ditekan ke dalam silinder oleh pam
pelocok. Apabila silinder itu menarik, ia mengeluarkan minyak dari takungannya melalui satu
injap semakan sedutan ke dalam kebuk pam. Apabila pelocok itu menuju ke depan, ia
menolak minyak itu melalui injap semakan keluar ke dalam silinder. Bola injap sedutan yang
berada di dalam kebuk akan terbuka setiap kali pergerakan pelocok. Bola injap keluar yang
berada di luar kebuk akan terbuka bila minyak di tolak ke dalam silinder. Pada masa ini, bola
sedutan di dalam kebuk di paksa menutup dan tekanan minyak akan terbina di dalam silinder.
a. Jek botol (Bottle Jack)
F 2
F 1
A 1 = 25.4 mm 2 A 1 = 254 mm
2
Rajah 2.27 Jek botol
Jek jenis ini banyak digunakan oleh kenderaan–kenderaan berat kerana jek jenis ini
merupakan jek yang sesuai dan mampu mengangkat beban sehingga 20 Tan terutama semasa
proses menukar spring daun sesebuah lori. Kelemahan jek jenis ini adalah keluasan tapak
“lifter” yang kecil menyebabkan kestabilan pada jek ini adalah rendah. Selain itu, jek jenis ini
sering menghadapi masalah kebocoran pada saluran pelepas tekanan (release pressure). Ini
kerana kekunci pada saluran ini kerap digerakkan menyebabkan kehausan pada “seals”.
Secara tidak langsung ciri keselamatan jek ini adalah rendah. Namun, kendalian jek ini tidak
menggunakan ruang kerja yang besar.
Rajah 2.28 Komponen utama jek botol
1. Injap pelepas
2. Takung bendalir
3. Silinder utama
4. Omboh utama
5. Saluran aliran
6. Omboh pam
7. Silinder pam
8. Injap sehala
9. Bendalir
10. Tuil
BAB 3
3.1 PENGENALAN
Dalam bab ini, dinyatakan tentang perancangan projek pengubahsuaian, kaedah kajian, dan
beberapa konsep cadangan pemilihan barangan projek. Untuk melaksanakan projek ini,
pelbagai proses dilakukan sebelum projek ini dibina. Ia bertujuan untuk memastikan projek
yang dijalankan dapat memberikan hasil yang terbaik dan memuaskan. Pelbagai pemerhatian
dan perancangan dilakukan dalam membuat pilihan bagi menentukan projek “Hydraulic Coil
Spring Compressor” dibina dengan berpandukan sumber yang diperolehi.
3.2 MENCARI DAN MEMILIH TAJUK
Proses ini merupakan langkah awal yang mesti dilakukan sebelum memulakan langkah
kerja yang seterusnya. Tujuan utama projek akhir ini dilaksanakan ialah untuk memanfaatkan
segala ilmu yang telah dipelajari daripada segi teori dan praktikal. Projek dan tajuk yang
dipilih perlu bersesuaian dan berkait dengan kursus Diploma Kejuruteraan Mekanikal
(Automotif).
Sebelum pemilihan projek dijalankan, pelbagai idea telah disumbangkan oleh ahli kumpulan
dan penyelia. Hasil daripada gabungan kreativiti idea itu, pemilihan tajuk bagi perlaksanaan
projek yang mudah, terbaik dan menepati Modul J5012 dapat dilakukan. Tajuk projek yang
dipilih perlulah berinovasi dan dapat mengatasi kelemahan yang terdapat pada produk sedia
ada pada masa kini. Setelah pelbagai jenis tajuk dikemukakan semasa perbincangan bersama
penyelia, pemilihan tajuk “Dual Coil Spring Compressor” telah dipersetujui kerana
bersesuaian dan mampu dilakukan.
Setelah tajuk projek ditetapkan, kajian dan analisis ringkas dilakukan bagi mengetahui
kebaikan dan kelemahan projek setelah memilih tajuk projek tersebut. Kajian yang dilakukan
adalah berdasarkan faktor penting seperti kos, penggunaan bahan, peralatan yang ingin
digunakan dan sebagainya. Hal ini penting kerana untuk mengelakkan berlakunya
masalahmasalah yang tidak diingini berlaku semasa perlaksanaan projek dilakukan.
3.3 DRAF PELAKSANAAN PROJEK
Draf projek merupakan perancangan perlaksanaan atau prosedur yang telah dilakukan secara
berperingkat dari awal sehingga siapnya projek tersebut. Prosedur atau perancangan ini dapat
diterangkan pada carta alir. Dalam melaksanakan projek ini, beberapa proses atau kaedah
yang digunakan ialah :
Perancangan dan pengubahsuaian
Mengkaji tentang produk sedia ada bagi mencari kelemahan dan mewujudkan
inovasi bagi produk tersebut.
Membuat kajian dan membuat analisis tentang bahan yang sesuai digunakan untuk
membuat kerangka dan mencari rekabentuk yang sesuai.
Mencari rekabentuk mekanisme pergerakan yang sesuai.
Menyenaraikan peralatan bahan dan kos
Menyenaraikan peralatan, bahan, dan kos bagi membina sebuah „Hydraulic Coil
Spring Compressor‟.
Proses pembuatan
Melibatkan proses-proses pertukangan seperti menggegas, memotong, mengimpal,
mencanai, menggerudi, mengecat, kemasan dan sebagainya.
Proses pemasangan
Proses yang melibatkan pemasangan semua komponen yang telah siap di kimpal
dan di ubahsuai seperti pemegang spring, pemegang penyerap hentak, dan
sebagainya.
3.4 Carta Alir
Rajah 3.1 Carta alir perlaksanaan projek
Pemilihan Tajuk
Menentukan Masalah
Pemerhatian
A
Pembelian Bahan
B
Pengujian
Produk
Kekemasan
Tamat
Lulus Gagal
Keputusan
Mula
Rajah 3.2 Carta alir A
Rajah 3.3 Carta alir B
Lakaran Awal
Pengiraan Produk
Rekabentuk Akhir
Pemilihan Bahan
Pembelian Bahan
A
Pembinaan Rangka
Pemasangan
Roda
Pemasangan
Pemampat
Pemasangan
Pemegang
Pemasangan Jack
Kemasan
Akhir
B
3.5 Lakaran awal
Lakaran 1
Rajah 3.4 Lakaran produk 1
3.6 Idea konsep
Dalam ruangan idea konsep, perbandingan antara idea dan bahan dilakukan bagi membina
projek.
3.6.1 Rekabentuk projek Beberapa perbandingan antara idea rekabentuk projek dilakukan bagi menentukan
rekabentuk yang sesuai untuk projek ini.
1. Kerangka
Kerangka merupakan tunjang sesebuah produk. Berpandukan kerangka, bahagianbahagian
lain dapat dibuat dengan mudah.
IDEA 1 IDEA 2 IDEA 3
Jadual 3.1 Pemilihan kerangka projek
CIRI - CIRI
IDEA BIL.TIANG
KOS
PEMBINAAN
SAIZ
TAPAK KESTABILAN
IDEA 1 2 Murah Kecil Stabil
IDEA 2 2 Sederhana Sederhana Stabil
IDEA 3 2 Sederhana Besar Lebih Stabil
Idea 1 mempunyai 2 tiang, saiz tapak yang besar, dan kos pembinaan yang agak mahal. Idea
2 pula mempunyai 1 tiang, saiz tapak yang sederhana, dan kos pembinaan yang murah. Idea 3
juga mempunyai 1 tiang, saiz tapak yang kecil, kos pembinaan yang murah dan lebih stabil
kerana pada bahagian tapak akan dimatikan pada lantai.
Melalui perbincangan, kerangka dibina mengikut rekabentuk pada Idea 2. Hal ini kerana kos
pembinaannya yang rendah dan oleh kerana tapaknya yang tidak dimatikan, maka pengguna
boleh mengalihkannya mengikut keselesaan.
2. Penahan spring absorber
Penahan spring gegelung merupakan komponen yang diletakkan pada bahagian atas
kerangka. Fungsi penahan spring ialah untuk menahan dan memegang spring untuk proses
mampatan.
IDEA 1 IDEA 2 IDEA 3
Jadual 3.2 Pemilihan penahan spring absorber
Rekabentuk Idea 3 telah menjadi pilihan untuk digunakan dalam projek ini kerana
rekabentuknya yang mudah untuk dibina berbanding dengan rekabentuk Idea 2. Selain itu,
CIRI - CIRI
IDEA KESELAMATAN REKABENTUK
KOS
PEMBINAAN
IDEA 1 Sederhana Mudah Sederhana
IDEA 2 Sederhana Rumit Mahal
IDEA 3 Rendah Mudah Sederhana
jika dibandingkan dengan Idea 2, Idea 3 adalah lebih selamat digunakan dan sesuai kerana
mempunyai penghadang dan cangkuk.
3. Pemegang penyerap hentak
Pemegang penyerap hentak merupakan komponen yang akan diletak pada bahagian tengah
tiang. Fungsi komponen ini ialah untuk memegang batang penyerap hentak disamping
menjadi pemampat.
IDEA 1 IDEA 2 IDEA 3
Jadual 3.3 Pemilihan pemegang penyerap hentak
Pemilihan rekabentuk yang sesuai adalah pada Idea 1. Idea 1 mempunyai skru yang akan
mengepit batang penyerap hentak seperti pada Idea 2, namun memandangkan Idea 1
mempunyai penghadang, jadi pemilihan Idea 1 adalah tepat kerana lebih selamat. Idea 3 pula
CIRI - CIRI
IDEA KESELAMATAN REKABENTUK
KOS
PEMBINAAN
IDEA 1 Kurang Mudah Murah
IDEA 2 Kurang Sederhana Murah
IDEA 3 Sederhana Sukar Mahal
mempunyai ciri-ciri keselamatan namun kedudukan batang penyerap hentak tidak akan
menjadi kemas dan boleh bergerak.
3.6.2 Lakaran akhir
3.6.3 Peralatan dan bahan Peralatan dan bahan dibandingkan bagi memastikan kesesuaiannya untuk kegunaan projek.
Bahan kerangka dan komponen :
Hal ini kerana keluli ini mempunyai kemuluran, ketegaran yang tinggi dan kemampuannya
untuk menahan tegasan maksima 700 N/mm2. Penggunaan keluli lembut untuk membuat
badan kenderaan, membuktikan bahawa bahan ini sesuai digunakan untuk tiang produk kerana
mampu menampung beban yang tinggi. Selain itu, kos untuk mendapatkan keluli lembut
adalah lebih murah. Besi tuang merupakan besi yang dileburkan semula dan dibentuk
menggunakan acuan. Besi tuang mempunyai rintangan kehausan dan keupayaan kelembapan
yang baik, kebolehmesinan yang sangat baik dan muatan rendaman yang tinggi. Namun, besi
ini memerlukan kos yang tinggi dan sukar didapati menyebabkan besi jenis ini kurang sesuai
untuk dipilih. Keluli tahan karat pula mempunyai sifat tahan kakisan yang tinggi namun
kosnya yang tinggi menyebabkan bahan ini tidak menjadi pilihan.
a. Tiang
Iron Cast Stainless Steel Mild Steel
Jadual 3.4 Pemilihan bahan kerangka
Ciri - ciri
Bahan
Kos pembinaan
Ketegaran
Kemuluran
Ketegasan
Iron cast Mahal Tinggi Tinggi Tinggi
Mild steel Murah Tinggi Tinggi Tinggi
Stainless steel Mahal Rendah Rendah Tinggi
Pemilihan bahan untuk tapak tidak terlalu dititikberatkan kerana tapak hanya digunakan
untuk menambahkan kestabilan produk namun bahan perlulah mampu menahan tegasan
daripada proses mampatan pegas. Oleh kerana itu, bahan yang digunakan untuk membina
tapak ialah plat keluli lembut sama jenis bahan dengan tiang. Bahan ini mampu menahan
tegasan yang tinggi dan mempunyai kemuluran yang baik. Besi tuang tidak digunakan dalam
pemilihan tapak kerana kosnya yang tinggi. Seperti besi tuang, keluli tahan karat juga
mempunyai kos yang tinggi walaupun mempunyai kemasan yang baik.
c. Komponen
Jadual 3.6 Pemilihan bahan komponen
Iron Cast Mild Steel Stainless Steel
b. Tapak
Jadual 3.5 Pemilihan bahan tapak
Iron Cast Mild Steel Stainless Steel
CIRI - CIRI
BAHAN KOS KETEGASAN KEMULURAN KETEGARAN
Iron cast Mahal Tinggi Tinggi Tinggi
Mild steel Murah Tinggi Tinggi Tinggi
Stainless steel mahal Tinggi Rendah Rendah
CIRI-CIRI KOS
KEMULURAN KETEGASAN KETEGARAN
BAHAN PEMBINAAN
Iron cast Mahal Tinggi Tinggi Tinggi
Mild steel Murah Tinggi Tinggi Tinggi
Stainless steel Mahal Rendah Tinggi Rendah
Berdasarkan lakaran rekabentuk yang telah dibuat, plat keluli lembut dipilih. Pada asalnya,
besi tuang dipilih kerana mudah untuk dibentuk yang memberi kelebihan pada rekabentuk
yang sukar, namun oleh kerana kosnya yang tinggi dan sukar didapati maka bahan tersebut
perlu diketepikan. Keluli tahan karat pula mempunyai kemasan yang baik namun adalah tidak
sesuai untuk dipilih.
2. Jek hidraulik
Jek lantai kecil Jek botol Jek lantai besar
Dalam pemilihan jek hidraulik yang sesuai digunakan dalam pembinaan produk, jek botol
telah di pilih. Hal ini kerana jek botol tidak memerlukan ruangan yang besar. Seperti jek-jek
hidraulik yang lain, jek botol mempunyai pelbagai jenis mengikut berat yang mampu
ditampungnya.
Jadual 3.7 Pemilihan jek hidraulik
CIRI - CIRI
BAHAN
RUANG YANG
DIPERLUKAN KOS
Jek lantai Besar Murah
Jek botol Kecil Murah
Jek lantai besar Besar Mahal
3.7 Pengiraan
3.7.1 Pemilihan jek
1. Pemalar spring, k
Maklumat yang di perolehi,
Diameter wayar, d = 0.014m
Modulus kericihan besi, G = 80 GPa = 80×109
Pa
Bilangan gegelung, N = 7
Diameter spring, D = 0.144 m
Menggunakan formula pemalar spring, k =
= 18.378 × 103
2. Daya spring, F
Diketahui bahawa,
x = 0.33m - 0.25 m =
0.08m k = 18.378 x 103
Menggunakan formula Hukum Hooke, F = kx
= (18.378 x 103) x (0.08)
= 1470.24 N
= 1.47 kN
3.7.2 Faktor keselamatan
1. Daya maksimum spring, Fmax Modulus Young, E = 210 GPa
Diameter luar spring, D = 0.144 m
Diameter wayar spring, d = 0.014m
Panjang spring bebas, L = 0. 33m
Bilangan wayar, N = 7
Nisbah Poisson, γ= 0.3
Daya maksimum, F
= 5.851 kN
2. Faktor keselamatan
Daya maksimum, Fmax = 5.851 kN
Daya dikenakan, F = 1.47 kN
Faktor Keselamatan
= 3.98 atau 4.0
3.8 Prosedur dan langkah perlaksanaan projek
Menerangkan tentang proses-proses untuk membina produk. Proses ini dilakukan oleh
orang yang mahir dan diiktiraf bagi memastikan kesempurnaannya.
3.8.1 Proses pembinaan kerangka
Proses membina kerangka utama ini menggunakan sambungan kimpalan arka dengan
menggunakan elektrod jenis E6013 bagi menyambungkan tiang dengan tapak. Kimpalan arka
digunakan kerana kimpalannya kukuh dan kuat untuk menampung beban. Pada tiang
kerangka, di buat beberapa lubang menggunakan gerudi yang bertujuan sebagai lubang
penyendal bertujuan untuk memasukkan bolt bagi mematikan pergerakan penghadang spring
dan pemegang spring.
Mengimpal besi untuk membuat tapak binaan projek
Mengimpal besi untuk membentuk tiang tapak binaan projek
Memotong beberapa batang besi dan (grinder) permukaan besi untuk membentuk
sebagai penyokong tiang.
Mengimpal tapak besi penyokong pada tiang untuk mengukuhkan batang tiang projek.
3.8.2 Proses pembinaan komponen
Setelah selesai pembinaan kerangka, kerja-kerja pembinaan komponen seperti penahan
spring, dan pemegang penyerap hentak dimulakan. Penahan spring dan pemegang penyerap
hentak dibina. Setelah selesai dipotong, plat tersebut dikimpalkan dengan penggerak (slider)
menggunakan kimpalan arka dengan elektrod jenis E6024. Penggerak ialah komponen yang
akan diletakkan dan mengelilingi tiang dengan tujuan untuk menggerakkan penahan spring
dan pemegang penyerap hentak. Pada penggerak dibuat satu lubang menggunakan mesin
gerudi yang selari dengan lubang pada tiang. Jek botol hidraulik dikimpal pada bahagian
tapaknya.
Memotong plat besi untuk membuat bentuk U untuk berfungsi sebagai
penahan spring absorber ketika dimampat,setelah dipotong kepingan U
tersebut digrinder terlebih dahulu sebelum dikimpal bersama pemegang.
Menanda titik-titik dengan ukuran yang spesifik pada tiang pemegang,selepas
siap menanda proses menebuk akan dilakukan
3.8.3 Proses pemasangan
Proses pemasangan dilakukan setelah proses membina kerangka dan komponen selesai.
Pemasangan komponen pada kerangka utama dilakukan bermula dari komponen bawah
hingga ke atas berpandukan lakaran rekabentuk yang telah dibuat. Pada bahagian bawah, di
pasang jek botol terlebih dahulu. Jek botol yang telah di ubahsuai pada bahagian tapak
diletakkan dengan menggelongsorkannya tapaknya memasuki ruang yang ada pada atas tapak.
Kemudian, bahagian pemegang penyerap hentak dimasukkan ke dalam tiang dan berada di
atas jek. Di bahagian teratas produk, di pasang pemegang spring. Pemegang spring boleh
dilaraskan mengikut kesesuaian tinggi penyerap hentak dan roda pada rangka projek.
Mengimpal empat biji roda pada tapak binaan projek untuk memudahkan pergerakan
bahan.
Grinder permukaan plat besi, mengimpal bahagian plat besi untuk membuat pemegang
pada plat besi tersebut, bagi proses pemasangan bahagian
3.8.4 Proses kekemasan
Proses kekemasan adalah proses terakhir dilakukan setelah projek siap di bina dan diuji
keberkesanannya. Proses kekemasan dilakukan untuk memastikan tiada kecacatan pada projek, dan
menjadikan projek lebih menarik. Proses kekemasan yang dilakukan adalah membuang lebihan-lebihan
besi yang yang terdapat pada projek akibat daripada proses pemotongan dan kimpalan. Permukaan
projek kemudian diratakan dan dilicinkan sebelum kerja mengecat dilakukan. Kerja mengecat dilakukan
supaya projek yang telah siap akan kelihatan kemas dan menarik di samping mengelakkan produk
daripada berkarat.
Proses akhir adalah menggrinder permukaan yang karat dan mencuci bahan projek, biarkan
kering seketika sebelum melakukan proses mengecat.
Proses mengecat komponen projek
Selepas selesai mengecat,biarkan seketika di tempat yang panas untuk keringkan.
3.8.5 Proses Pembetulan / Pengubahsuaian
Terdapat masalah yang kami alami pada projek kami iaitu ukuran pada penahan spring
absorber agak besar dari daripada saiz absorber, disebabkan itu kami terpaksa mengimpal plat
tambahan pada penahan spring absorber.
Proses mengimpal plat tambahan pada bahagian penahan spring absorber
Proses menguji spring absorber pada projek dual spring coil compressor yang telah
siap
3.9 Gambar produk yang telah siap
Rajah 3.9 Gambar produk