1

BAB I

PENDAHULUAN

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.

2

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.

3

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 1 spring penyerap hentak

Alat ini hanya menampung spring penyerap hentak 2 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 pemampat spring gegelung penyerap

hentak jenis hidraulik (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.

4

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.

5

BAB 2

KAJIAN LITERATURE

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.

6

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’

7

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

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

8

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.

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.

9

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.

10

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.

11

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.

12

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.

13

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

14

X

P 1.1.1.1.a.1 P

Luas A

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.

15

Rajah 2.11 Daya dalaman pada keratan XX

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)

A

P ,

rentaskeratan luas

dikenakan yang bebantegasan

Unit bagi tegasan ialah N / m

P P P P

16

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/m2

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.

17

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.

18

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 :-

E = terikan

tegasan

E =

19

Unit E ialah unit tegasan iaitu N/m2.

Jadual 2.1 Nilai Modulus Young

Jadual 2.1 menunjukkan nilai E bagi beberapa bahan kejuruteraan. Modulus Young

memberikan maklumat mengenai kekuatan bahan kerana nilai yang tinggi menunjukkan

kecerunan graf tegasan melawan terikan yang besar. Oleh itu, beban yang tinggi diperlukan

untuk menghasilkan pemanjangan yang sama pada Rajah 2.12.

Bahan Modulus Young (GN/ m2)

Keluli 200 – 220

Aluminium 60 – 80

Kuprum 90 – 110

Kayu 10

20

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

y

x

b.

B

Tegasan ()

Keterikan () 0

21

y

x

P P

Rajah 2.13 Bar Yang Dikenakan Daya Tegangan

Keterikan membujur , x =

asal panjang

panjangperubahan

= L

L

Keterikan sisi, y =

d

d

asaldiameter

diameterperubahan

Tanda negatif menunjukkan pengecilan. Pada kebiasaannya, pengecilan hanya ditemui pada

keterikan sisi.

Nisbah Poisson, =

membujurketerikan

sisiketerikan

22

Bagi kebanyakan bahan kejuruteraan, nilai ialah antara 0.25 - 0.33.

Di ketahui bahawa, x = E

Oleh itu,

xy νεε

E

νσ

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.

23

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.

24

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 hujung penyokong untuk

keseimbangan daya.

25

RA 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.

F

M

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

F1 F2

26

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

Rajah 2.19 Rasuk disangga mudah yang menanggung beban teragih seragam

w kN/m

Rajah 2.20 Rasuk julur menanggung beban teragih seragam.

L

RA RB

27

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)

28

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.

29

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.

30

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. Keluli Aloi Tinggi (High Aloy Steels)

Keluli aloi tinggi terbahagi kepada 5, iaitu :-

a. 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.

b. 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

31

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.

c. Keluli Pembinaan (Construction Steels)

Keluli ini bersifat liat dan kuat serta digunakan pada peralatan mesin yang bertegasan tinggi.

d. 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%.

e. 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

32

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)

33

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

34

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 :-

35

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

36

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.

F2

37

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)

Rajah 2.27 Jek botol

F1

A1 = 25.4 mm2 A1 = 254 mm

2

38

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

39

BAB 3

METODOLOGI KAJIAN

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

40

41

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 “Hydraulic 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 masalah-

masalah 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‟.

42

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.

43

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

44

Rajah 3.2 Carta alir A

Rajah 3.3 Carta alir B

Lakaran Awal

Pengiraan Produk

Rekabentuk Akhir

Pemilihan Bahan

Pembelian Bahan

Pembinaan Rangka

Pemasangan Jek

Pemasangan Penolak

Pemasangan Penahan

Pemasangan Pemegang

Pemasangan

Komponen

A

B

45

3.5 Lakaran awal

Lakaran 1

Rajah 3.4 Lakaran produk 1

46

Lakaran 2

Rajah 3.5 Lakaran produk 2

47

Lakaran 3

Rajah 3.6 Lakaran produk 3

48

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, bahagian-

bahagian lain dapat dibuat dengan mudah.

Jadual 3.1 Pemilihan kerangka

Idea 1

Idea 2 Idea 1 Idea 3

49

CIRI-CIRI

IDEA BIL.TIANG

KOS

PEMBINAAN

SAIZ

TAPAK KESTABILAN

IDEA 1 2 Mahal Besar Stabil

IDEA 2 1 Murah Sederhana Stabil

IDEA 3 1 Murah Kecil 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 gegelung

Penahan spring gegelung merupakan komponen yang diletakkan pada bahagian atas

kerangka. Fungsi penahan spring ialah untuk menahan dan memegang spring untuk proses

mampatan.

Jadual 3.2 Pemilihan penahan spring gegelung

Idea 1 Idea 2 Idea 3

50

CIRI-CIRI

IDEA KESELAMATAN REKABENTUK

KOS

PEMBINAAN

IDEA 1 Tinggi Mudah Sederhana

IDEA 2 Sederhana Rumit Mahal

IDEA 3 Tiada Mudah Murah

Rekabentuk Idea 3 telah menjadi pilihan untuk digunakan dalam projek ini kerana

rekabentuknya yang mudah untuk dibina berbanding dengan rekabentuk Idea 2. Selain itu, 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.

Jadual 3.3 Pemilihan pemegang penyerap hentak

Idea 1 Idea 2 Idea 3

51

CIRI-CIRI

IDEA KESELAMATAN REKABENTUK

KOS

PEMBINAAN

IDEA 1 Kurang Mudah Murah

IDEA 2 Tinggi Sederhana Murah

IDEA 3 Sederhana Sukar Mahal

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 mempunyai

ciri-ciri keselamatan namun kedudukan batang penyerap hentak tidak akan menjadi kemas dan

boleh bergerak.

52

3.6.2 Lakaran akhir

0.229 m

53

3.6.3 Peralatan dan bahan

Peralatan dan bahan dibandingkan bagi memastikan kesesuaiannya untuk kegunaan

projek.

Bahan kerangka dan komponen

a. Tiang

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

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

Iron Cast Stainless Steel Mild Steel

54

dipilih. Keluli tahan karat pula mempunyai sifat tahan kakisan yang tinggi namun kosnya yang

tinggi menyebabkan bahan ini tidak menjadi pilihan.

b. Tapak

Jadual 3.5 Pemilihan bahan tapak

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

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.

Iron Cast Mild Steel Stainless Steel

55

c. Komponen

Jadual 3.6 Pemilihan bahan komponen

CIRI-CIRI

BAHAN

KOS

PEMBINAAN KEMULURAN KETEGASAN KETEGARAN

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.

Stainless Steel Iron Cast Mild Steel

56

2. Jek hidraulik

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

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.

3.7 Pengiraan

3.7.1 Pemilihan jek

1. Pemalar spring, k

Maklumat yang di perolehi,

Jek lantai kecil Jek botol Jek lantai besar

57

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

58

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, Fmax =

= ( ) [ ]

= 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

59

3.8 Kos Anggaran

BAHAN BIL HARGA SEUNIT(RM) JUMLAH (RM)

Mild Steel Plate

Tebal 3 mm

Lebar 15 inci

Panjang 15 inci

1 34.30 34.30

Angle Steel

Lebar 2 x 2 inci

Panjang 0.381 m

4 8.25 (1 m) 12.57

Angle Steel

Lebar 1.5 x 1.5 inci

Panjang 0.203 m

2 4.5 (1 m) 1.83

Channel C Mild Steel

Tebal 6 mm

Lebar 2 x 3 inci

Panjang 0.813 m

1 15.5 (1 m) 12.20

Mild Steel Plate Bar

Tebal 6 mm

Lebar 3 inci

Panjang 0.813 m

1 11.03 (1 m) 8.97

Mild Steel Plate

Tebal 12 mm

Lebar 160 mm

Panjang 0.254 m

3 367.04 (1 m) 279.68

Jek botol hidraulik

6 Ton 1 80.00 80.00

Bolt & Nat 10 - 6.00

60

Spring 2 3.00 6.00

Penyembur cat 4 6.00 24.00

JUMLAH 465.55

3.9 Prosedur dan langkah perlaksanaan projek

Menerangkan tentang proses-proses untuk membina produk. Proses ini dilakukan oleh

orang yang mahir dan diiktiraf bagi memastikan kesempurnaannya.

3.9.1 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. Tiang kerangka adalah daripada jenis keluli lembut BS EN 10084 : 1998 setebal 6 mm

yang digabungkan dengan plat bar BS EN 10025:1993:S275JR setebal 6 mm, manakala plat besi

setebal 3 mm sebagai tapak alat pemampat spring penyerap hentak. Pada bahagian bawah tapak,

diletakkan 4 batang keluli lembut bersudut (angle steel) jenis BS EN 10025:S275JR:1993 yang

dipotong mengikut saiz tapak. Besi bersudut tersebut kemudian dikimpalkan bersama dengan

tapak.

61

Rajah 3.8 Proses pemotongan Rajah 3.9 Proses pembuatan tapak

Rajah 3.10 Proses cantuman

tiang dan tapak

Rajah 3.11 Kerangka yang siap

Rajah 3.10 Proses cantuman kerangka Rajah 3.11 Kerangka

62

3.9.2 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 dengan menggunakan plat keluli lembut BS EN 10219-1: 1997: S275J0H yang

mempunyai ketebalan 12 mm. Ketebalan ini adalah sesuai setelah pengujian pada plat yang lebih

nipis gagal. Plat dipotong mengikut rekabentuk dan ukuran yang telah ditetapkan dengan

menggunakan api kimpalan gas. 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. Pada bahagian atas pemegang

penyerap hentak, di tambah satu plat besi menegak bagi menyokong dan melancarkan

pergerakan naik turun penggerak. Jek botol hidraulik diubahsuai pada bahagian tapaknya.

Pengubahsuaian tapak jek dilakukan untuk membolehkan jek hidraulik boleh ditanggalkan dan

dibaiki sekiranya berlaku kerosakan seperti bocor dan sebagainya.

63

Rajah 3.12 Proses pemotongan besi Rajah 3.14 Jek yang digunakan

Rajah 3.15 Proses menambah sokongan

64

3.9.3 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.

Setelah selesai komponen-komponen di pasang pada kerangka, pengujian projek

dilakukan untuk memastikan keberkesanan projek.

Rajah 3.17 Pemasangan jek Rajah 3.18 Pemasangan pemegang

penyerap hentak

65

Rajah 3.19 Pemasangan penahan spring Rajah 3.20 Pengujian produk

66

3.9.4 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.

Rajah

3.22

Proses

mengecat komponen

Rajah 3.23 Proses mengecat kerangka

67

3.10. Gambar produk yang telah siap

Rajah 3.22 Gambar produk

68

3.11. Carta Gantt

BULAN DISEMBER JANUARI FEBUARI MAC

MINGGU

AKTIVITI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Pemilihan tajuk

Lakaran awal

Membuat proposal

Pembentangan

proposal

Mengenalpasti

barangan

Membeli barangan

Projek

Membuat kerangka

Menambah jek botol

Membuat penahan

spring

Membuat pemegang

Pengujian projek

Kekemasan projek

Projek siap

Petunjuk

Anggaran

Tepat