karakteristik pembakaran droplet campuran bahan bakar...

Volume 04, Nomor 2, Edisi Oktober 2016

PolhaSains Jurnal Sains dan Terapan Politeknik Hasnur 1

KARAKTERISTIK PEMBAKARAN DROPLET CAMPURAN BAHAN BAKAR

SOLAR – TPO (TYRE PYROLYSIS OIL)

Raybian Nur1)2)

, Nurkholis Hamidi2)

, dan Lilis Yuliati2)

1) Staf Pengajar Program Studi Teknik Otomotif Politeknik Hasnur

2)Mahasiswa Program Magister dan Doktor Jurusan Teknik Mesin Universitas

Brawijaya

Jl. MT. Haryono No. 167 Malang 65145, Indonesia

E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Semakin menipisnya bahan bakar fosil membuat sumber energi terbarukan seperti

biodiesel, bioetanol, biometana, dan biomassa dari limbah atau hidrogen menjadi bahan

bakar alternatif yang banyak dikembangkan saat ini. Salah satunya adalah pemanfaatan

limbah ban bekas yang di jadikan sebagai bahan bakar bakar motor diesel melalui

proses pirolisis, yaitu TPO (Tyre Pyrolysis Oil). Minyak dari karet ban bekas hasil

pirolisis yang diperoleh tidak dapat langsung digunakan karena beberapa faktor

mempengaruhi seperti, nilai kalor, titik nyala, viskositas, dan lain-lain. Sehingga perlu

proses lebih lanjut untuk membuat sifat bahan bakar tersebut sesuai dengan bahan bakar

diesel yaitu melalui proses distilasi. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui

karakteristik pembakaran persentase campuran bahan bakar solar – TPO melalui

pembakaran droplet dengan mengamati visualisasi api, ignition delay time, burning

rate, dan temperatur nyala api. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini

adalah metode eksperimental (experimental method). Hasil yang didapatkan melalui

visualisasi api yaitu, terjadinya ledakan-ledakan kecil (micro explosion) disetiap

campuran bahan bakar dengan ledakan kecil yang berbeda-beda seiring dengan

meningkatnya campuran TPO terhadap solar. Ignition delay time droplet terlama di

tunjukkan pada bahan bakar TPO 100 dengan nilai 0,186704 sdan yang terendah pada

bahan bakar solar dengan nilai 0,153364 s, burning rate tertinggi yaitu pada bahan

bakar TPO 100 dengan nilai 1,154 mm2/s dan yang terendah pada solar dengan nilai

1,076 mm2/s, temperatur tertinggi ditunjukkan pada bahan bakar TPO 100 yaitu 616,94

ºC dan yang terendah pada bahan bakar solar 436,49 ºC, dan nyala api tertinggi

pembakaran droplet di tunjukkan pada campuran bahan bakar TPO 100 yaitu 26,37 mm

dan yang terendah pada solar yaitu 23,61 mm.

Kata kunci: Bahan bakar alternatif, pembakaran droplet, tyre pyrolysis oil (TPO)

PENDAHULUAN

Tingginya kebutuhan terhadap

bahan bakar minyak di seluruh negara

dalam berbagai bidang baik nasional

maupun internasional memberikan

dampak akan menipisnya ketersediaan

bahan bakar fossil yang ada di bumi.

Oleh karena itu, perlu dilakukan

penelitian mengenai pengembangan

energi terbarukan atau bahan bakar

alternatifuntuk mengurangi

ketergantungan terhadap penggunaan

bahan bakar fossil.

Salah satu penyebab tingginya

kebutuhan terhadap bahan bakar fossil

tersebut adalah pada bidang

transportasi, yaitu semakin banyaknya

pengguna kendaraan bermotor misalnya

di negara Indonesia, dimana disisi lain

mailto:[email protected]



membuat produksi dan penggunaan ban

semakin meningkat dari tahun ke tahun.

Sejalan dengan itu menghasilkan juga

ban-ban bekas yang sudah tidak

digunakan lagi. Ban-ban bekas ini

apabila dibuang secara terus menerus,

maka akan menumpuk dan

menyebabkan pencemaran lingkungan

sekitarnya bahkan lahan untuk

pembuangan ban bekas yang kurang

memadai dikarenakan ban bekas tidak

dapat terurai dengan mudah apabila

hanya dibiarkan begitu saja. Oleh

karena itu, perlu dilakukan usaha untuk

dapat mengubah limbah ban bekas

menjadi sesuatu yang lebih bermanfaat

yaitu menjadikannya sebagai bahan

bakar alternatif yang disebut tyre

pyrolysis oil (TPO) dengan cara proses

pirolisis.

Bahan bakar TPO dari limbah ban

bekas dianalisis memiliki nilai kalori

yang mendekati minyak diesel, namun

crude TPO memiliki viskositas dan

kandungan belerang yang lebih tinggi

sehingga sulit untuk dibakar dalam

motor diesel. Agar TPO dapat

digunakan sebagai bahan bakar pada

mesin diesel, maka perlu tindakan lebih

lanjut yaitu dengan cara melakukan

distilasi (Murugan, dkk.a, 2008;

Murugan, dkk.b, 2008).

Metode yang digunakan pada

penelitian ini adalah pembakaran

droplet untuk mengamati tentang

kinerja dan karakteristik pembakaran

campuran bahan bakar solar –TPO.

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang

digunakan dalam penelitian ini adalah

metode eksperimental (experimental

method).Jenis penelitian ini digunakan

untuk menguji karakteristik pembakaran

droplet dengan presentase campuran

bahan bakar solar – TPO.Variabel bebas

dalam penelitian ini adalah Penggunaan

tegangan dan arus pemanas (heater)

untuk penyalaan droplet bahan bakar.

Variabel terkontrolnya adalah:

1. Diameter droplet bahan bakar

adalah 1,2 ± 0,2 mm.

2. Jenis pembakaran yang digunakan

adalah pembakaran difusi.

3. penggunaan bahan bakar dengan

campuran: TPO 0, TPO 10, TPO

30, TPO 50, dan TPO 100 terhadap

persentase volume.

Variabel terikat yang diamati pada

penelitian ini yaitu visualisasi api,

ignition delay time, burning rate,

temperatur api, dan tinggi api

Gambar 1. Instalasi alat penelitian

Pengambilan data dan visualisasi

api dilakukan menggunakan heater

dengan temperatur ± 700 ºC dengan

cara heater dapat digeser, pengambilan

temperatur api menggunakan data

logger merk Advantect dengan sensor

thermocouple tipe K. Selanjutnya untuk

pengambilan visualisasi api

menggunakan kamera Nikon 5500D 60

fps untuk dapat mengukur dimensi api

yang awalnya berupa video kemudian

diubah menjadi gambar dengan

menggunakan aplikasi converter video

to picture dan diukur dengan

softwareAutoCAD 2007.



HASIL DAN PEMBAHASAN

Visualisasi Nyala Api Pembakaran

Droplet Campuran Bahan Bakar

Solar – TPO

Pada pembakaran bahan bakar

solar dan TPO, waktu yang dibutuhkan

untuk menyalakan sebuah droplet

memiliki selisih waktu yang tidak jauh

berbeda.Hal ini dikarenakan angka

flashpoint yang dimiliki oleh solar dan

TPO adalah 52ºC dan 64ºC.Adapun

untuk penyalaan awal, heater

dipanaskan terlebih dahulu sebelum

diletakkan di dekat droplet dengan lama

waktu ± 3 detik dan temperatur yang

dihasilkan ± 700ºC. Visualisasi api

pembakaran droplet campuran bahan

bakar solar – TPO dapat dilihat pada

Gambar 2.

Gambar 2. Visualisasi api pembakaran

droplet campuran bahan bakar solar –

TPO: (a) TPO 0; (b) TPO 10; (c) TPO

30; (d) TPO 50; dan (e) TPO 100

Evolusi perubahan api pada setiap

persentase campuran terlihat berbeda,

antara lain waktu yang ditempuh untuk

menghasilkan tinggi api maksimum,

untuk TPO 0 yaitu 0,5 s, TPO 10 yaitu

0,633 s, TPO 30 yaitu 0,716 s, TPO 50

yaitu 0,733 s, dan TPO 100 yaitu 0,883

s. Lama waktu terbakar yang terjadi

pada setiap persentase campuran antara

lain, untuk TPO 0 yaitu 0,917 s, TPO 10

yaitu 1,333 s, TPO 30 yaitu 1,733 s,

TPO 50 yaitu 1,633 s, dan TPO 100

yaitu 2,043 s. Sehingga dari

pengamatan yang dilakukan pada

visualisasi Gambar 2 menunjukkan

bahwa, pada bahan bakar solar untuk

mencapai tinggi api maksimum lebih

cepat dibandingkan bahan bakar TPO.

Akan tetapi, lama waktu terbakar yang

ditunjukkan oleh bahan bakar solar

lebih pendek dibandingkan bahan bakar

TPO.

Untuk nyala api solar yang

dihasilkan terlihat stabil, karena

perubahan bahan bakar solar dari fase

cair menjadi fase gas terjadi dengan

sempurna yang di sebabkan oleh

pemanasan heater. Sedangkan untuk

nyala api TPO menimbulkan suatu

fenomena, yaitu ledakan kecil pada

droplet bahan bakar atau disebut dengan

micro explosion. Walaupun pada bahan

bakar solar juga terdapat micro

explosion, namun kemungkinan

terjadinya sangat kecil sehingga nampak

tidak terlihat.Pada penelitian ini

terjadinya micro exsploison yaitu

dengan semakin banyaknya campuran

bahan bakar TPO kedalam bahan bakar

solar.Micro explosion menyebabkan

terjadinya secondary atomization suatu

bahan bakar dan menyebabkan

pembakaran menjadi semakin cepat

(Dewi, 2012).

Micro explosion

Micro explosion merupakan suatu

fenomena yang terjadi pada pembakaran

droplet bahan bakar cair. Dengan

adanya micro explosion dalam suatu

pembakaran, akan membuat terjadinya

pembakaran yang sempurna. Hal ini

dikarenakan pecahnya bahan bakar

ketika terjadi pembakaran menjadi

partikel-partikel kecil yang membuat

penguapan suatu bahan bakar



akanmenjadi lebih cepat, sehingga

terjadinya interaksi/pencampuran antara

bahan bakar dan udara (oksigen)

semakin cepat, dan pembakaran akan

terjadi semakin cepat.

Terjadinya micro explosion itu

sendiri adalah karena menguapnya suatu

kandungan, salah satunya adalah

kandungan air pada bahan bakar TPO

yang menjadi uap air disebabkan oleh

pemanasan heater, yang terjadi karena

perbedaan temperatur titik didih antara

bahan bakar dan air yang terkandung

didalamnya membuat volume air dalam

droplet menjadi besar, sehingga

mengakibatkan tekanan yang besar. Bila

tekanan air dalam air cukup besar, maka

dropletakan pecah dan mengakibatkan

terjadinya micro explosion. Pada

penelitian droplet kali ini, terdapat

micro explosion dari beberapa

perbandingan campuran bahan bakar

yang dapat dilihat melalui visualisasi

api, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Ledakan-ledakan kecil

(micro explosion), (a)TPO 0 ; (b)TPO

10 ; (c)TPO 30 ; (d)TPO 50 ; dan

(e)TPO 100

Pada Gambar 3(a), merupakan

pembakaran droplet bahan bakar solar

yang mana dari awal api nyala sampai

api padam menunjukkan micro

explosion yang begitu kecil dan tidak

sering terjadi, sehingga pembakaran

menjadi lebih tenang. Hal yang

menyebabkan minim terjadinya micro

explosion pada bahan bakar solar adalah

rendahnya kadar air yang terkandung di

dalam bahan bakar solar yaitu <30

mg/kg dan sebaliknya pada bahan bakar

TPO. Kandungan air yang terdapat

dalam bahan bakar TPO adalah 118

mg/kg, sehingga kemungkinan micro

exploison terjadi sangat besar

dibandingkan bahan bakar solar.Oleh

karena itu, dengan semakin banyaknya

campuran bahan bakar TPO kedalam

bahan bakar solar maka jumlah

terjadinya micro explosion semakin

besar.

Hubungan Antara Ignition Delay

Time Terhadap Persentase

Campuran Bahan Bakar Yang

Digunakan

Gambar 4. Grafik hubungan kandungan

TPO dalam pembakaran droplet

terhadapignition delay time

Grafik hubungan dari ignition

delaytime terhadap persentase campuran

bahan bakar yang terlihat pada gambar

diatas, memiliki periode waktu untuk

nyala yang hampir mendekati satu sama

lain, yaitu dibawah dari 0,2 detik. Nilai

ignition delay terendah pada bahan

bakar solar yaitu 0,153 s di ikuti TPO

10, TPO 30, TPO 50 dan tertinggi pada

TPO 100 yaitu 0,188 s. Hal tersebut

disebabkan oleh heater yang

dipanaskan terlebih dahulu sebelum

mendekati droplet, sehingga

mempersingkat waktu untuk penguapan

bahan bakar dan peningkatan

temperatur hingga mencapai temperatur

nyalanya. Sehingga bahan bakar cepat



menyala dan ignition delay time-nya

menjadi singkat.

Ignition delay time sendiri

menunjukkan bahwa, bagaimana

kualitas suatu bahan bakar

tertentu.Apabila suatu bahan bakar

memiliki ketertundaan pembakaran

yang lebih lama, maka dapat dikatakan

bahan bakar tersebut memiliki kualitas

yang buruk.Faktor yang menyebabkan

pembakaran tertunda pada bahan bakar

diantaranya adalah nilai flashpoint dan

cetane number suatu bahan

bakar.Flashpoint sendiri merupakan

suhu terendah dimana senyawa/bahan

mengeluarkan uap (berdifusi) yang

cukup untuk membentuk campuran

dengan udara yang dapat terbakar.

Dapat dilihat bahwa, nilai flashpoint

solar lebih rendah dibandingkan nilai

flashpoint TPO dengan nilai 52 ºC

untuk solar dan 64 ºC untuk TPO.

Sehingga dapat dikatakan bahwa,

semakin rendah nilai flashpoint maka

kemampuan suatu bahan bakar untuk

berubah fase dari cair ke gas akibat

adanya panas semakin cepat.

Disisi lain yang mempengaruhi

ignition delay time yaitu cetane number

(bilangan setana), dimana cetane

number menunjukkan tingkat

kepekaannya terhadap detonasi

(ledakan), sehingga bahan bakar yang

memiliki angka setana yang tinggi akan

mudah berdetonasi. Untuk angka setana

solar yaitu 53,2 sedangkan angka setana

TPO yaitu 28,6 hal tersebut yang

membuktikan bahwa ignition delay time

bahan bakar solar lebih cepat

dibandingkan bahan bakar TPO.

Hubungan Antara Burning Rate

Terhadap Persentase Campuran

Bahan Bakar Yang Digunakan



terhadapburning rate

Gambar 5 menunjukkan

hubungan antara burning rate terhadap

persentase campuran bahan bakar solar

– TPO.Burning rate tertinggi

ditunjukkan pada TPO dengan nilai

1,154 mm2/s, sedangkan yang terendah

pada solar yaitu dengan nilai 1,076

mm2/s, walaupun selisih antara TPO

dan solar tidak terlalu besar yaitu 0,078

mm2/s. Burning rate sendiri didapatkan

dari hasil perbandingan antara diameter

droplet terhadap lama waktu

terbakarnya bahan bakar sampai api

padam.

Hal yang mempengaruhi tinggi

atau rendahnya burning rate suatu

bahan bakar adalah kecepatan

penguapan dan difusi bahan bakar dan

kecepatan reaksi terhadap udara

(oksigen). Terdapatnya katalis dalam

bahan bakar juga akan menyebabkan

reaksi pembakaran semakin cepat. Pada

properties bahan bakar menunjukkan

bahwa TPO memiliki kandungan O

dengan nilai 0,10 – 3,96 % m/m,

dimana tidak terdapat pada bahan bakar

solar. Dengan adanya kandungan O,

maka dapat mempercepat reaksi

pembakaran.

Hubungan Antara Temperatur Nyala

Api Terhadap Persentase Campuran






terhadapTemperatur (ºC)

Gambar 6 menunjukkan tingkatan

temperatur maksimal pembakaran untuk

berbagai persentase campuran bahan

bakar, diawali dari pemanasan oleh

heater kemudian berpindah ke

permukaan droplet melalui proses

radiasi, sehingga droplet bahan bakar

mengalami perubahan fase dari cair

menjadi gas sampai terjadinya

pembakaran. Hal tersebut menyebabkan

peningkatan temperatur secara drastis

yang dibaca oleh sensor data logger.

Pada grafik tersebut, TPO 100

memiliki temperatur tertinggi yaitu

dengan nilai 616,94 ºC, sedangkan

untuk temperatur solar memiliki nilai

yang paling rendah yaitu 436 ºC.

Meskipun saat pengujian properties

bahan bakar, nilai kalor solar lebih

tinggi dibandingkan nilai kalor TPO,

namun nilai kalor antara solar dan TPO

memiliki nilai selisih yang tidak jauh

yaitu dengan nilai 43,8 J/kg untuk solar

dan 41,96 J/kg untuk TPO. Nilai kalor

suatu bahan bakar menunjukkan bahwa,

jumlah panas/kalori yang dihasilkan

dari proses pembakaran dalam satuan

massa atau volume. Akan tetapi, pada

hasil penelitian menunjukkan bahwa

temperatur yang dihasilkan dari

pembakaran berbanding terbalik dengan

nilai kalor bahan bakar.

Salah satu faktor penyebab

tingginya temperatur nyala pada bahan

bakar TPO yaitu, dikarenakan hasil

burning rate yang menunjukkan TPO

lebih tinggi dibandingkan solar, akibat

dari kecepatan penguapan dan difusi

bahan bakar dan kecepatan reaksi

terhadap udara (oksigen) bahan bakar

TPO lebih besar dibandingkan solar,

menyebabkan laju pelepasan panas yang

terjadi pada bahan bakar TPO lebih

besar dibandingkan bahan bakar solar.

Sehingga temperatur yang dihasilkan

TPO akan lebih tinggi dibandingkan

solar.

Hubungan Antara Tinggi Nyala Api

Terhadap Persentase Campuran


Gambar 7 menunjukkan grafik

hubungan kandungan TPO dalam

pembakaran droplet terhadap tinggi

nyala api. Dari grafik hubungan antara

tinggi api dengan persentase campuran

bahan bakar terlihat bahwa, tinggi api

TPO 100 cenderung lebih tinggi

dibandingkan dengan solar dengan nilai

tinggi nyala api TPO 100 yaitu 26,37

mm dan solar yaitu 23,61 mm. selisih

nilai tinggi nyala api antara bahan bakar

TPO 100 dengan solar yaitu 2,76 mm.



terhadap tinggi nyala api

Dengan diketahuinya temperatur

nyala TPO lebih tinggi dibandingkan



solar, maka densitas bahan bahan bakar

akan semakin rendah dan gaya apung

uap bahan bakar TPO akan lebih besar

dibandingkan dengan solar,

menyebabkan kecepatan penguapan dan

difusi bahan bakar meningkat dan

menyebabkan uap bahan bakar hasil

pemanasan akan semakin mudah keatas

dan menyebar ke udara, sehingga nyala

api yang dihasilkan akan menjadi lebih

tinggi. Jadi, walaupun kecepatan

pembakaran TPO lebih tinggi

dibandingkan solar, akan tetapi

kecepatan difusinya lebih tinggi

dibandingkan solar, maka api yang

dihasilkan akan lebih tinggi. Faktor

penyebab lain yaitu perbedaan diameter

droplet saat pembakaran. Diameter TPO

saat pengujian lebih besar ± 0,1 mm

dibandingkan solar, menyebabkan uap

bahan bakar menyebar lebih banyak ke

udara akibat dari pemanasan heater,

sehingga nyala api yang dihasilkan

semakin tinggi.

KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dan

analisis data yang didapatkan maka

penelitian ini dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut:

1. Semakin banyak persentase

campuran TPO terhadap solar maka

ledakan-ledakan kecil (micro

explosion) yang dihasilkan semakin

banyak.

2. Igniton delay time dipengaruhi oleh

nilai flash point dan cetane number

bahan bakar, semkain rendah nilai

flash point, maka kemampuan bahan

bakar berubah fase dari cair akibat

pemanasan menjadi gas semakin

cepat dan semakin tinggi angka

cetane number, maka tingkat

kepekaannya terhadap detonasi

(ledakan) semakin besar.

3. Burning rate dipengaruhi oleh

kecepatan penguapan dan difusi

bahan bakar dan kecepatan reaksi

terhadap udara (oksigen).

4. Semakin tinggi burning rate yang

dihasilkan dari pembakaran, maka

temperatur nyala pembakaran

semakin meningkat yang disebabkan

oleh laju pelepasan panas dari suatu

bahan bakar.

5. Hal yang mempengaruhi tinggi nyala

api yaitu gaya apung dan ukuran

droplet bahan bakar.

DAFTAR PUSTAKA

Frigo Stefano, Seggiani Maurizia,

Puccini Monica, Vitolo Sandra.

2013. Liquid Fuel Production

From Waste Tyre Pyrolysis And

Its Utilisation In A Diesel Engine.

ScienceDirect Journal.399-408.

Koc Bulent A., Abdullah Mudhafar.

2013. Performance Of A 4-

Cylinder Diesel Engine Running

On Tire Oil – Biodiesel – Diesel

Blend. ScienceDirect Journal.

264-269.

Martinez Daniel Juan, Puy Neus,

Murillo Ramon, Garcia Tomas,

Navarro Victoria Maria, Mastral

Maria Ana. 2013. Waste Tyre

Pyrolysis. ScienceDirect Journal.

179-213.

Murugan, S., Ramaswamy, M.C.,

Nagarajan, G. 2008. Performance,

Emission And Combustion

Studies Of A Di Diesel Engine

Using Distilled Tyre Pyrolysis Oil

– Diesel Blends. ScienceDirect

Journal. 152-159.


Nagarajan, G. 2008. A

Comparative Study On The

Performance, Emission, And

Combustion Studies Of A Di

Diesel Engine Using Distilled

Tyre Pyrolysis Oil – Diesel



Blends. ScienceDirect Journal.

2111-2121.v


Nagarajan, G. 2008. The Use Of

Tyre Pyrolysis Oil In Diesel

Engines. ScienceDirect Journal.

2743-2749.

Sharma Abhishek, Murugan, S.

Investigation On The Behaviour

Of A Di Diesel Engine Fueled

With Jatropha Methyl Ester (Jme)

And Tyre Pyrolysis Oil (Tpo)

Blends. ScienceDirect Journal.

699-708.

Vihar Rok, Seljak Tine, Opresnik

Rodman Samuel, Katrasnik

Tomaz. 2015. Combustion

Characteristic Of Tire Pyrolysis

Oil In Turbo Charged

Compression Ignition Engine.

ScienceDirect Journal. 226-235.

Wardana, ING. 2009. Bahan Bakar Dan

Teknologi Pembakaran. PT.

Danar Wijaya Brawijaya

University Press, Malang.

Wardana, ING. 2009. Combustion

Characteristic Of Jatropha Oil

Droplet At Various Oil

Temperatures. ScienceDirect

Journal. 659-664.



RANCANG BANGUN MESIN GERGAJI SEMI AUTOMATIS

Anhar Khalid1)

1) Staf Pengajar Jurusan Teknik MesinPoliteknik Negri Banjarmasin

ABSTRAK

Tujuan utama dari pembuatan mesin gergaji kayu ini adalah untuk memenuhi kebutuhan

mesin gergaji para pengrajin meubel dan kayu sehingga dapat mempercepat proses

produksi.Komponen utama yaitu system transmisi, sistem pengungkit, sistem pengarah,

meja landasan dan rangka mesin.Mesin gergaji ini menggunakan poros gergaji dengan

diameter 19 mm untuk mentransmisikan daya dari motor listrik.Untuk menggerakkan

poros gergaji digunakan sabuk-V tipe A, No 36, 1 buah, dk = 74 mm, Dk = 74 mm,

jarak sumbu poros 343−20 𝑚𝑚+40 𝑚𝑚 . Untuk menggerakkan pulley ganda digunakan sabuk-V

tipe A, No 46, 1 buah, dk = 74 mm, Dk = 74 mm, jarak sumbu poros 553−20 𝑚𝑚+40 𝑚𝑚 .Sistem

pengungkit digunakan untuk merubah kedudukan daun gergaji, sehingga ketinggian

daun gergaji dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

Kata kunci :Kayu, Mesin gergaji, Pisau

PENDAHULUAN

Teknologi setiap saat terus

berkembang seiring dengan kemajuan

zaman, tidak terkecuali pada dunia

industri mebel. Dalam perkembangan

teknik-teknik perkayuan menuntut suatu

produk yang berkualitas, maka

diperlukan suatu proses pengerjaan

yang efektif dan efisien. Hal itu pula

yang mendasari pekerjaan pemotongan

kayu. Pada awalnya pemotongan kayu

dilakukan secara manual dengan

memanfaatkan tenaga manusia

kemudian berubah menggunakan

gergaji tangan. Dengan perkembangan

zaman yang semakinmaju, penggunaan

gergaji tangan sudah mulai jarang

digunakan dan beralih ke mesin gergaji.

Tujuan penelitian adalah untuk

mempermudah proses pemotongan kayu

agar pemotongan kayu lebih cepat

sehingga tidak lagi menggunakan

tenaga manusia serta memperoleh hasil

potongan yang lebih halus.

METODE PENELITIAN

Komponen-Komponen

Profil rangka L (besi siku)

penggerak utama motor listrik

System transmisi sabuk v

Sistem pengungkit

menggunakan poros ulir



stoper

Pisau gergaji lingkar (circular

saw)

No. Nama Bagian Keterangan

1. Motor listrik ½ HP

1400 rpm

2. Bearing P 204NIS

3. Pulley ganda Bahan :

Aluminum

Diameter 3”

4. Kerangka Bahan :

Beisi sikudengan

ukuran 50 x 50 x 5

mm

5. Poros gergaji Bahan :

ST 37 dengan 𝜎 =

37 𝑘𝑔/𝑚𝑚2

Diameter :25 mm

6. Poros

pengungkit

Bahan :

Mild Steel (ST-37)

dengan 𝜎 =


Diameter : 25 mm

7. Poros stopper Bahan :

Mild Steel (ST-37)

dengan 𝜎 =


Diameter : 32 mm

8. Poros pulley

ganda

Bahan :

Mild Steel (ST-37)

dengan 𝜎 =


Diameter : 20 mm

9. Meja

landasan

Bahan :

Mild Steel

Ukuran 800 x 600mm Tebal : 3 mm

10. Pemegang

kemudi

Bahan :

Kayu jati

Diameter : 20 mm

11 Kemudi Bahan :

Aluminum

Diameter : 200 mm

12. Bhusing Bahan :

Mild Steel (ST-37)

dengan 𝜎 =


13. Puli gergaji Bahan :

Aluminium

Diameter : 3”

14. Sabuk-V Bahan :

Tipe A 36

15. Stopper Bahan :

Besi siku dengan

ukuran 50 x 50 x 5

mm


Putaran poros : 1400 rpm

Bahan poros : St 37

Tegangan geser kayu : 104 Kg/cm2

(Djoko Wahjono, 2005)

Perhitungan, Kayu

pisau gergaji

1. Gaya pada pisau geraji

𝜎𝑔 =𝐹

𝐴(Shigley, 1983)

Dengan :

F = gaya gergaji (Kg)

𝜎𝑔= Tegangan geser kayu

(Kg/cm2)

A = Luas penampang kayu

Sehingga luas penampang kayu

adalah

A = panjang tali busur x tebal

pisau gergaji

= 𝛼

360° 𝜋. 𝐷. 𝑡

= 64°

360° 3,14 𝑥 180 𝑥 2

= 200,96 𝑚𝑚2

F = 𝜎𝑔 . 𝐴

= 0,0104𝑘𝑔/𝑚𝑚2𝑥 200,96 𝑚𝑚2



= 2,089 𝑘𝑔 Sehingga gaya yang bekerja pada

pisau gergaji adalah

F = 2,089 Kg x 9,8 m/s

= 20,47 N

2. Daya rencana motor

P = F x V (Subagja, 2007)

Sedangkan,

𝑣 =𝜋. 𝑑𝑝 . 𝑛1

60 𝑥 1000

=3,14 𝑥 180 𝑥 1400

60 𝑥 1000

= 13,188𝑚

𝑠

Sehingga didapatkan daya motor

sebesar

P = 20,47 N x 13,188 m/s

= 269,96 watt

= 0,36 HP

sehingga motor yang digunakan

adalah 0,5 HP = 0,3675 kW.

Maka daya rencana motor adalah

Pd = Fc . P = 1,1 . 0,3675 =

0,40425 kW

3. Momen rencana

Gambar momen rencana.

Jika momen puntir adalah T

(kg.mm), maka :

T = fxr

T = 2,089 Kg x 90 mm

T = 188,01 Kg.mm

4. Bahan poros St 37

Tegangan tarik 𝜎𝑔 =


Faktor keamanan 𝑆𝑓1 untuk bahan

S-C adalah 6

Faktor pengaruh 𝑆𝑓2 adalah 2

5. Tenaga geser yang dizinkan (𝜏𝑎 )

adalah :

𝜏𝑎 =𝜏𝐵

(𝑆𝑓1𝑥𝑆𝑓2)

=37

6 𝑥 2 = 3,083

𝑘𝑔

𝑚𝑚

2

6. Kt untuk beban tumbukan adalah

1,5

Cb untuk beban lenturan adalah 1,5

7. Perhitungan diameter poros (𝑑𝑠)

(𝑑𝑠 = 5,1

𝜎𝑎 𝑘𝑡 . 𝐶𝑏 .𝑇

1

3

= 5,1

3,083 𝑥 1,5 𝑥 1,5 𝑥 188,01

1

3

= 19 𝑚𝑚 8. Tegangan geser yang terjadi yaitu:

𝜏 =𝑇

(𝜋. 𝑑𝑠3/16)

=5,1𝑇

𝑑𝑠3

=5,1 𝑥 188,01

193

= 0,14 𝑘𝑔/𝑚2

Tegangan geser yang terjadi yaitu

0,14 kg/mm2 lebih kecil dari pada

tegangan geser yang direncanakan

yaitu 3,083 kg/mm2. Sehingga

poros pisau gergaji dengan diameter

19 mm aman untuk digunakan

Sabuk yang dipakai untuk

sistem transmisi pada mesin gergaji

kayu ini adalah sabuk V tipe A. Dari

perancangan perhitungan poros

diatas, selanjutnya dilakukan

perhitungan sebagai berikut:

Gambar: sistem transmisi

Keterangan :

C = jarak sumbu poros

𝐷𝑘 =Diameter luar pulley yang

digerakkan

𝑑𝑘 = Diameter luar pulley

penggerak

a. Penampang sabuk-V: tipe A



b. Diameter minimum puli (dmin)

yang diizinkan adalah 65 mm

c. Diameter lingkaran jarak bagi

puli (dp,Dp)

𝑑𝑝 = 65 𝑚𝑚

𝐷𝑝 = 𝑑𝑝𝑥𝑖 = 65 𝑥 1

= 65 𝑚𝑚

Diameter luar puli (𝑑𝑘𝐷𝑘)

𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + 2 𝑥 4,5

= 65 + 2 𝑥 4,5 = 74 𝑚𝑚

𝐷𝑘 = 𝐷𝑝 + 2 𝑥 4,5

= 65 + 2 𝑥 4,5 = 74 𝑚𝑚

Diameter naf (𝑑𝐵 , 𝐷𝐵)

𝑑𝐵 =5

3𝑑𝑠1 + 10

=5

316 + 10 = 36,67 𝑚𝑚

𝐷𝐵 =5

3𝑑𝑠1 + 10

=5

320 + 10 = 43,33 𝑚𝑚

d. Kecepatan sabuk (𝑣)

𝑣 =𝜋. 𝑑𝑝 .𝑛1

60 𝑥 1000

=3,14 𝑥 65 𝑥 1400

60 𝑥 1000= 4,76 𝑚 𝑠

e. Putaran sabuk lebih rendah dari

kecepatan sabuk maksimum

(4,76𝑚

𝑠< 30 𝑚/𝑠) baik

f. Panjang keliling (L)

𝐿 = 2𝐶 +𝜋

2 𝐷𝑃 + 𝐷𝑝

+1

4𝐶(𝐷𝑃 − 𝑑𝑝)2

= 2 𝑥 470 +𝜋

2 65 + 65

+1

4 𝑥 470(65

− 65)2 = 940 + 204,1

= 1144,1 mm

g. Nomor nominal sabuk-V = No.

46, L = 1168 mm

h. Jarak sumbu poros (C)

𝑏 = 2𝐿 − 3,14(𝐷𝑝 + 𝑑𝑝)

= 2 𝑥 1168 − 3,14 65 + 65

= 2209,14 𝑚𝑚

𝐶 =𝑏 + 𝑏2 − 8 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝

2

8

=2209,14 + 2209,142 − 8 65 − 65 2

8

= 552,285 𝑚𝑚 =553 𝑚𝑚

i. Sudut kontak (𝜃)

𝜃 = 180 −57 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝

𝐶

= 180 −57(65 − 65)

552,285= 180°

Faktor koreksi (𝜃) = 1,00°

j. Jumlah sabuk yang diperlukan

adalah

𝑁 =𝑃𝑑

𝑃𝑜𝑥𝐾 𝜃=

0,40425

0,4 𝑥 1,00= 0,84

1 buah

sabuk

k. Daerah penyetelan jarak poros

∆𝐶𝑖 , ∆𝐶𝑡

∆𝐶𝑖 = 20 𝑚𝑚

∆𝐶𝑡 = 40 𝑚𝑚

l. Tipe A, 𝐿 = 1168 𝑚𝑚, No.

46, 1 buah, 𝑑𝑘 = 74 𝑚𝑚,

𝐷𝑘 = 74 𝑚𝑚, lubang poros 16

mm, jarak sumbu poros

553−20 𝑚𝑚+40𝑚𝑚

Sabuk Poros Pisau Gergaji

Dalam mesin gergaji kayu ini

sabuk-V digunakan untuk

mentransmisikan putaran dari

porospulley ganda ke poros pisau

gergaji.Pada poros ini putaran

digunakan untuk menggerakkan

pisau gergaji digunakan untuk

menggergaji kayu yang sudah



dipotong menjadi bagian yang lebih

kecil dari bentuk gelondongan.

Alur pemilihan sabuk-V

tampak pada Gambar 4.5 Diagram

aliran untuk memilih sabuk-V. Data

yang diketahui untuk pemilihan

tersebutantara lain:

Gambar 4.7 sistem transmisi

Keterangan :

C = jarak sumbu poros

𝐷𝑘 = Diameter luar pulley yang

digerakkan

𝑑𝑘 = Diameter luar pulley

penggerak

a. Penampang sabuk-V: tipeA

b. Diameter minimum puli (dmin)

yang diizinkan adalah 65 mm

c. Diameter lingkaran jarak bagi

puli 𝑑𝑝 , 𝐷𝑝

𝑑𝑝 = 65 𝑚𝑚

𝐷𝑝 = 𝑑𝑝𝑥𝑖 = 65 𝑥 1 = 65 𝑚𝑚

Diameter luar puli (𝑑𝑘𝐷𝑘) 𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + 2 𝑥 4,5 = 65 + 2 𝑥 4,5

= 74 𝑚𝑚

𝐷𝑘 = 𝐷𝑝 + 2 𝑥 4,5 = 65 + 2 𝑥 4,5

= 74 𝑚𝑚

Diameter naf (𝑑𝐵 , 𝐷𝐵)

𝑑𝐵 =5

3𝑑𝑠1 + 10 =

5

320 + 10

= 43,33 𝑚𝑚

𝐷𝐵 =5

3𝑑𝑠1 + 10 =

5

319 + 10

= 41,67 𝑚𝑚

d. Kecepatan sabuk (𝑣)

𝑣 =𝜋. 𝑑𝑝 . 𝑛1

60 𝑥 1000=

3,14 𝑥 65 𝑥 1400

60 𝑥 1000= 4,76 𝑚 𝑠

e. Putaran sabuk lebih rendah dari

kecepatan sabuk maksimum

(4,76𝑚

𝑠< 30 𝑚/𝑠) baik

f. Panjang keliling (L)

𝐿 = 2𝐶 +𝜋

2 𝐷𝑃 + 𝐷𝑝 +

1

4𝐶(𝐷𝑃 − 𝑑𝑝)2

= 2 𝑥 335 +𝜋

2 65 + 65

+1

4 𝑥 335(65 − 65)2

= 670 + 204,1

= 874,1 mm

g. Nomor nominal sabuk-V = No.

35, L = 889 mm

h. Jarak sumbu poros (C)

𝑏 = 2𝐿 − 3,14(𝐷𝑝 + 𝑑𝑝)

= 2 𝑥 889 − 3,14 65 + 65 = 1369,8 𝑚𝑚

𝐶 =𝑏 + 𝑏2 − 8 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝

2

8

=1369,8 + 1369,82 − 8 65 − 65 2

8

= 342,45 𝑚𝑚 = 343 𝑚𝑚

Sudut kontak (𝜃)

𝜃 = 180 −57 𝐷𝑝 − 𝑑𝑝

𝐶

= 180 −57(65 − 65)

342,45= 180°

Faktor koreksi (𝜃) = 1,00°

i. Jumlah sabuk yang diperlukan

adalah

𝑁 =𝑃𝑑

𝑃𝑜𝑥𝐾 𝜃=

0,40425

0,4 𝑥 1,00= 0,84

1 buah sabuk

j. Daerah penyetelan jarak poros

∆𝐶𝑖 , ∆𝐶𝑡

∆𝐶𝑖 = 20 𝑚𝑚

∆𝐶𝑡 = 40 𝑚𝑚

k. Tipe A, 𝐿 = 1168 𝑚𝑚, No. 46,

1 buah, 𝑑𝑘 = 74 𝑚𝑚, 𝐷𝑘 =

74 𝑚𝑚, lubang poros 16 mm,

jarak sumbu poros 553−20 𝑚𝑚+40 𝑚𝑚



Proses Pembuatan Mesin

Gambar rangka mesin

Gambar momen rencana

Hasil Pembuatan Mesin

Gambar keseluruhan

Gambar tampak depan

Gambar pengungkit

KESIMPULAN

Dari hasil perancangan dan

pembuatan hingga pengujian alat, dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai

berikut:

1. Mendesain alat dilakukan dengan

memodifikasi pada bagian rangka.

Rangka pada mesin sebelumnya

menggunakan kayu sedangkan pada

mesin ini menggunakan besi siku

dengan panjang 800, lebar 600, dan

tinggi 750.

2. Sistem transmisi pada mesin

sebelumnya tidak dapat digerakkan

naik-turun sedangkan sistem

transmisi pada mesin ini dapat

digerakkan naik turun sesuai

dengan kebutuhan dengan

menggunakan sabuk V 1 untuk

menggerakkan poros gergaji yaitu

tipe A, No 46, 1 buah, 𝑑𝑘 = 74

mm, 𝐷𝑘 = 74 mm, jarak sumbu

poros 553−20 𝑚𝑚+40 𝑚𝑚 dan sabuk-V 2

yang digunakan untuk

menggerakkan poros pulley ganda

yaitu Tipe A, No 36, 1 buah, 𝑑𝑘 =

74 mm, 𝐷𝑘 = 74 mm, jarak sumbu

poros 343−20 𝑚𝑚+40 𝑚𝑚

3. Sistem pengungkit digunakan untuk

merubah kedudukan daun gergaji,

sehinnga ketinggian daun gergaji

dapat diatur sesu dengan

kebutuhan. Dengan memutar



kemudi sesuai searah jarum jam

dan apabila kemudi diputar satu

putaran penuh, maka daun gergaji

akan naik/turun setinggi 5 mm,

poros gergaji dengan diameter

poros 19 mm, tegangan geser yang

terjadi yaitu 0,26 kg/𝑚𝑚2 dan

lebih kecil dari pada tegangan geser

yang direncanakan yaitu 3,083

kg/𝑚𝑚2 , sehingga poros gergaji

dengan diameter 19 mm aman

untuk digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Amstead, BH, dkk,. 1981.Teknologi

Mekanik.Erlangga. Jakarta.

Wahjono, D.2005.Konstruksi Kayu.

Penerbit Universitas Atma Jaya

Yogyakarta.Yogyakarta.

Harsokoemo, D. 2000. Pengantar

Perencanangan Teknik.

Direktorat Jendral Pendididkan

Tinggi. Jakarta.

James M. Gere, Stephen P.

Timoshenco. 1996. Mekanika

Bahan.Erlangga. Jakarta.

Love, George.1985. Teori dan Praktek

Kerja Kayu.Erlangga. Jakarta.

Pardjono dan Sirod

Hantoro.1991.Gambar Mesin dan

Merencanakan Praktis.Liberty.

Yogyakarta.

Shigley, E. Josep dan Mitchell, D.

Larry.(1984). Perencanaan

Teknik Mesin.Erlangga.Jakarta.

Subagja.2007.Sains Fisika SMA. Bumi

Aksara. Jakarta.

Sularso, Kiyokatsu Suga. (2002). Dasar

Perencanaan Dan Pemilihan

Elemen Mesin. Pradnya Paramita.

Jakarta.

Van Terheijden, C., Harun.1981. Alat-

Alat Perkakas 3.Bina Cipta.

Bandung.



PENGAMATAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) PADA

STRUKTUR DAN MINERAL BATUAN DARI SUNGAI ARANIO

KABUPATEN BANJAR

Dewi Amelia Widiyastuti1)

1)Staf Pengajar Program Studi Budidaya Tanaman Perkebunan Politeknik Hasnur

Email :[email protected]

ABSTRAK

Batuan mempunyai manfaat yang sangat penting bagi kehidupan manusia diantaranya

sebagai bahan dasar bangunan dan pengeras jalan. Dilihat dari sifat fisiknya batuan

sangat beragam, baik warna, kekerasan, kekompakan, maupun komposisi mineral

pembentuknya. Pembentukan yang paling sederhana adalah berdasarkan kejadian atau

cara terbentuknya, yaitu dibedakan menjadi batuan beku, batuan sedimen, dan batuan

metamorf.Masing-masing batuan tersebut memiliki gambaran struktur yang berbeda-

beda.Struktur batuan meliputi struktur batuan beku, sedimen, dan metamorf. Struktur

yang terdapat pada batuan bisa diamati dan dilihat dengan menggunakan microscope,

tetapi dibutuhkan microscope yang memiliki perbesaran yang tinggi agar bisa

didapatkan hasil gambar yang lebih baik.Dalam penelitian ini bertujuan mengamati

struktur mineral yang terdapat pada batuan dari Sungai Aranio Kabupaten Banjar

menggunakan microscope jenis Scanning electron Microscope (SEM).Hasil

menunjukan struktur mikro dari permukaan batuan dari Sungai Aranio Kabupaten

Banjar memperlihatkan struktur foliasi dan batuan telah mengalami laminasi, dimana

dua sampel batuan yaitu 1A dan 2B masih terlihat kristal-kristalnya. Sedangkan sampel

1B dan 2A memperlihatkan gambaran permukaan batuan yang struktur dan

laminasinyatelah mengalami perubahan dengan dijumpai banyaknya clay atau tanah.

Kata Kunci : Batuan, Struktur, Scanning electron microscope.

PENDAHULUAN

Berdasarkan penelitian yang telah

dilakukan Gaol, dkk. (2005), di daerah

Karang Intan - Aranio - Riam Kanan-

Pa’u yang merupakan sisi utara

pegunungan Meratus terdapat batuan

sedimen dan batuan metamorf yang

diperkirakan sebagai alas dari batuan

beku yang tersingkap akibat erosi

tektonik. Anak Sungai Riam Kanan di

Desa Aranio juga terdapat batuan

amfibolit yang dihasilkan dari proses

metamorfisme batuan beku.

Daur batuan berawal dari magma

yang mendingin dan membeku yang

kemudian menjadi batuan beku, proses

ini dapat terjadi di bawah maupun di

atas permukaan bumi. Batuan beku di

permukaan bumi bersentuhan langsung

dengan atmosfir setiap saat, maka

perlahan-lahan akan terdisintegrasi dan

terdekomposisi. Batuan ini kemudian

mengalami penyesuaian untuk

mencapai kesetimbangan dengan

lingkungan baru dan mengalami

pelapukan. Material hasil rombakan ini,

yang terlepas dari batuan induknya

ditransportasi oleh berbagai media

seperti gravitasi, aliran air, gletser,

angin, atau gelombang dan diendapkan

sebagai sedimen atau endapan ditempat

yang lebih rendah sebagai lapisan-

lapisan mendatar. Sedimen yang




terbentuk tidak hanya sebagai hasil

pelapukan saja. Ada proses erosi yang

juga menghasilkan sedimen, melalui

proses litifikasi sedimen ini berubah

menjadi batuan sedimen. Jika batuan

sedimen suatu saat berada jauh di

bawah permukaan bumi dan

dipengaruhi oleh tekanan yang besar

dan suhu yang tinggi maka batuan

sedimen akan berubah menjadi batuan

metamorf (Sapiie, dkk., 2006).

Struktur batuan meliputi struktur

batuan beku, sedimen, dan metamorf.

Batuan beku adalah batuan yang terjadi

dari pembekuan larutan silika cair dan

pijar, yang dikenal dengan nama

magma. Batuan beku dapat digolongkan

berdasarkan genetik batuan,

berdasarkan senyawa kimia yang

terkandung, dan berdasarkan susunan

mineraloginya.

Struktur batuan beku adalah

bentuk batuan beku dalam skala yang

besar. Seperti lava bantal yang

terbentuk di lingkungan air (laut), lava

bongkah, struktur aliran, dll. Suatu

bentuk dari struktur batuan sangat erat

sekali dengan waktu terbentuknya.

Struktur batuan beku diantaranya

adalahpillow structure, struktur kekar,

struktur aliran,dan struktur vesikular.

Batuan sedimen adalah batuan yang

telah mengalami proses sedimentasi dan

litifikasi. Batuan sedimen yang ada

dimuka bumi ini dapat dikelompokkan

menjadi lima kelompok besar,

pengelompokkan mini berdasarkan cara

terbentuknya batuan tersebut. Setiap

kelompok tersebut mempunyai tempat

pengendapan tersendiri, mulai

pengendapan di lingkungan darat,

sungai, danau, sampai ke lingkungan

laut. Pembagian batuan sedimen

tersebut adalah batuan sedimen detritus,

batuan sedimen evaporit, batuan

sedimen batubara, batuan sedimen

silika, dan batuan sedimen karbonat.

Struktur sedimen sebetulnya adalah

kelainan dari bidang perlapisan yang

normal (parallel atau horizontal).

Kelainan disebabkan karena proses

sedimentasi, ataupun sesudah

sedimentasi (diagenesa). Struktur

batuan sedimen dapat diklasifikasikan

berdasarkan asalnya, yaitu struktur

sedimen primer, struktur sedimen

sekunder, dan struktur organik. Batuan

metamorf adalah hasil dari perubahan-

perubahan fundamental batuan yang

sebelumnya telah ada. Panas yang

intensif yang dipancarkan oleh massa

magma yang sedang mengintrusi

menyebabkan metamorfosa kontak.

Metamorfosa regional yang meliputi

daerah yang sangat luas disebabkan

oleh efek tekanan dan panas pada

batuan yang terkubur sangat dalam.

Metamorfosa adalah proses

rekristalisasi di kedalaman kerak bumi

(3-20 km) yang keseluruhannya atau

sebagian besar terjadi dalam keadaan

padat, yakni tanpa melalui fasa cair.

Sehingga terbentuk struktur dan

mineralogi baru yang sesuai dengan

lingkungan fisik barupada tekanan (P)

dan temperatur (T) tertentu (Sapiie,

dkk., 2006).Struktur batuan metamorf

ini terbagi menjadi dua yaitu struktur

foliasi dan struktur non foliasi.

SEM digunakan untuk mengamati

morfologi dari suatu bahan. Prinsipnya

adalah sifat gelombang dari elektron

yakni difraksi pada sudut yang sangat

kecil. Elektron dihamburkan oleh

sampel yang bermuatan (karena sifat

listriknya). Jika sampel yang digunakan

tidak bersifat konduktif, maka sampel

terlebih dahulu harus dilapisi (coating)

dengan emas. Citra yang terbentuk

menunjukkan struktur dari sampel yang

diuji (Amrina, 2008).



Gambar 1.Scanning electron

microscope (PSG Bandung, 2010).

Mikroskop elektron menggunakan

sinar elektron yang panjang

gelombangnya lebih pendek dari

cahaya. Karena itu, mikroskop elektron

mempunyai kemampuan pembesaran

obyek (resolusi) yang lebih tinggi

dibanding mikroskop optik. Ada 2 jenis

mikroskop elektron yang biasa

digunakan, yaitu tunneling electron

microscopy (TEM) dan scanning

electron microscopy (SEM), salah satu

alat SEM yang ada seperti pada Gambar

1. Konsep dasar dari SEM ini

sebenarnya disampaikan oleh Max

Knoll (penemu TEM) pada tahun 1935.

SEM bekerja berdasarkan prinsip scan

sinar elektron pada permukaan sampel,

yang selanjutnya informasi yang

didapatkan diubah menjadi gambar.

Imajinasi mudahnya gambar yang

didapat mirip sebagaimana gambar pada

televisi. Pada SEM, gambar dibuat

berdasarkan deteksi elektron baru

(elektron sekunder) atau elektron pantul

yang muncul dari permukaan sampel

ketika permukaan sampel tersebut

discan dengan sinar elektron. Elektron

sekunder atau elektron pantul yang

terdeteksi selanjutnya diperkuat

sinyalnya, kemudian besar

amplitudonya ditampilkan dalam

gradasi gelap-terang pada layar monitor

CRT (cathode ray tube). Di layar CRT

inilah gambar struktur obyek yang

sudah diperbesar bisa dilihat. Pada

proses operasinya, SEM tidak

memerlukan sampel yang ditipiskan,

sehingga bisa digunakan untuk melihat

obyek dari sudut pandang 3 dimensi.

Dengan menggunakan scanning

electron microscope maka dapat dilihat

gambaran dari permukaan, susunan

mineral, ukuran dan bentuk bulir dari

suatu bahan atau batuan.

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakanselama

3 bulan, bertempat di Laboratorium

Geofisika FMIPA Unlam Banjarbaru,

dan Laboratorium Pusat Survei Geologi

Bandung. Tempat pengambilan sampel

di Sungai Aranio, Kabupaten Banjar,

Kalimantan Selatan (030 30,867’ LS

dan 1140 59,899’ BT, 03

030,973’ LS

dan 114059,939’ BT).

Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan dalam

penelitian ini adalah palu geologi,

Global Positioning System (GPS),

Plastik sampel, lumpang, kaca

Preparat, Sample, dan scanning electron

microscope.

Bahan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah batuan yang

berasal dari Sungai Aranio Kabupaten

Banjar, Kalimantan Selatan. Batuan

yang dimabil sebanyak 4 sampel yang

berasal dari 2 titik.

Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian yang

dilakukan untuk melihat struktur

mineral pada batuan dari Sungai Aranio

Kabupaten Banjar, Kalimantan Selatan

adalah sebagai berikut:

(1) Pengambilan sampel

Sampel yang digunakan dalam

penelitian ini adalah berupa

batuan yang berasal dari Sungai

Aranio Kabupaten Banjar,

Kalimantan Selatan. Sebelum



sampel diambil, terlebih dahulu

ditentukan titik-titiknya

menggunakan Global Positioning

System (GPS), kemudian didapatkan

dua titik yang ditentukan

berdasarkan ciri fisik batuan yang

tidak bersentuhan langsung dengan

air sungai. Sampel diambil dalam

bentuk bongkahan dengan

menggunakan palu geologi. Pada

penelitian ini diambil 4 sampel

dengan masing-masing titik

sebanyak 2 sampel, titik 1 sampel

1A dan 1B, titik 2 sampel 2A dan

2B yang kemudian akan dilakukan

pemotongan sehingga membentuk

ukuran standar.

(2) Preparasi Sampel SEM

Proses preparasi sampel untuk

pengujian SEM diawali dengan

memotong batuan hingga berbentuk

balok dengan ukuran 0,3 x 0,3 x

0,2 cm. Sampel batuan kemudian

diletakkan pada sample holder yang

memiliki diameter 1 cm dan tebal

0,5 cm dan telah diolesi dengan

pasta perak (dotite), kemudian

sampel didiamkan untuk

dikeringkan dulu. Setelah kering,

sampel disemprot dengan blower

agar terjaga kebersihannya, dan

kemudian sampel dimasukkan ke

dalam fine coat.Sampel yang sudah

dimasukkan ke dalam fine coat akan

diproses dengan mengaktifkan

beberapa tombol sesuai dengan

prosedur yang ada. Di dalam fine

coat ini sampel diletakkan di pinggir

mengelilingi suatu bundaran di

tengahnya. Proses ini memerlukan

waktu yang cukup lama, karena

nantinya akan tampak cahaya yang

berwarna ungu dan merupakan

serbuk emas yang akan menempel

pada sampel batuan, dan menunggu

hingga jarum yang menunjukkan

high voltage (HV) dan arus (mA)

mencapai angka yang disepakati

yaitu HV 0-10, dan mA < 10. Jika

posisi nilai HV dan mA kembali ke

nol lagi maka proses telah selesai

dan sampel siap diuji dalam SEM.

(3) Pengolahan Data sem

Sampel batuan yang sudah selesai di

preparasi diletakkan pada scanning

electron microscope,

denganmenggunakan pengujian

gambar atauimage high vaccum

mode yaitu DENGAN mengatur

vacuum mode, posisi X dan Y, dan

filament saturation position

menggunakan mouse, kemudian

mengatur set biasnya, contrast dan

brightness.

Untuk pengaturan contrast dan

brigthtess ini bisa dilakukan secara

otomatis dan bisa secara manual.

Selanjutnya mengatur fokusnya

secara otomatis dan merubah-

ubahperbesarannya.Ketika gambar

atau foto yang diinginkan sudah

maksimum maka gambar kemudian

disimpan.


Berdasarkan hasil foto Scanning

Electrón Microscope yang telah

dilakukan terhadap 4 sampel (Sampel

1A, 1B, 2A, dan 2B) batuan yang

berasal dari Sungai Aranio Kabupaten

Banjar, Kalimantan Selatan, maka

diperoleh hasil pada Gambar 2 sampai

dengan Gambar 9.

Gambar 2. Foto SEM dengan

perbesaran 500 X untuk sampel 1ª



Gambar 3.Foto SEM denganperbesaran

1000 X untuk sampel 1ª


perbesaran 500 X untuk sampel 1B

Gambar 5.Foto SEM dengan perbesaran

1000 X untuk sampel 1B


perbesaran 500 X untuk sampel 2A


perbesaran 1000 X untuk sampel 2A

Gambar 8.Foto SEM dengan perbesaran

500 X untuk sampel 2B


perbesaran 1000 X untuk sampel 2B

Hasil foto menggunakan Scanning

Electron Microscope didapatkan foto

untuk sampel 1A dan 2B terlihat

struktur dari permukaan batuan yang

masih alami, dimana kristal dan

pecahannya masih terlihat jelas,

sebaliknya untuk sampel 1B dan 2A

terlihat struktur pada permukaan batuan

yang sudah banyak berubah dan banyak

terdapat clay atau tanah. Perubahan ini

dikarenakan clay tersebut telah masuk

ke dalam rekahan batuan akibat



terjadinya pelapukan dan pengendapan

batuan yang telah berlangsung lama.

Hasil foto SEM ini dapat

diketahui sampel batuan yang diambil

dari Sungai Aranio, Kabupaten Banjar

Kalimantan Selatan merupakan batuan

yang telah mengalami pemalihan.

Batuan ini telah banyak mengalami

pelapukan akibat panas, air dan tekanan

yang mempengaruhinya, dimana dari

foto SEM 4 buah sampel didapat

struktur mikro pada permukaannya

telah banyak mengalami laminasi.

Sampel 1A dan 2B terlihat strukturnya

berupa pelapisan yang kristalnya masih

terlihat, sedangkan sampel 1B dan 2A

terlihat strukturnya yang sebagian besar

telah terisi clay atau tanah. Struktur

yang telah mengalami laminasi ini

biasanya terjadi pada batuan yang telah

mengalami perubahan berupa pengaruh

proses sedimentasi atau pengendapan

dan pengaruh tekanan serta temperatur.

Batuan yang telah mengalami

pemalihan ini pada dasarnya berasal

dari batuan beku yang padat, keras,

pejal, dan memiliki warna umum abu-

abu sedikit kehijauan-kecoklatan, dan

kristalin sedang. Batuan beku yang

merupakan batuan pertama yang

terbentuk memiliki mineral utama

olivin yang terbentuk pada temperatur

tinggi, mineral ini sangat tidak stabil

dan mudah sekali terubah menjadi

mineral lain. Terjadinya proses

pendinginan magma disertai dengan

pembentukan dan pengendapan

mineral-mineral tertentu dan sifat

mineral yang tidak stabil, sehingga

mineral utama seperti olivin

akanberubah menjadi mineral lain

seperti piroksin, amphibol, dan yang

terakhir adalah kuarsa.

KESIMPULAN

Struktur mikro dari permukaan

batuan memperlihatkan struktur foliasi

dan batuan telah mengalami laminasi,

dimana dua sampel batuan yaitu 1A dan

2B masih terlihat kristal-kristalnya.

Sedangkan sampel 1B dan 2A

memperlihatkan gambaran permukaan

batuan yang struktur dan

laminasinyatelah mengalami perubahan

dengan dijumpai banyaknya clay atau

tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Gaol, K.L., H. Permana, A.

Kadurasman, N.D. Hananto,

D.D. Wardana, dan Y. Sudrajat.

2005. Model Gaya Berat

Bobaris-Meratus, Kalimantan

Selatan, dan Implikasi

Tektoniknya.

Graha. 1987. Batuan Dan Mineral.

Nova. Bandung.

Sapiie, B., N.A. Magetsari, A.H.

Harsolumakso, & C.I. Abdullah.

2006. Geologi Fisik. ITB.

Bandung.

Sikumbang, N., R. Heryanto. 1994.

Peta Geologi Lembar

Banjarmasin, Kalimantan 1:

250.000. P3G. Bandung.

PSG. 2010. Bandung



PENAMBAHAN QUARTZ POWDER DALAM CAMPURAN BETON

DENGAN AGREGAT LOKAL PILIHAN

Adi Susetyo Dermawan1)

, Ahsani Fauzan1)

, dan Dewi Yuniar1)

1) Fakultas Teknik Universitas Achmad Yani Banjarmasin

Email : [email protected]

ABSTRAK

Pemanfaatan bahan tambahan pasir kuarsa yang melimpah di Kalimantan dan pemilihan

agregat lokal terpilih dapat mengoptimalkan mutu beton yang ingin dicapai. Agregat

lokal yang dipakai adalah pemilihan split Katunun Pelaihari dengan ukuran maks.

agregat 10 mm–20 mm, pasir Rantau dengan modulus kehalusan 2,5-3,0, dan faktor air

semen 0,2-0,5. Tujuan penelitian adalah pemilihan ukuran butir/gradasi agregat lokal

Kalsel dengan penambahan quartz powder 10% dalam campuran beton terhadap sifat

mekanisbetonsehingga bisa meningkatkan tegangan maksimum.Penelitian

menggunakan Laboratorium Poliban/Uvaya dan laboratorium Dinas Pertambangan dan

Energi Prop. Kalsel untuk pemeriksaan pasir kuarsa, agregat (split Pelaihari/Katunun-

pasir Rantau), membuat job mix design, pembuatan benda uji, perawatan benda uji dan

pengujian kuat tekan beton selama 7 hari dan 28 hari. Hasil pemeriksaan Quartz Powder

ex. Palangkaraya (mesh 100-200) mengandung SiO3 mencapai 98,76% , hasil pengujian

kuat tekan beton tanpa quartz powderadalah 300,14 kg/cm2(7 hari) dan 430 kg/cm

2 (28

hari). Sedangkan hasil pengujian kuat tekan beton dengan menggunakan quartz

powderadalah 327,20 kg/cm2(7 hari) dan 455,51 kg/cm

2 (28 hari). Penambahan quartz

powder pada campuran beton akan meningkatkan kuat tekan beton sebesar 27,06

kg/cm2 (9,00 %) pada umur 7 (tujuh) hari dan 25,51 kg/cm

2 (5,93% ) pada 28 (dua

puluh delapan) hari.

Kata kunci :pasir Rantau, quartz powder , split Katunun

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi beton

dan bidang konstruksi di Kalimantan

Selatan terus mengalami peningkatan

seperti pembangunan fly over, jembatan

bentang panjang dan bangunan gedung

bertingkat tinggi. Hal ini akan

mengarah dalam penggunaan beton

mutu tinggi (high strength

concrete/HSC) yang mencakup

kekuatan, ketahanan (keawetan), masa

layan dan effisiensi. HSC dalam SNI

03- 6468-2000 didefinisikan sebagai

beton yang mempunyai kuat tekan yang

disyaratkan lebih besar sama dengan

41,4 Mpa. Beton baru ini

memungkinkan diciptakannya struktur

beton yang ramping, ringan,

menghemat biaya dan bahan

alam.Kepadatan HSC yang tinggi

memberikan pula keuntungan dalam

pencapaian ketahanan yang

tinggiterhadap serangan zat cair atau

gas yang berbahaya.Namun selama ini

masyarakat konstruksi di Kalsel sering

menggunakan batuan yang berasal dari

pulau Sulawesi karena diyakini

memiliki aberasi rendah.Masyarakat

konstruksi di Kalsel harus

mengeksploitasi material lokal yang

mudah didapat, jarak yang dekat dan

harga yang relatif terjangkau serta tidak

perlu membutuhkan waktu yang

lama.Sehingga menurunkan

ketergantungan penggunaan material



agregat halus dan agregat kasar dari

luar.Kalimantan Selatan dengan kondisi

geografi, geologi dan iklim tropis,

dimana sebagian besar terkena jalur

pegunungan merapi, pantai dan aliran

sungai sangat kaya dengan jenis-jenis

material batuan alam.Agregat kasar

yang biasa digunakan dalam konstruksi

berasal dari Awang Bangkal,

Martapura, Pelaihari, Karang Jawa dan

Rantau. Agregat menempati 60 – 70 %

dari total volume beton maka kualitas

agregat sangat berpengaruh terhadap

kualitas beton (Nugraha dan Antoni,

2007).

Ada beberapa faktor utama yang

bisa menentukan keberhasilan

pengadaan beton mutu tinggi,

diantaranya adalah keadaan semen;

faktor air semen (FAS) yang rendah;

kualitas agregat halus (pasir); kualitas

agregat kasar (batu pecah/kerikil);

penggunaan admixture dan additive

mineral dalam kadar yang tepat;

prosedur yang benar dan cermatpada

keseluruhan proses produksi beton dan

pengawasan dan pengendalian yang

ketat pada keseluruhan prosedur dan

mutu pelaksanaan.

Untuk membuat beton bermutu

tinggi, faktor air semen yang

dipergunakan antara 0,28 sampai

dengan 0,38. Sedangkan menurut (SNI

03-6468-2000) beton mutu tinggi nilai

faktor air semennya ada dalam rentang

0,2 – 0,5. Sedangkan untuk beton

bermutu sangat tinggi factor air semen

yang dipergunakan lebih kecil dari 0,2

(Jianxin Ma dan Jorg Dietz, 2002).

Kualitas agregat halus yang dapat

menghasilkan beton mutu tinggi adalah

:

a. Berbentuk bulat.

b. Tekstur halus (smooth texture).

c. Modulus kehalusan (fineness

modulus), menurut hasil penelitian

menunjukan bahwa pasir dengan

modulus kehalusan 2,5 s/d 3,0 pada

umumnya akan menghasilkan beton

mutu tinggi (dengan fas yang rendah)

yang mempunyai kuat tekan dan

workability yang optimal (Larrard,

1990).

d. Bersih.

e. Gradasi yang baik dan teratur

(diambil dari sumber yang sama).

Kualitas agregat kasar yang dapat

menghasilkan beton mutu tinggi adalah

porositas rendah, bentuk fisik agregat

kubikal dan tajam (Larrard, 1990),

ukuran maksimum agregat 25 mm,

bersih dan kuat tekan hancur yang

tinggi dan gradasi yang baik dan teratur

(diambil dari sumber yang sama).

Untuk menghasilkan beton bermutu

tinggi maka dibutuhkan prosedur yang

benar dan cermat pada keseluruhan

proses produksi beton yang meliputi uji

material (material testing), sensor dan

pengelompokan material (material

sensor and grouping), penakaran dan

pencampuran (batching), pengadukan

(mixing), pangangkutan

(transportating), pengecoran (placing),

perawatan (curing). Disamping itu

pengawasan dan pengendalian yang

ketat pada keseluruhan prosedur dan

mutu pelaksanaan, yang didukung oleh

koordinasi operasional yang optimal.

Beberapa ukuran pasir kuarsa

sebagai berikut :

1. Mesh 30-60 dalam ukuran mm

berarti berdiameter partikel antara

0.595-0.250 mm. Banyak dipakai

untuk aerated concrete block,

mortar, fine surface sand blasting,

bahan bakuwater glass.





mortar, bahan bakuwater glass.







mortar, bahan bakuwater glass,

dan bahan campuran slang gas

LPG.




untuk cementing process di oil

company.

Kekuatan tekan merupakan salah

satu kinerja utama beton. Menurut

Mulyono (2005), kekuatan tekan adalah

kemampuan beton untuk menerima

gaya tekan per satuan luas. Kuat tekan

beton dipengaruhi oleh beberapa faktor

penting yaitu metode pencampurannya,

komposisi dan mutu material yang

digunakan, perbandingan jumlah air

terhadap semen (FAS), tingkat

kepadatan, umur, jenis semen dan

metode perawatan.Pengujian kuat tekan

beton mengacu standar ASTM C 234

dengan menggunakan alat compression

testing machine. Menurut Amri (2005),

kuat tekan beton yang terjadi

dinyatakan dalam tegangan desak beton

dan dapat dihitung dengan Persamaan

(1) sebagai berikut :

f’c = σ = P/A..................... (1)

dimana : = Tegangan beton

yang timbul (kg/cm2 );

P = Besar beban yang

bekerja (kg);

A = Luas penampang

benda uji (cm2 ).

Tujuan penelitian adalah

pemanfaatan dan pemilihan ukuran

butir/gradasi agregat lokal Kalsel

dengan penambahan presentase pasir

kuarsa 10% terhadap sifat mekanis

beton.

METODE PENELITIAN

Lokasi penelitian dilakukan di

Laboratorium beton Uvaya,

laboratorium Poliban dan laboratorium

Dinas Pertambangan dan Energi

Prop.Kalsel. Penelitian ini

menggunakan material lokal

Kalimantan Selatan, yaitu split asal

pelaihari (Katunun), pasir dari Rantau

dan pasir kuarsa dari Palangkaraya yang

ditumbuk menjadi tepung kuarsa.

Prosedur penelitian yang dilaksanakan

sebagai berikut:

1. Persiapan/ Pengadaan material

penyusun

Material yang digunakan dalam

penelitian sebagai berikut:

a. Semen Portland Type I (Gresik)

b. Air PDAM, yang tersedia di

Laboratorium beton Poliban

yang memenuhi syarat.

c. Agregat kasar yaitu split asal

dari Pelaihari / katunun, dari

pabrik stone crusher dengan

ukuran maksimum agregat 15

mm.

d. Agregat halus yaitu pasir asal

Rantau, dengan modulus

kehalusan 2,5 s/d 3,0

e. Pasir kuarsa ex. Palangkaraya

Menurut penelitian Laily

Fatmawati (2011), menunjukkan

bahwa nilai maksimum kekakuan

beton berada pada kadar filler

(quartz powder) 10% dibandingkan

dengan kadar filler yang lain.

2. Pemeriksaan sifat-sifat fisis

Sifat-sifat fisis yang diperiksa

meliputi : berat jenis (ASTM C.

127-93), absorbsi / penyerapan

(ASTM C.128-93), berat volume

(ASTM C. 127-93), analisis

saringan (ASTM C. 136-93),

gradasi kasar (SK SNI T–15–1990–

032), gradasi pasir (SK. SNI T–15–

1990–03), kandungan bahan (sifat

kimia) pasir halus (ASTM C.40-

73), modulus kehalusan (ASTM),

sifat kekekalan terhadap larutan,

kepipihan agregat (SNI 03-4137-

1996), abrasi test (SNI 03-6428-

2000), kadar lumpur (SK SNI S–



04– 1989–F hal. 28), uji slump test

(SNI 02-1972-1990), pengujian

semen (SNI) No. 15– 2049–1994

dan (SNI) No. 03-2847-2002,

pemeriksaan pasir kuarsa.

3. Pembuatan Job Mix Design

Komposisi campuran beton

mengacu kepada metode

perbandingan berat material

pembentuk beton (SK-SNI 03-

2834-2000).

4. Pembuatan adukan beton dan benda

uji

Material ditimbang beratnya sesuai

perbandingan campuran yang

diperoleh dari mixdesign sesuai

dengan prosedur pembuatan adukan

beton (SNI-03-2834-2000).

Pembuatan/perawatan benda uji

harus memenuhi ketentuan (SNI-

03-4810-1998).

5. Perawatan benda uji

Perawatan untuk pemeriksaan

proposisi campuran untuk kekuatan

atau sebagai dasar untuk

pemeriksaan atau pengendalian

mutu.Perawatan benda uji selama 7

(tujuh) hari dan 28 (dua puluh

delapan) hari.

6. Pengujian benda uji

Pengujian kuat tekan beton yang

dilakukan pada umur beton 7

(tujuh) hari dan 28 (dua puluh

delapan) hari dengan benda uji

sebanyak 3 sampel tiap variasi

menggunakan mesin uji tekan

beton.

7. Hasil pembahasan dan kesimpulan

Pada tahap ini dapat dilihat hasil

pengujian kuat tekan beton dan

dilakukan pengolahan data dalam

tabel.Kesimpulan diperoleh dengan

menganalisa pengaruh penambahan

quartz powder terhadap kuat tekan

terbesar yang diperoleh (sebelum

dan sesudah penambahan).


Pemeriksaan Bahan Susun Bahan Susun yang digunakan

meliputi: Agregat Kasar (Split), agregat

halus (pasir), semen, air dan quartz

powder. Dari hasil pengujian pasir

dilaboratorium didapat: modulus

kehalusan butir sebesar 3,35 dan

termasuk gradasi untuk daerah no.1,

berat jenis pasir kering/curah sebesar

2,56 gr/cm3, kadar air pada kondisi SSD

sebesar 0,95%, berat satuan pada

kondisi kering muka (SSD) sebesar 1,55

gr/cm3, dan kadar lumpur sebesar

1,33%.

Hasil pengujian koral didapat:

berat jenis kering sebesar 2,779 gr/cm3,

berat jenis kering muka (SSD) sebesar

2,762 gr/cm3, penyerapan air dalam

kondisi kering 0,612%, dan kadar

lumpur sebesar 0,22%, kadar air agregat

kasar SSD rata-rata sebesar 0,16%,

keausan agregat sebesar 15,2%.

Pemeriksaan Quartz powder/tepung

kuarsa dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Hasil analisa kimia tepung

kuarsa

Hasil (%)

Parameter Kuarsa

Palangkaraya Metode Uji

SiO2 98.76 Gravimetri

Al2O3 0.98 Kompleksometri

Fe2O3 0.28 AAS

CaO 0.08 AAS

MgO <0.01 AAS

TiO2 0.29 Spektrofotometri

K2O <0.01 AAS

Na2O <0.01 AAS

LOI 0.12 Gravimetri

Cr2O3 0.01 AAS

Sumber: hasil analisa Distamben, 201

Tabel 1 menunjukkan bahwa pasir

kuarsa yang diambil di quarry



Palangkaraya dan ditumbuk halus

menjadi tepung kuarsa mengandung

SiO2, Al2O3, Fe2O3,CaO, MgO, TiO2, K2O,

Na2O, LOI, dan Cr2O3. Hasil

pemeriksaan kimia menghasilkan SiO2

sebesar 98,76%, yang berarti tepung

kuarsa ini memiliki kualitas yang baik

sebagai bahan tambah agregat halus

dalam campuran beton.

Hasil Job MixDesign

Berdasarkan metode SK-SNI 03-

2834-2000 tenmtang tata cara

pembuatan rencana campuran beton

normal, kebutuhan bahan susun untuk

setiap meter kubik (m3) beton disajikan

dalam tabel 2.

Tabel 2. Proporsi Campuran hasil job mix design tiap 1 m3

Campuran Tepung

kuarsa (kg)

Semen

(kg)

Air

(liter)

Ag. Halus

(kg)

Ag. Kasar

(kg)

Tanpa quartz powder 0 678,57 197,87 471,57 1.112,01

Dengan quartz powder 47,16 678,57 197,87 424,41 1.112,01

Sumber: hasil perhitungan, 2016

Tabel 2 menunjukkan proporsi

campuran beton yang tidak

menggunakan tepung kuarsa dan yang

menggunakan tepung kuarsa.Hal ini

terlihat perbedaan dari komposisi

agregat halus yang sebagian digantikan

oleh quartz powder.

Hasil Pengujian Kuat Tekan

Hasil pengujian kuat tekan beton

tanpa menggunakan quartz powder

disajikan dalam tabel 3 dan hasil

dengan menggunakan quartz powder

disajikan dalam tabel 4.

Tabel 3. Hasil pengujian kuat tekan beton tanpa quartz powder

No. Benda Umur Luas Berat Slump Beban max

Hasil tes

tekan

Tekanan

Kg/Cm2

Uji Hari Cm2 Kg Cm KN Mpa Pengujian

1 7 176,625 13,2 1.5 394 22,307 268,76

2 7 176,625 13 1.5 458 25,931 312,42

3 7 176,625 13 1.5 468 26,497 319,24

Rata-rata 300,14

1 28 176,625 13,2 1.5 573 32,423 390,64

2 28 176,625 13 1,5 645 36,522 440,02

3 28 176,625 13,1 1,5 673 38,125 459,34

Rata-rata 430,00

Sumber: hasil laboratorium , 2016

Tabel 3 menunjukkan bahwa

pengujian kuat tekan beton tanpa quartz

powder pada 7 (tujuh) hari memiliki

rata-rata 300,14 kg/cm2 dan pada 28

(dua puluh delapan) hari memiliki rata-

rata 430 kg/cm2.

Tabel 4 menunjukkan bahwa

pengujian kuat tekan beton dengan

menggunakan quartz powder pada 7

(tujuh) hari memiliki rata-rata 327,20

kg/cm2 dan pada 28 (dua puluh delapan)

hari memiliki rata-rata 455,51 kg/cm2.



Tabel 4. Hasil pengujian kuat tekan beton dengan quartz powder

Hasil tes Hasil tes tekan

No. Benda Umur Luas Berat Slump Beban Max tekan Kg/Cm2

Uji Hari Cm2 Kg Cm KN Mpa

1 7 176,625 13 2 456 25,817 311,05

2 7 176,625 13 2 454 25,704 309,69

3

7

176,625

13,2

2

529

29,950 360,85

Rata-rata 327,20

1 28 176,625 13 2 642 36,363 438,10

2 28 176,625 13,1 2 605 34,272 412,92

3 28 176,625 13,2 2 756 42,786 515,56

Rata-rata 455,51

Sumber: hasil laboratorium , 2016

Dari kedua hasil kuat tekan beton

tersebut menyatakan bahwa dengan

penambahan quartz powder ada

peningkatan kuat tekan beton sebesar

27,06 kg/cm2 (9,00 %) pada umur 7

(tujuh) hari dan 25,51 kg/cm2 (5,93% )

pada 28 (dua puluh delapan) hari.

Penambahan tepung kuarsa diberikan

untuk mengisi rongga pada beton

sehingga meningkatkan kerapatan dan

stabilitas dari massa tersebut.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian dapat

diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Hasil pemeriksaan Quartz Powder

ex. Palangkaraya dengan ukuran

mesh 100-200 mengandung SiO3

mencapai 98,76% berarti memiliki

kualitas yang baik sebagai bahan

tambah agregat halus dalam

campuran beton.

2. Hasil pengujian kuat tekan beton

tanpa quartz powder pada 7 (tujuh)

hari memiliki rata-rata 300,14

kg/cm2 dan pada 28 (dua puluh

delapan) hari memiliki rata-rata 430

kg/cm2.

3. Hasil pengujian kuat tekan beton

dengan menggunakan quartz

powder pada 7 (tujuh) hari

memiliki rata-rata 327,20 kg/cm2

dan pada 28 (dua puluh delapan)

hari memiliki rata-rata 455,51

kg/cm2.

4. Dengan penambahan quartz

powder pada campuran beton akan

meningkatkan kuat tekan beton

sebesar 27,06 kg/cm2 (9,00 %) pada

umur 7 (tujuh) hari dan 25,51

kg/cm2 (5,93% ) pada 28 (dua

puluh delapan) hari.

DAFTAR PUSTAKA

Amri Sjafei, 2005, Teknologi beton A-

Z, Yayasan John Hi-tech Idetama,

Jakarta

Aulia, T. B., 2005, Ein Beitrag Zur

Bruchmechanik Von

Unbewehrtem HochfestenBeton,

Dissertation, University of

Leipzig, 54–155.

Dipohosodo, I, 1994, Struktur Beton

Bertulang Berdasarkan SK SNI T-

15-1991-03, PT. Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta.

Fatmawati, Laily, 2011, Tinjauan

Modulus Of Rupture beton mutu

tinggi berserat baja dengan

menggunakan filler nano material,

Digilib.UNS. ac.id, UNS,

Surakarta

Jianxin Ma & Jorg Dietz (2002).Ultra

high performance self compacting

concrete, Institut für Massivbau



und Baustofftechnologie,

Universität Leipzig.

Larrard (1990).A Method for

Proportioning High-Strength

Concrete Mixtures, Cement,

Concrete and Agregat, ASTM,

Volume 12, Issue 1, pp. 47-52.

Mulyono, T., (2005), ”Teknologi

Beton”, Penerbit ANDI,

Yogyakarta.

Nugraha, P., Antoni, 2007, Teknologi

Beton (Dari Material, Pembuatan,

ke Beton Kinerja Tinggi), Penerbit

ANDI, Yogyakarta.

Standar Nasional Indonesia (SNI) No.

03-6468-2000 Pd T-18-1999-03,

2010 “Tata Cara Perencanaan

Campuran Beton Berkekuatan

Tinggi dengan Semen Portland

dan Abu Terbang”, Badan

Standardisasi Nasional, Jakarta.

Standar Nasional Indonesia (SNI) SNI

03-4810-1998 “Metode

pembuatan dan perawatan benda

uji beton di lapangan”, Badan

Standardisasi Nasional, Jakarta.

Subakti, A, 1995, Teknologi Beton

Dalam Praktek, Jurusan Teknik

Sipil FTSP-ITS, Institut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya,

Tidak dipublikasikan, Surabaya.

Supartono, F.X. (1998). Mengenal dan

mengetahui permasalahan pada

produksi beton berkinerja tinggi,

artikel ilmiah, UI, Jakarta.

Tjokrodimulyo, Kardiyono, 1995,

Teknologi Beton, Jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik UGM,

Yogyakarta.



PENGOLAHAN JAHE DAN KELAPA MENJADI TENG-TENG JAHE

KELAPA

Cica Riyani

1)

1) Staf pengajar program Studi Teknologi Pengolahan Hasil Perkebunan

Politeknik Muara Teweh

e-mail : [email protected]

ABSTRAK

Pengolahan teng-teng jahe kelapa menggunakan bahan baku berupa kelapa, jahe dan

gula.Untuk mendapatkan cita rasa yang sesuai diperlukan formulasi komposisi yang

tepat pada pengolahan teng-teng jahe kelapa. Tujuan pada penelitian ini adalah Untuk

mengetahuipengaruh penambahan komposisi jahe dengan kelapa terhadap tingkat

kesukaan pada produk teng-teng jahe kelapa.Uji Produk dengan metode pengujian

mengggunakan uji hedonik (kesukaan). Perlakukan pada penelitian : (J1 : Perlakuan

perbandingan jahe dan kelapa (200 g : 800 g)), (J2 : Perlakuan perbandingan jahe dan

kelapa (250 g : 800 g)) (J3 : Perlakuan perbandingan jahe dan kelapa (300 g : 800 g)).

Untuk penilaian organoleptik produk teng-teng jahe kelapa digunakan skala hedonik

(tingkat kesukaan) meliputi uji terhadap parameter warna, rasa, aroma dan tekstur pada

20 orang panelis dengan menggunakan skor sebagai berikut : 1 = sangat tidak suka, 2 =

tidak suka, 3 = biasa, 4 = suka, 5 = sangat suka. Hasil penelitian menunjukan bahwa

Perlakuan penelitian (perbandingan jumlah jahe dengan kelapa) tidak berpengaruh

sangat nyata terhadap tingkat kesukaan pada aroma, war,a dan tekstur sedangkan

berpengaruh sangat nyata pada rasa untuk produk teng-teng jahe kelapa. Pemberian

jumlah komposisi jahe menghasilkan perbedaan rasa yang dapat dideteksi oleh panelis.

Kata Kunci : Jahe, Kelapa, Organoleptik

PENDAHULUAN

Hasil perkebunan dapat diolah

menjadi produk pangan dan non

pangan.Jenis tanaman yang dapat

dimanfaatkan adalah jahe. Jahe

merupakan salah satu tanaman rempah

–rempah yang banyak manfaatnya dan

bagian yang dimanfaatkan adalah

rimpang atau umbi akarnya (Lelemboto

dkk, 2012). Jahe merah dapat diolah

dan dipasarkan dalam berbagai macam

produk pangan dalam skala industri

(Aminah dkk, 2011). Jahe dapat diolah

bersama dengan bahan lain, seperti

wajik jahe yang terdiri dari jahe, gula

dan ketan (Dinarwi, 2010). Contoh hasil

olahan pangan lainnya adalah teng-teng

jahe kelapa.Pengolahan teng-teng jahe

kelapa menggunakan bahan baku

berupa kelapa, jahe dan gula. Bagian

kelapa yang digunakan adalah daging

buah (Ahmad, 2008), sedangkan jahe

adalah bagian rimpangnya (Rudy,

2010).Campuran dari kelapa, jahe dan

gula memberikan rasa yang khas pada

teng-teng jahe kelapa.

Untuk mendapatkan cita rasa yang

sesuai diperlukan formulasi komposisi

yang tepat pada pengolahan teng-teng

jahe kelapa.Formulasi dapat dibuat

dengan mengatur perbandingan

komposisi bahan teng-teng jahe kelapa.

Dari pengaturan perbandingan

komposisi akan diperoleh cita rasa dan

aroma serta penampakan fisik dari teng-




teng jahe yang di olah. Penentuan

formulasi yang tepat dapat dilakukan

dengan melakukan pengujian terhadap

olahan melalui uji organoleptik seperti

uji hedonik (kesukaan).

Dengan adanya pengujian

organoleptik khususnya uji hedonik

akan diperoleh data tingkat kesukaan

panelis yang dapat menjadi sampel

tingkat kesukaan konsumen terhadap

teng-teng jahe kelapa yang dibuat. Jenis

pengujian pada tingkat kesukaan

meliputi aroma, rasa, warna, dan

tekstur. Dari masing-masing jenis

pengujian tersebut akan dibuat

kesimpulan produk mana yang paling

banyak mendapat minat dari panelis.

Berdasarkan pentingnya

pengujian hedonik terhadap produk

teng-teng jahe kelapa, maka penelitian

ini melakukan uji hedonik terhadap

produk tersebut meliputi rasa, aroma,

warna, tekstur. Adapun formulasi

komposis bahan yang diteliti adalah

perbandingan jumlah jahe dan kelapa.

Dengan adanya pengujian ini dapat

memberikan informasi produk teng-teng

jahe kelapa yang sesuai dengan tingkat

kesukaan konsumen.

METODE PENELITIAN

Bahan yang digunakan adalah

daging kelapa, jahe merah, minyak

goreng dan gula. Peralatan yang

digunakan adalah timbangan, parutan

kelapa, wajan, pengaduk, penggiling,

cetakan, pisau, plastik dan pengaduk.

Adapun perlakuan pada penelitian

ini adalah :

a. Komposisi jahe dengan kelapa (200

gram : 800 gram)

b. Komposisi jahe dengan kelapa (250

gram : 800 gram)

c. Komposisi jahe dengan kelapa (300

gram : 800 gram)

Uji Produk dengan metode

pengujian mengggunakan uji hedonik

(kesukaan). Untuk penilaian

organoleptik produk teng-teng jahe

kelapa digunakan skala hedonik (tingkat

kesukaan) meliputi uji terhadap

parameter warna, rasa, aroma dan

tekstur pada 20 orang panelis dengan

menggunakan skor sebagai berikut : 1 =

sangat tidak suka; 2 = tidak suka; 3 =

biasa; 4 = suka; 5 = sangat suka.


Pengujian organoleptik terhadap

produk teng-teng jahe kelapa

menggunakan uji kesukaan (hedonik).

Menurut Ita (2013) bahwa pengujian

organoleptik didasarkan pada proses

pengindraan.Parameter yang diuji

adalah rasa, aroma, warna, dan

tekstur.Berikut adalah hasil pengujian

tingkat kesukaan terhadap parameter

yang diuji.

Tingkat kesukaan terhadap rasa

Rasa merupakan bagian dari

parameter yang diuji pada uji hedonik

untuk produk teng-teng jahe

kelapa.Rasa yang diuji pada panelis

adalah rasa terhadap perbedaan

komposisi jahe terhadap kelapa pada

bahan yang diuji.Berikut adalah grafik

tingkat kesukaan terhadap rasa (Gambar

1).



Gambar 1. Tingkat kesukaan terhadap

rasa Keterangan :

J1 : Perlakuan perbandingan jahe dan kelapa (200 g : 800 g)

J2 : Perlakuan perbandingan jahe dan kelapa (250 g : 800 g) J3 : Perlakuan perbandingan jahe dan kelapa (300 g : 800 g)

P : Panelis

Hasil penelitian berdasarkan

analisa ragam menunjukan bahwa

perbedaan jumlah komposisi jahe

berpengaruh sangat nyata terhadap rasa

yang dihasilkan.Hal tersebut dapat

disimpulkan bahwa perlakuan J1, J2

dan J3 dapat menghasikan perbedaan

rasa yang dideteksi oleh panelis.Rasa

yang paling bayak disukai adalah pada

perlakuan J2.

Perbedaan rasa yang dihasilkan

oleh jahe merah pada penelitian ini

menunjukan panelis merasakan ada

rasa yang biasa dan lebih kuat. Rasa

yang dihasilkan adalah rasa

pedas.Menurut Hernani dkk (2010),

bahwa jahe menghasikan rasa pedas.

Rasa pedas tersebut berasal dari dari

kelompok senyawa gingerol, yaitu

senyawa turunan fenol.

Limpahan/komponen tertinggi dari

gingerol adalah [6]-gingerol.Rasa pedas

dari jahe kering berasal dari senyawa

shogaol ([6]-shogaol), yang merupakan

hasil dehidrasi dari gingerol. Dari data

penelitian, pemberian jumlah jahe yang

berbeda-beda menunjukan rasa yang

berbeda pula. Semakin sedikit jumlah

yang diberikan maka semakin sedikit

rasa pedas yang dihasilkan, dan

sebaliknya semakin banyak jahe yang

diberikan maka akan semakin banyak

rasa pedas yang dirasakan.

Tingkat Kesukaan Terhadap Aroma

Jumlah jahe yang berbeda dari

perlakuan penelitian ternyata

menunjukan hasil tidak berbeda nyata

dengan aroma yang dihasilkan.

Berdasarkan hasil analisa ragam,

diketahui bahwa jumlah jahe dalam

produk teng-teng jahe kelapa

menghasilkan perbedaan aroma yang

tidak dapat dideteksi oleh panelis.

Aroma dari jahe Aroma jahe sangat

tergantung pada kandungan minyak

atsirinya (1-3%). Menurut Wohlmut

(2006) dalan Hernani 2010 bahwa

Komponen utama minyak atsiri jahe

adalah seskuiterpen hidrokarbon, dan

paling dominan adalah zingiberen

(35%), kurkumen (18%), farnesen

(10%), dan sejumlah kecil bisabolen

dan seskuifellandren. Dari data

penelitian menunjukan bahwa jumlah

komposisi jahe pada bahan penelitian

memiliki aroma yang semuanya disukai

oleh panelis.

Berikut adalah tabel tingkat

kesukaan terhadap aroma (Tabel 1).

Tabel 1. Tingkat kesukaan terhadap

aroma

Perlakuan Rata-rata Skor Hedonik

J1 4

J2 3,8

J3 3,8 Keterangan :



Tingkat Kesukaan terhadap warna

Warna dari produk teng-teng jahe

kelapa ini adalah coklat. Berikut adalah

warna dari masing-masing perlakuan :

Gambar 3. Teng-teng jahe kelapa Keterangan : J1 : Perlakuan perbandingan jahe dan kelapa (200 g : 800 g)



Berdasarkan hasil analisa ragam,

diketahui bahwa pemberian jumlah

komposisi jahe pada teng-teng jahe



kelapa tidak berpengaruh nyata terhadap

warna.Ini dapat disimpulkan bahwa

perbedaan jumlah jahe pada penelitian

tidak menghasilkan perbedaan warna

yang dapat di deteksi oeh

panelis.Berikut adalah tabel tingkat

kesukaan terhadap warna (Tabel 2).


warna

Perlakuan Rata-rata Skor Hedonik

J1 3,80

J2 3,65

J3 3,65 Keterangan :



Tingkat Kesukaan Terhadap Tekstur

Tekstur dari teng-teng jahe kelapa

hasil penelitian merpakan bagian dari

pengujian tingkat kesukaan.Berikut

adalah tabel hasil penelitian (Tabel 3).


tekstur

Perlakuan Rata-rata skor hedonik

J1 3,6

J2 3,7

J3 3,4 Keterangan :




Berdasarkan hasi analisa ragam,

diketahui bahwa pemberian jumlah

komposis jahe tidak berpengaruh nyata

dengan tekstur teng-teng jahe yan

dihasilkan.Hal tersebut dapat

disimpulkan, dengan jumlah jahe yang

berbeda tidak menghasilkan perbedaan

tekstur yang dapat dideteksi oleh

panelis.

KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari peneitian

ini adalah :

1. Perlakuan penelitian (perbandingan

jumlah jahe dengan

kelapa)berpengaruh sangat nyata

terhadap tingkat kesukaan pada

rasa untuk produk teng-teng jahe

kelapa. Pemberian jumlah

komposisi jahe menghasilkan

perbedaan rasa yang dapat dideteksi

oleh panelis


jumlah jahe dengan kelapa)tidak

berpengaruh nyata terhadap tingkat

kesukaan pada aroma untuk

produk teng-teng jahe kelapa.

Pemberian jumlah komposisi jahe

tidak menghasilkan perbedaan

aroma yang dapat dideteksi oleh

panelis




kesukaan pada warna untuk




warna yang dapat dideteksi oleh

panelis




kesukaan pada aroma untuk




tekstur yang dapat dideteksi oleh

panelis

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, U. dan Sutrisno. 2008.

Pengolahan Kelapa. Institut

Pertanian Bogor. Bogor.

Aminah, S., Mufl ihani Yanis dan

Tezar Ramdhan. 2011. Teknologi

Pembuatan Effervescent Instan

Jahe. Balai Pengkajian Teknologi

Pertanian (BPTP) Jakarta.



Dinarwi.2010. Pengaruh Penambahan

Gula dan Jahe Terhadap Mutu

Produk Makanan Tradisional

Wajik Jahe. Berita Litbang

Industri XLV (3) : 38-44.

Hernani dan Christina Winarti. 2010.

Kandungan Bahan Aktif Jahe Dan

Pemanfaatannya Dalam Bidang

Kesehatan. Balai Besar Penelitian

dan Pengembangan Pascapanen

Pertanian. Bogor

Ita Gusman. 2013. Pengujian

Organoleptik. Program Studi

Teknologi Pangan. Universitas

Muhammadiyah Semarang.

Lelemboto M, Maya Ludong, Jen

Tatuh. 2012. Pelatihan

Pengembangan Pengolahan

Instan Jahe Merah Di Kota

Manado. Fakultas Pertanian

Unsrat.

Rudy T. 2010. Teknologi Pascapanen

Tanaman Obat. Balai Besar

Penelitian dan Pengembangan

Pascapanen Pertanian.



ANALISA SIFAT MEKANIK PEGAS HELIK PADA SISTEM SUSPENSI BAJA

STRUKTUR KARBON RENDAH

Feddy Wanditya Setiawan1)

1) Staf Pengajar Program Studi Teknik Otomotif Politeknik Hasnur

Jl. Adhyaksa No. 7 - 8 Lantai 2 Kayu Tangi Permai Banjarmasin 70125

E-mail : [email protected])

ABSTRAK

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui sifat mekanik pegas helik sistem suspensi

pada keamampuan menahan beban berulang, displacement, tegangan dan regangan dari

pegas yang berbahan baja struktur karbon rendah. Hasil desain pegas helik keseluruhan

dan analisa dari suspensi untuk kendaraan ringan yang berfokus pada kekuatan

materialnya diperoleh hasil proses regangan yang terjadi, kemudian pengamatan respon

regangan saat pemberian beban pegas diharapkan terjadi dibawah nilai yang ditetapkan.

Baja struktur karbon ringan mampu mereduksi kelelahan akibat beban berulang dari

pegas helik.Beberapa poin hasil analisa yaitu; tegangan vonmises 11060 MPa, regangan

vonmises 0.055861, faktor intensitas tegangan 12136 MPa dan total regangan 0.055861.

Berdasarkan hasil desain dan analisis menyimpulkan bahwa pegas helik dengan bahan

baja struktur karbon rendah memiliki sifat mekanik yang sangat baik atau cocok bila

diproduksi untuk digunakan pada jenis kendaran ringan.

Kata kunci: pegas helik, suspensi, displacement, tegangan, regangan

PENDAHULUAN

Pegas berfungsi untuk

mengurangi getaran pada bodi

kendaraan yang ditimbulkan oleh

hentakan jalan yang tidak rata terhadap

roda.Selain itu juga menjamin roda agar

selalu menempel pada jalan.Pemegasan

pada kendaraan dilakukan oleh ban

pegas suspensi dan pegas pada kursi

penumpang.

Massa tak terpegas pada

kendaraan meliputiroda, rem, aksel dan

pegas bagian bawah dan massa

terpegas pada kendaraan meliputi bodi

dan semua komponen yang melekat

pada bodi, penumpang barang dan

pegas bagian atas.Kendaraan akan

nyaman dikendarai apabila massa yang

tak terpegas bisa lebih ringan. Pegas

helik banyak digunakan pada suspensi

depan dari kendaraan ringan modern.

Pegas helik bentuknya seperti

lilitan.Pegas inilah yang paling banyak

digunakan untuk kendaraan dengan

beban ringan seperti pada mobil sedan

dan sepeda motor.Material pegas helik

terbuat dari batang baja spesial dan

memiliki bentuk spiral.Pegas ini banyak

digunakan pada kendaraan yang

mementingkan kenyamanan penumpang

seperti pada mobil sedan.

Kelebihan

pegas helik dikarenakan

kemampuannya mereduksi getaran atau

hentakan lebih besar (baik) daripada

pegas leaf dan pegas batang torsi, dan

langkah pemegasan lebih panjang.

Pegas helik dapat digunakan pada

suspensi independen dan axle

rigid.Tetapi memiliki kerugian tidak

dapat meredam dirinya sendiri atau

tidak dapat menerima gaya horizontal.




Beberapa kekurangan dari pegas

helik tentunya bisa

menimbulkankerugian bagi pemakai

kendaraan.Sehingga dengan melakukan

perhitungan awal terhadap displacement

pegas sebelum digunakan pada kondisi

pembebanan aslinya makaakandapat

mengefisiensi banyak faktor

diantaranya efisiensi waktu pengujian,

efisiensi biaya produksi, efisiensi biaya

desain dan lain sebagainya.

METODE PENELITIAN

Dalam penelitian ini dilakukan

pemodelan pegas dan analisis dengan

bahan pegas helik yaitu baja struktur

karbon rendah. Spesifikasi, pemodelan

dan analisis sebagai berikut:

Spesifikasi dan Data Bahan Pegas

Helik

Spesifikasi pegas:

Diameter kawat pegas= 9,48 mm,

diameter luar koil = 56,93 mm,

tinggi bebas koil = 153 mm, jumlah

lilitan aktif = 11, pitch = 13,9 mm,

dan beban uji pada setiap pegas =

2751 N.

Data material yang digunakan:

Untuk sifat material dari baja

struktur karbon rendah memiliki nilai

modulus young = 199000MPa,

poisson rasio= 0,38 dan massa jenis

= 7800 kg / m3.

Model Rancangan Pegas Helik

Model rancangan pegas dibuat

solid dengan spesifikasi yang telah

ditetapkan dan dianalisis menggunakan

ANSYS. Pegas helikakan diamati

penerapan beban pada bahan baja

struktur karbon rendah dan agar

diketahui hasil kemampuan optimal dari

penggunaan bahan tersebut.

Dibuat line drawing dengan

panjang 153 mm dan garis bebas

ketinggian pegas pada jarak 56,93 mm

dari sumbu vertikal dan terhitunglah

diameter luar lilitan koil. Selanjutnya

masukkan pitch dari pegas. Pitch hasil

kalkulasi dari tinggi bebas dari pegas

koil yang dibagi denganjumlah lilitan

aktif yaitu 153/11 = 13.9mm.

Disini dihasilkanlingkaran

diameter kawat pegas 9.48mm

kemudian diperoleh desain pegas helik

seperti ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1.Model pegas Helik


Analisa KekuatanMaterial Pegas

Helik

Dilakukan analisa displacement

pada material pegas dengan spesifikasi

pada sifat material bahan dan kondisi

batas beban yang telah

ditetapkan.Analisa dilakukan pada

displacement di x, y, dan z, kemudian

displacement di x (regangan),

displacement di z (regangan) dan vektor

displacement yang terjadi (Gambar 2 –

Gambar 7). Analisa ini juga

menunjukkan hasil tegangan von

misses(Gambar 8), intensitas tegangan

(Gambar 9), regangan von misses

(Gambar 10), dan total regangan

mekanik pegas (Gambar 11).



Gambar 2.Displacementpegas helik baja

karbon rendahArah

Gambar 3.Displacement pegas helik

baja karbon rendahArah y

Gambar 4.Displacementpegas helik baja

karbon rendahArah z


baja karbon rendah di x (Regangan)


baja karbon rendah di z (Regangan)

Gambar 7.Vektor displacementpegas

helik baja karbon rendah

Gambar 8.Tegangan vonmisespegas


Gambar 9.Intensitas teganganpegas


Gambar 10.Regangan vonmisespegas




Gambar 11.Total regangan mekanik

pegas helikbaja karbon rendah

Dihasilkan displacement di x, y, z

dalam analisa statis pada Tabel 1.

Intensitas tegangan vonmises, regangan

vonmises dan total regangan mekanik

pegas helik ditunjukkan padaTabel 2.

Tabel 1. Displacement pegas helik

Displacement x Displacement y Vektor displacement

Tegangan 90.978 0.117 174.76

Regangan 0.0143 0.061 --

Tabel 2. Tegangan dan regangan

pegas helik

Deskripsi pengujian

kekuatan

Baja struktur

karbon rendah

Tegangan vonmises

(MPa)

11060

Regangan vonmises 0.055861

Intensitas tegangan

(MPa)

12136

Total regangan

mekanik

0.055861

KESIMPULAN

Pegas helik bahan baja struktur

karbon ringan mampu mereduksi

kelelahan akibat beban berulang..

Beberapa poin utama dari analisa

diketahui tegangan vonmises 11060

MPa, regangan vonmises 0.055861,

faktor intensitas tegangan 12136 MPa

dan total regangan 0.055861.

Berdasarkan hasil desain dan analisis

menyimpulkan bahwa pegas helik

dengan bahan baja struktur karbon

rendah memiliki sifat mekanik yang

sangat baik atau cocok bila diproduksi

untuk digunakan pada jenis kendaran

bermotor.

DAFTAR PUSTAKA

Niranjan Singh. 2013. General Review

Of Mechanical Springs Used In

Automobiles Suspension System.

International Journal of Advanced

Engineering Research and

Studies.E-ISSN2249–8974. 3 (1)

:115-122.

Logavigneshwaran S, Sriram G,

Arunprakash R. 2015. Design and

Analysis of Helical Coil Spring in

Suspension System.International

Journal For Trends In Engineering

& Technology. ISSN: 2349 – 9303.

9 (1) :2349-9303.

Sagar N.K, Prasad P. K, Samir D.

Katekar and Arvind M.C.

2016.Analysis of two wheeler

suspension Spring by Using FEA

for Different Materials.International

Research Journal of Engineering

and Technology (IRJET).e-ISSN:

2395-0056. 3 (1) :833-839.

Dhananjay.R. Dolas , Kuldeep. K.

Jagtap. 2016. Analysis of Coil

Spring Used in Shock Absorber

using CAE. International Journal of

Engineering Research. ISSN:2319-

6890. 5(2) : 123-126.

karakteristik pembakaran droplet campuran bahan bakar...

Documents