ANALISIS KEGAGALAN MATERIAL KOPLING MESIN SLITTING DI PT. XYZ
Jatira 1 ,  Amri Abdulah 2 , Muhamad Wisnu Purnama 3 ,  Renaldi 4
1,2,3,4, Program Studi Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi Wastukancana
*……………………..

## Abstrak
Kopling  merupakan  salah  satu  komponen  mesin slitting yang  berfungsi  untuk  memutuskan  dan menghubungkan  putaran daya mesin ke unit pemindah tenaga atau transmisi dengan tujuan mengubah kecepatan sesuai  yang  diinginkan.  Adapun  permasalahan  yang  diakibatkan  kopling  ialah  kegagalan    patah  pada  kopling. Untuk  mengetahui  permasalahan  kegagalan    patah  pada  kopling  ada  beberapa  pengujian  yang  dilakukan, diantaranya  dengan    pengujian    spektrometer,  pengujian  kekerasan  dan    pengujian  metalografi.  Pengujian dilakukan untuk mengetahui nilai kekerasan pada material kopling akibat pembebanan yang terjadi pada kopling. Pengujian dilakukan dengan membandingkan material kopling dengan material S45C menggunakan metode heat treatment dengan  variasi  media  pendingin.  Hasil  dari  penelitian  yang  dilakukan  menunjukan  bahwa  terdapat perbedaan nilai kekerasan antara material kopling dengan material S45C, dimana hasil  pengujian  material kopling menghasilkan nilai kekerasan rata-rata 97 HRB sedangkan pada material S45C menghasilkan nilai kekerasan rata- rata 88,9 HRB, berdasarkan perubahan fasa ferrite , pearlite dan martensite hasil pengamatan metalografi.
Kata kunci : Kopling, kegagalan, kekerasan, metalografi, S45C

## 1. Pendahuluan
Seiring  dengan  banyaknya  kegagalan  mekanis yang  ditemui,  perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan banyaknya  penemuan  baru,  menyebabkan  faktor- faktor  perancangan  mulai  bertambah.  Salah  satu contohnya  misalnya  faktor  kelelahan  logam.  Pada saat ini faktor kelelahan belum diketahui, perencanaan suatu komponen hanya didasarkan pada pembebanan  statik.  Namun  dalam  aktualnya  masih ditemukan banyak masalah seperti patahnya kopling mesin  slitting  yang  mengakibatkan  terhambatnya proses  produksi  sehingga  berdampak  pada  kerugian perusahaan.  Oleh  karena  itu  untuk  mengetahui seberapa  besar  pengaruh  beban-beban  tersebut terhadap  kekuatan  lelah  material  kopling,  maka diperlukan  pengujian  material  menggunakan  benda uji  (spesimen)  dan  disertai  dengan  analisa  maupun perhitungan secara teliti.
Dalam  pengujian  lelah/fatigue  dipengaruhi  oleh beberapa  faktor  yaitu  konsentrasi  tegangan,  kondisi permukaan, dimensi, temperatur, beban dan efek lain- lain  (korosi).  Pada  suatu  poros  berputar/bekerjanya adalah    untuk  menghasilkan  daya  dorong,  poros tersebut menanggung berbagai jenis beban akibat dari kombinasi berbagai bentuk gaya. Beban yang terjadi pada  waktu  berputarnya  /  bekerjanya  poros  adalah beban  puntir,  beban  lentur  putar,  beban  tekan  dan beban  tarik,  dimana  beban-beban  tersebut  terjadi secara berulang-berulang yang akhirnya akan terjadi kegagalan lelah (fatigue failure) pada material. Oleh karena itu penggunaan material untuk sebuah kopling harus memenuhi standar tertentu.
Mesin slitting secara umum berfungsi merapihkan (menyusun kain dalam  roda) ketika  kain turun dari dyeing c, kondisi kain tidak beraturan (terlilit) setelah masuk slitting / di proses di mesin
slitting  kain  dalam  keadaan  tersusun  rapi  di  roda, didalam  kontruksi  mesin  ini  terdapat  kopling  yang berfungsi meneruskan putaran pada saat berjalan nya mesin,  di  bagian  kopling  ini  sering  terjadi  keausan, korosi dan sampai mengalami  patah.
Oleh  karena  itu  dibutuhkan  suatu  metode  yang bertujuan untuk mencari kegagalan yang terjadi pada kopling mesin slitting sehingga di dapat material yang sesuai untuk digunakan  pada kopling mesin slitting.
2. Kajian Pustaka
2.1 Mesin Slitting
Mesin  slitting  merupakan  mesin  produksi  di perusahaan  PT  XYZ  berperan  penting  dalam  proses produksi seperti ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1.  Kain masuk proses mini manggle
Mesin    slitting  merupakan  gerbang  pertama menuju departemen finishing, setelah kain turun dari mesin  dyeing  (pemberian  warna)  maka  kain  akan proses  oleh  mesin  slitting.  Ada  dua  jenis  kain  yang turun dari dyeing, yang pertama kain berprofil bulat
dan  yang  kedua  kain  sudah  terbelah  (tidak  bulat), kondisi kain pada saat itu tidak beraturan.
Pada  gambar  2.1  menunjukan  proses  masuknya kain  ke  mesin  slitting  (tepatnya  di  mini  mangle) setelah  mengalami  proses    di  mesin  dyeing.  Fungsi utama mesin slitting ialah merapihkan kain yang akan kemudian di lanjutkan ke mesin stenter untuk proses pengeringan, fungsi mesin-mesin slitting yaitu :
a. Merapihkan  kain  yang  sebelumnya  tidak beraturan.
b. Mengurangi  kandungan  air  dalam  kain  dengan cara pengepresan manggle (squeezing rolls), satu manggle sebelum pembilasan dan satu manggle setelahn pembilasan.
c. Pembilasan, dengan sistem air mengalir.
d. Membelah kain (jika kain berprofil bulat).

## 2.2 Kopling
Kopling  terletak  diantara  engine  dan  transmisi yaitu suatu unit untuk penggerakan atau sistem yang merupakan dari sistem pemindah daya dengan fungsi untuk  memutuskan  dan  menghubungkan  putaran daya mesin ke unit pemindah tenaga.
1. Fungsi kopling
Fungsi  kopling  adalah  untuk  memindahakan tenaga  mesin  ke  transmisi,  kemudian  transmisi mengubah tingkat kecepatan sesuai yang diinginkan, kopling  dikatakan  baik  jika  memiliki  syarat  sebagai berikut :
a. Dapat  menghubungkan  putaran  mesin  ke transmisi dengan lembut.
b. Dapat memindahakan tenaga mesin ke transmisi tanpa slip.
c. Dapat memutuskan hubungan denagan sempurna.
2. Jenis-jenis kopling Secara garis besar dapat di kelompokan  menjadi dua yaitu : kopling tetap dan kopling tidak tetap
A. Kopling Tetap
Kopling  tetap  adalah  suatu  elemen  mesin  yang berfungsi  sebagai  penerus  putaran  dan  dari  daya poros penggerak ke poros yang digerakan secara pasti (tanpa  slip),  dimana  kedua  sumbu  poros  tersebut terletak pada suatu garis lurus atau berbeda sumbunya “kopling tetap selalu dalam keadaan terpasang , untuk memisahkannya harus dilakukan pembongkaran. Macam-macam kopling tetap
a. Kopling fluida
b. Kopling kaku
c. Kopling karet ban
B. Kopling tidak tetap Kopling  tidak  tetap  adalah  suatu  elemen  mesin yang menghubungkan poros penggerak ke poros yang digerakan  dengan  putaran  yang  sama  dalam meneruskan daya, serta dapat melepaskan hubungan kedua  poros  tersebut  baik  dalam  keadaan  diam
maupun  berputar.  Kopling  tidak  tetap  digunakan menyambung poros-poros dengan tujuan :
a. Digunakan untuk menyambung poros-poros dari unit  yang  dibuat  terpisah  dan  juga  digunakan untuk  melepas  guna  perbaikan  atau  pergantian motor atau generator.
b. Digunakan  untuk  ketidak  sejajaran  dari  poros atau untuk membuat fleksibilitas mekanis.
c. Mengurangi transmisi dari beban kejut dari satu poros ke lainnya.
d. Untuk melindungi perlindungan terhadap beban lebih.
e. Untuk mengubah karakteristik getaran unit yang berputar.
Macam-macam kopling tidak tetap :
a. Kopling cakar
b. Kopling plat
c. Kopling kerucut
d. Kopling friwil

## 2.3 Definisi baja
Pada masa awal penggunaanya sekitar tahun 4000 SM, besi (komponen utama penyusun baja) digunkan untuk  membuat  peralatan-peralatan  sederhana. Material  ini  dibuat  dalam  bentuk  besi  tempa  yang diperoleh  dengan  memanaskan  bijih-bijih  besi dengan menggunakan arang. Pada abad ke-19 muncul matrial baru dinamakan baja yang merupakan logam paduan  antara  besi  dan  karbon  .  Material  baja mengandung  kadar  karbon  yang  lebih  sedikit  dari pada  besi  tuang,  dan  mulai  digunakan  dalam konstruksi-konstruksi berat. Sir Henry menerima hak paten  dari  pemerintah  Inggris  pada  tahun  1855  atas temuannya  tersebut.  Beliau  mempelajari  bahwa dengan menghembuskan aliran udara di atas besi cair panas  akan  membakar  kotoran-kotoran  yang  ada dalam besi tersebut, namun secara bersamaan proses ini juga menghilangkan komponen-kornponen penting  seperti  karbon  dan  mangan.  Selanjutnya komponen-komponen  penting  ini  dapat  digantikan dengan suatu logam paduan antara besi, karbon dan mangan, di samping itu juga mulai ditambahkan batu kapur  yang  dapat  mengikat  senyawa  fosfor  dan sulfur. Dengan ditemukannya proses Bessemer, maka di  tahun  1870  baja  karbon  mulai  dapat  diproduksi dalam skala besar dan secara perlahan  material baja mulai  menggantikan  besi  tuang  sebagai  elemen konstruksi. Baja yang akan digunakan dalam struktur dapat  diklasifikasikan  menjadi  baja  karbon,  baja paduan rendah muru tinggi, dan baja paduan.
1. Baja karbon
Baja  karbon  dibagi  menjadi  3  kategori tergantung  dari  persentase  kandungan  karbonya, yaitu:
a. baja karbon rendah (C = 0,03-0,35%)
b. baja karbon medium (C = 0,35-0,50%)
c. baja karbon tinggi (C =0,55-1,70%)
Baja yang sering digunakan dalam struktur adalah baja  karbon  medium  misalnya  baja  ST  37.
Kandungan karbon baja medium bervariasi dari 0,25- 0,29%  tergantung  ketebalan.  Selain  karbon,  unsur lain juga terdapat dalam baja karbon adalah mangan (0,25-1,50%), silicon (0,25-0,30%), fosfor (maksimal 0,04%) dan sulfur (0,05%). Baja karbon menunjukan titik peralihan leleh yang jelas, baja karbon umumnya memiliki regangan leleh (ƒ) antara 210-250 MPa.
2. Baja paduan
Baja  paduan  rendah  (low  alloy)  dapat  ditempa dan di panaskan untuk  memperoleh tegangan antara 550-760  MPa.  Tegangan  leleh  dari  baja  paduan biasaya ditentukan sebagai tegangan yang terjadi saat timbul tegangan permanen sebesar 0,2%, atau dapat ditentukan pula sebagai tegangan pada saat regangan mencapai 0,5%.
Unsur-unsur paduan logam diantaranya yaitu:
A. Belerang (S) dan Fosfor (P)
Unsur-unsur  ini  lebih  sebagai  kotoran  yang terbawa  bijih  besi  dari  pada  sebagai  paduan. Kandungan  belerang  dan  fosfor  harus  dibuat  sedikit mungkin, karena mempengaruhi kualitas baja. Dalam jumlah yang banyak belerang dapat menjadikan baja rapuh dalam keadaan panas, sedangkan fosfor dapat menjadikan baja rapuh dalam keadaan dingin. B. Mangan (Mn)
Semua  baja  mengandung  mangan  karena  sangat diperlukan dalam proses pembuatan baja. Kandungan mangan kurang lebih 0,6% masih belum bisa sebagai paduan  dan  tidak  terpengaruhi  sifat  baja.  Dengan bertambahnya kandungan Mn, suhu kritis diturunkan seimbang.  Baja  dengan  12%  Mn  adalah  austenit, karena  itu  suhu  kritisnya  dibawah  suhu  kamar, akibatnya baja tidak dapat diperkeras.
C. Nikel (N)
Nikel  mempunyai  pengaruh  yang  sama  seperti mangan, yaitu menurunkan suhu kritis dan kecepatan pendingin  kritis,  memperbaiki  kekuatan  tarik,  tahan korosi sifat tahan panas dan magnetnya. Nikel tahan korosi  berkat  lapisan  kuat  oksida  nikel  maka  nikel digunakan  untuk  menutup  logam-loagam  lain.  Dari paduan  nikel  kita  sebut  monel  dan  nikrom.  Monel adalah  paduan  nikel  dengan  tembaga  yang  sedikit digunakan dalam mesin. Nikrom adalah paduan nikel dan krom yang digunakan untuk teknik listrik sebagai bahan hambatan.
D. Silikon (Si)
Silikon  merupakan  unsur  paduan  yang  ada  pada setiap baja dengan jumlah kandungan lebih dari 0,4% yang mempunyai pengaruh menaikan tegangan tarik dan menurunkan kecepatan pendingin kritis.
E. Kromium (Cr)
Kromium menambah kekuatan tarik dan keplastisan, menambah maupun keras, meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan tahan suhu tinggi.
F. Tungsten (W), Molibden (Mo), Vanadium (V)
Unsur-unsur  tersebut  membentuk  karbid  yang sangat keras dan memberikan baja kekerasan tinggi, kemampuan potong dan daya tahan panas yang cukup
tinggi  pada  yang  sangat  diperluakan  untuk  pahat potong dengan kecepatan tinggi.

## 2.4. Struktur mikro baja
A. Ferrite
Ferrite  adalah  fasa  larutan  pada  logam  Fe  yang memiliki struktur Kristal body centered cubic dengan sifat lunak dan ulet. Pada temperature ruang kelarutan karbon dalam fasa ferrite hanya 0,008%C, dan pada temperature 723oC, kelarutan karbon maksimal yaitu 0,025%C, lebih kecil dibandingkan dengan kelarutan karbon di dalam fasa larutan padat lain di dalam baja. B. Austenite
Austenite  adalah  interstitial  padat  dari  karbon terlarut pada gamma (ᵧ) area yang memiliki struktur atom  face  centered    cubic.  Fasa  austenite  (ᵧ) ditentukan  dalam  keadaan  setimbang  bersifat  non magnetic dan ulet pada temperature tinggi. Kelarutan atom karbon dalam larutan padat austenite lebih besar jika  dibandingkan  dengan  kelarutan  atom  karbon pada fasa ferrite yaitu sebesar 2 % pada temperature 1.130oC.
C. Cementit (Fe3C)
Cementit (Fe3C) adalah senyawa yang terdiri dari besi  dengan  karbon  yang  secara  umum  dikenal karbida  besi  dengan  kelarutan  karbon  sebesar 6,67%C  dan  93,33%  Fe.  Secara  mekanik  Cementit (Fe3C)  mempunyai  sifat  kekutan  tarik  yang  rendah dan  kekutan  tekan  yang  tinggi  serta  sifat  kekerasan dengan  harga  kekerasan  antara  65-68  HRC,  namun kelemahannya  adalah  getas  dan  rapuh  karena kandungan karbon yang tinggi pada struktur Cementit (Fe3C) sel satuan yang terbentuk adalah orthorhombic.
D. Pearlite (α + Fe3C)
Pearlite  (α  +  Fe3C)  adalah  campuran  ferrite  (α) dan Cementit yang memiliki kekerasan sekitar 10-30 HRC.  Jika  baja  eutectoid  (0,8%C)  diaustenisasi  dan didinginkan dengan cepat ke temperature dibawah A1 misal  (500oC)  dan  di  biarkan  temperature  tersebut sehingga  terjadi  transformasi  isothermal,  maka austenite  akan  mengurai  dan  membentuk  pearlite melalui proses (nukleasi) dan pertumbuhan. Pearlite terbentuk  berupa  campuran  ferrite  dan  Cementite yang tampak seperti lempengan pipih.
E. Bainite Bainite adalah fasa menstabil yang di peroleh dari fasa austenite menuju  temperature yang lebih rendah dari temperature transformasi pearlite dan lebih tinggi dari  temperature  transformasi  martensite.  Sebagai contoh  bila  baja  eutectoid  (0,8%C)  dipanaskan hingga  temperature  austenite,  lalu  di  dinginkan dengan  cepat  hingga  temperature  antara  250oC- 450oC dan ditahan pada temperature tersebut, maka hasil  transformasinya  berupa  stuktur  Bainite  yang mempunyai kekerasan antara 45 HRC - 55 HRC.
F. Martensite
Martensite adalah larutan padat dari karbon lewat jenuh  pada  besi  alfa  sehingga  sel-sel  satunya terdistorsi.  Struktur  martensite  diperoleh  jika  baja
dari  temperature  austenite  didinginkan  sangat  cepat misalnya  proses  quenching  dengan  menggunakan media  air.  Martensite  tergolong  kedalam  bentuk struktur  kristal    body  centered  tetranpinigonal. Martensite  tidak  terjadi  proses  difusi,  hal  ini dikarenakan  terjadinya  pergerakan  atom  secara serentak dalm waktu yang sangat cepat sehingga atom yang tertinggal pada saat terjadi pergeseran akan tetap berada pada larutan padat. Baja yang berada pada fasa martensite  akan  memiliki  sifat  yang  kuat  dan  keras hingga  65  HRC,  akan  tetapi  juga  bersifat  getas  dan rapuh.

## 2.5.  Pengujian Material
1. Uji spektrometer
Uji spektrometer adalah untuk mengetahui unsur kimia atau penetuan kandungan pada logam dan non logam serta struktur mikro yang terdapat pada suatu material  guna  mengetahui  sifat-sifat  mekanik  dan mikrostrukturnya. Spektrometer merupakan alat yang digunakan  untuk  mengukur  absorbansi  dengan  cara melewatkan  cahaya  dengan  panjang  gelombang tertentu  pada  suatu  objek  kaca  atau  kuarsa  yang disebut  kuvet.  Sebagian  dari  cahaya  tersebut  akan diserap dan sisanya akan dilewatkan. Nilai absorbansi dari cahaya yang dilewatkan akan sebanding dengan kosentrasi larutan di dalam kuvet.
2. Uji kekerasan
Kekerasan suatu material menyatakan kemampuan  material  tersebut  untuk  menahan deformasi  plastis.  Kekerasan  didefinisikan  sebagai ukuran  kemudahan  dan  kuantitas  khusus  yang menunjukan  sesuatu  mengenai  kekuatan  dan perlakuan  panas  dari  suatu  logam,  ketahanan  logam terhadap  penetrasi  pada  permukaanya  dapat  di perkirakan bahwa terdapat hubungan antara kekerasan  dan  kekuatan  bahan.  Terdapat  3  jenis umum mengenai kekerasan :
1. kekerasan goresan, (scratch hardness)
2. kekerasan lekukan (identation hardness)
3. kekerasan pantulan (rebound)
4. kekerasan dinamik (dynamic hardness)
A. Uji kekerasan Brinnell
Uji  kekerasan  Brinnell  berupa  pembentukan lekukan pada permukaan logam dengan menggunakan  bola  baja  berdiameter  10  mm  dan diberi  beban  3000  kg,  untuk  logam  lunak  beban dikurangi hingga tinggal 500 kg, untuk menghindarkan  jejak  yang  dalam  dan  untuk  bahan yang sanagat keras digunkan paduan karbida tungsten dengan tujuan untuk memperkecil terjadinya distorsi identor.
Beban diterapkan selama waktu tertentu, biasanya 30  detik,  dan  diameter  lekukan  diukur  dengan mikroskop  daya  rendah  setelah  beban  tersebut dihilangkan.  Kemudian  dicari  harga  rata-rata  dari  2 buah  pengukuran  diameter  pada  jejak  yang  berarah tegak lurus. Permukaan dimana lekukan akan dibuat harus relatif  halus, bebas dari debu atau kerak. Angka
kekerasan  brinnell  (BHN)[3]  dinyatakan  sebagai beban luas permukaan lekukan
B. Uji kekerasan Vickers Uji kekerasan Vickers menggunakan penumbuk piramida  intan  yang  dasarnya  berbentuk  bujur sangkar. Besarnya antara sudut permukaan- permukaan  piramida  yang  saling  berhadapan  adalah 136o.  Karena  bentuk  penumbuknya  piramida,  maka pengujian  ini  sering  dinamakan  uji  kekerasan piramida intan.  Angka  kekerasan Vickers (VHN)[5] didefinisikan  sebagai  beban  dibagi  luas  permukaan lekukan.  Pada  praktek  luas  ini  dihitung  dari pengukuranya mikroskop panjang diagonal jejak.
C. Uji kekerasan rockwell
Uji kekerasan rockwell mampu untuk membedakan  perbedaan  kekerasan  yang  kecil  pada baja  yang  diperkeras  dan  ukuran  lekukannya  kecil, sehingga  bagian  yang  mendapat  perlakuan  panas yang  lengkap  dapat  diuji  kekerasanya  tanpa menimbulkan  kerusakan.  Uji  ini  menggunakan kedalaman lekukan pada beban-yang konstan sebagai ukuran kekerasan. Mula-mula diterapkan beban kecil (beban  minor)sebesar  10  kg  untuk  menempatkan benda  uji.  Kemudian  di  terapkan  beban  yang  besar (beban  mayor),  dan  secara  otomatis  kedalaman lekukan  akan  tertekan  oleh  gauge  petunjuk  yang menyatakan  angka  kekerasan.  Untuk  indentornya biasanya digunakan penumbuk berupa kerucut intan 120o  dengan  puncak  yang  hampir  bulat  dan dinamakan  penumbuk  Brale,  serta  bola  baja berdiameter  1/16  inchi  dan  1/8  inchi.  Beban  besar yang digunakan adalah 60, 100 dan 150 kg.
3. Uji  Metalografi Mikroskop cahaya pada semua cabang metalurgi fisik  kegunaan  mikroskop  amat  besar.  Yang  amat sederhana dalah mikroskop cahaya yang terdiri dari 3 bagian pokok:
a. lensa pemantul (illuminator),
untuk memantulkan permukaan logam
b. lensa obyektif, yang mempunnyai daya pisah
c. lensa  mata  (eyepiece),  untuk  memperbesar bayanngan ynagn terbentuk oleh lensa obyektif. Pengujian mikroskopik dari suatu benda uji yang mewakili  suatu  logam  setelah  pemolesan  dan kemudian dietsa dengan bantuan larutan kimia yang sesuai  dapat  memberikan  banyak  gambaran  seperti keteraturan  dan  ukuran  butir,  distribusi  fasa  hasil deformasi plastik dan eksistensi pengotor dan cacat- cacat. Proses kimia atau etsa permukaan, mula-mula memperlihatkan batas butir, tapi lebih lanjut etsa akan memperlihatkan  bayangan  yang  berbeda  antara  satu butir yang lain, hal ini menunjukan bahwa larutan etsa tidak  mengikis  permukaan  logam  seluruhnya melainkan  sepanjang  bidang-bidang  kristalografi tertentu.  Bagian  yang  memiliki  orientasi  yang  sama kemudian terdapat satu butir dan karena setiap butir memiliki  orientasi  yang  berbeda  dari  butir  –butir  di
sekitarnya,  setiap  butir  akan  memantulkan  kelensa obyektif dan hasilnya akan timbul sinar, sementara di sekitarnya memantulkan semua sinar ke lain arah dan tampak gelap.

## 3. METODE PENELITIAN

## A. Persiapan
Tahapan  yang dilakukan dalam proses pengujian ini  meliputi  berbagai  aspek  yang  tersusun  secara teratur meliputi.
Gambar 2.  Material kopling
Pada  gambar  2.  menunjukan  material  yang digunakan  untuk  pengujian  yaitu  raw  material kopling  mesin  slitting  dengan  pengukuran  material untuk spesimen uji dilakukan dengan standar ASTM

## B. Pemotongan
Pemotongan  material  menggunakan  mesin gerinda, untuk spesimen uji spektrometer 1 pcs, untuk spesimen uji kekerasan 1 pcs  dan untuk  spesimen uji metalografi  1  pcs  selanjutnya  dihaluskan  spesimen uji,  pada  bagian  yang  telah  dilakukan  pemotongan menggunakan mesin gerinda datar.

## C. Pengujian Spektrometer
Persiapan  alat  uji  spektrometer  yang  akan digunakan pada spesimen uji. mesin pengujian yang digunakan pada spesimen uji ialah ARL 3460, dengan metode penembakan caiaran kimia pada material uji untuk  mengetahui  komposisi  kandungan  pada material uji.

## D. Pengujian kekerasan
Pengujian  kekerasan  dilakukan  menggunakan mesin rockwell , untuk mengetahui tingkat kekerasan pada spesimen uji. Tahapan Pelaksanaan Pengujian :
a. Memilih  skala  kekerasan  yang  akan  dipakai sesuai spesimen uji.
b. Menghidupkan hidrolik (saklar on) pasang beban yang akan dibutuhkan.
c. Memasang  identor  yang  sesuai  dengan    skala spesimen uji.
d. Menempatkan  spesimen    pada  landasan  mesin uji.
e. Mengatur skala kekerasan, dengan cara memutar tuas dari titik auto hingga set
f. Melakukan  penekanan  dengan  beban  awal  (10 kg) dengan cara menekan tuas pemutar satu kali, tunggu 5 sampai 10 detik.
g. Melakukan  penekanan  dengan  beban    penuh, dengan cara menekan tuas pemutar satu kali lagi, tunggu sampai angka digital berhenti.
h. Mengamati  kekerasan  spesimen  yang  diuji dengan   membaca  nilai  yang  di tunjukan angka pada skala kekerasan.
E. Pengujian Melografi
Pengujian metalografi dilakukakan untuk mengetahui  struktur  mikro  pada  material  kopling. Adapun  tahapan  yang  harus  dilakukan  sebelum pengujian metalografi diantaranya sebagai berikut:
a. Cutting spesimen uji pada material kopling
b. Proses mounting dilakukan untuk mempermudah dalam  memegang  spesimen  pada  saat  proses
grinding dan polishing. c. Grinding menghaluskan dan meratakan spesimen  dengan  menggunakan abrasive  paper dari grit number 280, 400, 600, 800, 1000, 1200 dan terakhir grit number yang paling halus yaitu 1500.
d. Polishing, kemudian ganti abrasive paper , type < 6  μm  seperti  kain  beludru  untuk  proses polishing hingga permukaan mengkilap dan dan menghilangkan  goresan  bekas  proses grinding dengan menggunakan pasta intan dan alumina.
e. Etching, melakukan etsa dengan  menggunakan larutan asam nital (asam nitrit+alcohol 97 %) dan celupkan selama beberapa detik dan lihat secara kasat mata antara hardened zone dan soft region . Setelah selesai cuci spesimen dengan air diikuti alkohol  dan  keringkan  terlebih  dahulu  sebelum proses selanjutnya.
f. Proses pengamatan metalografi
g. Pengamatan metalografi dilakukan untuk struktur mikro hasil pengujian spesimen uji.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil pengujian kekerasan Material Existing Hasil pengujian kekerasan dengan menggunakan rockwell pada  material  Existing  dapat  dilihat  pada Tabel  dibawah ini:
Tabel 1. Hasil Pengujian Spektrometer
Pada  tabel  1.  menunjukan  hasil  pengujian spektrometer material kopling mesin slitting dimana unsur karbon dengan nilai 0,468 %, silicon 0,234 %,
Material Uji No Unsur/Element Nilai (%) 1 Carbon  (C) 0,468 2 Silicon (Si) 0,234 3 Sulfur (S) 0,007 4 Phosphours (P) 0,009 5 Manganese (Mn) 0,648 6 Nickel (Ni) 0,1 7 Chromium (Cr) 0,16 8 Molydenum (Mo) 0, 071
sulfur 0,007  %, phosphorus 0,009  %, manganese 0,648  %, nickel 0,10%, chromium 0,16, molydenum 0,071 % sehingga dapat disimpulkan bahwa material tersebut adalah sama dengan baja karbon S45C.

## B. Hasil pengujian kekerasan Material S45C
Hasil pengujian kekerasan dengan menggunakan rockwell pada material S45C dapat dilihat pada Tabel dibawah ini:
Tabel 2.  Hasil pengujian kekerasan
Berdasarkan  data  yang  diperoleh  dari  pengujian kekerasan,  pada  tabel  2.  menunjukan  bahwa  nilai kekeresan  pada  material  kopling  dengan  nilai maximum 98 HRB,  minimum 96 HRB, rata-rata 97 HRB  dan  selisih  maximum  dan  minimum  adalah  2 HRB.
Berdasarkan  data  yang  di  peroleh  dari  hasil pengujian kekerasan brinell, secara grafik bervariatif, diantara  nya  nilai  maximum  98  (HRB),  nilai minimum  96  (HRB)  rata-rata  97  (HRB)  dan  selisih antara  maximum  dan  minimum  adalah  2  (HRB). Sedangkan  nilai  (HRC)  diantaranya  nilai  maximum 58,6  (HRC),  nilai  minimum  55,4  (HRC)  rata-rata 57,42  (HRC)  dan  selisih  antara  maximum  dan minimum adalah 2,8 (HRC).

## C. Perbandingan hasil pengujian dengan variasi media pendingin material S45C
Tabel 3. Hasil pengujian dengan variasi quenching
Berdasarkan  data  yang  diperoleh  dari  pengujian kekerasan,  pada  table  3.  menunjukan  bahwa  variasi media pendingin air, air kelapa dan oli dimana nilai kekerasan  tertinggi  ada  pada  air  dan  kekerasan terendah ada pada oli.
Pada  Gambar    3.  hasil  pengamatan  pada metalografi  terlihat  fasa pearlite dan ferrite pada material kopling mesin slitting.
Gambar 3.  Hasil pengamatan pada material existing kopling
Pada  Gambar  4.a  hasil  pengamatan  metalografi terlihat fasa martensit pada proses quenching dengan media  pendingin  air.  Pada  Gambar  4.b  hasil pengamatan pada metalografi terlihat fasa martensit , pada  proses quenching dengan  media  pendingin  air kelapa.  Pada  Gambar    4.c  hasil  pengamatan  pada metalografi  terlihat  fasa pearlite dan ferrite pada proses quenching dengan media pendingin oli.
Pada  gambar  5.a.  menunjukan  berdasarkan  data yang  di  peroleh  dari  hasil  pengujian  kekerasan rockwell skala  A,  secara  grafik  bervariatif, perbandingan antara media pendingin terhadap hasil uji  kekerasan.  Pada  media  air  terjadi  kenaikan kekerasan dari titik uji spesimen pada yang ke titik 1 hingga ke titik 4 dan terjadi penurun  kekerasan dari pengujian ke titik 5 hingga ke titik 6.
Pada gambar 5.b.  menunkan grafik berdasarkan data yang  di  peroleh  dari  hasil  pengujian  kekerasan rockwell skala  A,  secara  grafik  bervariatif, perbandingan antara media pendingin terhadap hasil uji  kekerasan.  Pada  media  air    kelapa  terjadi penurunan  kekerasan  dari  titik  uji  spesimen  pada yang ke titik 1 hingga ke titik 4 dan terjadi kenaikan kekerasan dari pengujian ke titik 4 hingga ke titik 5 dan terjadi kenaikan dari titik 5 ke titik 6.
Pada  gambar  5.c.  menunjukan  berdasarkan  data yang  di  peroleh  dari  hasil  pengujian  kekerasan rockwell skala  A,  secara  grafik  bervariatif, perbandingan antara media pendingin terhadap hasil uji  kekerasan.  Pada  media  oli  terjadi  penurunan kekerasan dari titik uji spesimen pada yang ke titik 1
Pengujian No HRB HRC
1 98 55.4
2 96 56.8
3 97 58.2
4 98 58.6 5 96 58.1 Nilai Rata-rata 97 57.42 Nilai Max 98 58.2 Nilai Min 96 55.4 R=max-min 2 2.8 Nilai kekeras an Air Air Kelapa Oli
1 55.4 54.6 27.6 2 56.8 53.6 26.5 3 58.2 53.9 26.6 4 58.6 53.2 26.4 5 58.2 54.2 25.4 6 57.4 53.9 26.4 Rata-rata 57.4 53.9 26.5 Nilai Max 58.6 54.6 27.6 Nilai Min 55.4 53.2 25.4 R=max-min 3.2 1.4 2.2 Pengujian
Media Quenching Nilai HRC
(a)
(b) (c)
Gambar. 4. Hasil pengamatan metalografi
a. Media pendingin air  b. Media pendingin air kelapa c. Media pendingin oli
(a)
(b) (c)
Gambar 5. Hasil pengujian kekerasan Rockwell a. Media pendingin air  b. Media pendingin air kelapa c. Media pendingin oli
Tabel 4. Struktur kimia pada baja ST 60
Pada table 4. menunjukan bahwa komposisi kimia yang ada pada material baja ST 60. Dari data analisa kegagalan  dan  serangkaian  pengujian  yang  telah dilakukan  maka  dapat  disimpulkan  material  S45C tidak cocok untuk material pembuatan kopling mesin
slitting,  maka  dari  itu  disarankan  untuk  melakukan pengujian heat treatment atau menggunakan material lain yang lebih cocok dan sesuai seperti St 60 dimana memiki kadar karbon yang lebih tinggi serta ulet dari material S45C.

## 5. KESIMPULAN
Dari  data  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan, dapat disimpulkan bahwa  analisa kegagalan kopling pada  mesin slitting di  PT.  XYZ    diantaranya  : Material  komponen  kopling  sesuai  dengan  standar JIS  G4051  S45C  untuk  kategori Carbon  Steels  for Machine Stuctural Use . Kegagalan terjadi disebabkan oleh pembebanan yang berulang-ulang pada   kopling sehingga  terjadinya  kelelahan  ( fatigue )  pada  bagian tengah  material  kopling.  Tidak  adanya  proses heat treatment pada  saat  proses  pembuatan  material kopling  mesin  slitting  membuat  kurang  kuatnya material saat menahan beban yang di terima sehingga diperlukannya  perlakuan  panas  pada  material. Terdapat  perbedaan  nilai  kekerasan  pada  material kopling,  dengan  material  S45C,    dimana  hasil pengujian    material  kopling  menghasilkan  nilai kekerasan rata-rata  97 HRB sedangkan pada material S45C  menghasilkan  nilai  kekerasan  rata-rata  88,9 HRB.
No Nama Uns ur Pers entas e (%) wt) 1 Bes i (Fe) 98,27 2 Nikel (Ni) 0,0032 3 Mangan (Mn) 0,7535 4 Krom (Cr) 0,0248 5 Karbon ( C) 0,5486 6 Silikon (Si) 0,3085 7 Molibdenum (Mo) 0,0018 8 Tembaga (Cu) 0,0124 9 Alumunium (Al) 0,0214 10 Belerang (S) 0, 0051 11 Seng (Zn) 0,0147 12 Titanium (Ti) 0,0124 13 Fos por (P) 0,0315 14 Timbal (Pb) 0,0051 15 Kals ium (Ca) 0,002 Baja Karbon ST 60
DAFTAR PUSTAKA: [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]
[1] G.  E.  Dieter  and  S.  Djaprie, Metalurgi Mekanik , Ketiga. Jakarta: Erlangga, 1990.
[2] D.  .  H.  Armanto  and  D.  Daryanto,  “Ilmu Bahan.” PT Bumi Aksara, Jakarta, 1999.
[3] B.  H.  Amstead,  P.  F.  Ostwald,  and  M.  L. Begemen., Teknologi  Mekanik ,  Ketujuh. Jakarta: Erlangga, 1997.
[4] R. E. Salman., “Metalurgi Fisik Modern.” PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1991.
[5] L.  Van  Vlack  and  S.  Djaprie, Ilmu  dan Teknologi Bahan , Kelima. Jakarta: Erlangga, 1993.
[6] H.  Sonawan  and  R.  Suratman,  “Pengantar
Untuk Memahami Proses Pengelasan Logam.” AlfaBeta, 2006.
[7] I.  Sularso  and  MSME, Dasar  Perancangan Dan  Pemilihan  Elemen  Mesin ,  Ke  Dua  Bel.
Jakarta: Pradnya Paramita.
[8] H.  Sonawan, Perancangan  Elemen  Mesin , Ke Satu. Bandung: AlfaBeta, 2010.
[9] T. Marjuki and A. Fianel, Buku Tabel Teknik Mesin ,  Pertama.  Malang:  CV  Gunung
Samudera, 2013.
[10] H. Anrinal, Metalurgi Fisik . Yogyakarta: CV. Andi Offset, 2010.
[11] Yunaidi.,  “Pengaruh  Jumlah  Konsentrasi Larutan Garam Pada Proses Quenching Baja Karbon Sedang S45C.” 2016.
[12] T.  Hidayat,  P.  Hartono,  and  Sujatmika, “Analisa  Pengaruh  Suhu  Pada  Media Pendingin Terhadap Sifat Mekanis
(Kekerasan)  Baja  S45C  Pada  Proses Hardening,” Tek.  Mesin,  Fak.  Tek.  Univ. Islam Malang , 2014.
[13] G.  R.  F.  S,  M.  Firman,  and  M.  A.  S.  .P., “Analisa Uji Kekerasan Pada Poros Baja ST
60 Dengan Media Pendingin Yang Berbeda,” Tek. Mesin UNSIKA , 2016.
[14] E.  Satyartini,  “Optimalisasi  Sifat-Sifat Mekanik  Material  S45C,” Fak.  Teknol.  Ind.
Univ. Atma Jaya Yogyakarta , 2013.