Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780

## Material Hibrid Komposit Nilon-Rami-Epoksi Untuk Roda Lori Inspeksi
Dadang Sanjaya Atmaja *) , Henry Widya Prasetya, Mochammad Gilang Naufal Hamdani Politeknik Perkeretaapian Indonesia Madiun, Madiun, Indonesia
* ) corresponding author : Dadang Sanjaya Atmaja / dadang@ppi.ac.id

## ABSTRAK
Lori inspeksi sangat berperan dalam kegiatan perawatan prasarana perkeretaapian. Modifikasi teknologi dalam pengembangan lori  inspeksi  di  Politeknik  Perkeretaapian  Indonesia  Madiun  terus  berlanjut.  Pengembangan  roda  lori  inspeksi  menggunakan material  komposit  dengan  menggunakan  serat  nilon  dan  serat  rami  sebagai  penguat  dan  resin  epoksi  sebagai  matriksnya. Penelitian ini dilakukan untuk mengurangi beban lori inspeksi generasi ketiga yang awalnya menggunakan roda berbahan besi cor nodular. Dalam perancangan roda lori inspeksi berbahan komposit ini harus diperhitungkan dengan baik supaya tidak terjadi anjlok maupun selip saat berjalan dan sesuai dengan  syarat utama lori yang mudah untuk diangkat dan dipindahkan. Metode pembuatan  roda  lori  inspeksi  berbahan  komposit  ini  menggunakan  metode hand  lay-up . Langkah  awal  yang  dilakukan  pada penelitian ini adalah perancangan desain, penentuan bahan dan melakukan uji fungsi. Pengujian sifat mekanik bahan komposit roda lori dengan uji kuat tarik diametral dengan standar spesimen ASTM D695. Dari hasil pengujian kuat tarik diametral yang dilakukan diperoleh spesimen yang memiliki nilai kuat tarik diametral tertinggi yaitu sampel 1B sebesar 76,88 MPa dan kekuatan terendah adalah pada sampel 2B dengan kekuatan tarik sebesar 22,73 MPa. Nilai kuat tarik diametral dipengaruhi oleh jumlah volume serat penguat, jumlah volume matrik pengikat dan beban press mold yang diberikan pada saat pencetakan komposit. Uji fungsi  pada  track  lurus,  wesel,  perlintasan  sebidang  dan  jalur  lengkung  dapat  berjalan  dengan  lancar  tanpa  terjadi  peristiwa anjlokan.  Uji  kebisingan  roda  berbahan  komposit  memiliki  tingkat  kebisingan  lebih  rendah  dibanding  dengan  roda  lori  yang menggunakan besi cor nodular.
Kata Kunci: hybrid komposit, roda lori, serat nilon, serat rami.

## ABSTRACT
Inspection  lorry  very  important  role  in  the  maintenance  of  railway  infrastructure.  Technological  modifications  in  the development of inspection lorry at the Madiun Indonesian Railways Polytechnic are continuing. Development of inspection lorry wheels using composite materials using nylon fiber and hemp fiber as reinforcement and epoxy resin as the matrix. This research was conducted to reduce the load of the third generation inspection lorry which initially used wheels made of nodular cast iron. In designing the wheels of inspection lorry made from composites, this must be taken into account properly so that they do not drop or skid while walking and comply with the main requirements for lorry that are easy to lift and move. The method of making inspection lorry wheels made of composites uses the hand lay-up method. The initial steps taken in this study were designing, determining materials and conducting functional tests. Testing the mechanical properties of the lorry wheel composite materials by diametral tensile strength test with ASTM D695 standard specimens. From the results of the diametral tensile strength test conducted, it was obtained that the specimen had the highest diametral tensile strength value, namely sample 1B of 76.88 MPa and the lowest strength was sample 2B with a tensile strength of 22.73 MPa. The diametral tensile strength value is influenced by  the  volume  of  reinforcing  fibers,  the  volume  of  the  binding  matrix  and  the  press  mold  load  given  to  the  molding  of  the composite. Function tests on straight tracks, points, level crossings and curved tracks can run smoothly without any derailments occurring. Noise test wheels made of composites have a lower noise level compared to lorry wheels using nodular cast iron. Keywords: hybrid composite, lorry wheel, nylon fiber, hemp fiber.

## 1. PENDAHULUAN
Pada  zaman  sekarang  ini  pembuatan  roda  telah menggunakan  berbagai  jenis  bahan  mulai  dari menggunakan logam dan karet. Bahkan sekarang untuk mendapatkan  bahan  roda  yang  kuat  dan  ringan sekaligus berkembang pada era sekarang yaitu dengan bahan material komposit. Menggabungkan dua bahan dengan sifat berbeda agar dapat menutupi kekurangan
satu sama lain yang terdiri dari penguat ( reinforcement ) dan matriks sebagai pengikat reinforcement . Salah satu jenis  komposit  adalah  komposit  hibrid  yang  mana tersusun  dari  dua  atau  lebih  bahan  yang  berbeda kemudian  disusun  menjadi  lapisan-lapisan  lamina. Bahan  yang  sering  digunakan  sebagai reinforcement adalah  serat  sintesis  nilon  dan  serat  alam  rami  yang mana  keduanya  mempunyai  keunggulan  masing-
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
masing  terutama  pada  kekuatan  dan  berat  dari  bahan yang relatif lebih ringan.
Serat  nilon  umumnya  digunakan  sebagai  bahan  dasar pakaian  pengganti  dari  sutra  yang  termasuk  bahan alami dari kepompong ulat sutra. Nilon kemudian juga dikembangkan  untuk  bahan  penguat  komponen transportasi  seperti  digunakan  pada  bahan  penguat komposit roda pesawat dan pada roda gigi pada mesin yang  dimiliki  beberapa  pabrik  industri.  Serat  nilon adalah  serat  yang  memiliki  sifat  mekanik,  termal  dan kimia  yang  baik  (Prasetya,  2022).  Sedangkan  serat rami  merupakan  serat  alam  yang  cukup  melimpah  di Indonesia  yang  mempunyai  karakteristik  yang  kuat, ringan, tahan terhadap jamur dan mampu menjaga suhu agar  tidak  terpengaruh  oleh  suhu  lingkungan (Banowati, 2020). Dengan keunggulan masing-masing serat  yang  terbilang  kuat,  ringan,  tahan  korosi,  dan ramah  lingkungan,  penelitian  ini  dilakukan  untuk mengembangkan bahan komposit yang bisa diaplikasikan pada bahan pembuat komponen penggerak pada sarana khusus perkeretaapian yaitu lori inspeksi.
Lori  inspeksi  merupakan  salah  satu jenis  sarana  yang khusus  digunakan  untuk  inspeksi  atau  perawatan prasarana  perkeretaapian.  Politeknik  Perkeretaapian Indonesia  Madiun  mempunyai  dua  lori  inspeksi  yang digunakan untuk sarana belajar. Namun spesifikasi dari salah  satu  lori  inspeksi  di  kampus  Politeknik Perkeretaapian Indonesia yang dikerjakan oleh taruna angkatan  empat  masih  mempunyai  berat  dan  tingkat kebisingan yang relatif cukup besar. Syarat sebuah lori inspeksi  adalah  ringan.  Lori  inspeksi  PPI  ini  masih memiliki  berat  380  kg,  sehingga  dalam  proses pemindahan lori keluar rel membutuhkan tenaga lebih dari  empat  orang  dan  itu  dinilai  masih  kurang fleksibilitas. Nilai kebisingan lori saat beroperasi diatas lintas  rel  yang  tinggi  dikhawatirkan  menjadi  polusi suara yang akan mengganggu operator.
Penelitian ini bertujuan sebagai upaya pembuatan roda lori  inspeksi  dengan  bahan  komposit  hibrid  berbahan dasar serat nilon dan serat rami sebagai penguat serta menggunakan  resin  epoksi  sebagai  matriks  pengikat yang nantinya diharapkan bisa menjadi bahan alternatif roda  lori.  Material  hibrid  komposit  ini  akan mengurangi  beban  sarana  dan  menjadi  lebih  ramah lingkungan serta menurunkan nilai kebisingan.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah  metode  eksperimen.  Selain  itu  survei  di lapangan  perlu  dilakukan  yang  bertujuan  untuk mengumpulkan data atau informasi teknis, seperti jenis serat  alam  yang  tersedia  dan  sesuai  dengan  karakter
material.  Dalam  pengamatan  ini,  peneliti  mengamati dan  mencatat  yang  terjadi  di  lapangan  untuk mendapatkan  data  teknis  sebagai  parameter  dalam perancangan  roda  lori  material  hibrid  komposit. Diagram alir penelitian eksperimental pembuatan roda lori  inspeksi  dengan  material  hibrid  komposit  serat nilon-rami-epoksi dijelaskan pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Perancangan Roda Komposit Lori Inspeksi
Dalam pembuatan desain roda lori inspeksi merupakan tahap  awal  yang  harus  dilakukan  karena  mempunyai fungsi  sebagai  gagasan  awal  untuk  proses  pembuatan roda lori nantinya. Salah satu sasaran perancangan roda lori  inspeksi  adalah  roda  lori  yang  ringan  dan  kuat. Ringan  dalam  artian  perancangan  roda  lori  inspeksi mempunyai beban yang seringan mungkin, dalam hal ini dimaksudkan untuk meningkatkan fleksibilitas lori inspeksi saat beroperasi karena lori inspeksi merupakan salah  satu  sarana  yang  pengoperasiannya  dapat dipindahkan  ke  jalur  lain  dengan  cepat  dan  mudah, sehingga  dengan  meringankan  beban  roda  dapat mempermudah  perpindahan  jalur  sarana.  Sedangkan dari  faktor  kuat  sendiri  dimaksudkan  pada  kontruksi bahan  yang  digunakan  dalam  pembuatan  roda  lori inspeksi dapat menahan beban maksimal lori inspeksi sehingga lori inspeksi dapat beroperasi dengan lancar dan aman.
Bahan  yang  akan  digunakan  untuk  kontruksi  roda komposit  lori  inspeksi  menggunakan  komposit  hibrid
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
nilon-rami-epoksi.  Dengan  bahan  penguat  serat  nilon dan serat rami diharapkan roda lori inspeksi dapat lebih ringan  dan  kuat  dari  roda  lori  inspeksi  sebelumnya yaitu  terbuat  dari  metal.  Proses  pembuatannya dilakukan  dengan  metode hand  lay-up yang  mana merupakan  metode  pembuatan  komposit  yang sederhana  dan  mudah  dilakukan.  Semua  bahan  yang dibutuhkan  untuk  membuat  roda  dimasukkan  satu persatu  sesuai  urutan  kedalam  cetakan  yang  telah dibuat.
Gambar 2. Ilustrasi susunan laminasi roda komposit hibrid nilon-rami- epoxy
Ilustrasi susunan laminasi dari material hibrid komposit nilon-rami-epoksi ditunjukkan pada gambar 2. Desain ukuran  roda  komposit  lori  inspeksi  ditunjukkan  pada Gambar 3 seperti dibawah ini.
Gambar 3. Desain Roda Komposit Lori Inspeksi
Desain  roda  komposit  lori  inspeksi  dari  dua  sudut pandang  yaitu  tampak  depan  dan  tampak  samping. Tampak depan menampilkan bagian flens roda dengan tinggi 20 mm, diameter luar 350 mm, diameter dalam 330 mm, dan pada diameter as roda 38 mm. Kemudian pada  bagian  tampak  samping  memperlihatkan  tapak roda dengan ukuran 85 mm dan ketebalan flens 19 mm.
3.2  Produksi  Material  Hibrid  Komposit  Nilon-Rami- Epoksi
Langkah  pertama  dalam  produksi  roda  komposit  lori inspeksi dengan metode hand lay-up adalah persiapan alat dan bahan seperti cetakan, rol penekan, gelas ukur, timbangan  digital,  serat  nilon,  serat  rami,  dan epoxy resin . Cetakan digunakan sebagai wadah pencampuran bahan komposit dan sebagai wadah pembentuk dimensi roda lori inspeksi. Desain wadah yang akan digunakan diambil  dari  profil  roda  lori  inspeksi  dengan penambahan  ukuran  dimasing-masing  bagian  seperti
diameter  tapak  roda,  diameter flens ,  tinggi flens dan tinggi tapak.

## Gambar 4. Alat dan bahan komposit
Mold  release  wax digunakan  untuk  melapisi  cetakan sebelum  bahan-bahan  komposit  dimasukkan  kedalam cetakan fungsinya untuk memudahkan proses pelepasan  antara  cetakan  dengan  hasil  material komposit yang telah mengering.
Resin epoksi terdiri dari 2 komponen utama yaitu resin dengan hardener .  Resin epoksi  merupakan  salah satu jenis  matriks  yang  digunakan  sebagai  pengikat reinforcement dalam  komposit.  Penggunaan  resin epoksi  ( Bhispenol  A-epichlorohydin )  dan hardener epoksi ( Polyaminoamide ) dengan kandungan resin dan hardener 1:1 (Hasanah, 2020).
Serat nilon dengan ukuran mesh 200 disini digunakan sebagai  salah  satu  bahan  penguat  atau reinforcement pada  pembuatan  komposit  roda  lori  inspeksi.  Nilon sendiri  mempunyai  sifat  mekanik  yang  kuat dibandingkan serat sintesis lainnya.
Serat  rami  merupakan  serat  alami  yang  dinilai  cukup kuat  dibandingkan  dengan  serat  alam  lainnya.  Disini serat rami juga digunakan sebagai bahan penguat untuk komposit roda lori inspeksi. Serat rami memiliki salah satu keunggulan sifat yaitu keuletan.
Gambar 5. (a). Serat nilon dengan ukuran mesh 200 (b). Serat alam rami
Proses  produksi  material  hibrid  komposit  untuk  roda lori komposit dijelaskan sebagai berikut:
Menyiapkan  cetakan  dan  melapisi  cetakan  dengan mold release wax . Cetakan terbuat dari plat logam yang
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
tentunya  dapat  digunakan  berulang-ulang,  ukuran cetakan  akan  ditambah  sedikit  lebih  besar  karena proses selanjutnya akan dilakukan proses pembubutan agar  hasilnya  dapat  lebih  rapi  dan  sesuai  dengan ukuran.  Melapisi  cetakan  dengan mold  release  wax yang mana berfungsi untuk memudahkan dalam proses pelepasan  roda  dari  cetakan.  Setelah  cetakan  dilapisi dengan mold  release  wax secara  merata  selanjutnya proses  pengeringan  beberapa  saat  agar  lapisan mold release wax mengering.
Proses laminasi susunan serat penguat (serat nilon dan serat rami) merupakan proses yang penting karena pada proses ini dilakukan penuangan resin yang sebelumnya resin dan hardener sudah dicampur dan diaduk didalam gelas  ukur.  Kemudian  penyusunan  material  pada cetakan  sesuai  dengan  perhitungan  yang  telah dilakukan sebelumnya. Proses laminasi harus
dilakukan dengan tepat dan hati-hati untuk mendapatkan karakter material yang baik.
Gambar 6. Penuangan resin dan bahan penguat kedalam cetakan
Proses pelepasan molding setelah melewati masa aging selama  kurang  lebih  12  jam  pada  suhu  kamar.  Roda siap  untuk  dikeluarkan  dari  cetakan  dengan  cara mendorong bagian bawah cetakan yang telah disiapkan dua lubang untuk tempat baut mendorong keluar roda yang telah mengering dari cetakan.
Gambar 7.  Pelepasan molding
Proses pembubutan untuk penyesuaian dengan ukuran yang  sesuai  dengan  desain  awal.  Kemudian  juga
berguna  untuk  membuat  bentuk flens roda,  ketirusan pada  tapak  roda  lori  inspeksi  baru  sehingga  dapat berjalan lancar saat dioperasikan pada lintas rel.
Gambar 8. Pembubutan roda komposit lori inspeksi
3.3 Pembuatan Spesimen Uji
Cetakan spesimen uji tarik diametral ini menggunakan standar  ASTM  D695  yang  mana  standar  ini  biasa digunakan  untuk  pengujian  tekan  pada  material komposit.  Cetakan  menggunakan  bahan  PVC  dengan ukuran diameter 25,4 mm dan tinggi 12,7 mm.
Gambar 9. Cetakan specimen uji tarik diametral dengan standar ASTM D-695
Untuk  mengetahui  kekuatan  dari  roda  komposit  lori inspeksi dengan serat penguat nilon-rami-epoksi perlu dilakukannya  pengujian untuk memperoleh data yang diinginkan.  Pengujian  dilakukan  dengan  metode  uji kekuatan  tarik  diametral  menggunakan  spesimen ASTM  D695.  Setelah  menentukan  ukuran  cetakan, selanjutnya  mencari  volume  cetakan  tersebut  untuk menghitung  perbandingan  fraksi  volume  antara penguat dengan matriks. Menghitung volume cetakan specimen  uji  tarik  diametral  dengan  menggunakan persamaan (1).
V = π x r 2 x t (1)
= 3,14 x 12,7 2 x 12,7 = 6.431,922 𝑚𝑚 3 = 6,431 𝑐𝑚 3
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
Untuk  spesimen  uji  kekuatan  tarik  diametral menggunakan  9  spesimen  yang  dibagi  menjadi  tiga sampel utama berdasarkan fraksi volume penguat (serat nilon-serat  alam  rami)  serta  beban press  mold yang diberikan  pada  saat  pencetakan.  Sampel  pertama berupa  tiga  spesimen  dengan  fraksi  volume  serat penguat dengan matrik pengikat 40:60 dan beban press mold masing-masing 1 kg, 0,5 kg, dan 0,25 kg. Sampel kedua  tiga  spesimen  dengan  fraksi  volume  serat penguat dengan matrik pengikat 50:50 dan beban press mold masing-masing  1  kg,  0,5  kg,  dan  0,25  kg. Kemudian sampel ketiga, tiga spesimen dengan fraksi volume  serat  penguat  dengan  matrik  pengikat  60:40 dan beban press mold masing-masing 1 kg, 0,5 kg, dan 0,25 kg.
Dengan volume cetakan 6,431 𝑐𝑚 3 pada fraksi volume serat  penguat  40%  maka  didapatkan  pembagian volume serat dan volume matriks seperti berikut:
6,431 x 40% = 2,57 𝑐𝑚 3
6,431 x 60% = 3,85 𝑐𝑚 3
Maka  volume  yang  digunakan  untuk  penguat  adalah 2,57 𝑐𝑚 3 dan volume untuk matriks adalah 3,85 𝑐𝑚 2 . Setelah  masing-masing  fraksi  volume  telah  diketahui langkah selanjutnya adalah mencari massa dari masing- masing  fraksi  agar  memudahkan  dalam  penakaran bahan yang digunakan.
Menghitung massa epoksi resin dengan menggunakan persamaan  (Setiawan,  2021).  Dimana  diketahui  ρ epoksi = 1,13 gr/ 𝑐𝑚 3 dan volume matriks = 3,85 𝑐𝑚 3 .
ρ = m V (2)
1,13 = 𝑚
3,85
m = 4,35 gr
maka  dalam  fraksi  volume  dengan  matriks  60% membutuhkan epoksi sebanyak 4,35 gr.
Gambar 10. Pencetakan spesimen hibrid komposit dengan metode hand lay-up dan metode press mold (beban 250gr, 500gr, dan 1Kg)
Setelah  spesimen  telah  dibiarkan  mengering  selama kurang  lebih  enam  jam  dan  dirasa  sudah  mengeras maka  berikutnya  spesimen  dikeluarkan  dari  cetakan dan  kemudian  dilakukan  pengukuran  kembali  agar sesuai dengan ukuran yang telah ditetapkan.
Gambar 11. Spesimen untuk uji kekuatan tarik diametral
Pada Gambar 11 menunjukkan specimen uji kuat Tarik diametral  dengan  standar  ASTM  D-695.  Selanjutnya spesimen  dibawa  ke  laboratorium  untuk  dilakukan pengujian  kekuatan  tarik  diametral  dengan  mesin  uji tekan. Dan selanjutnya spesimen akan dinamai sesuai kode  yang  diberikan  agar  lebih  mudah  dalam penyebutan serta menganalisa hasil.
Tabel 1. Tabel kode nama specimen uji
Kode spesimen Fraksi volume serat (%) Fraksi volume matrik (%) Beban press mold (gr) 1A 40 60 250 1B 40 60 500 1C 40 60 1000 2A 50 50 250 2B 50 50 500 2C 50 50 1000 3A 60 40 250 3B 60 40 500 3C 60 40 1000

## 3.4 Pengujian Kuat Tarik Diametral
Pengujian  kuat  tarik  diametral  merupakan  suatu pengujian  material  dengan  memberikan  gaya  yang kemudian menyebabkan material tersebut memanjang atau meregang sebelum akhirnya pecah (Insyirohiyah, 2020).  Pengujian  kuat  tarik  diametral  ini  biasa menggunakan universal testing machine . Sampel yang akan  diuji  diletakkan  secara  vertikal  atau  diletakkan pada  sisi  memanjang  antara plate pada  mesin  uji. Beban  gaya  secara  vertikal  akan  diberikan  oleh plate terhadap spesimen berbentuk silindris. Kemudian akan menghasilkan  suatu tensile  stress yang  tegak  lurus dengan vertical plane .
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
Gambar 12. Skema ilustrasi pada uji kuat diametral
(Insyirohiyah, 2020)
Setelah dilakukan pengujian kuat diametral, hasil data yang didapatkan diolah dengan melakukan penghitungan  kekuatan  tarik  diametral  dengan persamaan (3) dibawah ini:
𝜎 𝑥 = 2𝑃 𝜋.𝐷.𝑇 (3)
Dimana 𝜎 𝑥 adalah  kekuatan  tarik  diametral  (MPa),  P adalah  tekanan  max  (N),  d  adalah  diameter  sampel (mm),  t  adalah  ketebalan  sampel  (mm)  dan  π  adalah konstanta phi (3,14).
Gambar 13. Pengujian kekuatan tarik diametral
Salah satu contoh data hasil uji tarik diametral dengan mesin  uji  tekan  yang  dilakukan  di  laboratorium Politeknik Negri Malang sebagai berikut: pada hasil uji spesimen  dengan  fraksi  volume  serat  penguat  40% dengan pemberat press mold 250gr, P = 27.238,4 Kgf, D  =  25,4mm,  T  =  12,7mm,  kekuatan  tarik  diametral adalah:
𝝈 𝒙 = 𝟐𝑷 𝝅𝑫𝑻 = 2 𝑥 27.766 3,14 𝑥 25,4 𝑥 12,7 = 53,8 MPa
Menghitung  Regangan  dari  data  hasil  pengujian dengan persamaan (4) sebagai berikut:
ε = ΔL L0 (4) = 17,35 25,4
= 0,68 mm Menghitung nilai modulus elastisitas dengan persamaan (5) sebagai berikut:
E = Tegangan Regangan (5) = 53,8 0,68 = 79,11 Mpa
Dari  perhitungan  yang  dilakukan  di  atas  diperoleh grafik  tegangan-regangan  yang  dijelaskan  pada Gambar 14, Gambar 15 dan Gambar 16 dibawah ini.
Gambar 14. Grafik tegangan-regangan pada sampel 1 Pada  Gambar  14.  Menunjukkan  grafik  tegangan regangan pada specimen dengan kode 1A, 1B dan 1C. tegangan  kuat  tarik  diametral  dan  regangan  dari pertambahan panjang saat pengujian di mesin universal testing .
Gambar 15. Grafik tegangan-regangan pada sampel 2 Pada  Gambar  15.  Menunjukkan  grafik  tegangan regangan pada specimen dengan kode 2A, 2B dan 2C. tegangan  kuat  tarik  diametral  dan  regangan  dari pertambahan panjang saat pengujian di mesin universal testing .
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
Gambar 16. Grafik tegangan-regangan pada sampel 3
Pada  Gambar  16.  Menunjukkan  grafik  tegangan regangan pada specimen dengan kode 3A, 3B dan 3C. tegangan  kuat  tarik  diametral  dan  regangan  dari pertambahan panjang saat pengujian di mesin universal testing .  Dari  perhitungan  dan  hasil  grafik  tegangan- regangan  yang  dilakukan  di  atas  diperoleh  hasil  data seperti pada tabel berikut:
Tabel 2. Tabel hasil pengujian kekuatan tarik diametral pada spesimen
Kode Spesimen Tekanan Max. (Kgf) Kuat Tarik (MPa) Modulus Elastisitas (MPa) 1A 27.238,4 53,8 79,11 1B 38.200,1 75,4 95,44 1C 14.889,6 29,4 49,00 2A 15.340,8 30,3 67,33 2B 11.295,2 22,3 39,82 2C 21.740,9 43,0 54,43 3A 12.668,6 25,0 35,71 3B 17.106,6 33,8 49,70 3C 15.825,5 31,2 66,38
Maka  dari  hasil  perhitungan  pada  tabel  diatas  dapat diketahui  bahwa  kuat  tarik  dengan  kekuatan  paling besar  adalah  pada  Sampel  1B  dengan  kekuatan  tarik diametral  sebesar  75,4  MPa  dan  kekuatan  terendah adalah pada Sampel 2B dengan kekuatan tarik sebesar 22,3 MPa. Hal ini membuktikan bahwa fraksi volume akan mempengaruhi sifat mekanik kemampuan bahan (Setiawan, 2021) dan pembuatan resin komposit yang kurang  homogen  akan  mempengaruhi  kekuatan Tarik diametral  komposit  yang  dihasilkan  (Hasratiningsih, 2015).
3.5 Penimbangan berat roda komposit lori
Penimbangan  roda  komposit  lori  menggunakan timbangan analog. Roda lori inspeksi berbahan besi cor
nodular  mempunyau  berat  hingga  18  kg,  sedangkan roda lori inspeksi berbahan hibrid komposit serat nilon- serat rami-resin epoksi mempunyai berat 7 kg. Hal ini menunjukkan penurunan berat sebesar 11 kg pada berat roda  lori  inspeksi  yang  juga  merupakan  tujuan dilakukannya  penelitian  ini.  Perubahan  berat  ini tentunya  sangat  berguna  untuk  mengurangi  berat sarana agar lebih mudah dipindahkan saat operasi dari yang  semula  mempunyai  berat  kosong  mencapai  380 kg sekarang menurun menjadi 336 kg.
Gambar 17. Penimbangan roda komposit lori
3.6 Pengujian Fungsi Roda Komposit Lori di Jalur Rel Setelah roda selesai dibuat dan dibubut sehingga sesuai dengan  ukuran  yang  telah  ditentukan,  selanjutnya dilakukan  pengujian  fungsi  pada  jalur  rel  yang  mana pengujian  ini  dilakukan  di  jalur  rel  kampus  PPI Madiun.  Dikarenakan  pada  saat  roda  berjalan  di  rel, roda  mengalami  gerak  ke  kiri  dan  ke  kanan  seperti gerakan pada ular maka dari itu gerakan ini dinamakan snake  motion .  Selain  mampu  untuk  menahan  berat sarana roda yang telah dirancang harus mampu untuk berjalan  di  rel  lengkung,  bergesekan  dengan  rel gongsol,  mampu  melewati  wesel,  dan  melewati lintasan sebidang.
Pengujian pada jalur lurus bertujuan untuk mengetahui kesesuaian  profil  roda  komposit  dengan  rel  sehingga tidak terjadi hal yang tidak diinginkan seperti anjlokan. Di  jalur  PPI  Madiun  lebar  sepur  atau  jarak  antar  rel yang  dilalui  roda  terpanjang  adalah  1071  mm sedangkan lebar sepur terpendek adalah 1065 mm.
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
Pengujian  pada  jalur  lengkung  dilakukan  dengan terlebih  dahulu  mengumpulkan  data  lebar  sepur  yang akan dilewati roda lori komposit. Hasil dari data yang diperoleh  adalah  lebar  terpanjang  sepur  pada  jalur lengkung adalah 1087 mm kemudian jarak rel dengan rel  paksa  terpanjang  adalah  85  mm  dan  terpendek  75 mm.
Gambar 19. Uji fungsi pada lintas rel lengkung dan rel gongsol
Pengujian  melewati  wesel  dimaksudkan  untuk mengetahui  apakah flens roda  menyetuh  atau bertabrakan dengan permukaan jarum wesel atau tidak, serta  untuk  mengetahui flens roda  mampu  untuk menentukan roda yang mengikuti rel.
Gambar 20. Uji fungsi pada wesel
Pengujian  melewati  lintasan  sebidang  dimaksudkan untuk memastikan keadaan flens roda tidak menyentuh permukaan tanah atau menggesek  dengan aspal jalan. Jarak  permukaan  tanah  dengan  rel  atas  saat  belum dikeruk  adalah  17mm  sedangkan  saat  sudah  dikeruk jaraknya  berubah  menjadi  35mm.  kemudian  jarak  rel dengan  aspal  adalah  sebesar  40  mm  sedangkan  lebar flens  pada  roda  lori  adalah  22  mm  maka  dengan mencocokan dari data tersebut maka roda lori inspeksi berbahan  dasar  komposit  hibrid  nilon-rami-epoksi dapat berjalan pada lintasan sebidang.
Gambar 21. Uji fungsi pada perlintasan sebidang
3.7 Pengujian Tingkat Kebisingan
Diketahui  nilai  kebisingan  pada  roda  lori  metal monoblok mempunyai nilai rata-rata seperti pada tabel dibawah yang nantinya akan dibandingkan dengan nilai kebisingan  roda  lori  komposit.  Nilai  rata-rata  yang diperoleh  pada  pengujian  kebisingan  roda  lori komposit  dihitung  menggunakan  metode  sederhana yang  mana  pengukuran  dilakukan  setiap  lima  detik sekali selama 10 menit dengan data yang dikumpulkan berjumlah  120  data  (Keputusan  Menteri  Negara Lingkungan Hidup No.15, 1996).
Gambar 22. Pengukuran tingkat kebisingan lori inspeksi saat beroperasi dengan roda hibrid komposit
Tabel 3. Hasil pengukuran tingkat kebisingan roda lori metal dengan roda lori komposit
Kecepatan (km/jam) Nilai kebisingan dengan roda metal (dBA) Nilai kebisingan dengan roda komposit (dBA) 5 81,1 71,86 10 86,6 84,87 15 91,8 91,00
Uji  kebisingan  dilakukan  pada  waktu  pagi  hari  untuk menghindari  terjadinya  pantulan  bunyi  yang  dapat mengganggu  bunyi  yang  diinginkan  (Safitri,  2021). Dari  data  hasil  uji  tingkat  kebisingan  diatas  dapat diketahui  bahwa  tingkat  kebisingan  pada  roda  lori komposit  mempunyai  penurunan  nilai  yang  berbeda-
Jurnal Perkeretaapian Indonesia (Indonesian Railway Journal) Vol.7 No. 1 April, 2023 p-ISSN 2550-1127/e-ISSN 2656-8780
beda  pada  setiap  kecepatan.  Salah  satu  penyebab kebisingan  karena  diakibatkan  oleh  kondisi  jalan  rel yang  kurang  merata  dari  sambungan  las  sehingga terdapat suara benturan roda terhadap rel dan pengaruh kondisi lori sendiri seperti cover body .

## 4. KESIMPULAN
Dari aspek berat roda lori inspeksi berbahan komposit nilon-rami-epoksi mempunyai berat yang lebih ringan yaitu 7 kg, sedangkan roda lori berbahan dasar besi cor nodular mempunyai berat 18Kg. Nilai kebisingan roda lori  inspeksi  berbahan  komposit  nilon-rami-epoksi dapat  lebih  rendah  sebesar  71,86  dBA  dibandingkan dengan roda lori berbahan besi cor nodular sebesar 81,1 dBA. Pada pengujian kuat tarik diametral menunjukkan kekuatan terbesar pada sampel 1B yaitu 76,88  MPa  dengan  perbandingan  40%  serat  penguat dan 60% matrik dengan beban press mold seberat 500 gr.  Pada  pengujian  lintas  roda  lori  inspeksi  berbahan komposit  nilon-rami-epoksi  dapat  berjalan  dengan lancar saat melewati jalur lurus, jalur lengkung, wesel, dan lintasan sebidang.

## DAFTAR PUSTAKA
Atmaja,  D.  S.,  dan  Prasetya,  H.  W.  (2020).  Prototipe Lori  Inspeksi  Elektrik  Bertenaga  Surya  (Lori  Ppi  E- 2000  Generasi  3).  Jurnal  Perkeretaapian  Indonesia (Indonesian Railway Journal), 4(2), 105–113.
Bale,  J.  S.,  Bunganaen,  W.,  &  Almet,  O.  L.  (2016). Analisa  Kekuatan  Tarik  Komposit Nylon-Polyester dengan Variasi Fraksi Volume Serat. LONTAR Jurnal Teknik 03(01), 43–46.
Banowati,  L.,  Hartopo,  H.,  Octariyus,  G.,  & Suprihanto, J. (2020). Analisis Perbandingan Kekuatan Tarik  Komposit  Rami/Epoksi  Dan  Hibrid  Rami  E- Glass/Epoksi. Indept, 9(1), 80–89.
Hasanah, U., dan Muslimin (2020). Pengaruh Tekanan Compression Moulding Terhadap Kinerja Pelat Bipolar Komposit Grafit/Resin Epoksi Komposisi 20% Karbon Tempurung Kelapa. Jurnal Mekanik Terapan, Vol. 01, No. 01, 71-80.
Hasratiningsih,  Z.,  Karlina,  E.,  &  Primasari,  V.  S. (2015).  Analisis  Kekuatan  Tarik  Diametral  Resin Komposit Olahan Sendiri Dengan Filler Hidroksiapatit dari  Tulang  Ikan  Air  Tawar.  Jurnal  Material Kedokteran Gigi, Vol. 4 (1), 15-19.
Insyirohiyah,  Y.  (2020).  Kekuatan  Tarik  Diametral Resin Modified  Glass  Ionomer  Cements Setelah Ditambah  Hidroksiapatit  2%,  5%  Dan  8%  Berat  dari Sisik  Ikan  Nila  ( Oreochromis  Niloticus ),  Universitas Sumatera Utara.
Prasetya, H. W., Atmaja, D. S., & Perwira D. A. (2022). Material  Komposit  Laminasi  Serat  Karbon-Nylon Dengan Additive Aluminum Powder Untuk Body Lori. Jurnal  Penelitian  Sekolah  Tinggi  Transportasi  Darat, Vol. 13, No. 2, 30-37.
Safitri, I., Lumbantoruan, P., & Setiawan A. A. (2021). Pembuatan Komposit Sebagai Bahan Peredam Bunyi. Jurnal Penelitian Fisika dan Terapannya, Vol. 2, No. 2, 66-75.
Sari,  H.  S.  (2018). Material  Teknik .  Deepublish. Yogyakarta.
Sari,  N.  H.,  &  Sinarep.  (2011).  Analisa  Kekuatan Bending  Komposit Epoxy Dengan  Penguatan  Serat Nilon. Dinamika Teknik Mesin, 1(1).
Setiawan,  A.,  Daryono,  &  Prihantoro  T.  (2021). Pengaruh Sifat Mekanik dari Fraksi Volume Komposit Berpenguat  Serat  Tandan  Kosong  Kelapa  Sawit. Turbo, Vol. 10, No. 2.
Surakim,  H.,  (2014). Konstruksi  Jalan  Rel  Dan
Keselamatan Perjalanan Kereta Api . Nuansa Cendekia. Bandung.