## PERENCANAAN DESAIN TRIBOMETER TIPE PIN ON DISK TEST BERSTANDAR ASTM G-99 DENGAN DUA VARIASI PUTARAN MOTOR
Asad Sirojulmuminin 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta
E-mail: 41319120123@student.mercubuana.ac.id
Abstrak-- Direncanakan suatu alat uji keausan tribometer pin on disk yang memungkinkan memberikan data yang diperlukan dalam mengukur laju keausan material. Tribometer ini direncanakan memiliki variasi putaran hingga 1000 rpm, dan memiliki putaran dua arah (bolak-balik). Pengukuran laju keausan material, Tribometer  type  pin  on  disc  memerlukan  disain  yang  lebih  mudah  mobilitasnya,  oleh  karena  diperlukan penambahan  roda  pada  struktur  rangka  kaki-kakinya.  Penambahan  perencanaan  desain  roda  pada tribometer pin on disc memungkinkan tribometer yang direncanakan ini dapat dipindahkan secara mudah oleh  penggunanya  saat  digunakan.    Dalam  perencanaan  tribometer  pin  on  disk  ini,  perlu  dianalisa ketahanan  rangka  dalam  menahan  beban  yang  diakibatkan  oleh  motor  penggerak  dan  memperhatikan standar  ASTM  G99.  Ketahanan  roda  dalam  menopang  seluruh  komponen  tribometer  juga  diperkirakan dengan  static  analysis    pada  perangkat  lunak  solidworks  dan  dinyatakan  dalam  factor  of  safety  (FOS). Dimana untuk motor perkiraan massa 5 kg, dapat ditopang oleh rangka dengan material alloy steel (SS) dengan yield strength 620421997,8 (N/m 2 ) dengan nilai factor of safety (FOS) sebesar 350. Static analysis dilakukan juga pada bagian roda dengan material plastik nylon 101 dengan yield strength 6,0 x 10 7 N/m 2 yang dibebani oleh berat tribometer sebesar 17,3 kg (32 kg dalam pengujian untuk keamanan) dengan nilai factor of safety (FOS) sebesar 84. Ukuran pin didesain mengikuti standar  ASTM G99 yakni berdiameter 6mm  dan  tinggi  34mm.  Lengan  beban  dapat  memanjang  hingga  33mm  untuk  menguji  material  dengan diameter 90mm hingga 120mm.
Kata kunci: Keausan, Laju keausan, Tribometer pin on disk, ASTM G99, Variasi pembebanan, Kecepatan putar, Static Analysis
Abstract--  A  pin  on  disk  tribometer  wear  test  is  planned  which  will  allow  to  provide  the  data  needed  to measure the wear rate of the material. This tribometer is planned to have a rotation variation of up to 1000 rpm, and has a two-way rotation (back and forth). The addition of a wheel design plan to the pin on disc tribometer allows this planned tribometer to be moved easily by the user during use. In planning this pin on disk tribometer, it is necessary to analyze the resistance of the frame to withstand the load caused by the driving motor and pay attention to the ASTM G99 standard. The wheel resistance in supporting all tribometer components is also estimated by static analysis in the Solidworks software and is expressed in the factor of safety (FOS). Where for a motor with an estimated mass of 5 kg, it can be supported by a frame with alloy steel (SS) material with a yield strength of 620421997.8 (N/m2) with a factor of safety (FOS) value of 350. Static analysis is also carried out on the wheels with material nylon 101 plastic with a yield strength of 6.0 x 107 N/m2 loaded with a tribometer of 17.3 kg (32 kg in safety testing) with a factor of safety (FOS) value of 84. The pin size is designed according to ASTM G99 standards which is 6mm in diameter and 34mm in height. The load arm can extend up to 33mm to test materials with a diameter of 90mm to 120mm.
Keywords: Wear,  Wear  rate,  Tribometer  pin  on  disk,  ASTM  G99,  Variation  of  loading,  Rotating  speed, Static analysis

## 1.  PENDAHULUAN
Fenomena kontak atau gesekan antar komponen yang saling bersinggungan pada proses permesinan menjadi suatu kewajaran yang sering kali  diabaikan.  Gaya  gesekan  ialah  gaya  yang timbul  akibat  gerakan  relatif  antara  dua
permukaan  yang  bersinggungan  sedemikian hingga  akibat  persinggungan  tersebut  gerakan yang  satu  terhadap  yang  lain  menjadi  tidak leluasa dan mengalami hambatan. Semakin lekat atau kuat persinggungan tersebut, maka semakin besar gaya gesekannya. [1]
Keausan merupakan proses hilangnya material secara progresif dari sebuah komponen yang disebabkan adanya kontak gesekan (friksi)
diantara  komponen  tersebut  atau  perpindahan sejumlah  material  dari  suatu  komponen  yang disebabkan adanya pergerakan relatif antara dua permukaan komponen tersebut. [2] Dalam  hal  ini,  diperlukan  suatu  alat  untuk mengetahui  nilai  keausan  yaitu  Tribometer. Terdapat beberapa jenis tribometer, diantaranya Thrust Washer , block on ring , dan pin on disk. [3] Dari  ketiga  jenis  tersebut,  tribometer pin  on disk merupakan  pilihan  yang  sering  digunakan untuk  melakukan  pengujian  keausan.  Hal  ini dikarenakan  penggunaan  tribometer pin  on  disk mampu mensimulasikan beberapa mode pemakaian termasuk: searah, dua arah, omnidirectional, quasi-rotasi.
Di  Indonesia  alat  uji  tribologi  masih  jarang sekali. Penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya telah membuat alat uji gesekan dan keausan atau tribometer tipe pin on disc dengan gerakan 1 arah saja.[4] Salah  satu  tribometer  buatan  China  harganya mencapai  100  juta  rupiah.  Tribometer  buatan China  ini  bisa  mengukur  gaya  gesek,  kontrol manual maupun otomatis, suhu, counter.[5]
Oleh karena itu dalam penelitian ini direncanakan  alat  uji  keausan  tribometer pin  on disc yang memiliki variasi kecepatan putar hingga 1000  rpm,  dengan  dua  arah  putaran  yang portable.  Tuntutan  bahwa  alat  pengujian  harus mudah  dipindahkan  tanpa  mengurangi  kualitas data  yang  dihasilkan,  sudah  semakin  tinggi. Penelitan  rancang  bangun  alat  tribometer  jenis pin  on  disc  umumnya  memiliki  disain stationery atau fixed .

## 2.  METODOLOGI
A.   Alat dan bahan • Laptop asus A451L
• Perangkat Lunak Solidworks 2016
B.   Diagram alir
C.  Tribometer pin on disc Tribometer pin on disc terdiri dari stasioner " pin " di bawah beban yang diterapkan dengan sebuah disc yang berputar. Pin dapat berbentuk apapun untuk  mensimulasikan  kontak  tertentu,  tetapi bentuk bulat sering digunakan untuk menyederhanakan  geometri  kontak.  Koefisien dari  gesekan  ditentukan  oleh  rasio  kekuatan gesekan untuk pemuatan gaya pada pin. Pin on disc tes  telah  terbukti  bermanfaat  dalam menyediakan  tes  keausan  sederhana  dan gesekan  tes  untuk  pelapis  gesekan  rendah seperti karbon berlian-seperti lapisan pada katup kereta  dan  pada  komponen  mesin  pembakaran internal.
Pengujian pin  on  disk adalah  metode karakteristik  koefisien  gesekan,  gaya  gesekan, dan tingkat keausan antara dua bahan. Beberapa konfigurasi yang tersedia tergantung pada tujuan dan  sasaran.  spesifikasi  umum  meliputi:  ASTM G99,  ASTM  G133  dan  ASTM  F732.  Pengujian pin-on-disk dapat  mensimulasikan  beberapa mode  pakaian,  termasuk:  searah,  dua  arah, omnidirectional, dan quasi-rotasi. [6] Kemampuan elemen pengujian pin-on-disk .[7]:
• 1000 N beban normal per stasiun
• 100 + MPa stres kontak
• 2,5 N-m torsi • Sampai  dengan  0,25  km  per  menit  gerak searah • Kecepatan  geser<15  mm/s  hingga  1,000 mm/s
• Suhu > 200 ºC

## D.  Konsep Desain
Gambar 1. Konsep desain
Tabel 1. Bill of Materials Item No. Part Quantity 1 Rangka utama 1 2 Panel box 1 3 Lengan beban 1 4 Rangka tengah 1 5 Disc 1 6 Motor listrik 1 7 Baut lengan 1 8 Mur lengan 1 9 Pegas penahan 1 10 Roda 4 11 Counter 1
E.  Gaya gesek statis Gaya gesekan statik adalah gaya gesekan yang bekerja  di  antara  dua  permukaan  yang  saling diam  satu  terhadap  yang  lain,  misalkan permukaan benda dengan lantai. Gaya gesekan statis mempunyai nilai: [8]
F s =  s F N (1)
Dimana :  s = Koefiseien gesek statis F N = Gaya normal
F.  Perencanaan daya motor Motor  listrik  adalah  komponen  yang  sangat penting  dalam  mesin  yang  digunakan  sebagai sumber  tenaga.  Motor  listrik  ini  berfungsi  untuk menggerakkan  poros  sehingga disc dapat berputar.  Dengan  diketahuinya  kecepatan  dan torsi  yang  bekerja  maka  rumus  daya  motor didapat: [9]
P = T . ω (2) Dimana : T = F . r (3) ω = 2𝜋𝑛 60
Dimana : T = Torsi yang bekerja pada poros (kg-mm) F = Gaya yang bekerja pada benda (N) r = Lengan gaya atau jarak sumbu rotasi ke titik tangkap gaya (m)
G. Perencanaan poros Karena pada perencanaan desain tribometer pin on  disk dianggap  momen  bengkok  yang  terjadi sangat  kecil,  maka  perhitungan  yang  digunakan dalam merancang poros utama ialah menggunakan rumus poros yang ditujukan untuk mendapat momen puntir atau torsi saja.[9]
ds= [ 5,1 𝜏𝑎 𝐾𝑡. 𝐶𝑏. 𝑇] 1/3 (4)
Dimana: τa  = Tegangan geser yang diijinkan (kg/mm 2 ) ds  = diameter poros (mm)
Kt  =  Faktor  koreksi  momen  puntir  (1,0  untuk pembebanan secara halus)
Cb  =  Faktor  koreksi  momen  lentur  (1,0  untuk pembebanan lentur sangat kecil)
T  = Momen rencana (kg.mm)
H.  Perencanaan komponen uji Menurut  ASTM  G99  komponen  tribometer  ini harus: [10]
• pin berbentuk bulat atau silinder berkisar 2mm hingga  10mm.  Tak  hanya  itu,  pin  harus memiliki  dudukan  yang  dapat  menahan  dan mengatur  pin  pada  saat  pengujian,  serta memungkinkan  untuk  ditambahkan  variasi pembebanan.
• Counter ,  mesin  tribometer  lebih  disukai  jika memiliki  counter  yang  dapat  menampilkan jumlah putaran disk.

## I. Static Analysis
Proses  ini  dilakukan  untuk  menguji  ketahanan roda dan rangka terhadap pembebanan.
Terdapat  setidaknya  3  pengujian  yang  dapat dilakukan untuk mengetahui
kelayakan komponen roda: [11]
• Analisa von mises Pada  analisa  ini  akan  ditampilkan  tegangan terbesar  dan  terendah  yang  diterima  oleh komponen sehingga dapat mengakibatkan luluh. Sehingga komponen dikatakan baik apabila kuat luluh  material  lebih  besar  disbanding  tegangan maksimum yang diterima komponen pada analisa von mises.
• Analisa displacement
Analisa  ini  akan  menampilkan  informasi  berupa pergeseran atau deformasi terbesar dan terendah  yang  diterima  oleh  komponen  saat menerima beban.
• Analisa factor of safety (FOS)
Analisa ini akan menampilkan area dengan faktor keamanan tertinggi dan terendah sehingga dapat diketahui  apabila  komponen  memiliki  faktor keamanan  terendah  lebih  besar  dari  2,  maka komponen tersebut dinyatakan aman.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada saat alat tribometer ini bekerja, beban akan diberikan  pada  bagian  atas  lengan  untuk menekan/memberi  pembebanan  pada pin. Pin bergerak  kebawah  menyentuh  spesimen  yang diputar  pada disc yang  digerakkan  oleh  motor penggerak. Sentuhan pin dan spesimen mengakibatkan gesekan yang dapat menghambat putaran. Karena pembebanan yang akan  digunakan  pada  tribometer  ini  adalah  50 gram,  100  gram,  dan  200  gram,  maka  dipilih beban  terbesar  200  gram  sebagai  dasar perhitungan beban pada pin terhadap disc. ( μ s = 0,61 untuk aluminium)

## A.  Perencanaan daya
Gambar 5. Arah putaran disc terhadap gaya gesek statis
• Perhitungan  gaya  gesek  statis  yang  bekerja saat disk akan diputar
Fs = F N x μ s Fs = m . g x μ s Fs = 0,2 . 9,8 x 0,61 Fs = 1,2 N
• Torsi  yang  diperlukan  untuk  memutar disc
dengan putaran motor 1000 rpm,
Dimana r adalah jarak pin terhadap poros motor yakni 12 cm
T
= F x r Dimana : T = Torsi yang bekerja pada poros (kg.m)
F = 1,2 N
r = 0,12 m penyelesaian : T = 1,2 x  0,12 T = 0,144 Nm = 0,0144 kg.m
• Daya  motor  minimum  yang  diperlukan  untuk memutar disc saat bergesekan dengan pin
P = T x ω Dimana : T =  Torsi  minimum  untuk  memutar disc (kg.m) ω = kecepatan sudut (rps) Penyelesaian : P = 0,0144 x 1000 60 P = 0,24 kg.m/det P = 0,0024 kW = 2,4 watt Catatan :
1 Hp = 75 kg.m / dtk= 0,747 Kw
Dikarenakan daya minimum motor listrik yang diperlukan untuk memutar disc saat bergesekkan dengan  pin  dengan  pembebanan  200  gram adalah  3,9  watt,  maka  penggunaan  motor  jenis 90YT-90W-D-V22 dengan daya 90 watt, putaran 90-1600  rpm,  serta  mampu  melakukan  putaran bolak-balik dianggap
sudah mencukupi kebutuhan alat.

## B.  Perencanaan Poros
Pada perencanaan desain tribometer pin on disk dianggap  momen  bengkok  yang  terjadi  pada bagian  poros  sangat  kecil,  maka  perhitungan yang  digunakan  dalam  perencanaan  poros  ini menggunakan rumus poros yang ditujukan untuk mendapat  momen  puntir  atau  torsi  saja.  Suatu poros  berbahan  baja  karbon  S30C  dengan kekuatan  tarik  48  (kg/mm 2 )  akan  dibuat  untuk mentransmisikan  daya  sebesar  90  watt,  dengan putaran poros 1000 rpm.
• Menghitung daya rencana (Pd) :
Pd = fc . P
Dimana :
fc = faktor koreksi (2 untuk mentransmisikan daya rata-rata) P = 0,09 (kW) Penyelesaian : Pd = 2 . 0,09 Pd = 0,18 (kW) • Menghitung momen rencana (T) :
T
= 9,74 x 10 5 𝑃𝑑 𝑛 Dimana : Pd = 0,18 (kW) n = 1000 (rpm) Penyelesaian : T = 9,74 x 10 5 0,18 1000 T
= 176  (kg.mm)
• Menghitung Tegangan geser ijin (τa)
τa  = τb / (Sf1 x Sf2)
Dimana : τb
= 48 (kg/mm 2 )
Sf1
= faktor keamanan 1 (5,6 untuk bahan dengan kekuatan dijamin) Sf2 = faktor keamanan 2 (2 untuk  pengaruh
kekasaran) Penyelesaian : τa = 48 / (5,6 x 2) τa = 4,3 (kg/mm 2 )
• Menghitung ukuran poros
ds = [ 5,1 𝜏𝑎 𝐾𝑡. 𝐶𝑏. 𝑇] 1/3
Dimana: τa = 4,3 (kg/mm 2 ) ds = diameter poros (mm)
Kt = Faktor koreksi momen puntir (2,3 untuk terjadinya tumbukan dan kejutan) Cb = Faktor koreksi momen lentur(1,5 untuk sedikit kemungkinan pembebanan lentur) T = 176 (kg.mm)
Penyelesaian :
ds = [ 5,1 4,3 2,3 . 1,5 . 176] 1/3
ds = 8,77 (mm) ~ 12 (mm)
Dari  perhitungan  diameter  poros  pada perencanaan  diatas  mendapatkan  nilai  sebesar 8,77  mm,  diambil  toleransi  dengan  nilai  12  mm untuk  mendapatkan  diameter  poros  sesuai dengan spesifikasi umum.

## C. Perencanaan komponen pengujian
• Perencanaan Pin
Berdasarkan standarisasi ASTM G99 disebutkan bahwa pin berbentuk bulat atau silinder berkisar 2  mm  hingga  10  mm.  Tak  hanya  itu,  pin  harus memiliki  dudukan  yang  dapat  menahan  dan mengatur  pin  pada  saat  pengujian,  serta memungkinkan untuk ditambahkan pembebanan sacara variasi.
Maka pin direncanakan memiliki direncanakan memiliki  diameter  6  mm  ,  dengan  tinggi pin 34 mm.  material pin harus  lebih  keras  dari  material benda uji.
Gambar 6. Pin
• Perencanaan Disc
Komponen disc direncanakan memiliki ketebalan 3  mm  dengan  jarak  ketinggian  antara  meja  dan disc adalah  58  mm.  Umumnya  semakin  besar ukuran disc tentunya akan meningkatkan variasi pengujian  yang  dapat  dilakukan.  Akan  tetapi, sering  kali  ditemui  piringan  yang  berputar, mengalami  putaran  yang  tidak  stabil/oblak dikarenakan proses permesinan yang tidak baik. Oleh  karena  itu  perencanaan  ukuran  diameter disc mengacu  pada  ukuran  diameter  material maksimum yang ingin diuji.
Telah  diketahui  sebelumnya  bahwa  diameter maksimum  benda  yang  akan  diuji  adalah  120 mm,  maka  untuk  alasan  penempatan  logam counter diameter disc dibuat menjadi 140 mm.

## Gambar 7. Disc
• Perencanaan Lengan Beban
Berdasarkan  standar  ASTM  G99  disebutkan bahwa  pin  harus  memiliki  dudukan  yang  dapat menahan dan mengatur pin pada saat pengujian, serta  memungkinkan  untuk  ditambahkan  variasi pembebanan. Pengaturan panjang-pendek lengan  beban  dibuat  berdasarkan  kebutuhan terhadap  variasi  diameter  material  uji,  yakni  90 mm  hingga  120  mm.  Artinya  panjang  lengan beban maksimum dan minimum setidaknya harus memiliki perbedaan sebesar 120 mm – 90 mm = 30 mm
a.  Lengan beban saat panjang minimum
Gambar 8. Lengan beban saat panjang minimum
b.  Lengan beban saat panjang maksimum
Gambar 9. Lengan beban saat panjang maksimum
Berdasarkan  perencanaan  diatas,  dapat diketahui bahwa jarak antara lengan beban saat minimum  dan  lengan  beban  saat  maksimum adalah
287,50 mm – 254,50 mm = 33 mm
Karena  lengan  beban  memiliki  nilai  perbedaan panjang saat maksimum dan minimum lebih dari 30 mm, maka desain rancangan diatas dikatakan mampu  memenuhi  kebutuhan  dalam  menguji material berdiameter 90 mm hingga 120 mm.
• Counter Counter merupakan  komponen  yang  mampu menghitung  jumlah  putaran disc secara  aktual. Sensor counter diletakkan  diatas disc yang didesain memiliki logam tambahan, dengan jarak 1 mm hingga 2mm dari sensor proximity (membaca saat ada logam didekatnya). Sensor  kemudian  mengirimkan  sinyal  menuju display  pada panel  box untuk  di  visualisasikan dalam bentuk angka.

## D.  Perencanaan Kerangka
Rangka tribometer pin on disc yang direncanakan memiliki  2  tingkat,  dimana  tingkat  paling  atas ialah  area  pengujian,  dan  bagian  dibawahnya adalah dudukan motor listrik yang  dapat dilepas untuk  keperluan  penggantian  motor  apabila terjadi  kerusakan.  Selain  berfungsi  menopang seluruh  komponen  tribometer,  rangka  didesain untuk  tetap  memberikan  posisi  pengujian  yang nyaman terhadap penggunanya. Oleh karena itu rangka dibuat dengan dimensi panjang 580 mm, lebar 240 mm, dan tinggi 520 mm.
Gambar 10. Desain rangka utama
Dalam  perencanaan  rangka  tribometer pin  on disc ini  didominasi  dengan  penggunaan  besi hollow dengan  ketebalan  2  mm.  Besi hollow/
structural steel yang tersedia dipasaran umumnya merupakan baja paduan/alloy steel(SS). Sehingga dipilih material untuk rangka ialah alloy  steel (SS)  dengan property sebagai berikut :
Tabel 2. Property alloy steel (structural steel) Modulus elastisitas Kuat tarik Kuat luluh 2,100000005 x 10 11 (N/m 2 ) 723825617 (N/m 2 ) 620421997,8 (N/m 2 )
• Menentukan beban motor listrik
Pembebanan  terbesar  yang  dialami  rangka ialah rangka utama yang menopang motor listrik dengan  massa  motor  listrik  sebesar  3  kg.  untuk alasan  keamanan  massa  motor  dibulatkan menjadi 5 kg. Maka beban yang diterima rangka utama adalah :
F = m x g
= 5 x 9,8 m/s 2
= 49 ~ 50 N
• Menentukan area yang mengalami pembebanan eksternal
Pada  perencanaan  rangka  tribometer pin  on disc ini  terdiri  dari  rangka  utama  dan  rangka tengah.  Pengujian  ini  hanya  dilakukan  pada rangka  utama  motor  dikarenakan  beban  motor sebagian besar ditahan oleh rangka utama.
Gambar 11. Pemberian beban pada rangka utama
• Melakukan mesh
Tingkat akurasi dari hasil simulasi dipengaruhi oleh  kualitas mesh yang  dibuat.  Semakin  baik kualitas mesh ,  waktu  yang  diperlukan  untuk simulasi  semakin  besar.  Pada  simulasi  ini digunakan  kualitas mesh standar,  agar  hasil
pengujian tetap baik, dengan waktu simulasi yang tidak terlalu lama.
Berdasarkan  analisa  statis  yang  telah dilakukan pada software solidworks didapati data sebagai berikut
Tabel 3. Hasil analisa statis rangka utama
Static analysis Minimum Maksimum Von mises 38 N/m 2 1,524  x  10 6 N/m 2 Displacement 1  x  10 -30 mm 1,687  x  10 -2 mm Strain 1  x  10 -30 mm 1,687  x  10 -2 mm Factor of safety(FOS) 3,452x 10 2 5,09 x 10 6

## E. Roda
Pada perencanaan tribometer pin on disc ini roda merupakan  komponen  baru  yang  membedakan dengan  tribometer  lain  yang  pernah  dirancang. Penambahan  roda  yang  dilengkapi  pengunci agar  ketika  dioperasikan,  struktur  rangka  dalam posisi fixed atau    tribometer  tidak  ikut  bergerak. Saat  dipindahkan  ke  tempat lain, pengunci  roda tribometer  harus  berada  dalam  keadaan  tidak terkunci.      Roda  direncanakan  terdapat  pada seluruh  kaki  rangka,  sehingga  ukuran  roda disesuaikan dengan ukuran rangka tribometer pin on  disc .  Material  roda  merupakan  plastik  nylon 101 dengan spesifikasi sebagai berikut :
Tabel 4. Property nylon 101 Modulus Elastisitas Kuat tarik Kuat luluh 1,0 x10 9 N/m 2 7,93x10 7 N/m 2 6,0 x10 7 N/m 2
Pembebanan  yang  diterima  roda  dari  berat rangka  dan  seluruh  komponen  yang  menempel pada rangka, membuat penulis perlu memastikan faktor  keamanan  roda  saat  dioperasikan.  Oleh karena  itu  dilakukan  pengujian von  mises, displacement, strain, dan factor of safety .
• Menentukan  massa  rangka  dan  komponen untuk perkiraan beban yang diterima roda
Berdasarkan  pengukuran  estimasi  massa pada  desain  di software  solidworks ,  massa
rangka  dan  komponen  adalah  sebesar  17,3  kg. Maka  untuk  alasan  keamanan  massa  pengujian dibuat menjadi 32 kg.
• Menetapkan beban pada area kontak dengan rangka
Telah diketahui
sebelumnya melalui pengukuran, pembebanan yang diakibatkan oleh rangka dan komponen lain adalah sebesar 32 kg. maka pembebanan yang terjadi pada setiap roda adalah sebesar :
F = 32 4 x 9,8 m/s 2 F = 78,4 ~ 80 N
Gambar 12. Pembebanan Eksternal Roda
Berdasarkan  analisa  statis  yang  telah dilakukan pada software solidworks didapati data sebagai berikut:

## Tabel 5. Hasil analisa statis komponen roda
Static analysis Minimum Maksimum Von mises 4,585 x 10 2 N/m 2 6,096 x 10 5 N/m 2 Displacement 1 x 10 -30 mm 2 x 10 -2 mm Strain 5,237 x 10 -7 mm 4,783 x 10 -4 mm Factor of safety(FOS) 89,64 1,233 x 10 5

## 4.  KESIMPULAN
Berdasarkan analisa yang telah dipaparkan pada bab  hasil  dan  pembahasan,  dapat  disimpulkan bahwa :
• Daya  minimum  motor  listrik  yang  diperlukan untuk  memutar disc saat  bergesekkan dengan  pin  dengan  pembebanan  200  gram
adalah  3,9  watt,  maka  penggunaan  motor jenis 90YT-90W-D-V22 dengan daya 90 watt, putaran 90-1600 rpm, serta mampu melakukan  putaran  bolak-balik  dianggap sudah mencukupi kebutuhan alat.
• pin direncanakan  memiliki  direncanakan memiliki diameter 6 mm , dengan tinggi pin 34 mm.  material pin harus  lebih  keras  dari material  benda  uji.  Diameter disc 140  mm, serta lengan beban adjustable hingga 33 mm.
• Rangka  dengan  dimensi  panjang  580  mm, lebar  240  mm,  dan  tinggi  520  mm.  Material rangka  adalah alloy  steel (Structural  Steel) dengan    spesifikasi  modulus  elastisitas 2,100000005  x  10 11 (N/m 2 ),  kuat  tarik
723825617  (N/m 2 ),  kuat  luluh  620421997,8 (N/m 2 )    menerima  tegangan  maksimum sebesar  1,524  x  10 6 N/m 2 dengan  nilai pergeseran  dan  peregangan  terbesar  adalah 1,687 x  10 -2 mm. Factor of safety (FOS) dari hasil static analysis pada software solidworks hingga 340 (lebih dari 2) yang dapat diartikan perencanaan rangka ini sangat aman.
• Roda  material  plastik  nylon  101  dengan spesifikasi kuat luluh 6,0 x 10 7 N/m2, modulus elastisitas 1,0 x 10 9 N/m 2 , kuat tarik 7,93 x 10 7 N/m 2 .  Dengan  pembebanan  17,3  kg (diambil 32 kg untuk alasan keamanan) 8 kg/ roda. Mengalami tegangan maksimum 6,096 x 10 5 N/m 2 , dengan pergeseran terbesar adalah 0,02  mm  dan  peregangan  terbesar  adalah 4,873  x  10 -4 mm. Factor  of  safety  (FOS) dari hasil static analysis pada software solidworks adalah  84  (lebih  dari  2),  sehingga  dapat dinyatakan perencanaan roda ini aman.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Peter Soedojo, Fisika Dasar . Yogyakarta: Andi, 1999 .
[2]  A. H. Yuwono, Buku Panduan Praktikum Karakterisasi  Material  1  Pengujian Merusak  (Destructive  Testing) .  Jakarta: Departemen  Metalurgi  Dan  Material Fakultas  Teknik  Universitas  Indonesia, 2009.
[3]  Z. Mané et al., "A new rotary tribometer to  study  the  wear  of  reinforced  rubber materials," Wear ,  306,  pp.  149-160, 2013.
[4]  Kun  Muhammad  Wafda,  "Rancang Bangun Struktur Dan Mekanisme Pembebanan  Tribometer  Tipe  Pin-On- Plate  Gerakan  Reciprocating  dengan Penggerak Electropneumatic," , Surabaya, 2015.
[5]  Muhammad Syarifudin Al Faruqi,
"Rancang Bangun Dan Uji Alat
Tribometer  Tipe  Pin  On  Disk,"  ,
Surakarta, 2014.
[6]  M. Bezzazi, A. Khamlichi, A.Jabbouri, P. Reis,  and  J.P.  Davim,  "Experimental characterization  of  Frictional  behaviour of  Clutch  Facings  using  Pin-on-disk machine," Materials and Design.
Elsevier  Sci.  Netherlands.  28(7) ,  pp. 2148-2153, 2007.
[7]  Adzan Ramadhan,
"ANALISIS PERBANDINGAN TRIBOMETER TYPES DENGAN VARIASI MATERIAL,"
Jurnal Rekayasa Mesin Vol.6, No.2 , pp. 101-105, 2015.
[8]  Bahar  Fitrianto  M,  Darmanto,  and
Syafa’at Imam, "PENGUJIAN KOEFISIEN GESEK PERMUKAAN PLAT  BAJA  ST  37  PADA  BIDANG MIRING TERHADAP VISKOSITAS PELUMAS DAN KEKASARAN
PERMUKAAN," vol. 11, 2015.
[9]  Sularso  and  Kiyokatsu  Suga,  Dasar Perencanaan  dan  Pemilihan  Elemen Mesin. Jakarta: Pradya Paramita, 2004.
[10]   ASTM  International,  "Standard  Test Method  for  Wear  Testing  with  Pin  on Disk  Apparatus,"  Designation:  G  99 –
95a, pp. 1-5, 2000.
[11]  Sungkono  Imam,  Irawan  Hery,  and
Arifianto  Patriawan  Desmas,  "Analisis Desain  Rangka  Dan  Penggerak  Alat
Pembulat  Adonan  Kosmetik  Sistem
Putaran Eksentrik Menggunakan Solidwork," vol. 8, 2019.