## ANALISA BAUT PATAH PADA SAMBUNGAN AS DENGAN PISAU MINI HAND TRAKTOR TEMBESI
Nugroho P Ariyanto*, Hari Gunadi, Cahyo Budi N,
Prodi Teknik Mesin Politeknik Negeri Batam Parkway Street, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia E-mail: nugroho@polibatam.ac.id.

## ABSTRAK
Mesin  hand  traktor  di  bagian  as  sambungan  pisau  telah  di  temukan  ada  beberapa  masalah  yang  muncul  dalam pengoperasian  alat  ini.  Salah  satunya  yaitu  ada  baut  yang  patah/failure  ketika  mesin  di  operasikan.  Baut  yang digunakan berukuran M8 x 50.8 mm.  Baut tersebut patah diakibatkan karena adanya beban yang melebihi batas kemampuan baut tersebut dalam menerima beban ( Ultimate Tensile Strength) .  Baut pada sambungan as pisau patah adalah  tegangan  geser  nya  melebihi  batas  maksimal  dari  64.478  Mpa.  Beban  yang  dikenakan  sifatnya  kontiniu, sehingga meskipun bahan dari baut tersebut sifatnya liat/ulet ( ductile ), dapat dipastikan baut tersebut akan failure/ patah.

## ABSTRACT
Hand tractor engine at part as a knife connection has been found there are some issues that arise in the operation of this tool. One of them is that there is a broken bolt / failure when the engine is operated. Bolts are used measuring M8  x  50.8  mm.  The  broken  bolt  is  caused  due  to  a  load  that  exceeds  the  ability  of  the  bolt  to  accept  the  load (Ultimate Tensile Strength). Bolt-on connection is broken knife as its shear stress exceeds the maximum limit of 64.478 Mpa. Continuous nature of the burden imposed, so that although the nature of the material of the bolt clay / ductile (ductile), you can bet it will bolt failure / fracture.
Keywords : safety factor, tensile strength, shear stress, bolts failure

## 1 Pendahuluan
Pekerjaan  manusia  abad  ini  sangat  tergantung  pada mesin. Namun disisi lain, kecelakaan kerja akibat mal fungsi dari mesin juga tidak sedikit. Mal fungsi itu bisa disebabkan berbagai hal. Salah satu cara
mengindarinya  adalah  dilakukan  pencegahan  dan perawatan.  Terutama  perawatan  dan  pemerikasaan terhadap pemasangan baut.
Baut  mungkin  kecil  dan  sepele  namun,  dari  data kecelakaan  yang  terinvestigasi  dari  tahun  1908,  baut mempunyai peran yang sangat penting dalam berbagai
JURNAL INTEGRASI Vol. 7, No. 1, 2015, 63-66
ISSN: 2085-3858
Article History Received February, 2015 Accepted March, 2015
kecelakaan fatal [1].
Pada berita online helenaair.com dirilis berita tentang kecelakaan pesawat yang diakiatkan dari dua baut yang terpasang tidak sempurna [2]. Selain pesawat juga pada jembatan  baja  yang  dibangun  juga  mengalami kecelakaan  diakibatkan  baut  memdapatkan  beban melebihi  kemampuanya.  Terjadi  di  China  dimana jembatan  roboh  disebabkan  kempuan  baut  yang  tak sesuai standar bebaban yang diterima [3]. Kecelakaan yang  diakibatkan  pada  kelalaian  baut  juga  sering terjadi pada mobil dan alat-alat lainya.
Kecelakaan  tersebut  sebenarnya  sering  terjadi  di indonesia namun kurangnya pencatatan dan pelaporan terhadap  hal  itu  sehingga  kesalahan  seperti  ini  sering terjadi  dan  terulang  lagi.  Kerusakan  bisa  terjadi  pada desain  dan  perhitungan  beban  yang  diterima. pemasangan  kurang  fix,  dan  pemilihan  material  baut [4,5].
Dilain  sisi  Indonesia  merupakan  negara agraris  sudah  mulai  melakukan  pekerjaan  pertanian dengan  menggunakan  mesin.  Peralihan  dari  tenaga manusia  dengan  mesin  ini  tidak  diikuti  dengan penelitian  mengenai  kekuatan  bahan  mesinnya sehingga mesin tersebut sering mengalami kerusakan.
Politeknik  Negeri  Batam  telah  menghasilkan mini  hand  traktor  tembesi,  namun  telah  di  temukan fenomena kepatahan yang terjadi pada baut. Hal seperti ini  banyak  terjadi  di  produk-produk  pertanian  namun tidak dilakukan penelitian lebih lanjut. Kerusakan yang di  teliti  lebih  lanjut  adalah  mengapa  baut  pada sambungan  as  pisau  patah.  Maka  perlu  dilakukan penelitian lebih lanjut.

## 2 Metodologi
Penelitian terhadap Hand Tractor ini di dasari oleh adanya failure/patah pada bagian baut pisau ketika traktor  tersebut  di  operasikan.  Mesin  yang  digunakan adalah bravo mempunyai tenaga mesin sebesar 6.5 HP. Berat  mesin  tersebut  adalah  15  kg  dan  berat  dari chassisnya  adalah  35  kg.  Rpm  maksimum  dari  mesin tersebut sebesar 1300 rpm.
Untuk  metode  penelitian  ini  dilakukan dengan  dua  cara  pertama  analisa  foto  pada  gambar  1 dan gambar 2. Pola ini di amati tentang bagaimana baut
patah.  Kedua  dilakukan  dengan  cara  simulasi menggunakan solidwork sehingga  di  dapatkan  nilai safety factor dan nilai shear stress .
Gambar 1. Bentuk patahan baut dari atas
Gambar 2. Bentuk patahan dari samping

## 3 Hasil dan Pembahasan
Dalam penelitian ini, kasus yang terjadi yaitu patahnya baut yang berfungsi menopang pisau pada traktor. Baut menggunakan  bahan  Stainless  Stell  (ferritic)  dengan ukuran  M8  x  50.8  mm.  Untuk  mengetahui  data  yang menyebabkan  baut  patah  seperti  safety  faktornya  dan tegangan gesenya digunakan software solidwork untuk simulasi
Gambar 3. Desain baut yang akan disimulasikan

## Gambar 4.Drawing baut M8x50.8 mm
Pola stress yang dialami adalah shear. Hal ini mengacu pada gambar 1 dan dua. Dimana loan tang diterimanya adalah pada mounting dan mur bawahnya saja. Sehingga pola patahannya seperti terpotong [8]. Hal ini juga mengacu pada penelitian yang dilakukan kendal et al.[4].
Gambar 5. Nilai safety factor pada baut
Dari simulasi tersebut, maka Factor of Safety minimal yang di dapat yaitu 1,9[6]. perhitungan factor safety  ketika  beroperasi,  maka  data-data  komponen lainnya  harus  di  masukkan,  yaitu  beban.  Beban  yang dihitung  merupakan  total  beban  keseluruhan  pada traktor,  yaitu  beban  chassis  dan  beban  mesin.  Bahan dari  baut  tersebut  stainess  steel  memiliki  tensile strength  513.61  Mpa,  yield  strength  172.34  Mpa  dan shear modulus  77000 Mpa.
Terjadinya patah pada baut tersebut dikarenakan adanya beban yang melebihi nilai tensile strength nya baut tersebut, sehingga baut tidak mampu menahan  beban  yang  ada  dan  akhirnya  patah.  Beban terdiri dari berat mesin sebesar 15 kg dan berat chassis
sebesar 35 kg, sehingga total beban sebesar 50 kg x 10 m/s 2 =  500  N[7].  Nilai  ini  adalah  nilai  statis.  Sedang traktor bekerja dengan membajak tanah nilai tegangan gesernya akan mendapat penambahan pada loadnya.
Pada  hasil  simulasi  dibawah  ini,  diketahui bahwa  maximal  tgangan  geser  pada  baut  tersebut adalah 64.478 Mpa, sedangkan nilai yield strength nya 172.34 Mpa jadi baut tersebut tidak patah karena tidak mencapai nilai yield strength nya.
Gambar 6. Nilai shear stress pada baut
Kejadian  patah  diakibatkan  beban  yang melebihi  ketahanan  baut  tersebut.    Baut  tersebut menahan  beban  di  dua  daerah  pada  baut.  Sehingga apabila dilihat deformasinya, seperti berikut:

## Gambar 7. Bentuk deformasi pada baut
Beban  yang  dikenakan  sifatnya  dinamis,  sehingga meskipun  bahan  dari  baut  tersebut  sifatnya  liat/ulet ( ductile ),  dapat  dipastikan  baut  tersebut  akan  failure/ patah.

## 4 KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan tersebut, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Dari  hasil  simulasi  pada  baut  tersebut diketahui  bahwa  safety  faktor  pada  baut tersebut sebesar 1.9.
2. Diketahui bahwa maximal tgangan geser pada
baut  tersebut  adalah  64.478 Nm 2 ,  sedangkan nilai  yield  strength  nya  172.34  jadi  baut tersebut  tidak  patah  karena  tidak  mencapai nilai yield strength nya.
3. Faktor yang menyebabkan baut tersebut patah adalah  baut  mendapatkan  beban  yang melebihi dari kekuatan baut tersebut.
4. Cara agar baut sambungan as tidak patah lagi adalah  dengan  menambah  jumlah  baut
menjadi 2 atau 3.

## Acknowledgment
Politeknik  Negeri  Batam  dan  kelompok  tani Tembesi Batam yang mensuport penelitian ini

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  [R.W.  Hertzberg,  Deformation  and  Fracture Mechanics  of  Engineering  Materials,  John  Wiley  & Sons, 1976, p 229–230].
[2] [TOM KUGLIN Independent Record, helenair.com, January 28, 2015]. [3]  [Collase of New Brige Underscore Worries About China Infrastucture” New York Times 24 August 2012.
Retrieved 14 December 2012.].
[4]  [C  Kendall  Clarke,  “Wheel  Stud  bolt  Failures”, Fastener Technology International, December 1994] [5]  [ J.J  Asperger,    Legal    Definition    of    a    Product Failure:  What  the  Law  Requires  of  the  Designer and    the  Manufacturer,    Proc.    Failure    Prevention through    Education:    Getting    to    the    Root    Cause, 23–25  May  2000 (Cleveland, OH), ASM International, 2000, p 25–29]
[6]    El  Nashe  M.  S.  Stress,  Stability  and  Chaos  in Structural Analysis : An Energy Approuch.
McGraw-Hill Book Co London 1990.
[7]    Timoshenko,  S.,D.H.  Young.  Mekanika  Teknik. Terjemahan,  edisi  ke-4,  Penerbit  Erlangga.  Jakarta. 1996.
[8]    Ferdinand  Beer  “  Mechanics  of  Materials:  sixth
Edition”. McGraw-Hill, New York 2012