## Jurnal V-Mac, Vol.5 No.2:41-43, 2020, ISSN 2528-0112 (online)

## Analisis Kekuatan Alat Pengaman Valblock

## Pada Coupler Kereta
1) Ilham Satrio Utomo, 2) Dadang Sanjaya Atmaja, 3) Henry Widya Prasetya,
4) Firmansyah Fariz Prasaja
1,2,3,4) Prodi Teknologi Mekanika Perkeretaapian, Politeknik Perkeretaapian Indonesia Madiun Jl. Tirta Raya, Pojok, Nambangan Lor, Kec. Manguharjo, Madiun, Jawa Timur 63161 ilham.satrio@ppi.ac.id

## Abstract
The purpose of this study was to analyze the stress, displacement, and factor of safety that occurred in the  valblock  safety  device.  With  the  maximum  load  that  occurs  at  the  knuckle  is  7473  N.  Testing  is  done using Solidworks simulation software. The material used is AISI 1045 with allowable stress of 450 MPa. The results of the analysis that came out of the simulation were the maximum stress values, displacement, and the factor of safety. The maximum stress results in static conditions that the tool is only able to withstand loads up to 7000 N with a value of 3,540
, and does not exceed the maximum allowable stress limit of the tool, which is 5,300
. The result of the loading is a change in the shape of the stem, namely displacement or deflection. The results obtained from the deflection of 1.3 mm. For the results of the factor of safety, the tool is worth 1.5 at a load of 7000 N so that the valblock safety device is safe to use up to 7000 N loading.
Key Words : Coupler, Valblock, Tegangan, Solidwork 2017

## I. PENDAHULUAN
Sarana  kereta  api  di  haruskan  selalu  prima  dan siap operasi, maka pada sektor perawatan kereta api perlu  dijaga  kualitasnya  mulai  dari  perawatan harian,  P1,  P3,  P6,  P12  ,  SPA  dan  PA  sesuai Manual Instructions agar terwujud sarana yang siap dan layak operasi.
Kegagalan coupler adalah  kejadian  dimana komponen coupler mengalami  kegagalan  seperti knucle patah  dan coupler terbuka  secara  tidak sengaja,  hal  ini  diduga  karena valblock mendapat gaya  tarik  saat  percepatan  yang  dilakukan  oleh lokomotif  sehingga valblock yang  seharusnya menahan gaya berubah menjadi penyalur gaya yang mengakibatkan valblock dan bottom  lock  lifter loncat keatas bersamaan dengan gerakan membuka opener sehingga knucle terbuka. kejadian ini terjadi petugas  Pengawas  Urusan  Kereta  segera  melapor kepada  petugas  Dipo  kereta  terdekat  agar  segera dilakukan  perbaikan,  Selama  beroperasi coupler harus mampu menahan beban tolak tarik rangkaian kereta dan menjaga agar rangkaian kereta api tetap aman.
Pada  Kereta  dan  Gerbong  telah  ditambahkan alat  pengaman valblock dengan  menggunakan bahan  baja  strip  dengan  material  AISI  1045 sehingga  dapat  mengatasi  lepasnya knucle saat  di lintas,  akan  tetapi  belum  adanya  pengujian  secara lebih lanjut tentang alat ini.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Pengumpulan  data  dibagi  menjadi  dua,  antara lain data primer adalah data yang diperoleh secara langsung  yang  ada  di  lapangan  dalam  hal  ini meliputi proses pengukuran coupler dan pengujian menggunakan solidwork  simulation  2017 .  Data sekunder  adalah  data  yang  diperoleh  dari dokumen-dokumen  yang  ada  di  lokasi  penelitian, seperti checksheet perawatan coupler dan checksheet pemeriksaan oleh schowing. Pengolahan data menggunakan beberapa langkah  antara  lain: Pre-processing meliputi pengukuran secara langsung pada bottom lock lifter yang  terdapat  pada coupler kereta  inspeksi, Processing meliputi  pengujian  statis  secara simulatif  pada software  solidworks  simulation 2017,  Post-Processing yang  meliputi  kesimpulan penelitian  berdasarkan  hasil processing dan didukung studi pustaka.
Pengolahan data menggunakan beberapa langkah  antara  lain: Pre-processing meliputi pengukuran secara langsung pada bottom lock lifter yang  terdapat  pada coupler kereta  inspeksi, Processing meliputi  pengujian  statis  secara simulatif  pada software  solidworks  simulation 2017,  Post-Processing yang  meliputi  kesimpulan penelitian  berdasarkan  hasil processing dan didukung studi pustaka.
Analisa  yang  dilakukan  pada  alat  pengaman valblock menggunakan  material  AISI  1045.
Material besi strip yang digunakan yaitu besi 5mm AISI  1045.  Berikut  ini  susunan  kimia  serta spesifikasi teknik dari AISI 1045
Tabel 1. Susunan kimia AISI1045
Material Mn C P S Fe AISI 1045 0.60- 0.90 0.43- 0.50 0.05 (max) 0.04 (max) Balance
Tabel 2. Spesifikasi teknik AISI 1045
Pemberian  pembebanan  dilakukan  berdasarkan penelitian  terdahulu  tentang  Analisa  Kegagalan Coupler Kereta AAR Tipe E. [1] [2] Kalkulasi Kekuatan pada Knucle Jumlah Rangkaian Kereta ( n ) : 10 rangkaian Berat Tiap Kereta ( W ) = 38 Ton Koefisien gesek = 0,02 F = n × W × Koefisien Gesek             (1) F = 7600 N Pada perhitungan diatas maka gaya yang terjadi pada knuckle menunjukkan  7600  N,  maka berdasarkan hal tersebut untuk mengetahui kekuatan  maksimal  dari  alat  pengaman valblock maka akan diuji dalam kekuatan 7000 N.

## III. HASIL PENELITIAN
Pada pengujian statis ini menggunakan software solidworks  simulation dengan  menggunakan  fitur stress  analysis yang  dilengkapi  dengan  metode Finite  Element  Analysis (FEA)  dapat  diketahui fenomena yang terjadi pada alat pengaman valblock yang  telah  dirancang  sebelumnya,  yaitu  dengan hasil keluaran Von Mises Stress , Displacement dan Safety Factor
Hasil Tegangan (Von Mises Stress) Dari  proses running didapatkan  hasil  tegangan berupa Von  Mises  Stress .  Tegangan von  mises digunakan  untuk  memprediksi  tingkat  keluluhan material  terhadap  kondisi  pembebanan  dari  hasil pengujian. Berikut adalah salah satu hasil tegangan Von Mises .
Gambar 1. Hasil Tegangan ( Von Mises Stress)
Dari  hasil  uji  tegangan  pada  gambar  1    dapat disimpulkan  bahwa  alat  mampu  aman  digunakan hingga  7000  N  karena  masih  di  bawah  tegangan ijin maksimum yaitu 5.300
Hasil Defleksi (Displacement)
Gambar 2. Hasil Defleksi
Pada  Gambar  2  menunjukkan  hasil  pengujian displacement, hal  tersebut dapat  disimpulkan bahwa tidak ada perubahan bentuk alat yang berarti dengan  nilai  maksimum  1,3  mm  saat  diberi pembebanan maksimal yaitu 7000 N.

## Hasil Factor of Safety
Gambar 3 menunjukkan hasil uji pada valblock pada  7000  N  mendapat  nilai factor  of  safety minimal  sebesar  1.5  dan  tertinggi  sebesar  3.2 sehingga  alat  ini  aman  digunakan  sampai  dengan beban  7000  N,  karena  standar  batas  nilai factor  of safety adalah 1.
Parameter Spesifikasi Kekuatan Luluh 450 MPa Modulus Elastisitas 200 GPa Kekerasan , Brinell 163 Sifat Mampu Mesin 65 Kekuatan Tarik 585 MPa

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil analisa statik alat pengaman valblock didapat kesimpulan berupa, hasil tegangan maksimal  pada  kondisi  statik  bahwa  alat  mampu menahan  beban  hingga  7000  N,  karena  hasil pembebanan  masih  dibawah  batas  tegangan  ijin maksimal  alat  pengaman valblock yaitu  5.300 .  Hasil  tegangan  yang  diperoleh  hasil dari displacement sebesar  1,3mm  dan factor  of safety dari  pengujian  alat  pengaman valblock menunjukkan  angka  aman  pada  pembebanan  7000 N,  yaitu  1.5  sesuai  dengan  standar  minimal  nilai factor of safety yaitu 1.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. S.  P.  Chunduru,  M.  J.  Kim,  and  C.  Mirman, “Failure analysis of railroad couplers of AAR type  E,” Eng.  Fail.  Anal. ,  vol.  18,  no.  1,  pp. 374–385, 2011,
doi: 10.1016/j.engfailanal.2010.09.016.
[2]. V.  E.  Kahle,  “Failure  analysis  of  three reconditioned rail car couplers,” J. Fail. Anal. Prev. ,  vol.  6,  no.  4,  pp.  23–28,  2006,  doi: 10.1361/154770206X117496