## ANALISIS KARAKTERISTIK  GEAR SPROCKET STANDARD DAN RACING PADA SEPEDA MOTOR

## Soeleman, M. Isahudin Hutama Putra
Universitas Muhammadiyah Jakarta, Jurusan Teknik Mesin

## ABSTRAK
Roda  gigi  adalah  bagian  dari  mesin  yang  berputar  dan  berguna  untuk mentransmisikan  daya.  Sprocket  gear  sepeda  motor  merupakan  salah  satu komponen  penggerak  roda.  Komponen  ini  merupakan  salah  satu  komponen  yg sangat  penting.  Jenis  material  yang  digunakan  dalam  komponen  ini  termasuk dalam  jenis  baja  karbon  rendah.  Roda  gigi  sprocket  racing   berfungsi  sebagai pemindah daya ( daya putar dari mesin ke roda belakang ), sehingga motor  dapat bekerja  secara  optimal.  Terlebih  lagi  bila  dipakai  untuk  keperluan  racing dibutuhkan  part  gear  khusus  untuk  menunjang  settingan  mesin  yang  sudah didesain  sedemikian  rupa  sehingga  menghasilkan  performa  yang  lebih  baik. Berdasarkan pada hasil komposisi kimia pada benda uji gear sprocket standart dan gear  sprocket  racing,  pada  material  gear  sprocket  tersebut  diklarifikasikan termasuk  baja  karbon  rendah  jika  dilihat  pada  nilai  karbonnya  (0,025%  -  0,35% C).  Pada  gear  sprocket  standart  mengandung  unsur  C:  0,159%    Fe:  98,20%    Si: 0,007%    Ni:  0,006%    Cr:  0,020%    Mn:  0,979%    Zn:  0,541%  dan  gear  sprocket racing mengandung unsur C: 0,333%  Fe: 98,33%  Si: 0,209%  Cr: 0,029%  Ni: 0,313%  Mn: 0,700%. Pada pengujian kekerasan data hasil nilai kekerasan dengan metode  vickers  yang  sudah  dirata  –  ratakan  pada  tiap  –  tiap  benda  uji.  Untuk material  gear  sprocket  standart  nilai  kekerasan  rata  –  rata  448  HVN,  sedangkan gear  sprocket  racing  nilai  kekerasan  rata  –  rata  544,8  HVN.  Pada  foto  struktur mikro  gear  sproket  standart  struktur  yang  terbentuk  adalah  struktur  ferrit (berwarna  agak  terang  atau  putih)  dengan  butiran-butiran  yang  besar  dan  paling dominan.  Struktur  perlite  (berwarna  agak  gelap)  juga  terlihat  dalam  struktur  ini, dengan  butiran-butiran  yang  agak  besar  dan  sedikit.  Kemudian  struktur  sementit (berwarna  abu-abu  agak  terang)  juga  terbentuk  dalam  fasa  ini,  dengan  butiran- butiran  yang  kecil  dan  banyak,  tetapi  tidak  bagitu  dominan.  Pada  foto  struktur mikro gear sproket racing struktur yang terbentuk adalah struktur ferrit (berwarna agak  terang  atau  putih)  dengan  butiran-butiran  yang  besar  dan  paling  dominan. Struktur  perlite  (berwarna  agak  gelap)  juga  terlihat  dalam  sturktur  ini,  dengan butiran-butiran  agak  besar  dan  sedikit.  Kemudian  struktur  sementit  (berwarna abu-abu  agak terang) juga terbentuk  dalam  fasa  ini, dengan butiran-butiran agak besar dan banyak, tetapi tidak begitu dominan.

## Kata kunci: Roda Gigi, Gear Sprocket Standart, Gear Sprocket Racing

## 1.PENDAHULUAN
Dalam  perkembangan  saat  ini,  material  yang  dibutuhkan  adalah  material  yang  memiliki kekuatan  yang  tinggi  misalnya:  Kekerasan  dengan  memiliki  berat  yang  sedang,  sifat  yang dibutuhkan  lainnya  yang  disesuaikan  dengan  kebutuhan.  Salah  satu  industri  yang  sangat
membutuhkan sifat - sifat tersebut adalah industri bidang otomotif dimana salah satunya, industri kendaraan  bermotor  roda  dua.  Kemajuan  industri  pengadaan  kendaraan  bermotor  roda  dua berkembang  dengan  pesat.  Dengan  semakin  berkembangnya  industri  dalam  bidang  ini  maka tentulah  akan  tercipta  persaingan  yang  sangat  ketat,  dimana  salah  satu  bidang  yang  sangat bersaing adalah industri penyedia kebutuhan suku cadang kendaraan roda dua. Diantaranya jenis suku cadang adalah roda gigi sprocket. Yang merupakan komponen yang sangat penting pada sepeda  motor,  roda  gigi sprocket yang  fungsinya  adalah  meneruskan  kembali  tenaga  yang dihasilkan  dari  putaran  mesin  dengan  menggunakan  rantai  sebagai  elemen  pemindah  daya  dari poros  mesin  menuju  ke  roda  belakang.  Produk  yang  menggunakan  bahan  logam  ini  kadang memerlukan kekerasan serta ketahanan aus yang tinggi untuk mendapatkan kualitas produk yang baik.  Tujuan  ini  bermaksud  untuk  mengetahui  sifat  mekanis  dan  struktur  mikro  dari  roda  gigi Sprocket setelah  dilakukan  proses  uji  kekerasan  dan  juga  bertujuan  untuk  mengetahui  tindak lanjut  dalam  akibat  yang  ditimbulkan.  Sehingga  perlu  ada  perbandingan  dari  material  sebelum dan sesudah pengujian.

## 2.LANDASAN TEORI

## 2.1 Roda Gigi Sprocket Standart
Sprocket gear sepeda motor merupakan salah satu komponen penggerak roda. Komponen ini  merupakan  salah  satu  komponen  yg  sangat  penting.  Jenis  material  yang  digunakan  dalam komponen  ini  termasuk  dalam  jenis  baja  karbon  rendah.  Berikut  ini  adalah  gambar  roda  gigi sprocket yang akan diuji dilaboratorium.
Gambar 1. Roda Gigi Sprocket Standart (10)

## Roda Gigi Sprocket Racing
Roda  gigi sprocket  racing berfungsi  sebagai  pemindah  daya  (daya  putar  dari  mesin  ke roda  belakang),  sehingga  motor   dapat  bekerja  secara  optimal.  Terlebih  lagi  bila  dipakai  untuk keperluan racing dibutuhkan  part gear khusus  untuk  menunjang  settingan  mesin  yang  sudah didesain  sedemikian  rupa  sehingga  menghasilkan  performa  yang  lebih  baik. Gear pada  sepeda motor  harus  memenuhi  syarat  keunggulan  produk  sehingga  dapat  berkerja  secara  maksimal. Karena  banyak  part  yang  beredar  dipasaran  memiliki  kualitas  yang  kurang  baik  sehingga berdampak  pada  kerusakan  part-part  lain  yang  berhubungan  dengan gear itu  sendiri,  seperti misalnya  adalah  rantai.  Pengembangan  terbaru  dari  TDR Racing International  dengan menciptakan  TDR Sprocket 415,  yaitu gear yang  memiliki  bobot  yang  lebih  ringan  dari konvensional karena memiliki ketebalan yang lebih ramping tetapi dengan ketahanan yang lebih kuat karena dibuat dengan material khusus sehingga dapat menyalurkan tenaga yang dihasilkan
mesin secara sempurna. TDR Sprocket 415 memiliki varian ukuran yang lengkap sehingga dapat memaksimalkan setingan mesin.
Gambar 2. Roda Gigi Sprocket Racing ( http://motor.otomotifnet.com )

## METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian
Gambar 3 Diagram Alir Penelitian
Persiapan Bahan dan Alat-alat Material Roda Gigi Sprocket Piringan Cakram Mulai Gear Sprocket Standart Gear Sprocket Racing selesai Kesimpulan dan Saran Pengujian - Komposisi Kimia
- Kekerasan ( Vickers ) - Struktur Mikro
Analisa Dan Pembahasan

## 4.DATA DAN ANALISA PENGUJIAN

## 4.1 Data Hasil Uji Komposisi Kimia
Data  hasil  uji  komposisi  kimia gear  sproket standart dan gear  sprocket  racing menggunakan spektrometer, hasil komposisi kimianya dapat dilihat dalam tabel 4.1 berikut ini:
Tabel 1 Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia
NO Unsur Gear Sprocket Standart (%) Gear Sprocket Racing (%) 1 C 0,159 0,333 2 Si 0,007 0,209 3 Mn 0,979 0,700 4 P 0,003 0,009 5 S <0,0001 - 6 Cr 0,020 0,029 7 Mo 0,001 0,002 8 Ni 0,006 0,313 9 Al 0,042 0,041 10 Cu 0,009 0,017 11 Nb 0,006 0,003 12 Ti 0,014 0,002 13 V 0,002 0,002 14 W 0,003 - 15 Sn 0,001 0,002 16 Zr 0,004 0,002 17 Zn 0,541 0,003 18 Pb 0,006 0,003 19 Fe 98,20 98,33

## 4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Komposisi Kimia
Berdasarkan pada hasil komposisi kimia pada benda uji gear sprocket standart dan gear sprocket  racing ,  pada  material gear  sprocket tersebut  diklarifikasikan  termasuk  baja  karbon rendah jika dilihat pada  nilai  karbonnya, dikarenakan nilai  karbonnya berkisar antara 0,025%  - 0,35% C.
Pada gear sprocket standart , unsur 0,159% C dan 0,007% Si , unsur silicon dalam baja karbon rendah dapat meningkatkan kekerasan, kemampuan diperkeras secara menyeluruh, tahan panas,  tahan  aus  serta  tahan  karat,  menurunkan  kemampuan  tempa  dan  las.  Kemudian  unsur nikel  (Ni)  sebesar  0,006%  tidak  begitu  efektif  dalam  meningkatkan  ketahanan  panas  saat bergesekan dengan rantai. Unsur khrom (Cr) sebesar 0,020% dapat mengontrol struktur butiran pada  saat  bergesekan,  tapi  dalam  mengontrol  struktur  butirannya  tidak  sebagus gear  sprocket racing, karena  unsur  Cr gear  sprocket  standart lebih  rendah  dari gear  sprocket  racing. Selanjutnya  unsur  Mn  dan  Fe  dengan  kandungan  0,979%  Mn  dan  98,20%  Fe.  Pada  material berpengaruh  dalam  pencegahan  terbentuknya  grafit  dan  mampu  menstabilkan  sementit  serta dapat  mengurangi  penyusutan atau cacat  material. Penambahan unsur Zn  pada material  sebesar 0,541% Zn dapat meningkatkan sifat-sifat mekanik pada saat bergesekan dengan rantai.
Pada gear  sprocket  racing ,  unsur  0,333%  C  dan  0,209%  Si  dapat  meningkatkan kekerasan pada material dan mampu menahan gesekan secara baik. Kemudian unsur khrom (Cr) sebesar  0,029%  Cr  pada  material  mampu  mengontrol  struktur  butiran  pada  saat  bergesekan.
Unsur  nikel  (Ni)  sebesar  0,313%  pada  material  berfungsi  meningkatkan  ketahanan  panas  saat mengalami  gesekan  dengan  rantai.  Unsur  Fe  sebesar  98,33%  dan  Mn  sebesar  0,700%  pada material  berfungsi  sebagai  pencegah  terbentuknya  grafit  dan  menstabilkan  sementit  serta  dapat mengurangi penyusutan atau cacat material.

## 4.3 Data Hasil Uji Kekerasan (Vickers)
Pengujian  kekerasan  vickers  merupakan  pengujian  untuk  menentukan  kekerasan  bahan dengan  menggunakan  indentor  pyramid.,  pada  pengujian  kekrasan vickers masing  –  masing benda  uji  diberi  6  titik  penekanan  agar  menetukan  perbedaan  kekerasan  pada  setiap  masing  – masing benda uji tersebut.
Gambar 4. Titik Penekanan Pada Sampel Gear Sprocket Racing
Gambar 5. Titik Penekanan Pada Sampel Gear Sprocket Standart
Dari  hasil  pengujian  kekerasan vickers setelah  diambil  6  titik  penekan  menggunakan piramid 120 0 dengan beban penekanan 200 kgf dapat diperoleh data sebagai berikut:
456.6 490.4 528.1 456.6 412.1 344.7 456.6 548.6 548.6 548.6 617.9 548.6 0 100 200 300 400 500 600 700 50µm 150µm 250µm 500µm 750µm 1000µm N ilai K e ke rasan ( H VN ) Jarak Antar Titik Standart Racing
Tabel 2. Data Hasil Pungujian Kekerasan Vickers (HVN)
Dari  data  uji  kekerasan VICKERS pada gear  sprocket  standart dan gear  sprocket  racing pada masing - masing titik penekanan dapat dilihat dengan menggunakan grafik pada gambar 6 Pada  pengujian  kekerasan  data  hasil  nilai  kekerasan  dengan  metode vickers yang  sudah dirata – ratakan pada tiap – tiap benda uji. Untuk material gear sprocket standart nilai kekerasan rata  –  rata  448  HVN,  sedangkan gear  sprocket  racing nilai  kekerasan  rata  –  rata  544,8  HVN. Jadi nilai kekerasan pada gear sprocket racing lebih tinggi dibandingkan dengan , gear sprocket standart dikarenakan  pada gear  sprocket  racing komposisi  kimia  kadar  karbon  dan  silikonnya lebih  besar  dibandingkan  dengan gear  sprocket  standart .  Kadar  karbon  yang  tinggi  pada  baja dapat  menaikan  kekuatan  dan  kekerasan  material.  Sedangkan  unsur  silikon  mempunyai  sifat ketahanan aus, dan ketahanan terhadap panas dan karat.
Gambar 6 Grafik Nilai Kekerasan Gear Sprocket Standart dan Racing
No Jarak (µm) Kekerasan (HVN) Keterangan Standart Racing 1 50 456,6 456,6 Beban 200kgf Indentor intan 2 150 490,4 548,6 3 250 528,1 548,6 4 500 456,6 548,6 5 750 412,1 617,9 6 1000 344,7 548,6 Rata-rata 448 544,8

## 4.4 Data Hasil Pengujian Metallografi
Pada  pengujian  metalografi  dimaksudkan  untuk  mengetahui  fasa  -  fasa  yang  terdapat pada gear sprocket standart dan gear sprocket racing yang sudah di etsa kalling reagent dengan menggunakan mikroskop optik dengan pembesaran 500X.
Gambar 7. Foto Struktur Mikro Gear Sprocket Standart Pembesaran 500x
Gambar 8 Foto Struktur Mikro Gear Sprocket Racing Pembesaran 500x
Pada  foto  struktur  mikro gear  sproket standart seperti  terlihat  pada  gambar  7  terlihat struktur yang terbentuk  adalah struktur ferrit (berwarna agak terang atau putih) dengan butiran- butiran  yang  besar  dan  paling  dominan.  Struktur  perlite  (berwarna  agak  gelap)  juga  terlihat dalam  struktur  ini,  dengan  butiran-butiran  yang  agak  besar  dan  sedikit.  Kemudian  struktur sementit  (berwarna  abu-abu  agak  terang)  juga  terbentuk  dalam  fasa  ini,  dengan  butiran-butiran yang kecil dan banyak, tetapi tidak bagitu dominan.
ferrit perlite ferrit perlite sementit sementit
Pada  foto  struktur  mikro gear  sproket  racing seperti  terlihat  pada  gambar  8  terlihat struktur yang terbentuk  adalah struktur ferrit (berwarna agak terang atau putih) dengan butiran- butiran  yang  besar  dan  paling  dominan.  Struktur  perlite  (berwarna  agak  gelap)  juga  terlihat dalam  sturktur  ini,  dengan  butiran-butiran  agak  besar  dan  sedikit.  Kemudian  struktur  sementit (berwarna abu-abu agak terang) juga terbentuk dalam fasa ini, dengan butiran-butiran agak besar dan banyak, tetapi tidak begitu dominan.
Pada gambar sturktur mikro diatas,  struktur ferrit terbentuk,  karena kandungan unsur logam  Fe yang sangat banyak dan struktur ini bersifat lunak serta ulet. Berikutnya pada fasa struktur perlite terbentuk  oleh  perpaduan  struktur  antara  struktur  ferrit  dan  sementit,  serta  fasa  struktur  ini memiliki  yang  ulet  dan  kekerasan  yang  cukup  kuat.  Kemudian  sturktur  mikro  sementit  pada struktur diatas terjadi, karena adanya pendinginan yang agak cepat dan struktur tersebut bersifat keras.

## 5.KESIMPULAN
1. Berdasarkan  pada  hasil  komposisi  kimia  pada  benda  uji gear  sprocket  standart dan gear sprocket racing , pada material gear sprocket tersebut diklarifikasikan termasuk baja karbon rendah jika dilihat pada nilai karbonnya, dikarenakan nilai karbonnya berkisar antara 0,025% - 0,35% C. Pada gear sprocket standart , unsur 0,159% C dan 0,007% Si , unsur silicon dalam baja  karbon  rendah  dapat  meningkatkan  kekerasan,  kemampuan  diperkeras  secara menyeluruh,  tahan  panas,  tahan  aus  serta  tahan  karat,  menurunkan  kemampuan  tempa  dan las.  Kemudian  unsur  nikel  (Ni)  sebesar  0,006%  tidak  begitu  efektif  dalam  meningkatkan ketahanan  panas  saat  bergesekan  dengan  rantai.  Unsur  khrom  (Cr)  sebesar  0,020%  dapat mengontrol struktur butiran pada saat bergesekan, tapi dalam mengontrol struktur butirannya tidak sebagus gear sprocket racing, karena unsur Cr gear sprocket standart lebih rendah dari gear  sprocket  racing. Selanjutnya  unsur  Mn  dan  Fe  dengan  kandungan  0,979%  Mn  dan 98,20%  Fe.  Pada  material  berpengaruh  dalam  pencegahan  terbentuknya  grafit  dan  mampu menstabilkan sementit serta dapat  mengurangi  penyusutan atau  cacat  material. Penambahan unsur Zn pada material sebesar 0,541% Zn dapat meningkatkan sifat-sifat mekanik pada saat bergesekan dengan rantai. Pada gear sprocket racing , unsur 0,333% C dan 0,209% Si dapat meningkatkan kekerasan pada material dan mampu menahan gesekan secara baik. Kemudian unsur khrom (Cr) sebesar 0,029% Cr pada material mampu mengontrol struktur butiran pada saat  bergesekan.  Unsur  nikel  (Ni)  sebesar  0,313%  pada  material  berfungsi  meningkatkan ketahanan  panas  saat  mengalami  gesekan  dengan  rantai.  Unsur  Fe  sebesar  98,33%  dan  Mn sebesar  0,700%  pada  material  berfungsi  sebagai  pencegah  terbentuknya  grafit  dan menstabilkan sementit serta dapat mengurangi penyusutan atau cacat material.
2. Pada pengujian kekerasan data hasil nilai kekerasan dengan metode vickers yang sudah dirata – ratakan pada tiap – tiap benda uji. Untuk material gear  sprocket  standart nilai  kekerasan rata – rata 448 HVN, sedangkan gear sprocket racing nilai kekerasan rata – rata 544,8 HVN. Jadi  nilai  kekerasan  pada gear  sprocket  racing lebih  tinggi  dibandingkan  dengan ,  gear sprocket standart dikarenakan pada gear sprocket racing komposisi kimia kadar karbon dan silikonnya  lebih  besar  dibandingkan  dengan gear  sprocket  standart .  Kadar  karbon  yang tinggi pada baja dapat menaikan kekuatan dan kekerasan material. Sedangkan unsur silikon mempunyai sifat ketahanan aus, dan ketahanan terhadap panas dan karat.
3. Pada  foto  struktur  mikro gear  sproket  standart seperti  terlihat  pada  gambar  4.7  terlihat struktur  yang  terbentuk  adalah  struktur  ferrit  (berwarna  agak  terang  atau  putih)  dengan butiran-butiran  yang besar dan paling dominan.  Struktur perlite (berwarna agak  gelap) juga
terlihat  dalam  struktur  ini,  dengan  butiran-butiran  yang  agak  besar  dan  sedikit.  Kemudian struktur  sementit  (berwarna  abu-abu  agak  terang)  juga  terbentuk  dalam  fasa  ini,  dengan butiran-butiran yang kecil dan banyak, tetapi tidak bagitu dominan. Pada foto struktur mikro gear  sproket  racing seperti  terlihat  pada  gambar  4.8  terlihat  struktur  yang  terbentuk  adalah struktur ferrit (berwarna agak terang atau putih) dengan butiran-butiran yang besar dan paling dominan.  Struktur  perlite  (berwarna  agak  gelap)  juga  terlihat  dalam  sturktur  ini,  dengan butiran-butiran agak besar dan sedikit. Kemudian struktur sementit (berwarna abu-abu agak terang) juga terbentuk  dalam fasa ini, dengan butiran-butiran  agak besar  dan banyak, tetapi tidak begitu dominan.
4. Pada  penggunaannya gear  sprocket  racing lebih  tahan  lama  dibandingkan  dengan gear sprocket standart ,  dilihat  dari  hasil  uji  kekerasannya  yang  memiliki  nilai  lebih  tinggi (gear sprocket  racing) . Akan tetapi  dari segi  harga, gear sprocket  racing sedikit  lebih mahal  dari gear sprocket standart , sehingga kurang ekonomis.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Budinski., 2001, ” Engineering Materials Properties and Selection,” PHI New Delhi, pp. 517–536.
2. Callister, W. 2001, Fundamental of Materials Science and Engineering “ Jhon Wiley & Son Inc.
3. Cole,  G  S.,  and  Sherman,  A.  M.,  1995, “Light  weight  materials  for  automotive  applications,” Material Characterization, 35 (1) pp. 3–9.
4. Daryanto, Teknik Sepeda Motor, Yrama Widya, 2004.
5. Dokumentasi Laboratorium Metalurgi LIPI, Serpong, Tangerang, 2013.
6. Glyn, et.al.2001. Physical Metallurgy Of Steel. Class Notes and lecture material. ForMSE 651.01
7. Handbook ASM Internasional The Materials , Vol 1 : 329, Jakarta, 1995.
8. http://cybersatu.blogspot.com/2012/05/pengujian-kekerasan.html&docid
9. http://forums.nasioc.com/forums/showthread
10. http://motor.otomotifnet.com
11. http://kids.britannica.com/comptons/art-89315/An-internal-combustion-engine-goes-through-four- strokes-intake-compression
12. http://textbooks.elsevier.com/manualsprotectedtextbooks 13. Juneja  B.L,  Sekhon  G.S,  Seth  Nitin, “Fundamentals  of  Metal  Cutting  and  Machine  Tools”, 2 nd Edition, New Age International, Ansari Road, Daryaganj, New Delhi, 2003. 14. Smith, F. William. 1995. Material Science and engineering. (second edition). New York : Mc Graw- Hill inc.
15. Surdia, T. dan Cijiiwa K, 1991, Teknik Pengecoran Logam, PT Pradnya Paramita, Jakarta.
16. Surdia, T. dan Shinroku, 1982, Pengetahuan Bahan Teknik, PT Pradnya Paramita, Jakarta.
17. Tata Surdia, Prof.  Ir. M.S. Met.E. dan Kenji Chijiwa, Prof. Dr. Teknik Pengecoran Logam, Jakarta, 2006.