https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## ANALISIS DESAIN POROS DAN DOCTA EKSENTRIK UNTUK GEARBOX ROTOGRAVURE MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

## DESIGN ANALYSIS OF ECCENTRIC SHAFT AND DOCTA ROTOGRAVURE GEARBOX USING FINITE ELEMENT METHOD
Bagus Adi Prasetyo 1) , Heri Yudiono 2)* 1,2 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Semarang, Indonesia email: bgsadi78965@gmail.com 1) , heri_yudiono@mail.unnes.ac.id 2)
Received: 4 Agustus 2022 Accepted: 30 Desember 2022 Published: 30 Desember 2022 © 2022 SJME Kinematika All Rights Reserved.

## Abstrak
Desain  poros  dan  docta  eksentrik gearbox  rotogravure harus  memiliki konstruksi  struktur  desain  dan  jenis  material  yang  tepat  sehingga meningkatkan  efektivitas  dan  efisiensi  performa gearbox .  Tujuan  dari penelitian ini adalah untuk mengetahui desain poros dan docta eksentrik yang paling  aman  dan  optimum  berdasarkan  hasil  analisis  pada  simulasi software CATIA  V5.  Penelitian  ini  menggunakan  metode  elemen  hingga  dengan menganalisis  struktur  komponen  poros  dan  docta  eksentrik  berupa  nilai tegangan von  Mises , displacement dan  perhitungan safety  factor yang ditampilkan  dalam  kontur  warna.  Hasil  analisis  menunjukkan  bahwa  desain poros  eksentrik  dengan  nilai  tegangan von  Mises terendah  memiliki  nilai 178,92  MPa,  nilai displacement terendah  adalah  0,22042  mm,  serta  hasil perhitungan safety factor tertinggi adalah 2,505. Sedangkan pada hasil analisis desain  docta  eksentrik  dengan  nilai  tegangan von  Mises terendah  memiliki nilai  24,29  MPa,  dan  nilai displacement terendah  adalah  0,021661  mm,  serta hasil  perhitungan safety  factor tertinggi  adalah  18,45.  Disimpulkan  bahwa desain  poros  eksentrik  4  dan  docta  eksentrik  4  menggunakan  material  ST  60 menghasilkan  nilai  tegangan von  Mises terendah,  nilai displacement terendah dan perhitungan nilai safety factor tertinggi dibanding dengan desain poros dan docta  eksentrik  lainnya  sehingga  desain  baru  ini  merupakan  desain  paling aman dan optimum terhadap model pembebanan yang terjadi.
Kata Kunci: CATIA V5, tegangan von Mises , displacement , safety factor

## Abstract
The  design  of  the  eccentric  shaft  and  docta  of  the  rotogravure  gearbox  must have  the  correct  design  structure  construction  and  material  type  so  as  to increase  the  effectiveness  and  efficiency  of  the  gearbox  performance.  The purposes  of  this  study  is  to  determine  the  safest  and  optimum  eccentric  shaft and  docta  design  based  on  the  results  of  analysis  on  the  CATIA  V5  software simulation.  This  study  uses  the  finite  element  method  by  analyzing  the structure of the shaft and docta eccentric components in the form of von Mises stress  values,  displacements,  and  safety  factor  calculations  which  are displayed  in  color  contours.  The  eccentic  shaft  design  with  the  lowest  von Mises stress value has a value of 178,92 MPa, the lowest displacement value is 0,22042  mm,  and  the  highest  safety  factor  calculation  results  is  2,505.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Meanwhile,  the  consequences  of  the  eccentric  docta  design  analysis  with  the lowest  von  Mises  stress  value  have  a  value  of  24,92  MPa,  and  the  lowest displacement  value  is  0,021661 mm,  and  the  highest  safety  factor  calculation result is 18,45. It was concluded that the eccentric shaft design 4 and eccentric docta  4  using  ST  60  material  resulted  in  the  lowest  von  Mises,  the  lowest displacement, and the most highest safety factor value calculation compared to other eccentric shaft and docta designs so that this new design is the safest and optimum design for the loading model that occurs.
Keywords: CATIA V5, von Mises stress, displacement, safety factor
DOI: 10.20527/sjmekinematika.v7i2.220
How  to  cite :  Prasetyo,  B.  A.  dan  Yudiono,  H. , “Analisis  Desain  Poros  Dan  Docta  Eksentrik  Untuk Gearbox  Rotogravure  Menggunakan  Metode  Elemen  Hingga” .  Scientific  Journal  of  Mechanical Engineering Kinematika, 7(2), 127-141, 2022.

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  dalam  dunia  industri  percetakan  dan  manufaktur  semakin pesat,  hal  ini  terjadi  karena  meningkatnya  kualitas  hidup  dan  perkembangan  ilmu pengetahuan  manusia  yang  diakibatkan  oleh  hal  yang  diciptakan,  dibuat,  ataupun dimanfaatkannya produk yang berbagai macam jenis. CV. Surya CIP Semarang merupakan salah satu perusahaan percetakan dan perakitan yang khusus bergerak dalam bidang usaha penyediaan mesin,  rancang  bangun,  dan spare  part yang  berhubungan  dengan bundling printing [1].
Salah  satu  rancang  bangun  mesin  yang  dihasilkan  oleh  CV.  Surya  CIP  adalah gearbox  rotogravure yang  terdiri  dari  komponen  poros  dan  docta  eksentrik.  Kenyataan yang  dijumpai,  desain  poros  dan  docta  eksentrik  belum  diuji  secara  ilmiah  serta komputerisasi. Desain poros dan docta harus memiliki konstruksi dan jenis material yang tepat  sehingga  meningkatkan  efektivitas  dan  efisiensi  performa gearbox sehingga meningkatkan kualitas pekerjaan dan produktivitas [2].
Metode  elemen  hingga  adalah  metode  komputasi  yang  penggunaannya  untuk mendapatkan  solusi  pada  permasalahan  nilai  batas  atau  nilai  numerik  [3].  Penggunaan metode ini sampai saat ini masih banyak digunakan oleh peneliti dalam penelitiannya. Di era teknologi ini, banyak perangkat lunak yang menggunakan metode elemen hingga salah satunya  adalah  CATIA  V5.  CATIA  merupakan  kepanjangan  dari Computer  Aided  Three Dimensional  Interactive  Application ,  dimana  penggunaan software ini  dapat  membantu dalam proses desain atau perancangan serta analisis statis  terhadap gaya statis yang terjadi pada  komponen  poros  dan  docta  eksentrik.  Hasil  analisis  CATIA  V5  adalah  berupa  nilai tegangan von Mises , displacement , dan safety factor . Hasil nilai tersebut digunakan sebagai acuan  untuk  mengetahui  nilai  kekuatan  desain  dalam  menahan  suatu  beban  yang  terjadi serta  nilai  keamanan  desain  berdasarkan  perhitungan safety  factor sehingga  dapat mencegah kegagalan dan meningkatkan efektivitas dan efisiensi proses kerja komponen.
Berdasarkan  gambaran diatas, tujuan yang  ingin dicapai dalam penelitian ini adalah perancangan  desain  poros  dan  docta eksentrik  serta analisis  desain  menggunakan metode elemen  hingga  pada  pemrograman  CATIA  V5  untuk  mengetahui  kekuatan  desain komponen poros dan docta eksentrik sehingga didapat hasil desain baru yang lebih efektif dan efisien serta aman berdasarkan kajian yang dilakukan.

## METODE PENELITIAN
Proses  analisis  menggunakan  metode  elemen  hingga  dilakukan  dengan  memvariasi struktur  desain  poros  dan  docta  eksentrik  untuk  menghasilkan  nilai  tegangan von  Mises , displacement dan safety factor . Standar nilai safety factor yang diijinkan dalam penelitian
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
ini adalah 2,0. Kecepatan putar input gearbox rotogravure adalah 1500 rpm dengan daya motor  listrik  sebesar  26,81  HP,  Sedangkan  material  yang  digunakan  dalam  perancangan komponen  poros  dan  docta  eksentrik  adalah  baja  karbon  ST  60  dengan  spesifikasi ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi baja karbon ST 60 Sifat Mekanik Kekuatan Tarik (MPa) 600 – 720 Kandungan Karbon 0,4730 % Yield Tensile Strength (Sy) 448,20 MPa Ultimate Tensile Strength (Su) 706,47 MPa Modulus Young 2,1e + 011 N/m 2 Rasio Poisson 0,2660 Kepadatan 7860,0 kg/m 3 Ekspansi Termal 1,17e - 005 Kdeg

## Dimensi Spesimen Penelitian
Perancangan  desain  poros  dan  docta  eksentrik  awal  didasarkan  pada  desain  CV. Surya  CIP  Semarang.  Desain  poros  dan  docta  eksentrik  variasi  1,  2,  dan  3  memiliki struktur  dengan  dimensi  yang  lebih  besar  dari  desain  awal  poros  dan  docta  eksentrik. Dengan  menambah  dimensi  komponen  akan  berdampak  pada  kekuatan  struktur  dan keamanan komponen dalam menerima pembebanan. Ukuran dan dimensi poros dan docta eksentrik desain awal dan variasi ditunjukkan pada Gambar 1-4.
(a) (b)
Gambar 1. (a) Perancangan Desain Poros Eksentrik 1 CV. Surya CIP Semarang, (b) Perancangan Desain Docta Eksentrik 1 CV. Surya CIP Semarang
(a) (b)
Gambar 2. (a) Perancangan Desain Poros Eksentrik 2, (b) Perancangan Desain Docta Eksentrik 2
(a) (b)
Gambar 3. (a) Perancangan Desain Poros Eksentrik 3, (b) Perancangan Desain Docta Eksentrik 3
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
(a)
(b)
Gambar 4. (a) Perancangan Desain Poros Eksentrik 4, (b) Perancangan Desain Docta Eksentrik 4

## Perhitungan Putaran Input dan Output Poros
Jika pasangan poros roda gigi dinyatakan sebagai n 1 (rpm) pada poros penggerak dan n 2 (rpm) pada poros yang ditentukan/digerakkan, maka perhitungan diameter jarak bagi d 1 dan d 2 dalam mm dan jumlah gigi z 1 dan z 2 . Sehingga perbandingan putaran menggunakan persamaan berikut:
𝑢 = 𝑛 2 𝑛 1 = 𝑑 2 𝑑 1 = 𝑚.𝑧 1 𝑚.𝑧 2 = 𝑧 1 𝑧 2 = 1 𝑖 (1)
Berdasarkan Persamaan 1, maka dapat menggunakan persamaan sebagai berikut. n 2 = z 1 ×n 1 z 2 (2)
Keterangan: u : perbandingan putaran d : diameter m: modul z : jumlah gigi n : putaran (rpm) i  : ratio

## Momen Torsi
Momen  gaya  atau  torsi  memilik  arti  puntir  ( twist )  yang  terjadi  pada  batang  lurus apabila  batang  tersebut  diberi  beban  momen  yang  menghasilkan  rotasi  terhadap  sumbu longitudinal  batang.  Untuk  menghitung  torsi  apabila  diketahui  putaran  (rpm)  dan  daya (HP), dapat menggunakan persamaan berikut [4].
T = (P×5252) n (3)
Keterangan:
T : torsi (lb/ft) P : daya (HP) n : putaran (rpm)
Torsi pada dasarnya  adalah gaya yang digunakan untuk menghasilkan arah  gerakan dan  jarak  tertentu.  Gaya  yang  digunakan  merupakan  hasil  perkalian  antara  massa  dan percepatan  gravitasi  yang  disebut  gaya  beban  (N).  Persamaan  yang  digunakan  untuk menghitung  torsi  apabila  diketahui  gaya  beban  dan  jarak  pembebanan  dengan  titik  fokus perputaran adalah sebagai berikut [5].
τ = W × D (4)
Keterangan: τ : Torsi (Nm) W : gaya beban (N) D  : jarak pembebanan dengan titik fokus perputaran (m)

## Perhitungan Momen Torsi dan Pembebanan Terdistribusi
Untuk  mengetahui  besar  momen  torsi  dan  pembebanan  terdistribusi  pada  komponen poros  dan  docta  eksentrik,  perlu  dilakukan  perhitungan  mencari  putaran input dan output
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
pada gearbox rotogravure . Adapun skema putaran pada gearbox rotogravure ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Aliran putaran (rpm) gearbox rotogravure
Adapun  perhitungan  putaran  masuk  ( input )  pada  poros  eksentrik  menggunakan Persamaan 2 adalah sebagai berikut:
1. Perhitungan putaran counter roda gigi bevel.
n 2 = Z 1 × n 1 Z 2
n 2 = 33 × 1500 rpm 54 n 2 = 49500 rpm 54 n 2 = 916,67 Rpm
2. Perhitungan putaran counter roda gigi cacing, diketahui 𝑛 2 =   𝑛 3 . n 4 = Z 3 × n 3 Z 4
n 4 = 7 × 916,67 rpm 19 n 4 = 6416,69 rpm
19
n 4 = 337,7 rpm
Berdasarkan  Persamaan  3,  maka  perhitungan  momen  torsi  pada  poros  eksentrik adalah sebagai berikut:
T = (P × 5252)
n
T = (26,81 HP × 5252) 337,7 rpm T = 140806,12 337,7
T = 416,95 lb ft
Kemudian dikonversikan ke satuan Nm, maka momen torsi adalah

## T = 565,308 Nm
Selanjutnya  perhitungan  gaya  beban  pada  poros  untuk  diaplikasikan  pada  docta eksentrik sehingga diketahui besar gaya untuk menggerakkan docta eksentrik. Berdasarkan Persamaan 4, maka perhitungan gaya beban pada docta eksentrik adalah sebagai berikut:
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Gambar 6. Jarak pembebanan dengan pusat perputaran eksentrik
Diketahui jarak pembebanan dengan  titik fokus perputaran ( worm gear ) adalah 264 mm, maka D = 264 mm = 0,264 m
W = τ D
W = 565,308 Nm

## 0,264 m W = 2141,318 N

## Tegangan von Mises
Tegangan von  Mises merupakan  tegangan  yang  dapat  menyebabkan  terjadinya kegagalan pada material yang  menerima tegangan triaksial  sehingga menghasilkan energi regangan  dari  model  pembebanan  yang  diberikan  ketika  mendekati  titik  luluh  ( yield strength ).  Kegagalan  pada  suatu  bahan/material  poros  dan  docta  eksentrik  adalah  retak, aus, patah, korosi dan lain sebagainya. Kegagalan tersebut pada suatu bahan/material akan terjadi apabila [6]:
σ′ ≥ S y ɳ (5)
Keterangan:
S y : tensile yield strength (MPa)
ɳ : safety factor

## Displacement
Perpindahan/lendutan  adalah  perubahan  bentuk  pada  benda  kerja  dalam  arah  y (vertikal)  akibat  adanya  pembebanan  yang  diberikan  pada  benda  kerja  tersebut  [7]. Displacement dapat  diketahui  apabila  terjadi  deformasi  pada  benda  kerja.  Terlepas  dari seberapa  besar  gaya  pada  material,  material akan  tetap  mengalami  perubahan  bentuk  dan dimensi struktur. Perubahan aktual ini dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu perubahan bentuk  plastis  dan  elastis.  Peningkatan  beban  pada  material  yang  telah  mengalami kekuatan  paling  tinggi  tidak  mungkin  dilakukan,  karena  pada  kondisi  ini  material  telah mengalami perubahan bentuk total atau deformasi total.

## Safety Factor
Faktor  keamanan  ( safety  factor )  adalah  faktor  yang  digunakan  untuk  menilai sehingga  persiapan  komponen  mesin  terjamin  keamanannya  dengan  dimensi  komponen yang rendah. Nilai safety factor dikatakan berhasil apabila memiliki nilai diatas 1,0 untuk menghindari suatu kegagalan struktur. Adapun rumus untuk mengetahui nilai safety factor yang didapatkan adalah sebagai berikut [8].
ɳ = S y σ e (6)
Keterangan:
ɳ : safety factor S y : yield strength (Mpa) σ e : von Mises stress (Mpa)
SJME KINEMATIKA Vol.7 No.2, 30 Desember 2022, pp 127-141 https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis Komponen Poros Eksentrik
Pengujian  menggunakan  metode  elemen  hingga  yang  dilakukan  pada  komponen poros  eksentrik  menggunakan software CATIA  V5  dengan  variasi  dimensi  menghasilkan data pengujian pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Simulasi pada Poros Eksentrik Kode Dimensi (mm) Static Analysis Safety Factor von Mises (MPa) Displacement (mm) PE1 15x15 188,39 0,31496 2,379 PE2 15x15x0,5x1,0 184,63 0,29859 2,427 PE3 17x15x0,5x1,0 183,14 0,23576 2,447 PE4 17x13x0,5x1,5 178,92 0,22042 2,505 Keterangan: PE1 : Poros eksentrik desain awal PE2 : Poros eksentrik variasi 1 PE3 : Poros eksentrik variasi 2 PE4 : Poros eksentrik variasi 3
Berdasarkan  hasil  simulasi  pada  Tabel  2  dan  Gambar  7-14  menunjukkan  bahwa variasi dimensi pada poros eksentrik menunjukkan nilai tegangan yang berbeda tiap variasi dimensi.  Nilai  tegangan von  mises pada  PE1  mendapat  nilai  tertinggi  yaitu  188,39  MPa. Sedangkan tegangan von mises pada PE4 mendapat nilai terendah yaitu 178,92 MPa.
Gambar 7. Tegangan Maksimum Von Mises pada PE1
Gambar 8. Tegangan Maksimum Von Mises pada PE2
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Gambar 9. Tegangan Maksimum Von Mises pada PE3
Gambar 10. Tegangan Maksimum Von Mises pada PE4
Berdasarkan  hasil  simulasi  untuk  mengetahui  nilai displacement pada  poros eksentrik,  nilai  deformasi  poros  eksentrik  didapatkan  hasil  nilai displacement tertinggi adalah pada PE1 dengan nilai 0,31496 mm, sedangkan nilai displacement terendah adalah pada PE4 dengan nilai 0,22042 mm. Hal ini dapat disimpulkan bahwa semakin rendah nilai tegangan von  Mises yang  dihasilkan  pada  komponen  poros  eksentrik,  maka  semakin rendah  pula  nilai displacement yang  dihasilkan.  Selain  itu,  variasi  dimensi  juga memengaruhi  nilai displacement yang  dihasilkan  dimana  semakin  besar  dimensi  maka semakin rendah nilai displacement yang dihasilkan.
Gambar 11. Displacement Maksimum pada PE1
Gambar 12. Displacement Maksimum pada PE2
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Gambar 13. Displacement Maksimum pada PE3
Gambar 14. Displacement Maksimum pada PE4
Nilai safety  factor didapatkan  berdasarkan  perhitungan  menggunakan  Persamaan  6 dimana  nilai yield  strength material  ST  60  per  tegangan von  Mises yang  dihasilkan sehingga  didapat  nilai  tertinggi  yaitu  pada  PE4  yang  memiliki  nilai  tegangan von  Mises 178,92  MPa  yaitu  2,505  artinya  poros  ini  dapat  menahan  2,5  kali  beban  dan  torsi  yang terjadi,  sedangkan  nilai safety  factor terendah  pada  dimensi  awal  PE1  dengan  nilai tegangan von  Mises 188,39  MPa  yaitu  2,379.  Hal  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  semakin rendah nilai tegangan von Mises yang terjadi pada poros maka nilai safety factor semakin tinggi.

## Hasil Analisis Komponen Docta Eksentrik
Pengujian  menggunakan  metode  elemen  hingga  yang  dilakukan  pada  komponen docta  eksentrik  menggunakan software CATIA  V5  dengan  variasi  dimensi menghasilkan data pengujian pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Simulasi pada Docta Eksentrik Kode Dimensi (mm) Static Analysis Safety Factor von Mises (MPa) Displacement (mm) DE1 40x54x32x15 31,11 0,03118 14,406 DE2 42x56x32x15x2 27,76 0,025822 16,145 DE3 42x56x35x15x2 27,52 0,025997 16,286 DE4 44x58x35x13x2 24,29 0,021661 18,45 Keterangan: DE1 : Docta eksentrik desain awal DE2 : Docta eksentrik variasi 1 DE3 : Docta eksentrik variasi 2 DE4 : Docta eksentrik variasi 3
Berdasarkan  hasil  simulasi  yang  ditunjukkan  pada  Tabel  3  dan  Gambar  15-22 menunjukkan  bahwa  variasi  dimensi  pada  docta  eksentrik  menunjukkan  nilai  tegangan yang  berbeda  tiap  variasi  dimensi.  Nilai  tegangan von  Mises tertinggi  adalah  pada  DE1 dengan nilai 31,11 MPa, sedangkan nilai tegangan von Mises terendah adalah pada variasi
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
dimensi  DE4  dengan  nilai  24,29  MPa.  Hal  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  semakin meningkat variasi dimensi docta eksentrik maka semakin rendah nilai tegangan von Mises yang terjadi.
Gambar 15. Tegangan Maksimum Von Mises pada DE1
Gambar 16. Tegangan Maksimum Von Mises pada DE2
Gambar 17. Tegangan Maksimum Von Mises pada DE3
Gambar 18. Tegangan Maksimum Von Mises pada DE4
Nilai  deformasi  docta  eksentrik  didapat  nilai displacement tertinggi  adalah  DE1 dengan  nilai  0,03118  mm,  sedangkan  nilai displacement terendah  adalah  pada  variasi dimensi DE4 dengan nilai 0,021661 mm. Hal ini dapat disimpulkan bahwa semakin rendah nilai  tegangan von  Mises yang  terjadi  pada  komponen  docta  eksentrik,  maka  semakin rendah pula nilai displacement yang dihasilkan.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Gambar 19. Displacement Maksimum pada DE1
Gambar 20. Displacement Maksimum pada DE2
Gambar 21. Displacement Maksimum pada DE3
Gambar 22. Displacement Maksimum pada DE4
Nilai safety factor docta eksentrik didapatkan berdasarkan perhitungan menggunakan Persamaan  6  dimana  nilai yield  strength material  ST  60  per  tegangan von  Mises yang dihasilkan, sehingga  didapat nilai tertinggi pada variasi dimensi DE4 yang  memiliki nilai tegangan von Mises 24,29 MPa yaitu 18,45, hal ini dapat diindikasikan bahwa desain docta eksentrik ini dapat menahan 18 kali beban dan torsi. Sedangkan nilai safety factor terendah pada dimensi awal DE1 dengan nilai tegangan von Mises 31,11 MPa yaitu 14,406 dimana dapat  diindikasikan  desain  docta  eksentrik  dapat  menahan  14  kali  beban  dan  torsi  yang terjadi. Desain DE1 masih dikatakan aman karena memiliki nilai safety factor diatas batas maksimum sehingga masih dapat diaplikasikan pada mesin rotogravure .
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Analisis Data Hasil Simulasi
Berdasarkan  Tabel  2  dan  3,  diperlihatkan  nilai  tegangan von  Mises , displacement , dan safety  factor yang  berubah  tiap  variasi  desain,  hal  ini  menjelaskan  bahwa  semakin besar  desain  struktur  komponen  maka  memengaruhi  hasil  nilai  tegangan von  Mises , displacement dan safety  factor dimana  nilai  tegangan von  Mises menurun, displacement menurun, namun nilai safety factor akan meningkat.
Gambar 23. Pengaruh Variasi Dimensi terhadap Nilai Tegangan von Mises Poros Eksentrik
Gambar 24. Pengaruh Variasi Dimensi terhadap Nilai Tegangan von Mises Docta Eksentrik
Grafik  pada  Gambar  23  menunjukkan  penurunan  nilai  tegangan von  Mises karena variasi  dimensi  yang  semakin  besar  pada  struktur  poros  eksentrik  hingga  didapat  nilai terendah adalah pada desain PE4 dengan nilai 178,92 MPa. Sedangkan grafik pada Gambar 24 menunjukkan penurunan nilai tegangan von Mises karena variasi dimensi yang semakin besar pada struktur docta eksentrik hingga didapat nilai terendah adalah pada desain DE4 dengan nilai 24,29 MPa.
Berdasarkan  perhitungan  nilai safety  factor ,  dihasilkan  bahwa  nilai  kegagalan  pada komponen  terjadi  apabila  nilai Yield  Tensile  Strength material  sebesar  448,20  MPa  lebih rendah dibandingkan dengan tegangan von Mises per safety factor . Tegangan yang terjadi apabila  melebihi  tegangan yield material,  maka  desain  tidak  aman  dan  tidak direkomendasikan  [9].  Sehingga  didapat  hasil  data  terbaik  adalah  variasi  PE4  dan  DE4 karena desain paling optimum yang memiliki nilai tegangan von Mises paling rendah serta nilai tegangan von Mises di bawah nilai yield baja karbon ST 60.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Gambar 25. Pengaruh Variasi Dimensi terhadap Nilai Displacement Poros Eksentrik
Gambar 26. Pengaruh Variasi Dimensi terhadap Nilai Displacement Docta Eksentrik
Grafik  pada  Gambar  25  menunjukkan  penurunan  nilai displacement karena  variasi dimensi  yang  semakin  besar  pada  struktur  poros  eksentrik  hingga  didapat  nilai  terendah adalah  pada  desain  PE4  dengan  nilai  0,22042  mm.  Sedangkan  grafik  pada  Gambar  26 menunjukkan  penurunan  nilai displacement karena  variasi  dimensi  yang  semakin  besar pada struktur docta eksentrik hingga didapat nilai terendah adalah pada desain DE4 dengan nilai 0,021661 mm.
Hasil simulasi displacement menunjukkan nilai terendah adalah pada desain PE4 dan DE4 sehingga dapat diambil simpulan bahwa desain ini mengalami deformasi yang lebih rendah  saat  menahan  pembebanan  yang  terjadi  serta  merupakan  desain  yang  memiliki tingkat keamanan lebih besar dan optimum bila dibandingan dengan variasi desain lainnya. Deformasi terjadi sebagai akibat material menerima gaya atau beban. Semakin kecil nilai deformasi,  maka  semakin  kuat  suatu  material  [10].  Sehingga  didapat  hasil  data  terbaik adalah  variasi  PE4  dan  DE4  karena  memiliki  deformasi  yang  lebih  rendah  dibanding desain poros dan docta lainnya saat menahan model pembebanan yang terjadi.
Grafik pada Gambar 27 menunjukkan peningkatan nilai safety factor karena variasi dimensi  yang  semakin  besar  pada  struktur  poros  eksentrik  serta  nilai  tegangan von  Mises yang menurun sehingga didapat nilai tertinggi adalah pada desain PE4 dengan nilai 2,505. Sedangkan  grafik  pada  Gambar  28  menunjukkan  peningkatan  nilai safety  factor karena variasi dimensi yang semakin besar pada struktur docta eksentrik serta nilai  tegangan von
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Mises yang menurun sehingga didapat nilai tertinggi adalah pada desain DE4 dengan nilai 18,45.
Gambar 27. Pengaruh Variasi Dimensi terhadap Nilai Safety Factor Poros Eksentrik
Gambar 28. Pengaruh Variasi Dimensi terhadap Nilai Safety Factor Docta Eksentrik
Berdasarkan  hasil  analisis  nilai safety  factor ,  nilai safety  factor dinyatakan  aman karena  nilai  tegangan von  Mises per safety  factor yang  terjadi  pada  poros  dan  docta eksentrik  lebih  rendah  dari  nilai yield  strength .  Standar  nilai safety  factor atau  tingkat keamanan  yang  diijinkan  dalam  penelitian  ini  adalah ɳ =  2,0  –  2,5,  atau  lebih.  Variasi desain  yang  diberikan  dan  jenis  material  yang  digunakan  dinyatakan  aman  apabila menunjukkan angka keamanan lebih dari 1 dari tegangan pada komponen poros dan docta eksentrik  [11].  Desain  dengan  nilai safety  factor tertinggi  adalah  PE4  dan  DE4  dan merupakan desain yang aman dan optimum karena semakin tinggi nilai safety factor , maka semakin baik tingkat keamanan struktur komponen ketika menerima pembebanan.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  dapat  diambil  simpulan  bahwa  hasil data simulasi menunjukkan desain poros dan docta eksentrik yang efektif dan efisien serta yang  paling  aman  yaitu  PE4  dan  DE4.  Dimana  desain  PE4  memiliki  nilai  tegangan von Mises terendah yaitu 178,92 MPa, dan nilai displacement terendah yaitu 0,22042 mm, serta nilai safety  factor tertinggi  yaitu  2,505.  Sedangkan  desain  DE4  memiliki  hasil  data simulasi  nilai  tegangan von  Mises terendah  yaitu  24,29  MPa,  dan  nilai displacement
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
terendah yaitu 0,021661 mm, dan nilai safety factor tertinggi yaitu 18,45. Perancangan dan proses  manufaktur  desain  docta  eksentrik  ini  lebih  efisien  waktu  dibanding  desain  awal karena memiliki diameter poros yang lebih besar dibanding diameter penampang penahan pada  docta,  selain  itu  desain  docta  ini  memiliki  nilai safety  factor diatas  batas  yang diijinkan sehingga dapat diaplikasikan pada mesin rotogravure .

## REFERENSI
[ 1 ] Pirogo,  B.  dan  R.  Rumita,  “Penerapan  Pemilihan  Supplier  Bahan  Baku  Besi  Cor Part  Handle Menggunakan  Metode  A nalytical  Hierarchy  Process (Studi  Kasus: CV. Surya Cipta Inti Pratama, Semarang)”, Industrial Engineering Online Journal , vol. 6, no. 1, pp. 1-8, 2017.
[ 2 ] Peshatwar, S. V., dan L. P.Raut, “ Design and Development of Fixture for eccentric shaft: A Review ”, International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA) , vol. 3, no. 1, pp. 1591-1596, 2013.
[ 3 ] Kasaba,  M.,  S.  Tarakci,  E.  Isik,  dan  O.  Akkas,  “ A  Correlation  Study  of  an  FEA Method Developed for Heavy Duty Driveshaft Applications ”, EPSTEM , vol. 7, pp. 315-320, 2019.
[ 4 ] Jatnika, D., dan H. Mudasir, “Analisis Dampak Perubahan Volume Silinder Sepeda Motor 110 CC terhadap Kinerja”, ISU TEKNOLOGI STT MANDALA , vol. 16, no. 1, pp. 65-76, 2021.
[ 5 ] Yuwono,  C.  dan  T.  Soehartanto,  “Perancangan  Sistem  Pengaduk  pada  Bioreaktor Batch untuk Meningkatkan Produksi Biogas”, Jurnal Teknik POMITS , vol. 2, no. 1, pp. 141-146, 2013.
[ 6 ] Awali,  J.  dan  Asroni,  “Analisis  Kegagalan  Poros  dengan  Pendekatan  Metode Elemen  Hingga”, Jurnal  Program  Studi  Teknik  Mesin ,  vol.  2,  no.  2,  pp.  39-40, 2013.
[ 7 ] Pala’biran, O. A., R. S. Windah, dan R. Pandaleke, “Perhitungan Lendutan Balok Taper  Kantilever  dengan  Menggunakan SAP2000”, Jurnal  Sipil  Statik ,  vol.  7,  no. 8, no. 1039-1048, 2019.
[ 8 ] Imran,  A.  I  dan  Kadir.  “Simulasi  Tegangan von  Mises dan  Analisa Safety  Factor Gantry Crane Kapasitas 3 Ton”, Jurmal Ilmiah Teknik Mesin , vol. 8, no. 2, pp. 1-4, 2017.
[ 9 ] Ramkumar,  R.,  Lenin,V.R,  Krishnaraju.A,  dan  Senthilkumar.M,  “ Finite  Element Analysis  and  Optimization  of  Crank  Shaft  of  Briquette  Machine ”, International Journal of Engineering Trends and Technology , vol. 21, no. 1, pp. 12-18, 2015.
[ 10 ] Wibawa,  L.  A.  N,  “Desain  dan  Analisis  Tegangan  Alat  Pengangkat  Roket Kapasitas  10  Ton  Menggunakan  Metode  Elemen  Hingga”, JETM ,  vol.  02,  no.  1, pp. 23-26, 2019.
[ 11 ] Prasetiyo, A. B., Kartinasari A. S., Sigiet H. O., dan Sutrisna, “Desain dan Analisis Pengaruh  Variasi  Gaya  Tekan  pada  Allen  Key  menggunakan  Metode Finite Element Analysis ”, SJME KINEMATIKA , vol. 7, no. 1, pp. 39-52, 2022.