## ANALISIS TINGKAT KEKERASAN PADA LEFT HAND MAIN LANDING GEAR AXLE SLEEVE HASIL PROSES SHOT PEENING
Ir. Indra Setiawan,MBA 1 , Bayu Priyadi 2
Lecture 1 ,College student 2 ,Departement of machine, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Jakarta, Jalan Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510, Tlp 021- 4244016,4256024, email :

## ABSTRAK
Landing  gear  merupakan  konstruksi  dari  roda  pendaratan  pesawat  terbang yang  berfungsi  untuk  menyerap  energi  yang  terjadi  pada  saat  pesawat  mendarat (landing). Pada umumnya, landing gear pada suatu pesawat digolongkan menjadi dua bagian  yaitu:  nose landing gear  (landing gear bagian  depan) dan  main landing gear (landing  gear  bagian  belakang).  Nose  landing  gear  berjumlah  satu  buah  dan  main landing  gear  bermacam-macam  jumlahnya  bergantung  jenis  pesawatnya.  Untuk pesawat  penumpang  yang  merupakan  obyek  pada  penelitian  ini,  nose  landing  gear berjumlah  satu  buah,  dan  main  landing  gear  berjumlah  dua  buah  (pada  sayap  kiri berjumlah satu buah dan pada sayap kanan berjumlah satu buah). Selain itu, landing gear  juga  merupakan  salah  satu  bagian  vital  dari  pesawat  terbang  yang  berfungsi untuk menopang keseluruhan bobot pesawat ketika berada di darat, mulai dari landing hingga  take  off.  Analisis  distribusi  kekerasan  pada  axle  sleeve  landing  gear  pesawat terbang  ini,  ditujukan  untuk  mengetahui  pengaruh  kekerasan  yang  terjadi  pada  axle sleeve  landing  gear  yang  telah  dimodifikasi.  Tindakan  yang  dilakukan  dalam penelitian ini adalah menganalisa modifikasi axle sleeve dengan metode shot peening, sehingga  dapat  memastikan  bahwa  hasil  modifikasi  tersebut  aman.  Untuk  mencapai tujuan  dan  manfaat  tersebut,  peneliti  menyusun  suatu  strategi  agar  sistematis  dalam menganalisa permasalahan. Sehingga hasil penelitian dapat ditampilkan dalam bentuk informasi,  khususnya  sebagai  masukan  bagi  perusahaan.  Harapan  yang  dikehendaki dalam  penelitian  ini  adalah  dengan  keamanan  pada  axle  sleeve  landing  gear  maka dapat  menghindari  pembuangan  landing  gear,  yang  mana  membutuhkan  biaya  yang sangat  besar,  serta  masalah  terjadinya  kecelakaan  dapat  diminimalisasi,  serta  tidak terulang  kembali.  Berdasarkan  hasil  analisis  yang  dilakukan  pada  modifikasi  axle sleeve  landing  gear  pada  bagian  axle  sleeve  landing  gear  pesawat  terbang,  dengan material baja AISI 4340 dengan proses shot peening dapat dinyatakan aman dipakai. Hasil  analisis  dengan  menggunakan  metode  shot  peening  terhadap  modifikasi  axle sleeve  landing  gear,  didapatkan  suatu  kesimpulan  bahwa  hasil  analisis  dengan menggunakan  metode  shot  peening,  kekerasan  maksimum  yang  terjadi  pada  bagian axle sleeve landing gear sebesar 456.8 HV.
Kata kunci : axle sleeve, landing gear, Metode Shot Peening

## 1.PENDAHULUAN
Perambatan  retak  fatik  merupakan  salah  satu  kegagalan  yang  sering  terjadi  pada pesawat  terbang,  otomotif  dan  konstruksi  mesin  yang  mengalami  beban  dinamis.  Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mengontrol laju perambatan retak fatigue, diantara yang berhasil  adalah shot  peening Usaha-usaha  untuk  memperpanjang  umur  lelah  telah  banyak dilakukan  yang  salah  satunya  adalah  proses shot  peening .  Proses  ini  menciptakan  tegangan sisa  tekan  pada  permukaan  bahan  yang  berfungsi  untuk  menghambat  retak  maupun pertumbuhan  retak  pada  permukaan  bahan.  Di  dalam  banyak  kasus  kelelahan  bahan,  retak permukaan  lebih  dominan  terjadi  bila  dibandingkan  dengan  retak  yang  lain. Shot  peening merupakan  salah  satu  cara  untuk  memperpanjang  umur  lelah  bahan  dengan  timbulnya tegangan  sisa  tekan (compressive  residual  stress) setelah  dilakukan  penembakan.  Tegangan sisa ini akan menghambat retak permukaan dan memperlambat laju pertumbuhan retak.

## 2. METODA EKSPERIMEN DAN FASILITAS YANG DIGUNAKAN
Landing Gear berfungsi  untuk menopang keseluruhan bobot pesawat ketika berada di darat,  mulai  dari  kondisi  pendaratan  pesawat (landing  condition), mobilisasi  di  daratan (ground operation) ,  hingga  kondisi  tinggal  landas (take-off  condition) . Main  Landing  Gear menerima  beban impact yang  sangat  hebat  ketika  pesawat  pertama  kali  menyentuh  daratan ( touch-down ),  terlebih  lagi  untuk  bagian shock  strut . Shock  strut berupa  pipa  vertikal penopang dan merupakan komponen yang paling utama dari Main Landing Gear . Bagian ini terdiri  dari outer  cylinder, inner  cylinder,  orifice  support  tube dan metering  pin .  Pada  kasus kegagalan  ini,  komponen  yang  mengalami  kegagalan  adalah Left  Hand  Main  Landing  Gear (LH-MLG) Axle Sleeve dari pesawat tipe Boeing 737-400/ Boeing 737 Classic Series, dengan umur komponen 15.345 cycles . Secara  lebih detail  letak dari Axle Sleeve dapat dilihat pada Gambar sebagai berikut :
Gambar 2.1.Landing Gear
Setelah  pengamatan,  pengukuran  serta  pengujian  dilaksanakan  terhadap  masing- masing  benda  uji,  maka  didapatkan  data-data  seperti  yang  akan  ditampilakan  pada  bab  ini bersamaan dengan analisa setiap pengujian dan pangamatan.

## 2.1.    Data Hasil Pengujian Kekerasan
Hasil pengujian kekerasan yang di lakukan di laboratorium PT. GMF AeroAsia dengan menggunakan  mikro  hardness  vickers  terhadap  spesimen  uji  di  mana  waktu  penekan  di lakukan selama 12 detik pada beban 300 gram  yang hasilnya sudah di konversikan ke dalam satuan milimeter adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1. Data Hasil Pengujian Kekerasan mikro Vickers (HV) spesimen titik Panjang diagonal (mm) VHN (kg/mm²) Rata-rata (kg/mm²) D1 D2 Sebelum di shot peening 1 35,5 35,2 445,2 446,383 2 35,8 35,8 434,1 3 34,9 34,9 456,7 4 34,9 36,6 435,3 5 35,6 34,7 450,3 6 34,3 35,5 456,7 449,666 2 Cycle 1 34,6 35,2 456,7 2 34,7 37,2 440,5 3 34,5 34,5 467,4 4 33,8 37,0 443,9 5 34,6 36,5 440,2 6 36,0 36,0 449,3 4 Cycle 1 35,5 34,7 451,6 453,6 2 35,3 35,3 456,5 3 36,0 36,0 459,3 4 35,4 37,3 451,0 5 35,1 35,1 451,6 6 35,5 34,7 451,6 8 ycle 1 37,0 36,1 416,4 456,816 2 35,9 36,2 428,1 3 36,2 36,2 424,5 4 33,6 33,6 492,8 5 34,3 34,3 472,9 6 33,3 33,0 506,2
446.38 449.66  453.6 456.81 spesimen uji

## nilai kekerasan Rata-rata (kg/mm²)
nilai kekerasan Rata-rata (kg/mm²)
Gambar 2.1 Nilai Kekerasan
Dari  data  di  atas  dapat  di  simpulkan  bahwa  nilai  kekerasan  dari  sebelum  di shot  peening adalah  446,38  kg/mm 2 dan  untuk  nilai  kekerasan  dari  material  tertinggi  ada  pada  456,81 kg/mm 2 pada shot  peening 8  cycle  dan  nilai  kekerasan  terendah  adalah  449,66  kg/mm 2 pada shot peening 2 cycle di mana dari grafik di atas terlihat adanya peningkatan nilai kekerasan di setiap  penambahan  cycle  namun  hasil  kekerasan  ini  masih  sesuai  dengan  standar  dari  nilai kekerasan  minimal  dari almen  strip  A  yang  di  aplikasikan  pada steel  ball 230 ,  di  mana  nilai kekerasan minimal almen strip A pada engine shop manual adalah 228 kg/mm 2 , sehingga hasil dari semuanya masuk dalam kriteria yang di tetapkan PT. GMF AeroAsia.

## 2.2.    Hasil Uji Foto Struktur Makro
Pengamatan yang dilakukan pada struktur makro dilakukan dengan mengambil gambar pada  almen  strip  A  pada  spesimen  sebelum  di shot  peening ,  sehingga  gambar  yang  diambil seluruhnya 4 buah.
Gambar 2.2. Struktur makro pada almen strip A (50x) pada spesimen sebelum di shot peening
Gambar 2.3. Struktur makro pada almen strip A (100x) pada spesimen sebelum di shot peening
Gambar 2.4. Struktur makro pada almen strip A (200x) pada spesimen sebelum di shot peening
Gambar 2.5. Struktur makro pada almen strip A (500x) pada spesimen sebelum di shot peening
Pengamatan yang dilakukan pada struktur makro dilakukan dengan mengambil gambar pada almen strip A pada spesimen sesudah di shot peening dengan 2 cycle , sehingga gambar yang diambil seluruhnya 4 buah.
Gambar 2.6. Struktur makro pada almen strip A (50x) pada spesimen shot peening 2 cycle
Gambar 2.7. Struktur makro pada almen strip A (100x) pada spesimen shot peening 2 cycle
Gambar 2.8. Struktur makro pada almen strip A (200x) pada spesimen shot peening 2 cycle
Gambar 2.9. Struktur makro pada almen strip A (500x) pada spesimen shot peening 2 cycle
Pengamatan yang dilakukan pada struktur makro dilakukan dengan mengambil gambar pada almen strip A pada spesimen sesudah di shot peening dengan 4 cycle , sehingga gambar yang diambil seluruhnya 4 buah.
Gambar 2.10. Struktur makro pada almen strip A (50x) pada spesimen shot peening 4 cycle
Gambar 2.11. Struktur makro pada almen strip A (100x) pada spesimen shot peening 4 cycle
Gambar 2.12. Struktur makro pada almen strip A (200x) pada spesimen shot peening 4 cycle
Gambar 2.13. Struktur makro pada almen strip A (500x) pada spesimen shot peening 4 cycle
Pengamatan yang dilakukan pada struktur makro dilakukan dengan mengambil gambar pada almen strip A pada spesimen sesudah di shot peening dengan 8 cycle , sehingga gambar yang diambil seluruhnya 4 buah.
Gambar 2.14. Struktur makro pada almen strip A (50x) pada spesimen shot peening 8 cycle
Gambar 2.15. Struktur makro pada almen strip A (100x) pada spesimen shot peening 8 cycle
Gambar 2.16. Struktur makro pada almen strip A (200x) pada spesimen shot peening 8 cycle
Gambar 2.17. Struktur makro pada almen strip A (500x) pada spesimen shot peening 8 cycle
Pada  hasil  pengujian  macrograph  di  atas  dapat  di  analisa  bahwa  pada  setiap  gambar yang kita uji pada gambar 2.1 sampai gambar 2.4 dapat kita lihat tidak mengalami perubahan permukaan pada baja AISI 4340  yang kita uji karena belum mengalami  proses shot peening . Permukaan  masih  bersifat  halus  dan  belum  mengalami  dimpel  yang  mengakibatkan permukaan kasar.
Kemudian  kita  lihat  kembali  pada  gambar  2.5  sampai  dengan  2.8,  dimana  kita  sudah melakukan proses shot peening 2 cycle pada material  tersebut,  maka dapat  kita lihat struktur pada  material  tersebut  mengalami  perubahan  permukaannya  lebih  kasar  dibandingkan  pada gambar  2.1  sampai  gambar  2.4  sebelumnya  yang  permukaan  masih  halus  yang  belum mengalami proses shot peening.
Setelah  saya  melakukan  proses  shot  peening  2  cycle  pada  material  tersebut  yang menalami perubahan pada permukaannya, maka saya melakukan kembali proses shot peening yang tingkat intensitasnya lebih tinggi dibandingkan proses shot peening awal dan dapat kita buktikan juga dimana proses shot peening 4 cycle pada material tersebut pada gambar 2.9 sampai dengan gambar 2.12 mengalami perubahan permukaan yang lebih kasar dari proses shot peening 2 cycle yang ada pada gambar 2.5 sampai dengan 2.8. Dari proses shot peening 2 cycle dan 4 cycle, material tersebut mengalami perubahan tingkat intensitas. Tetapi dari proses shot peening yang dilakukan           2 cycle dan 4 cycle tersebut  belum  membuktikan  bahwa  material  tersebut  akan  mengalami  nilai  maksimal
intensitas. Maka saya proses shot peening kembali dengan tingkat nilai intensitas lebih tinggi dibandingkan 2 cycle dan 4 cycle. Ternyata proses shot peening dengan 8 cycle membuktikan nilai maksimal intensitas dari proses shot peening 2 cycle dan 4 cycle yang nilai intensitasnya masih dapat meningkat dan permukaannya pun tampak lebih kasar dari proses shot peening 2 cycle dan 4 cycle. Dapat kita lihat permukaan 8 cycle pada gambar 2.13 sampai gambar 2.16.

## 2.3.    Data Hasil Pengujian Impact
Pada  Pengujian impact menggunakan  metode charpy untuk  menentukan  ketangguhan material  pada  benda  uji  almen  strip  A  kualitas  1,  kualitas  2,        kualitas  3  dan  kualitas  4. Berdasarkan  data  pengujian impact dengan  menggunakan  metode charpy dapat  di  lihat  pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Data Hasil Pengujian Impact metode Charpy Luas Energi Nilai Harga Kode Sampel Penampang Impact Harga Impact Impact rata-rata Ket (mm ² ) (Joule) (Joule/mm ² ) (Joule/mm ² ) Kualitas 1      1 13.13 18 1.37 1.22 2 11.14 12 1.07 Kualitas 2      1 11.81 18 1.52 1.56 2 12.44 20 1.61 Temp. 23 ° C Kualitas 3      1 12.31 20 1.62 1.65 2 11.87 20 1.68 Kualitas 4      1 12.36 22 1.78 1.72 2 11.98 20 1.67
Dari hasil pengujian impact pada benda uji almen strip A kualitas 1, kualitas 2, kualitas 3 dan kualitas 4 yang sudah di rata-ratakan pada gambar diagram gambar 2.18.
Gambar 2.18 Diagram Harga Impact
Kualitas 1 Kualitas 2 Kualitas 3 kualitas 4 1.22 1.56 1.65 1.72 spesimen uji nilai impact Rata-rata (joule/mm²)
nilai impact Rata-rata (joule/mm²)
Pada  pengujian impact dengan  menggunakan  metode charpy setelah  pengujian  dan sudah di rata-ratakan benda uji almen strip A kualitas 4 mendapat nilai tertinggi sebesar 1.72 J/mm²,  sedangkan  pada  benda  uji  almen  strip  A  kualitas  1  mendapat  nilai  1.22  J/mm²  di karenakan  hasil  benda  uji impact patahan  pada  benda  uji  kualitas  1  lebih  ulet  dibandingkan benda uji almen strip A   kualitas 4, yang berarti pada uji impact almen strip A kualitas 1 lebih tangguh dibandingkan almen strip A kualitas 4.

## 4.1.    KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  dari  penelitian  yang  dilakukan  ,  maka  dapat  ditarik  beberapa kesimpulan:
1.  Struktur  mikro  pada  permukaan  lekukan  baja  AISI  4340  setelah  proses  dry  shot peening  terlihat  semakin  gelap,  karena  butirannya  semakin  padat,  yang  menunjukkan terjadinya peningkatan kekerasan
2.  Proses  shot  peening  meningkatkan  kekerasan  secara  terbatas  dan  menyebabkan deformasi plastis pada kedalaman tertentu dari permukaan elemen EXP
3.  dengan  melakukan  berbagai  variasi  intensitas  tembakan  dapat  diketahui kekerasannya  akan  meningkat  seiring  dengan  peningkatan  intensitas  dengan  nilai  kekerasan maksimum  pada  intensitas  0,007  A  sebesar  456,816  HV.  Bagitu  juga  dengan  kekasarannya akan meningkat seiring dengan peningkatan kekerasan.
4.  Nilai  kekerasan  dan  nilai  impact  pada  material  baja  AISI  4340  setelah  di  shot peening mengalami peningkatan bila dibandingkan sebelum di shot peening (normal)

## 4.2. SARAN
Pada pengujian kekuatan impact suatu material, specimen uji perlu disiapkan hati-hati mungkin, karena banyak factor yang dapat mempengaruhi kekuatan impact suatu material

## REFERENSI
1. CFM 56 TASK 70-52-11-380-002 : Surface Stressing by Steel Ball Peening.
2. CMM manual book chapter 32, Landing gear.
3. Fuchs, H. O. Optimum peening intensities . USA : Metal Improvement Company.
4. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-9916-Chapter1.pdf
5. http://repository.upi.edu/operator/upload/s_fis_0608682_chapter2.pdf
6. http://www.b737.org.uk/landinggear.htm#General
7. http://www.kramerindustriesonline.com/blasting-media/steel-shot.htm
8. Indabrator : Surface Preparation System. Shot Peening for Longer Fatigue Life .
9. Metal Improvement Company : Curtiss-Wright Corporation. 2010. MIC Green Book - 9th Edition - Complete Book . New Jersey : Metal Improvement Company.
10. The Shot Peener . 2006. Premier Shot A Cut Above . Indiana : The Shot Peener Magazine.