## ANALISA PENGUJIAN KOEFISIEN GESEK MATERIAL BAJA S45C TERHADAP BRONZE
Moch Yunus 1)* , Dicky Seprianto 1) , Agham Bhisusman 2)
1) Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sriwijaya
2) Mahasiswa Prodi Teknik Mesin Produksi dan Perawatan, Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar, Palembang 30139 Telp : 0711-353414, Fax : 0711-453211 *Email: a.bhisusman@yahoo.com

## Abstrak
Tujuan  utama  dari  pengujian  ini  adalah  untuk  mengetahui  nilai  hasil koefisien  gesek  material  S45C  terhadap  bronze.  Pengujian  ini  menggunakan diameter  material  uji  sebagai  variabel  tetap  dan  pembebanan  torsi  sebagai variabel  tidak  tetap.  Pada  proses  pengujian  ini  penguji  menggunakan  alat  uji yang menggunakan sistem kerja prony brake dynamometer dengan memberikan torsi  terhadap  benda  uji  yang  memiliki  diameter  tertentu  dengan  bantuan  kunci momen  sebagai  tuas  penekan.  Hasil  dari  pengujian  ini  didapatkan  bahwa semakin  besar  torsi  yang  diberikan  semakin  kecil  juga  koefisien  gesek  yang didapatkan.
Kata Kunci : Koefisien gesek, prony brake dynamometer

## Abstract
The main function of this test is to give us information about the coefficient of  friction  steel  S45C  to  bronze,  this  test  use  diameter  of  testing  sample  as  the constant  variable  and  torque  load  as  the  unconstant  variable.  In  this  testing process,  examiners  use  the  testing  machine  which  use  prony  brake dynamometer  as  the  system  that  give  the  testing  sample  torque  which  have different  diameters  and  use  torque  wrench  as  the  lever  load.  The  results  of  this test  give  us  information  that  the  higher  torque  that  the  testing  sample  get  the lower coefficient of friction we got.
Keyword s: Coefficient of friction, prony brake dynamometer

## 1. PENDAHULUAN
Dalam  dunia  permesinan,  kontak  mekanik antara  dua  benda  atau  lebih  adalah  hal  yang lumrah Kontak mekanik yang menerima beban/gaya  dorong  akan  menimbulkan  gesekan. Gaya gesek selalu bekerja pada permukaan benda yang  saling  bersentuhan  baik  benda  itu  kasar ataupun  licin.  Pelimasan  sangat  mempengaruhi gesekan  pada  benda  yang  saling  bersentuhan. Menurut  Giancoli  (2001),  Jika  tidak  diberi  minyak pelumas maka mesin  kendaraan  kita  cepat  rusak. Contoh  ini  merupakan  salah  satu  kerugian  yang disebabkan oleh gaya gesek
Gaya gesek terbagi menjadi dua, antara lain gaya  kesek  statis  dan  gaya  gesek  kinetis.  Gaya gesek statis adalah gaya yang bekerja saat benda diam  belum  bergerak  hingga  saat  benda  akan bergerak  sedangkan  gaya  gesek  kinetis  adalah gaya yang terjadi saat benda mulai bergerak .
Kekasaran  permukaan  merupakan  ketidak teraturan konfigurasi dan penyimpangan karakteristik  permukaan  berupa  guratan  yang
nantinya  akan  terlihat  pada  profil  permukaan (Hadimi, 2008).
Pada  penelitian  ini  akan  dianalisa,  berapa nilai  koefisien  gesek  suatu  material  baja  S45C terhadap bronze, dalam hal ini material baja S45C terhadap bronze dengan diameter dan torsi aktual yang berbeda-beda.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa koefisien  gesek  material  baja  S45C  terhadap bronze  dengan  alat  yang  menggunakan  sistem prony brake dynamometer.

## 2. BAHAN DAN METODA
Bahan  dan  metode  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

## 2.1 Material Baja S45C
Material ini merupakan baja karbon sedang yang  banyak  dijual  dipasaran.  Pada  pegujian  ini diperlukan  9  buah  material  baja  S45C  yang memiliki  berbentuk  pejal  dengan  diameter,  yang
JURNAL AUSTENIT VOL 11, NO 1,
masing-masing  berjumlah  3  buah.  Pembuatan material  uji  ini  adalah  dengan  menggunakan proses pembubutan, pada gambar 1
Gambar 1. Material S45C

## 2.2     Bronze
Berperan  sebagai  bahan  untuk  menggesek material  S45C  yang  berputar.  Pada  pengujian  ini menggunakan bronze  yang Berjumlah 3 buah dan berbentuk  setengah  lingkaran  dengan  diameter menyesuaikan dari material S45C yang berdiameter  40mm,  45mm,  50mm  yang  berarti masing-masing  diameter  mendapatkan  1  buah gambar 2.
Gambar 2. Bronze

## 2.3     Prony Brake Dynamometer
Pada  pengujian  ini  penguji  menggunakan alat  uji  yang  dirancang  untuk  menguji  koefisien gesek  suatu  material  dengan  material  lainnya, dengan cara memasangkan satu material uji pada poros  yang  berputur  dan  material  yang  lainnya  di pasangkan  di  lengan  penekan  yang  berfungsi sebagai  rem  dengan  kunci  momen  sebagai  tuas penekan remnya. Dengan daya motor 0.5 hp atau 372.85 Watt.
Gambar 3. Prony Brake Dynamometer
P-ISSN : 2085-1286  E
masing  berjumlah  3  buah.  Pembuatan
n  menggunakan 1. Material S45C
Berperan  sebagai  bahan  untuk  menggesek S45C  yang  berputar.  Pada  pengujian  ini menggunakan bronze  yang Berjumlah 3 buah dan berbentuk  setengah  lingkaran  dengan  diameter menyesuaikan dari material S45C yang berdiameter  40mm,  45mm,  50mm  yang  berarti masing  diameter  mendapatkan  1  buah,
Pada  pengujian  ini  penguji  menggunakan alat  uji  yang  dirancang  untuk  menguji  koefisien gesek  suatu  material  dengan  material  lainnya, dengan cara memasangkan satu material uji pada terial  yang  lainnya  di pasangkan  di  lengan  penekan  yang  berfungsi sebagai  rem  dengan  kunci  momen  sebagai  tuas penekan remnya. Dengan daya motor 0.5 hp atau
Prony Brake Dynamometer
Untuk  mendapatkan  data yang  diinginkan,  data  mentah  hasil  pengujian harus  diolah  dengan  menggunakan  rumus yang sudah ditentukan, berikut adalah rumus yang digunakan pada pengujian ini :
Rumus  dasar  perhitungan  koefisien  gesek yang akan digunakan untuk pengujian ini adalah : . dimana,
Torsi  aktual  selanjutnya  dihitung  untuk mendapatkan  nilai  F  karena  torsi  yang  dibebakan kepada  kunci  momen  sama  dengan  gaya  normal yang ada pada rumus diatas (rumus dasar).
. F = N dimana, (N) (mm)
N = Gaya normal (N)
Daya  pada  motor  yang  digunakan  dihitung untuk mendapatkan nilai gesek  tersebut,  karena  dalam  perhitungan  daya motor  ini,  gaya  yang  terjad kondisi  akan  bergerak  (berputar)  dan  setelah motor bergerak (berputar) adalah gaya gesek yang terjadi pada spesimen uji.
P  T. ω
F. R . F R. F R . 2". 60
F . 60 R .2".
dimana,
%   &  ' (Watt)
( ' (Nm)
F = Gaya yang terjadi pada saat motor berputar (N)
)   *+' ,-,' (rad/det)
.   // 1 (mm) 2   +,' ' (Rpm)
Dari  persaman  diatas  (p persamaan  3)  variabel  akan  didapatkan  melalui rumus  dasar  gaya  gesek  yang  pada  awalnya belum diketahui hasilnya sehingga akan didapatkannya nilai koefesien gesek.
1286  E-ISSN : 2622-7649
Untuk  mendapatkan  data-data  pengujian nkan,  data  mentah  hasil  pengujian harus  diolah  dengan  menggunakan  rumus-rumus yang sudah ditentukan, berikut adalah rumus yang digunakan pada pengujian ini :
Rumus  dasar  perhitungan  koefisien  gesek yang akan digunakan untuk pengujian ini adalah :
(1)
(N)
(N)
Torsi  aktual  selanjutnya  dihitung  untuk mendapatkan  nilai  F  karena  torsi  yang  dibebakan kepada  kunci  momen  sama  dengan  gaya  normal yang ada pada rumus diatas (rumus dasar).
F = N (2)
(Nm)
= Gaya normal (N)
Daya  pada  motor  yang  digunakan  dihitung pada rumus dasar gaya gesek  tersebut,  karena  dalam  perhitungan  daya motor  ini,  gaya  yang  terjadi  pada  motor  dalam kondisi  akan  bergerak  (berputar)  dan  setelah motor bergerak (berputar) adalah gaya gesek yang terjadi pada spesimen uji.
(3) F = = Gaya yang terjadi pada saat motor
(rad/det) (mm) (Rpm) Dari  persaman  diatas  (persamaan  2  dan 3)  variabel  akan  didapatkan  melalui
rumus  dasar  gaya  gesek  yang  pada  awalnya belum diketahui hasilnya sehingga akan atkannya nilai koefesien gesek.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  yang  didapat  pada  pengujian  dengan menggunakan alat uji ini adalah RPM yang tertulis pada display LCD yang terpasang pada alat uji ini, dan  dari  data  ini  kemudian  akan  digunakan  untuk mencari  koefisien  gesek  material.  Berikut  data hasil pengujian yang didapat :
Tabel 1 . Tabel Data RPM Saat Pengujian
Setelah  data RPM motor  saat  pengujian sudah  didapatkan,  selanjutnya  akan  dilakukan perhitungan  untuk  setiap  bahan  uji  untuk mengetahui  koefisien  gesek  tiap  bahan  uji  yang kemudian akan dianalisis dalam bentuk grafik agar perbedaan tiap bahan uji terlihat dengan jelas.
Gambar 1 . Grafik RPM Ketika Material Uji Dibebankan
Gambar  grafik  diatas  adalah  gambar  yang menjelaskan  tentang  RPM motor  yang  mengalami perubahan  ketika  material  uji  atau  bahan  uji diberikan  pembebanan  torsi  yang  berbeda  yaitu 30Nm, 50Nm, dan 70Nm. Grafik diatas menggambarkan  bahwa  RPM  motor  listrik  berada pada sumbu vertical sedangkan gaya torsi berada pada sumbu horizontal, dan dari grafik diatas juga menjelaskan  bahwa  tiga  garis  berwarna  tersebut menjelaskan  masing-masing  diameter  bahan  uji, garis biru menjelaskan bahwa itu adalah bahan uji berdiameter 40mm, garis oren menjelaskan bahwa itu adalah  bahan  uji berdiameter 45mm, dan garis abu-abu adalah garis yang menandakan bahan uji berdiamater 50mm.
Pada  saat  material  uji  yang  berdiameter 40mm  diberi  tekanan  30Nm  dapat  dilihat  dengan
jelas bahwa yang pada awalnya motor berkecepatan 1500 Rpm turun menjadi 1470 Rpm, kemudian  kecepatan  motor  kembali  menurun ketika  diberi  beban  50Nm  yang  Rpm  motor  awal 1500  Rpm  menjadi  1447  Rpm  dan  ketika  motor yang  pada  awalnya  berkecepatan  1500  Rpm kembali turun menjadi 1388 Rpm ketika diberi torsi 70Nm.
Begitu pula pada material uji yang berdiameter  45mm  setiap  diberi  torsi  yang meningkat  Rpm  motor  akan  semakin  turun,  motor yang  awalnya  berkecepatan  1500  Rpm  turun menjadi  1467  ketika  diberi  sebesar  30Nm,  ketika torsi  dirubah  menjadi  50Nm  motor  yang  memiliki kecepatan  awal  1500  Rpm  turun  menjadi  1431 Rpm  dan  kembali  turun  menjadi  1376  Rpm  pada saat  torsi  yang  diberikan  terhadap  benda  uji dinaikkan  menjadi  70Nm  pada  saat  kondisi  motor berkecepatan 1500 Rpm.
Sama halnya dengan material uji berdiameter  40mm  dan  45mm  yang  mengalami penurunan kecepatan Rpm, material uji berdiameter  50mm  juga  serupa  ketika  motor berkecepatan awal 1500Rpm tmengalami penurunan  kecepatan  menjadi  1440Rpm  saat material  uji  berdiameter  50mm  diberi  tekanan 30Nm,  dan  ketika  diberi  gaya  tekanan  sebesar 50Nm  kecepatan  yang  awalnya  1500  Rpm  turun menjad 1385 Rpm kemudian saat kecepatan motor normal  sebesar  1500  Rpm  turun  menjadi  1252 Rpm  pada  saat  material  uji  berdiameter  50mm  ini diberi torsi sebesar 70Nm.
3.1.  Menggunakan  rumus  3  untuk  mencari gaya gesek
f P. 60
R .2π. n
f = 678,:; .<= =.=8.8>.?;78
f =  120,997 N
Dimana, F = Gaya Gesek (N) P =  Daya Motor (Watt)
R =  Jarak/jari − jari (mm) n =  putaran motor (Rpm)

## 3.2.  Rumus 2 untuk mencari gaya normal
N = T x N = 30 0.125
N =  240 N
Dimana, N = Gaya N (N) T =  Torsi (Nm ) x = jarak kunci momen ke pusat beban
1100 1200 1300 1400 1500 1600 0 30 50 70 R P M M o to r (R P M ) Gaya torsi (Nm) Grafik Pengujian D 40 mm D 45 mm D 50 mm
Torsi (Nm) Urutan Pengujian Diameter (mm) 40 45 50 30 1 1470 1467 1440 2 1475 1465 1435 3 1471 1460 1437 50 1 1447 1431 1385 2 1444 1435 1380 3 1445 1440 1387 70 1 1388 1376 1252 2 1380 1370 1245 3 1390 1372 1268
penekanan (m)
3.3.  Rumus  1  untuk  menghitung  koefisien gesek material
μ = f N
μ  = 120,997 N 240 N

## μ  = 0.504154
Hasil  data  diatas  selanjutnya  masukkan  ke dalam  tabel  rata-rata  dari  tiap  pengujian  yang dibuat  dengan  menggunakan  bantuan software Microsoft excel untuk mencari data-data berikutnya.
Tabel 2 . Tabel Koefisien Gesek S45C D 40mm
Tabel 3 . Tabel Koefisien Gesek S45C D 45mm
Tabel 4 . Tabel Koefisien Gesek S45C D 50mm
Dari table diatas dapat diketahui bahwa nilai koefisien  gesek  material  S45C  terhadap bronze, nilai  koefisien  gesek  dari  material  S45C  terhadap bronze didapat  dari  hasil  perhitungan  dari  gaya gesek  dibagi  dengan  gaya  normal  yang  sudah dicari  seperti  pada  contoh  sebelumnya,  dan pengaruh  dari  veriabel  tetap  yang  diberikan (diameter).
Hasil  dari  pengujian  koefisien  gesek  pada material  uji  S45C  terhadap bronze didapat  dari hasil  nilai  gaya  gesek  yang  dibagi  dengan  gaya normal  yang  sudah  dicari  pada  perhitungan sbelumnya.  Pengaruh  dari  variabel  tetap  pada
pengujian  ini  (diameter  benda  uji)  digambarkan melalui tabel hasil pengujian dan grafik dibawah ini
Tabel 5 . Tabel Hasil Koefisien Gesek Material Uji Yang Didapat
Gambar 5 . Grafik Koefisien Gesek Material S45C Terhadap Bronze
Dari  gambar  diatas  dapat  diketahui  bahwa semakin besar variabel  tetap (Diameter benda uji) semakin  kecil  koefisien  gesek  yang  dihasilkan, dapat  dibuktikan  dari  hasil  pengujian  yang didapatkan  bahwa  hasil  koefisien  gesek  material S45C  diameter  40mm  lebih  besar  dari  koefisien gesek  material  S45C  yang  memiliki  diameter 45mm, dan material  S45C  yang memiliki diameter 45mm  memiliki  koefisien  gesek  lebih  besar daripada material S45C yang berdiameter 50mm.
Hal  ini  sudah  sesuai  dari  pengujian- pengujian  yang  sudah  ada  sebelumnya  yang mendapatkan  kesimpulan  bahwa  semakin  besar diameter  benda  makan  semakin  kecil  koefisien gesek yang dihasilkan.

## 4. KESIMPULAN
Kesimpulan  dari  penelitian  yang  dibuat  ini adalah: Semakin besar gaya normal semakin kecil koefisien gesek material uji S45C terhadap bronze yang  dihasilkan.  Koefisien  gesek  material  uji dipengaruhi juga oleh diameter benda uji, semakin kecil  material  uji  maka  semakin  besar  koefisien gesek  yang  dihasilkan.  Hasil  pengujian  yang didapatkan,  koefisien  gesek  antara  material  S45C dan  bronze  ini  tergolong  kecil,  maka  ditinjau  dari sisi  ekonomisnya  material  S45C  dan  bronze  ini terbilang  cocok  untuk  bahan  dasar  alternatif pembuatan  bantalan  luncur  ataupun  komponen- komponen  permesinan  yang  akan  menerima gesekan.
0,1 0,3 0,5 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 K O E F IS IE N G E S E K GAYA NORMAL D 40mm D 45mm No
Gaya Normal (N) Kecepatan PutarMotor (Rpm) Koefisen Gesek ( Y) 1 240 1472 0.504154 2 400 1445.333 0.308075 3 560 1386 0.229474 No Gaya Normal (N) Kecepatan Putar Motor (Rpm) Koefisen Gesek ( Y) 1 240 1464 0.450588 2 400 1435.333 0.275752 3 560 1372.667 0.205958 No Gaya Normal (N) Kecepatan Putar Motor (Rpm) Koefisen Gesek ( Y) 1 240 1437.333 0.413053 2 400 1384 0.257381 3 560 1255 0.202741
Gaya Normal (N) Koefisien Gesek Tiap Diameter (µ) Ø 40 mm Ø 45 mm Ø 50 mm 240 0.504154 0.450588 0.413053 400 0.308075 0.275752 0.257381 560 0.229474 0.205958 0.202741
Setelah melakukan pengujian ini, disarankan untuk pengujian selanjutnya agar lebih menyempurnakan  design  ataupun  cara  kerja  dari yang  masih  menggunakan  tenaga  manusia  agar menjadi penuh dengan cara otomatis.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Giancoli,  Douglas  C.  2001. Fisika  Jilid  I (terjemahan) , Jakarta : Penerbit Erlangga. 2.  Hadimi. 2008.
Pengaruh
Perubahan
Kecepatan  Pemakanan  terhadap  Kekasaran Permukaan  pada  Proses  Pembubutan .Vol  11 Nomor  1  April  2008.  Diambil    dari  : http://journal.umy.ac.id/index.php/st/article/vie wFile/773/915.pdf . 3.  Ojak,  2014. Keuntungan  dan  Kerugian  Gaya Gesekan. http://asagenerasiku.blogspot.com/2012/09/ke untungan-dan-kerugian-gaya-gesekan.html . Diakses pada : 9 juli 2018.
4.  Rusmardi,  2008.  Analisis  Percobaan  Gesekan (Friction) Untuk Pengembangan
Teknologi  Pengereman  Pada  Kendaraan
Bermotor, Jurnal Ilmiah Poli Rekayasa Volume
3, Nomor 2, Maret 2008. Jurusan Teknik Mesin Politeknik  Negeri  Padang.  Diunduh  dari  : http://repo.polinpdg.ac.id/554/1/117-108-1- PB.pdf.