© 2021 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## ANALISA KEKUATAN PADA POROS RODA DEPAN MOTOR HONDA BLADE 110R TAHUN 2010 DENGAN MATERIAL St90 JIS SCM 447 –AISI
4340
Alharisy Aji 1, a , Kardiman 2,b ,Jojo sumarjo 3,c ,Muhammad Alfi Alfaridzi 4,d
1,2,3,4 Mechanical Engineering Study Program, Faculty of Engineering, University Of Singaperbangsa Karawang Jl. HS.Ronggo Waluyo, Puseurjaya, Karawang, 41361,
Indonesia
a alharisy.2872@gmail.com, b kardiman@ft.unsika.ac.id, c jojo_sumarjo@ft.unsika.ac.id

## Abstrak.
Poros adalah salah satu komponen sepeda motor , dimana poros  merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Peranan utama sebuah poros adalah untuk mentransmisikan daya dari satu elemen mesin ke bagian elemen mesin lainnya. Daya tersebut dihasilkan oleh gaya tangensial dan momen torsi yang hasil akhirnya adalah daya tersebut akan ditransmisikan kepada elemen lain yang terhubung dengan poros tersebut.. Sehingga di perlukan  poros yang baik untuk mencapai fungsi dari poros tersebut. Poros roda merupakan salah satu komponen  yang saangat penting dari sebuah sepeda motor karena poros berfungsi untuk menopang body, beban kendaraan itu  sendiri maupun beban luar pada kendaraan dalam hal ini manusia atau barang muatan pada sepeda motor. Sehingga di  perlukan  poros  yang  baik  untuk  mencapai  fungsi  dari  poros  tersebut.  Dipenelitian  ini  kita membahas  tentang  Poros  dengan  beban  puntir  dan  lentur  yang  bertujuan  untuk  memberikan pengetahuan tentang poros depan, Lebih menambah wawasan pengetahuan dalam  bidang otomotif dan Mampu merencanakan secara sistematis elemen-elemen mesin yang ada pada system kerja poros. pada penelitian ini poros di berikan Beban Luar yaitu Berat Motor 104 kg, Berat badan pengendara 64 kg, sehingga berat total motor 164 kg, pada Perhitungan Diameter Poros didapat tegangan normal maksimum 1441,45 Mpa, saftey of factor 6.24371, Diameter poros 9.9 mm Besar defleksi 5.16854 x 10^(-5)  m  Berdasarkan  hasil  perhitungan  dapat  diambil  bahwa  dimensi  poros  atau  diameter  hasil perhitungan  adalah  9.9.  mm,  aman  untuk  digunakan  dan  kurang  0.1  mm  dengan  diameter  ukuran sebenarnya yaitu 10  mm. Dan defleksi yang di terima poros sebesar 5.16854 x10-5 m atau 0.0516854 mm.
Kata kunci . poros, beban puntir, beban lentur, pembebanan pada poros, poros roda depan, gaya geser, momen lentur

## Abstract.
The shaft is one of the components of a motorcycle, where the shaft is one of the most important parts of every engine. The main role of a shaft is to transmit power from one machine element to another. The power is generated by the tangential force and the torque moment which the end result is that the power  will  be  transmitted  to  other  elements  connected  to  the  shaft.  So,  a  good  shaft  is  needed  to achieve  the  function  of  the  shaft.  The  wheel  axle  is  one  of  the  most  important  components  of  a motorcycle because the shaft serves to support the body, the load of the vehicle itself and the external load on the vehicle in this case humans or cargo on a motorcycle. So in need of a good shaft to achieve the function of the shaft. In this study, we discuss about the axle with torsional and flexural loads which aim to provide knowledge about the front axle, increase knowledge in the automotive field and be able to systematically plan the engine elements in the shaft work system. in this study the shaft was given an external load, namely the motor weight 104 kg, the rider's weight 64 kg, so the total weight of the motor was 164 kg, the shaft diameter calculation obtained a maximum normal stress of 1441.45 MPa, safety of factor 6.24371, shaft diameter 9.9 mm large deflection 5.16854 x 10^(-5) m Based on the calculation results it can be concluded that the shaft dimension or the calculated diameter

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
is 9.9. mm, safe to use and 0.1 mm less than the actual size diameter of 10 mm. And the deflection received by the shaft is 5.16854 x10-5 m or 0.0516854 mm.
Keywords: axle, torsional load, bending load, load on axle, front axle, shear force, bending moment

## Pendahuluan
Bidang teknologi khususnya kendaraan bermotor atau otomotif di dalam negeri semakin bertumbuh dengan    pesat,  terutama  sepeda  motor  di  indonesia  yang  di  pakai  dan  digunakan  sebagai  alat transfortasi utama bagi seluruh lapisan masyarakat. Namun sering kali kita jumpai sepeda motor cepat ruksak, tenaga yang tidak optimal dan umur pakai yang tidak lama misalnya sering ganti suku cadang atau onderdil salah satunya seperti poros roda Honda Blade 110R Tahun 2010.

## Gambar 1. Honda Blade 110R Tahun 2010
Poros  adalah  salah  satu  elemen  penting  dari  sebuah  rancangan  mesin  khususnya  pada  kendaraan bermotor  seperti  mobil  dan  sepeda  motor  karena  poros  memiliki  fungsi  sebagai  as  roda  yang menopang beban mesin dan seluruh beban kendaraan tersebut dan beban dari luar seperti pengemudi atau jumalah barang bawaan yang di angkut pada sepeda motor, sehingga diperlukan poros yang baik untuk mencapai fungsi dari poros diatas [1] [2]

## Tinjauan Pustaka

## Poros
Secara umum Poros adalah suatu bagian batang bula yang bekerja sebagai penyalur daya dengan cara stasioner yang beputar, biasanya terpasang pada elemen-elemen seperti roda gigi, pulley, kopling, as roda dan elemen pemindah lainnya. Poros dapat menerima beberapa bentuk pembebanan tergantung penempatan dan kegunaannya seperti beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja  satu dengan lainnya. [2]

## Prinsip kerja poros
Merupakan elemen terpenting dari sebuah mesin adalah poros. Umumnya mesin menyalurkan daya dengan  menggunakan  putaran  poros.  Fungsi  dari  transmisi  itu  menggunakan  poros.  Poros  yang bekerja meneruskan daya  dari trnsmisi ke difrensial dalam keadaan tidak satu garis tegak lurus sering disebut juga poros gardan atau propellar. Dan putaran diteruskan dari transmisi ke poros gardan dan dari poros  ke diferensial melalui universal joint, fungsi dari universal joint yaitu meneruskan putaran daya dalam keadaan tidak satu garis. [2] [3].

## Klasifikasi poros
Menurut bentuk dan pembebanannya poros diklasifikasikan menjadi beberapa jenis sebagai berikut :

## a) poros transmisi
Poros transmisi mendapat pembebanan puntir murni atau pembebanan puntir dan lentur sekaligus. Proses penyaluran Daya dilakukan melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sproket rantai dan lain– lain menuju  poros . Contoh pada mesin yang mengalami beban puntir murni yaitu gardan [3]

## Gambar 2. Poro- poros transmisi

## b) Poros spindel
Poros spindle adalah jenis  poros transmisi  yang  mrmiliki  dimensi  cenderung pendek, seperti  pada poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya merupakan beban puntiran, disebut spindel. Syarat yang harus dipenuhi poros spindel ini adalah deformasinya kecil, sebab apabila deformasinya besar benda kerja tidak akan silindris. Serta bentuk dan ukuran harus teliti. Poros spindel berhubungan langsung dengan terhadap benda kerja  [4]

## Gambar 3. Poros spindel
c) Poros Gandar
Pada  poros  jenis  ini  pembebanan  hanya  lentur,  terkecuali  jika  digerakan  oleh  penggerak  mula  dia akan mengalami pembebanan punter juga. Menurut bentuknya, poros dapat diklaifikasikan dari poros lurus  umum,  poros  engkol  yang  digunakan  sebagai  poros  utama  mesin  torak.  Poros  luwes  di peruntukan  sebagai  transmisi  daya  yang  relative  kecil  supaya  bisa  mendapat  kebebasan  dari perubahan arah, dan lain-lain
Gambar 4. Poros gandar
Spesifikasi Poros Roda Depan Motor Honda Blade 110R Tahun 2010
 Panjang Poros : 176.1 mm
 Diameter Poros : 10 mm
 Material Poros
: Baja Karbon Konstruksi Mesin St90 JIS SCM 447 – AISI 4340
Gambar 4. Poros roda Motor Honda Blade 110R
Gambar 2D dan 3D Elemen Mesin
Gambar 5. mur 2D
Gambar 5. Poros 2D
Gambar 6. Mur 3D

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
Tabel 1. Komposisi Kimia St90 JIS SCM 447 – AISI 4340 [1]
Tabel 2. Sifat Fisika St90 JIS SCM 447 – AISI 4340
Tabel 3. Mechcanial Properties St90 JIS SCM 447 – AISI 4340
Hasil Dan Pembahasan
1. Perhitungan beban dari luar
 Jarak antar roda (L) = 1.227 mm
 Berat Motor = 104 kg
 Berat badan pengendara
= 64 kg
 Berat total motor
= 164 kg
 Daya maximum mesin = 8,4 PS di 7.500 rpm
 Top Speed
= 100 km/jam
 Koefisien gesekan statis di antara roda dengan aspal (µ) = 0,3
Gambar 7. DBB gaya yang terjadi pada poros
hasil perhitungan maka :
kaerena berat total didistribusikan pada dua roda depan dan belakang motor maka didapat berat beban pada poros depan adalah 82 kg, maka dapat di hitung dari masing2 tumpun as roda depan m1 dan m2 Honda Blade 110R Tahun 2010 adalah.
m1= m2 = 82
2 = 41 kg
untuk mengidentifikasi berapa besar gaya yang diterima poros roda perhitungan dilakukan Dengan menggunakan rumus [4] [5] :
W   =  m x g
W   = 41 x 9,8
W   = 401.8 N
2. Menentukan Reaksi- reaksi yang terjadi pada batang poros
∑ F X   = 0 ∑ F Y  = 0
- F1 + RBY + RAY – F2   = 0
- 401.8  + RBY + RAY - 401.8  = 0
RBY + RAY = 803.6 N
∑ M A  = 0
RBY ( R ) + F2 ( R ) – F1(R) = 0
401.8 (126,1) + RBY (71,1) - 401.8 (50)   = 0
30,576,98-RBY(71,1) + 30,576.98 71,1 = 0 RBY  = 430.055 N
Sehingga diperoleh nilai RBY sebesar :
RBY  = 430.055 N
Untuk mendapat nilai RAY menggunakan Persamaan awal yaitu :
RAY + RBY = 803.6 N RAY – 430.055 N = 803.6 N
Maka didapat nilai sebesar : RAY  = 373.544 N

##  Step 1
0 ≤ x ≤ 50 mm
Gambar 8. DBB potongan 1 poros
∑ FY   = 0 -F1 – V 1 = 0 Maka gaya geser yang diperoleh sebesar : V 1 = -401.8 N ∑ M 1 = 0   Dinyatakan bahwa <= (+)      =>(-)
F1 (X) +  M 1
= 0 M 1 = - F1 . (X) M 1 = -401.8 (0)   = 0 X = 0, Diperoleh nilai momen lentur 1 sebesar : M 1 = -401.8 (50)   = -20,090 Nmm X 1 = 50mm
 Step 2
50 mm ≤ x 2 ≤ 121.1mm
∑ FY   = 0 -F 1 + RAY – V 1 = 0 V 2 = - F 1 + RAY V 2 = -401.8 N + 373.544 N V 2 = -28.256 N Gaya geser yang diperoleh sebesar: 28.256 N
∑M = 0 Dinyatakan bahwa : <=(-)      => (+)
-F1 (X 2 )+ RAY(X 2 – 50) –M 2 = 0 M 2 = -401.8 N X 2 + 373.544 (X 2 – 50)   X 2 = 121.1 mm
M 2 = - 401.8 (121.1) +  373.544 (121.1 – 50) M 2 = -22,099.0016 Nmm
Maka didapat nilai momen lentur 2 sebesar = -22.099,0016 Nmm atau -22,0099 Nm

##  Step 3
121.1 mm ≤ x ≤ 176.1 mm
Gambar 10. DBB potongan 3 poros ∑FY  = 0
-V 3 - F1 + RAY + RBY = 0
V 3 = RAY + RBY -F1 V 3 = 373.544 N + 430.055 N -401.8 N V 3 = 401.799 N Gaya geser yang diperoleh sebesar  : 401.799 N ∑M 3 = 0 <= (-)      => (+) -F1(X 3 ) + RAY(X 3 - 50 ) + RBY (X 3 – 121.1) – M 3 = 0 M 3 = -401.8(X 3 ) + 373.544(X 3 - 50) + 430.055 (X 3 - 121.1) X 3 =  176.1 mm M 3 = -401.8(176.1) + 373.544(176.1-50) + 430.055 (176.1-121.1) M 3 = 141,513.9034 Nmm M 3 = 141.5139 Nm Maka didapat nilai momen lentur 3 sebesar 141.5139 Nm

## 3. Diagram momen dan gaya
 Diagram Gaya Geser
dari hasil perhitungan reaksi-reaksi yang bekerja pada batang poros maka di dapat diagram gaya geser sebagai berikut V3
= 401.799 N
V2
= -28.256 N

## V1 = -401.8 N
Gambar 11. Diagram gaya geser
 Diagram Momen Lentur
dari hasil perhitungan reaksi-reaksi yang bekerja pada batang poros maka di dapat diagram momen lentur sebagai berikut M3
= 141.5139 Nm
M2
= -22.0990 Nm M1 = -0.2009 Nm
Gambar 11. Diagram momen lentur
4. Perancangan diameter poros
 Menghitung tegangan normal akibat momen puntir atau torsi(τ_N)
Rumus inersia sudut poros [4] :
𝐼 𝑠 = 𝜋 𝐷 4
𝐼 𝑠 = 3,14 𝑥 (0.01 𝑚𝑚) 4
64 𝐼 𝑠 = 4.90874 𝑥10 −10 𝑚 4
Keterangan : 𝐼 𝑠 : inersia sudut poros (mm 4 ) D : diameter poros (mm) Rumus tegangan geser akibat torsi :
𝜏 𝑁 = 𝑇 𝑥 𝑐 2 𝐼 𝑠 𝜏 𝑁 = 141.5139 𝑁𝑚 𝑥 0.05 𝑚 4.90874 𝑥10 −10 𝑚 4 𝜏 𝑁 = 144144831 𝑁/𝑚 2 𝜏 𝑁 = 144,144831 𝑀𝑃𝑎 Besar Tegangan Normal yang terjadi adalah sebesar 144,144831 𝑀𝑃𝑎 Keterangan : 𝜏 𝑁 : tegangan normal (N/mm 2 )
T : momen puntir (Nmm) c : titik berat (mm)
𝐼 𝑠 : inersia sudut poros (mm 4 )
 Menghitung tegangan normal maksimum
𝜏 𝑚𝑎𝑥 = 32 𝑇 𝜋 𝐷 3
𝜏 𝑚𝑎𝑥 = 32 (141.5139 𝑁𝑚) 𝜋 (0.01) 3
𝜏 𝑚𝑎𝑥 = 1,44145 x 10 9 𝑁/𝑚 2
𝜏 𝑚𝑎𝑥 = 1441,45 MPa
 Menghitung saftey of factor
𝑆 𝑓 = 𝜎 𝑏 𝜏 𝛼 𝑆 𝑓 = 9𝑥10 6 𝑁/𝑚 2 144145 𝑁/𝑚 2
𝑆 𝑓 =  6.24371
Keterangan : 𝜏 𝛼 : tegangan geser ijin (N/mm 2 atau kg/mm 2 ) 𝜎 𝑏 : kekuatan tarik (kg/mm 2 )
𝑆 𝑓 : Faktor keamanan
 Menghitung diameter
D = √ 32 𝑥 𝐹𝑆 𝑥 𝑇 𝜋𝑆𝑦
3

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2021
D = √ 32 𝑥 6.24371 𝑥 141.5139 𝑁𝑚
π 9 x 105 3 D = 0.099 m D= 9.9 mm
Besar diameter setelah perhitungan yaitu 9.9 mm
Keterangan :
FS = Safety factor
D = diameter (m)
 Menghiung defleksi
δ = 4𝑊𝐿 3
3𝐸𝜋 𝐷 4 δ = 4820(𝑜.1761) 3
3𝐸𝜋 (9.9) 4 δ = 5.16854 x 10 −5
Besar Defleksi yang terjadi pada poros sebesar δ = 5.16854 x 10 −5 m Keterangan : δ = Defleksi m

## Kesimpulan
Poros yang dirancang menggunakan material St90 JIS SCM 447 – AISI 4340 ini diperuntukan untuk menompang sebuah beban massa motor dan beban massa penumpang  yang diposisikan pada  roda depan pada sepeda motor Honda Blade 110cc.
Ada beberapa hasil perhitungan yang di dapat diantaranya adalah
 tegangan normal maksimum = 1441,45 MPa
 saftey of factor = 6.24371  Diameter poros = 9.9 mm  Besar defleksi = 5.16854 x 10 −5 m
Berdasarkan hasil perhitungan dapat diambil kesimpulan bahwa dimensi poros atau diameter  hasil perhitungan  di  atas  adalah  9.9.  mm,  aman  untuk  digunakan  dan  kurang  0.1  mm  dengan  diameter ukuran sebenarnya yaitu 10  mm. Dan defleksi yang di terima poros sebesar 5.16854 x10-5 m atau 0.0516854 mm.

## Daftar pustaka
[1]  T. Dwi putra, variasi bahan material dan ukuran diameter poros dengan menggunakan metode pengujian puntir, Widya Teknika , 2014 vol.22 no22.
[2]  S. Hery, perancangan elemen mesin, Bandung: alfabeta, 2014.
[3]  J.  K.  N.  Richard  G.  Budynas,  Shigley's  Mechanical  Engineering  Design,  McGraw-Hill Education, 2015.
[4]  Kementerian pendidikan dan kebudayaan republik indonesia, pemeliharaan sasis dan pemindah tenaga kendaraan ringan, jakarta, 2012.
[5]  S. D. K. Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, jakarta: PT. pradya Paramita, 1991.
[6] P. Z. Astamar, MEKANIKA TEKNIK (Machine of Materials) edisi ke dua.