ANALISA TEGANGAN KONTAK PADA RODA GIGI YANG MENGALAMI PROSES HEAT TREATMENT MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Abstract

Pada traktor tangan PT Nefa Global Industry sering terjadi kerusakan pada gear box transmisi yang diakibatkan patahnya bagian tooth steering gear. Kerusakan ini diakibatkan kesalahan pada proses surface tratment yang kurang tepat yaitu menggunakan carburizing dan tempering sehingga bagian gigi pada steering gear menjadi terlalu keras dan tidak tahan terhadap gaya impact yang besar Untuk menyelesaikan permasalahan ini digunakan proses heat treatment yang berbeda yaitu menggunakan induction hardening dengan acuan dari roda gigi Quick dan juga mencari ketebalan layer karbon yang tepat pada permukaan steering gear agar bisa didapatkan efisiensi yang paling baik dalam proses pembuatannya. Ketebalan layer karbon didapat dengan cara menghitung von Mises stress maksimum yang sanggup diterima menggunakan simulasi Finite Element Methode (FEM) pada software Ansys Workbench 12 dan memvariasikan ketebalan layer yang berbeda pada steering gear dan gear 46T. Untuk ukuran ketebalan layer yang digunakan adalah 0 mm, 0,5 mm, 1mm, 1,5mm dan 2 mm. Steering gear dan gear 46T menggunakan raw material AISI 1050 dengan spesifikasi daya 8,5 hp, putaran 2200 rpm dan torsi 105,416 Nm. Setelah dilakukan simulasi FEM diketahui nilai von Mises maksimum dari steering gear yaitu 270,29 MPa, 268,67 MPa, 242,72 MPa, 215,48 MPa dan 208,34Mpa sedangkan untuk gear 46T sebesar 421,05MPa, 232,34MPa, 192,46MPa, 180,28MPa dan 176,74MPa pada ketebalan layer karbon antara 0mm-2mm. Setelah itu dicari nilai safety factor dengan acuan nilai von Mises dan tegangan luluh material didapatkan bahwa steering gear dengan ketebalan layer 1 mm adalah yang paling efisien dengan nilai safety factornya sebesar 2,636 dan untuk gear 46T layer karbon yang paling optimal ada;ah yang 0,5mm karena safety factornya sudah diatas nilai batas aman yaitu sebesar 2,76. Kata kunci: steering gear, induction hardening, layer karbon, von Mises stress, safety factor.