R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal | Vol.9 No.2/2024
ISSN online (2528-3723)
http://doi.org/10.21070/rem.v9i2.1709
Copyright © 2024 Author [s]. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or
reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited,
in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms
Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01
Adhita Prasetia1*, Martoni2
Email corresponding author: adhita.prasetia@widyatama.ac.id
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Widyatama Bandung
Article history: Received: 6 Juli 2024 | Revised: 6 November 2024 | Accepted: 9 November 2024
Abstract. Motorcycles According to their function as a means of light transportation, motorized vehicles must meet
safety and comfort design standards for their users. The shock absorber is a component designed to reduce vibrations
due to shocks. The aim of this research is (1) calculate the spring coefficient value on the Motorcycle (2) calculates
the magnitude of the deviation from the calculation and test results. This research uses the Experimental Design
method, namely carrying out tests to obtain data, then processing it using free vibration theory, and calculating k &
deviation values using theory. From the results of the research and analysis carried out, characteristics of the
influence of vibration can be obtained. Based on the calculation results, the k value for the spring is estimated at ± 18
KN/m and the maximum deviation is ± 12 cm. (2) Based on the test results, the k value for the spring is ± 24.6 KN/m
and the maximum deviation is ± 4.0 cm.
Keywords - Shock absorber; Dumper; Spring.
Abstrak. Sepeda Motor Sesuai fungsinya sebagai alat transportasi ringan kendaraan bermotor harus memenuhi
standar desain keamanan dan Kenyaman bagi penggunanya, shock absorber merupakan sebuah komponen yang
didesain untuk meredam getaran akibat guncangan. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) menghitung nilai
koofesien pegas pada sepeda motor (2) menghitung simpangan hasil perhitungan dan pengujian. Dalam penelitian
ini menggunakan metode Desain Eksperimen yaitu melakukan pengujian untuk mendapatkan data selanjutnya
mengolahnya menggunakan teori getaran bebas, dan mengitung nilai k & simpangan menggunakan teori. Dari
hasil penelitian dan analisis yang dilakukan dapat diperoleh karakteristik pengaruh getaran. Berdasarkan hasil
perhitungan, nilai k pada pegas diperkirakan sebesar ± 18 KN/m dan simpangan maximum ± 12 cm. (2)
Berdasarkan hasil pengujian nilai k pada pegas dihasilkan ± 24,6 KN/m dan simpangan maximum ± 4,0 cm.
Kata Kunci - Shock absorber; Redaman; Pegas.
PENDAHULUAN
Kendaraan bermotor matic saat ini digunakan sebagai alat transportasi ringan. Sesuai fungsinya sebagai alat
transportasi maka kendaraan bermotor harus didesain dengan aman dan nyaman bagi pengendaranya, dari berbagai
faktor kenyamanan, suspensi merupakan gangguan yang mempengaruhi kenyamanan sepeda motor. Suspensi pada
dasarnya merupakan bagian dari rangka kendaraan yang ditambahkan di antara rangka dengan roda, yang berfungsi
untuk meredam kejutan-kejutan (beban impuls) yang ditimbulkan oleh kondisi jalan selain itu berfungsi sebagai
penahan berat kendaraan (beban statis),[2][15] Jika tidak ada energi yang hilang atau hilang karena gesekan atau
hambatan lain selama sistem bergetar, maka sistem dikatakan tidak teredam. Jika terjadi kehilangan energi akibat
adanya redaman, maka sistem tersebut disebut teredam. Meskipun analisis sistem lebih sederhana jika redaman
diabaikan, pertimbangan redaman menjadi sangat penting jika sistem beroperasi mendekati resonansi [1].
Kontruksi suspensi didesain sedemikian rupa sehingga membuat kendaraan dapat berjalan dengan aman dan
nyaman. Pegas pada Shock absorber adalah sebuah komponen yang didesain untuk membatasi getaran/impuls dan
merupakan bagian penting dalam sistim penyerap getaran pada kendaraan bermotor,[5][6][7] alat ini berfungsi
untuk mengurangi efek dari kondisi permukaan jalan yang tidak rata. selain itu pegas pada Shock absorber
diharapkan dapat menjaga kestabilan sepeda motor saat menikung, sehingga mudah dikendalikan [2].
Getaran akibat kerja mesin dapat dibatasi oleh pegas pada Shock absorber gerak ayun naik turun badan sepeda
motor dibatasi oleh komponen tersebut sehingga menjadi nyaman dan mengurangi ayunan akibat beban kejut atau
getaran yang berlebihan. [3][5][6][7][14] Dengan demikian, desain yang kurang tepat pada pegas akan berpengaruh
langsung pada keamanan pengendara.
Berdasarkan latar belakang diatas muncul beberapa pertanyaan (1) berapa nilai konstanta pegas pada kendaraan
vario yang dapat merespon beban kejut. (2) berapa simpangan maksimum yang diperkenankan pada sepeda motor
Vario 125.
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
82
Adapun tujuan penelitian adalah (1) untuk menganalisa dan mengevaluasi nilai koofesien redaman pada sistim
kendaraan bermotor honda Vario 125 (2) Untuk mengetahui besar simpangan yang diakibatkan nilai konstanta
pegas hasil perhitungan dan pengujian.
Dalam penelitian ini dibatasi hanya (1) pegas pada bagian belakang yang digunakan (2) pegas diasumsikan
mengalami getaran bebas (3) Kekakuan dari pegas yang dipakai tetap konstan (elastifitas pegas diabaikan). (4)
posisi Suspensi diasumsikan tegak tanpa sudut kemiringan (5) Penelitian ini menggunakan sistem getaran satu
derajat kebebasan / SDOF (Single Degree of Freedom) (6) alat pengujian menggunakan AUG-WID-R01
METODE
Pada penelitian ini perhitungan nilai konstanta pegas (k)
Metode penelitian yang dilakukan adalah:
(1) melakukan studi literatur dan pengumpulan data karakteristik sistim penyerap getaran pada kendaraan
bermotor (Honda Vario 125),
(2) melakukan pengujian honda beat secara statik di laboratorium dan menganalisis simpangan yang dihasilkan.
Penelitian dilakukan di laboratorium Universitas Widyatama dengan memakai model pengujian langsung
dan membuat model menggunakan alat uji Analisa getaran bebas teredam statis. Peralatan uji pegas dari
laboratorium getaran mekanik dan sistim kontrol ditunjukan pada gambar 1:
(a) (b)
Gambar 1. Desain mesin uji pegas AUG-WID-01 (a) bagian atas (b) bagian bawah
Dan proses pengujian menggunakan alat uji tersebut ditunjukan pada gambar 2
Gambar 2. Proses pengujian pegas
(3) Melakukan perhitungan nilai konstanta pegas menggunakan teori getaran mekanik
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
83
Kekakuan Batang Torsi
Gambar 3 adalah sebuah batang rigid dengan memiliki panjang serta pada ujungnya diberikan torsi.
Gambar 3. Batang rigid yang dikenai beban puntir
Batang tersebut mungkin juga memiliki konstanta puntir k yang diberikan oleh Persamaan.
(1)
Dimana:
= sudut puntar (rad),
G = Modulus kekakuan (modulus geser) dari material,
J = Inersia polar,
L = Panjang Batang
T = Torsi
Hubungan kekakuan dengan Elastisitas pada material
Secara teori modulus elastisitas (modulus) material berbeda dengan kekakuan (K) pada komponen yang
terbuat dari material tersebut. Modulus adalah properti yang didapat dari bahan penyusunnya, K adalah sifat
dari suatu struktur atau komponen dan tergantung pada beberapa dimensi fisik yang menggambarkan
komponen [3][4].
Modulus adalah properti intensif dari suatu bahan; kekakuan, dalam kasus ini, adalah sifat benda padat
yang bergantung pada material dan bentuk serta kondisi batasnya. untuk elemen dalam keadaan tegang atau
kompresi, kekakuan aksial:
(2)
kekakuan torsional pada bagian yang lurus adalah:
(3)
Pegas spiral
Pegas koil heliks (pegas) banyak digunakan pada banyak aplikasi seperti mesin-mesin industri dan sistem
suspensi kendaraan. pegas yang diproduksi dari batang melintang melingkar dengan diameter D. Modulus
geser batang adalah G. Batang dibentuk menjadi koil dengan jumlah lilitan N dan jari-jari lilitan r. Dalam
rancangannya jari-jari pegas jauh lebih besar dari jari-jari material dan bahwa normal untuk bidang satu pegas
hampir bertepatan dengan sumbu pegas. Pertimbangkan pegas koil pegas ketika mengalami beban aksial F.
Bayangkan memotong batang dengan pisau di lokasi yang tidak ditentukan dalam pegas, memotong pegas
menjadi dua bagian akan memperlihatkan gaya geser internal F dan torsi penahan internal Fr, seperti
gambar 4 [1].
Gambar 4. Gaya geser pada pegas
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
84
Pegas dikenakan gaya F sepanjang sumbunya. Bagian potongan pegas mengungkapkan penampang memiliki
geser gaya F dan torsi Fr di mana r adalah radius kumparan. Dengan asumsi perilaku elastis, tegangan geser
akibat torsi penahan bervariasi secara linier dengan jarak dari pusat batang ke maksimum [3][4].
(4)
J = D4/32 dimana momen kutub inersia batang. Tegangan geser akibat gaya geser bervariasi secara nonlinier
dengan jarak dari sumbu netral. Untuk tegangan geser maksimum karena gaya geser internal jauh lebih kecil
daripada tegangan geser maksimum karena torsi penahan, dan efeknya diabaikan. Prinsip mekanisa material
dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa perubahan total panjang pegas akibat gaya F yang diterapkan
[3][4].
(5)
Membandingkan Persamaan (4) dengan Persamaan (5) maka pegas helik/spiral dapat dimodelkan sebagai
pegas linear dengan kekakuan [3][4].
(6)
(4) Membandingkan hasil pengukuran menggunakan alat AUG-WID-R01 dengan hasil perhitungan secara
manual.
(5) Menganalisa perbedaan hasil pengukuran dan perhitungan.
(6) Kesimpulan dan saran.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perhitungan nilai kekakuan teoritis
Dalam menganalisa kekakuan pegas, pengetahuan material, menjadi dasar dalam menentukan nilai kekakuan
pegas. Sehingga modulus geser dan modulus elastisitas menjadi acuan dalam analisa ini [4]. Material/bahan akan
menentukan karakteristik pegas.
Dalam mekanika teknik, dikenal tiga macam tegangan, yaitu tegangan komperional, tegangan tensional dam
tegangan geser.[8]. Dalam analisa dan pembahasan ini akan menggunakan konsep hukum hooke yang menjelaskan
bahawa benda dikatakan elastis jika besar tegangan yang terjadi berbanding lurus dengan besar tegangan yang
diberikan.[4] Eksperimen pegas yang dilakukan memungkinkan untuk menguji validitas hukum Hooke pada pegas.
Hukum ini menyatakan bahwa gaya yang diberikan pada pegas sebanding dengan perubahan panjang (x) yang terjadi,
asalkan perubahan tersebut tidak melebihi batas elastisitas pegas.[9], sehingga modulus geser (G) dan modulus
elsatisitas material/bahan (E) diperlukan dalam analisa [16].
Seperti yang dijelaskan pada metode penelitian, dimana dalam analisa dan pembahasan ini menggunakan metode
seolah-olah pegas ditarik ke arah yang berlawanan sehingga terjadi torsi pada pegas, akibat torsi menyebabkan terjadi
tegangan geser pada pegas, sehingga memerlukan data diameter pegas (Radius pegas(D)) untuk menentukan besar
torsi, selain itu dibutuhkan juga Gaya yang bekerja (Gaya rencana (F))[8].
Berdasarkan data tersebut diatas maka data yang dikumpulkan dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Data awal [2]
Data
Nilai
Satuan
Jumlah Lilitan (N)
13
Buah
Radius Pegas (D)
0,008
m
Modulus Geser (G)
8 x 109
N/m2
Modulus Elastisitas (E)
Jari-jari lilitan (r)
Material (asumsi) Panjang
pegas /(injection)
Gaya (F rencana)
Grafitasi
600 x 106
0,056
Baja, 0,2%
325 / 330
50
9,81
N/m2
m
C
mm
Kg
m/s2
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
85
Selain itu data inersial penampang pegas juga diperlukan untuk menghitung berapa besar nilai tegangan gesar
maksimal yang mampu ditahan oleh pegas [8].
Berdasarkan data-data yang dari tabel 1, dapat dihitung kekakuan teoritis dengan menggunakan rumus sebagai
berikut:
a. Tegangan Geser Maksimum ( :
Dengan asumsi tegangan geser karena gaya geser dapat diabaikan, tegangan geser maksimum pada pegas ketika
gaya F diterapkan adalah
b. Gaya Maksimium (Fmax)
Untuk mencari Gaya Maksimum, data inti yang dibutuhkan adalah Modulus Elastisitas ( ) didapat dari bahan
yang digunakan,bahan kawat baja pegas dipilih adalah Baja 55CrSi dengan membandingkan antara dengan
maka didapatkan Gaya Maksimum yang bekerja pada pegas.[10] [11][16] Sebagai berikut:
c. Kekakuan Pegas:
Untuk menghitung kekakuan pegas, diperlukan data Modulus Geser maksimum (G) bahan, dimensi pegas
(diameter pegas) dan jumlah lilitan (N), dimana nilai k adalah perbandingan Modulus Geser maksimum dengan
Regangan pegas [12][13].
Dimana nilai k adalah:
d. Perkiraan Pertambahan Panjang
Dengan menggunakan rumus gaya pegas, maka didapatkan persamaan pertambahan panjang pegas sebagai
berikut:
Dimana besaran Fmax dan k didapatkan dari perhitungan sebelumnya. Selanjutnya didapatkan nilai pertambahan
panjang sebagai berikut:
Analisa berdasarkan hasil pengujian
Hasil perhitungan teoritik sebelumnya akan dibandingkan dengan hasil pengujian menggunakan alat uji pegas
AUG-WID-01, dimana hasil pengujian peralat tersebut menghasilkan data pertambahan panjang dengan pembebanan
yang berbeda-beda. Pembebanan dilakukan mulai dari 1 kg sampai dengan 100 kg, menghasilkan perpindahan (x)
maksimal 0,04 m atau sekitar 4 cm, seperti pada Tabel 2.
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
86
Tabel 2. Hasil pengujian alat uji spring pada suspensi sepeda motor vario 125
X (m)
Δx (m)
Hasil Pengukuran
(kg)
Gaya
Normal
(N)
X0
0,26
Δx0
0
0
0
X1
0,255
Δx1
0,005
1
9,8
X2
0,245
Δx2
0,015
1,46
14,3
X3
X4
0,225
0,22
Δx3
Δx4
0,035
0,04
92,8
100,4
910,4
984,9
Berdasarkan hasil perhitungan, menggunakan data hasil pengujian di dapatkan data sebagai berikut:
Untuk mencari nilai k berdasarkan hasil pengukuran, dengan menggunakan rumus dasar dapat di dapatkan hasil
seperti pada Tabel 3:
Tabel 3. Hasil pengolahan data pengujian menggunakan alat uji spring
Δx (m)
Hasil Pengukuran
(kg)
Gaya
Normal
(N)
K
(N/m)
Δx0
0
0
0
0
Δx1
0,005
1
9,8
2
Δx2
0,015
1,46
14,3
954,8
Δx3
Δx4
0,035
0,04
92,8
100,4
910,4
984,9
26.010
24.623,1
Berdasarkan hasil pengukuran, nilai konstanta pegas bagian belakang honda vario 150 dengan menggunakan
AUG-WID-R01, yaitu maximal 24,6 KN/m, pada beban 92,8 kg atau gaya 910,3 N dan pertambahan Panjang maximal
pegas sekitar 4 cm atau 0,04 m.
Perbandingan anatara hasil pengukuran dan perhitungan:
Tabel 4. Hasil pengolahan data pengujian menggunakan alat uji spring
parameter
hasil pehitungan
hasil pengujian
Δx (cm)
12
4,0
k (KN/m)
18
24,6
Dari hasil perbandingan didapatkan selisih antara hasil pengujian dan perhitungan, hal ini disebabkan keterbatasan
dalam Analisa perhitungan, (asumsi) terutama bahan/material dari pegas yang belum sesuai dengan data spesifikasi
teknis. Selain itu kemampuan alat uji pegas, perlu di tambah sehingga mampu menguji hingga batas maximum
simpangan sekitar 12 cm.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian didapatkan:
(1) hasil perhitungan, nilai k pada pegas diperkirakan sebesar ± 18 KN/m dan simpangan maximum ± 12 cm.
(2) hasil pengujian nilai k pada pegas dihasilkan ± 24,6 KN/m dan simpangan maximum ± 4,0 cm. beban yang
mampu di tahan sekitar ±100 kg.
Terjadi perbedaan hasil pengujian dengan perkiraan hasil perhitungan, hal ini mungkin disebabkan oleh asumsi
material yang kurang tepat atau asumsi lain yang perlu di kaji ulang. Selain itu, alat uji yang digunakan masih bersifat
sementara, dengan kemampuan yang terbatas, disarankan untuk di modifikasi lebih lanjut, sehingga kemampuanya
dapat ditingkatkan tidak hanya regangan sepanjang 4 cm, mungkin bisa di tingkatkan hingga 10 cm dan pembebanan
di tingkatkan.
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
87
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada kami ucapkan Kepada Bapak Martoni, ST, MT dimana kami dapat melakukan evaluasi
penelitian Penelitian dengan judul "Pembuatan alat uji Pegas” dan staff laboratorium teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Widyatama, dan dukungan donor dari Fakultas Teknik Universitas Widyatama melalui Program Hibah
Penelitian OLOPOY 2023.
REFERENSI
[1] Singiresu S. Rao. (2011). Mechanical Vibration. Pearson Hall. ISBN 978-0-13-212819-3 (978-0-13-212819-3 :
alk. paper) 1. V.
[2] Abdul Hadi. (2015). Estimasi Getaran Mekanik pada teleskopik Shock absorber pada motor Yamaha Jupiter
MX 125. Laporan Penelitian mandiri. Universitas Pattimura Ambon
[3] R. Keith Mobley (20). Vibration Fundamentals, Newness ISBN 0-7506-7150-5.
[4] Richo Fenda Refiantoro dan Kurniawanti, Penentuan Konstanta Pegas dalam Hukum Hooke pada Rangkaian
Tunggal, Seri dan Paralel, Journal of Industrial Engineering Universitas PGRI Yogyakarta, Volume 1 No. 2,
Juni 2022 p-ISSN 2809-7809
[5] Jadhav, A. R., Pol, G. J., & Desai, A. A. 2015. Design and Manufacturing of Hydraulic Spring Stiffness Testing
Machine. 4395 (October 2014), 184–190
[6] Martias, H. D. 2018. Perancangan Dan Pembuatan Alat Uji Defleksi Pegas Spiral. 1, 1–7
[7] Naik, S., & Kumbhalkar, S. B. J. S. S. 2018. Design & Analysis of Helical Spring Testing Machine : A Review.
6(01), 1059–1060.
[8] Toto Rusdianto, Anak Agung Putu Susastriawan, Getaran Mekanis, AKPRIND PRESS, halaman 56-59.
[9] Arief Budiman dkk, Analisis Pengaruh konstanta Pegas Akibat Pertambahan Panjang Pegas, Jurnal Ilmu Fisika
dan Terapannya, Volume 10 Edisi 01, April, 2023, Halaman 12–30.
[10] Yuhani Jaya, Djoko Santoso, Perencanaan Pegas Pada Shock Absorber Roda Belakang Jenis Sedan Kapasitas
1500 cc, Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Volume 10 No.1 Januari 2014
[11] Rahmadianto, F., & A.P, G. (2020). Analisa pengaruh variasi displacement shock absorber kendaraan bermotor
terhadap respon getaran. Paper. Jurusan Teknik Mesin Institut Teknologi Nasional. Malang
[12] Suhandoko. (2014). Analisis getaran pada sistem suspensi kendaraan roda dua (yamaha jupiter Z 2004)
menggunakan simulasi software matl ab 6.5. Tentua., B. G. (2011). Analisa respon dinamik sepeda motor
terhadap posisi sudut suspensi. 8, 859–866.
[13] Wabang, K., Warsito, A., & Louk, A. C. (2020). Simulasi peredaman getaran pada pegas katup (valve spring)
sistem hidrolik dengan metode pid memanfaatkan simulink matlab.
[14] Wakid, M. (2011), Jurnal Fisika: Sistem suspensi kendaraan ringan, Fisika Sains Dan Aplikasinya, 5(1), 1–10.
Mentari Pustaka.
[15] Umi Nurofi’atin, agus Maman Abadi (2018), Analisis Model Sistem Suspensi Sepeda Motor Dengan Metode
Runge-Kutta Orde Empat, Jurnal Ilmu-ilmu MIPA, 10.20885/eksakta.vol18.iss2.art3, ISSN: 1411-1047
[16] Martande, S, Jangale, Y.N, Motgi, N.S, (2013), Design and analysis of shock absorber. International juornal of
application or inovation in engineering & management (IJAIEM), 2013, 02, 195-199.
Prasetia, A., Martoni, Evaluasi Alat Uji Pegas AUG-WID-R01, R.E.M. (Rekayasa Energi Manufaktur) Jurnal, vol. 9, no. 2, pp.
81-88, 2024
88
Halaman ini sengaja dikosongkan
(This page is intentionally left blank)
