Sproket merupakan komponen penting pada sepeda motor yang berfungsi mentransmisikan daya dari mesin ke roda belakang. Penelitian ini menganalisis keausan dan menentukan umur pakai sproket dengan membandingkan sproket yang telah dipakai selama 34.121 km dengan sproket baru. Pengukuran dan pemeriksaan visual menunjukkan sproket aus mengalami pengurangan dimensi dan berat akibat gesekan dengan rantai. Analisis struktur mikro menunjukkan

1. ANALISIS KEAUSAN SPROKET
SEPEDA MOTOR
Hasana, ST.
Abstrak
Sprocket gear sepeda motor merupakan salah satu komponen penggerak roda.
Komponen ini merupakan salah satu komponen yg sangat penting. Jenis material yang
digunakan dalam komponen ini termasuk dalam jenis baja karbon rendah. Dalam
pengoprasiannya komponen sproket selalu bergesekan dengan rantai dari sepeda motor, dari
gesekan tersebut yang akan menyebabkan keausan dan berkurangnya umur pakai. Jenis keausan
yang terjadi pada komponen sproket yaitu keausan adhesi dan abrasi, sedangkan untuk umur
pakai sendiri dari komponen sproket yang diteliti telah mengalami pemakaian selama 1800 hari
atau 35.799.161,4 siklus. Untuk umur pakai sproket sampai kondisi harus diganti, pemakaian
selama 5 tahun atau 51.181.200 siklus. Komponen sproket sendiri sebelumnya telah dilakukan
proses pengerasan permukaan, dengan metoda induksi. Dari hasil pengujian kekerasan dapat
dilihat penurunan harga kekerasan dari permukaan ke bagian dalam. Strktur mikro yang
terbentuk pada daerah permukaan yang dikeraskan terbentuk fasa martensit dan ferrite,
sedangkan untuk daerah yang tidak terkeraskan memiliki fasa ferrite dan pearlite. Komponen
sproket termasuk ke dalam baja karbon medium, sesuai dengan AISI 1040 dengan nilai karbon
(0,025% - 0,35% C). Pada gear sprocket standart mengandung unsur C: 0,159% Fe: 98,20% Si:
0,007% Ni: 0,006% Cr: 0,020% Mn: 0,979% Zn: 0,541% dan gear sprocket racing mengandung
unsur C: 0,333% Fe: 98,33% Si: 0,209% Cr: 0,029% Ni: 0,313% Mn: 0,700%..
I. Pendahuluan
Diantaranya jenis suku cadang adalah roda gigi sprocket. Yang merupakan
komponen yang sangat penting pada sepeda motor, roda gigi sprocket yang fungsinya
adalah meneruskan kembali tenaga yang dihasilkan dari putaran mesin dengan
menggunakan rantai sebagai elemen pemindah daya dari poros mesin menuju ke roda
belakang. Produk yang menggunakan bahan logam ini kadang memerlukan kekerasan serta
ketahanan aus yang tinggi untuk mendapatkan kualitas produk yang baik. Tujuan ini
bermaksud untuk mengetahui sifat mekanis dan struktur mikro dari roda gigi Sprocket
setelah dilakukan proses uji kekerasan dan juga bertujuan untuk mengetahui tindak lanjut
dalam akibat yang ditimbulkan. Sehingga perlu ada perbandingan dari material sebelum
dan sesudah pengujian.
Dalam pengoperasiannya komponen sproket selalu bergesekan dengan rantai dari sepeda
motor, gesekan dari kedua komponen tersebut mengakibatkan terjadinya getaran, dan tumbukan,
yang terus menerus sehingga komponen sproket tersebut akan mengalami keausan. Dengan
terjadinya keausan pada komponen sproket maka akan berpengaruh atau akan mengurangi umur
pakai dari komponen sproket. Berdasarkan penjelasan di atas, bahwa pentingnya sproket dalam
sepeda motor maka dilakukan penelitian terhadap komponen sproket tersebut.
II. Tujuan Penelitian
Menganalisis keausan yang terjadi pada komponen sproket rantai rol sepeda motor.
Mengetahui umur pakai dari komponen sproket rantai rol sepeda motor.
Menganalisa faktor-faktor penyebab terjadinya keausan pada komponen sproket rantai rol
sepeda motor dan mengetahui karakteristik dari material sproket rantai rol.

2. III. Diagram Alir Penelitian
Sproket aus Sproket baru
Data Pemeriksaan visual dan Prediksi umur Pemeriksaan visual dan
lapangan pengukuran pakai pengukuran
Persiapan Persiapan
spesimen spesimen
Pemeriksaan / pengujian Pemeriksaan / pengujian
lab. lab.
1. Pemeriksaan 1. Pemeriksaan
permukaan permukaan
keausan 2. Pemeriksaan
2. Pemeriksaan komposisi kimia
komposisi kimia 3. Pengujian
3. Pengujian Metalografi
Metalografi
Data dan
pembahasan
Kesimpulan dan
saran
Gambar 1. Skema penelitian.

3. IV. Data dan Pembahasan
4.1 pengumpulan data lapangan
Tabel 1. Data komponen sproket
data awal sproket aus (A) sproket baru (B)
Nama komponen Sproket Sproket
Pemakaian terakhir (km) 34.121 km -
Fungsi komponen Mentransmisikan daya dari mesin penggerak ke roda
Belakang
4.1.2 Data pengukuran sproket
Tabel 2. Ukuran komponen sproket aus dan baru
Posisi pengukuran Sproket aus Sproket baru
Tebal sproket 6.1 mm 6.5 mm
Diameter luar 152 mm 155 mm
Diameter dalam 147 mm 149 mm
Berat sproket 567,2 gram 576 gram
b
a
Gambar 2. Posisi-posisi pengukuran gigi sproket.
4.2 Pemeriksaan Visual
Gambar 3. Posisi komponen sproket pada sepeda motor (panah)

4. Gambar 4. komponen sproket aus (kiri) dan baru (kanan).
Gambar 6. Puncak gigi sproket aus (kiri) dan baru (kanan).
Gambar 7. Bagian lembah sproket aus (kiri) dan baru (kanan).

5. Gambar 9. Foto daerah yang mengalami keausan pada daerah puncak gigi sproket.
4.3 Pemeriksaan Komposisi Kimia
Tabel 4. Komposisi kimia sproket rantai rol sepeda motor
NO Unsur Gear Sprocket Gear Sprocket
Standart (%) Racing (%)
1 C 0,159 0,333
2 Si 0,007 0,209
3 Mn 0,979 0,700
4 P 0,003 0,009
5 S <0,0001 -
6 Cr 0,020 0,029
7 Mo 0,001 0,002
8 Ni 0,006 0,313
9 Al 0,042 0,041
10 Cu 0,009 0,017
11 Nb 0,006 0,003
12 Ti 0,014 0,002
13 V 0,002 0,002
14 W 0,003 -
15 Sn 0,001 0,002
16 Zr 0,004 0,002
17 Zn 0,541 0,003
18 Pb 0,006 0,003
19 Fe 98,20 98,33

6. 4.4 Pengujian Metalografi
ferrit
perlite
sementit
ferrit
perlite
sementit
Gambar 12. Struktur mikro sproket yang mengalami keausan pada daerah pengerasan
(abu-abu=martensit;putih=ferrite), etsa: Nital 3 %.
Pada foto struktur mikro gear sproket standart seperti terlihat pada gambar 7 terlihat
struktur yang terbentuk adalah struktur ferrit (berwarna agak terang atau putih) dengan butiran-
butiran yang besar dan paling dominan. Struktur perlite (berwarna agak gelap) juga terlihat
dalam struktur ini, dengan butiran-butiran yang agak besar dan sedikit. Kemudian struktur
sementit (berwarna abu-abu agak terang) juga terbentuk dalam fasa ini, dengan butiran-butiran
yang kecil dan banyak, tetapi tidak bagitu dominan.

7. Pada foto struktur mikro gear sproket racing seperti terlihat pada gambar 8 terlihat
struktur yang terbentuk adalah struktur ferrit (berwarna agak terang atau putih) dengan butiran-
butiran yang besar dan paling dominan. Struktur perlite (berwarna agak gelap) juga terlihat
dalam sturktur ini, dengan butiran-butiran agak besar dan sedikit. Kemudian struktur sementit
(berwarna abu-abu agak terang) juga terbentuk dalam fasa ini, dengan butiran-butiran agak besar
dan banyak, tetapi tidak begitu dominan.
Pada gambar sturktur mikro diatas, struktur ferrit terbentuk, karena kandungan unsur logam Fe
yang sangat banyak dan struktur ini bersifat lunak serta ulet. Berikutnya pada fasa struktur perlite
terbentuk oleh perpaduan struktur antara struktur ferrit dan sementit, serta fasa struktur ini
memiliki yang ulet dan kekerasan yang cukup kuat. Kemudian sturktur mikro sementit pada
struktur diatas terjadi, karena adanya pendinginan yang agak cepat dan struktur tersebut bersifat
keras.
4.5 Prediksi umur pakai sproket
4.5.1 Umur Pakai Sproket yang Diteliti
Berdasarkan data lapangan:
Berat sproket baru = 576 gram
Berat sproket aus = 567,2 gram
Selisih berat kedua sproket = 8,8 gram
• Pembelian motor = Januari 2008
• Penelitian terhadap sproket = Juni 2011
= 42 bulan
= 1259 hari
Dalam waktu 1259 hari sproket mengalami kehilangan berat 8,8 gram
Dengan asumsi pemakaian dalam satu hari selama 1 jam atau 60 menit.
Jadi 60 x n (rpm)
dimana n:
(n) : v = π.D(roda).n v = 50 km/jam = 833333,33 mm/menit D
(roda) = 560 mm
v
n = .D
=
833333,33
=
833333,33
3,14.560 1758,4
= 473,91 rpm
Jadi untuk satu hari 60 x 473,91 = 28.434,6 siklus/hari
• Untuk 510 hari
28.434,6 x 1259 = 35.799.161,4 siklus

8. 4.5.2 Umur Pakai Sproket Sampai Diganti
 L segitiga = ½ a.t
2
V segitiga = L alas x tinggi
= 4,86 x 5,25 = 25,51 mm³
Vtot 1gigi = 25,52 x 2,4
= 61,22 mm³
Vtot sproket = 61,22 x 40
= 2,448,8 mm³ = 2,4 cm³
  m = Vxρ
= 2,4 x 7,8 = 18,72 gram
Perbandingan hari :
• 1259 hari = 8,8 gram
• x hari = 12,5 gram
• x = 1.800 hari
• 1.800 hari = 60 bulan
• 60 bulan = 5 tahun
Untuk 1.800 hari:
28,434 x 1.800 = 51.181.200, siklus
4.6 Pembahasan
Analisa keausan komponen sproket rantai rol pada sepeda motor yang merupakan judul
dari penelitian ini akan menghasilkan jenis keausan yang terjadi pada komponen sproket serta
akan diketahui umur pakai dari komponen sproket tersebut. Sproket merupakan komponen
penting yang terdapat pada sepeda motor, dimana sproket berfungsi mentransmisikan daya dari
mesin penggerak ke roda belakang. Pada komponen sproket yang akan dianalisa menggunakan
komponen sproket yang telah dipakai, dan akan dibandingkan dengan komponen sproket yang
baru dari jenis dan spesifikasi yang sama untuk tipe motor T ERD VEGA R Dari data lapangan
untuk beban yang bekerja diasumsikan @ 700 kg, dengan kondisi operasi normal. Pemakaian
terakhir dari sepeda motor sebelum dianalisa pada 21249,2 km, yang kemudian sproket diambil
dari sepeda motor untuk dianalisa.. Pada sepeda motor tipe ini mesin penggerak memiliki daya
maksimum 6.6 kw/8000 rpm, dengan torsi maksimum 9.0 Nm/5000 rpm.
Pengukuran dilakukan kepada kedua sproket, baik yang telah dipakai maupun yang baru.
Pengukuran ini bertujuan untuk mendapatkan perbandingan ukuran dari kedua sproket yang dapat
dilihat pada tabel 2 dan 3. Dari hasil pengukuran komponen sproket aus mengalami pengurangan
dimensi untuk tebal 0,3 mm, diameter luar 0,2 mm, dan pengurangan berat 8.8 gram. Untuk
pemakaian sampai 34.121 km.
Posisi pengukuran dilakukan pada semua bagian dari komponen sproket, yaitu: diameter
luar, diameter dalam, serta setiap bagian gigi dari komponen sproket dari mulai lebar gigi,
lingkar kepala, tinggi lembah, dan puncak kepala. Dari pemeriksaan visual faktor-faktor

9. pembanding komponen sproket aus dan komponen sproket baru salah satunya dapat dilihat dari
warna komponen, dapat dilihat pada gambar 3, kondisi dari komponen sproket yang aus sudah
kotor, ini disebabkan komponen sproket tersebut sudah dipakai, dan sudah banyak menempel
partikel lain seperti debu dari jalanan serta pelumas yang diberikan pada komponen sproket
rantai rol sepeda motor. Sedangkan pada komponen sproket yang baru, kondisinya lebih bersih
dan mengkilap karena komponen tersebut belum dipakai. Pada gambar 5 dan 6, perbandingan
visual pada komponen sproket dilihat pada bagian gigi. Pada bagian ini gigi dari sproket aus
terdapat bekas rantai, dan kotor, sedangkan untuk gigi dari sproket baru masih mengkilap, dan
bersih. Pada gambar 7 dan 8 menunjukkan perbandingan antara puncak gigi sproket aus dan
puncak gigi sproket yang baru. Dimana pada puncak gigi sproket yang aus bila dilakukan
pengukuran terjadi pengurangan dimensi dibandingkan dengan ukuran puncak gigi sproket baru,
sedangkan dilihat dari visualnya relatif sama antara yang aus dan yang baru, ini disebabkan
karena pada bagian puncak tidak kontak dengan komponen lain (rantai). Dilihat dari penampang
komponen sproket, keausan terjadi pada bagian gigi, terutama pada bagian lembah gigi, seperti
pada gambar 7 sampai 9, ini disebabkan karena pada bagian tersebut gesekan yang terjadi antara
rantai dengan sproket sangat tinggi Ditunjukan dengan adanya goresan dan pengkikisan atau
lekukan kecil pada bagian lembah sampai puncak., selain itu juga diakibatkan karena adanya
partikel lain dari kondisi operasi di lapangan. Goresan tersebut termasuk dalan jenis keausan
abrasi. Sedangkan pengkikisan atau lekukan kecil disebabkan kontak antara dua permukaan yang
saling bergesekan dibawah penekanan dengan harga kekerasan yang berbeda. Dengan
karakteristik pada permukaan yang lebih lunak terdapat galling, yaitu penempelan sebagian
material yang lunak pada material yang lebih keras, mekanisme ini termasuk dalam jenis keausan
adhesi. Keausan adhesi sering terjadi karena kurang dilakukan pelumasan pada rantai, sehingga
akibatnya pada saat kedua komponen tersebut bergesekan material dengan kekerasan yang lebih
rendah akan terkikis.
Dari data komposisi kimia dengan menggunakan metoda spektrometri, dapat dilihat pada
hasil pengujian komposisi kimia menunjukan bahwa komponen sproket termasuk baja karbon
medium dengan standar AISI 1040. dengan demikian untuk komponen sproket yang diteliti
sesuai dengan aplikasi material untuk standart AISI 1040 Dengan unsur pemadu utama karbon
sebesar 0,37% untuk sproket yang aus dan 0,38% untuk sproket yang baru, material tersebut
dapat dikeraskan untuk meningkatkan ketahanan ausnya.
Pengujian kekerasan dilakukan pada kedua komponen sproket (aus dan baru). Hasil
pengujian kekerasan dari kedua komponen sproket relatif sama, tetapi dilihat dari gambar 11.
Kekerasan dari setiap komponen sproket mengalami penurunan dari permukaan ke bagian dalam
komponen sproket, ini disebabkan karena pada proses pembuatan komponen sproket mengalami
proses pengerasan permukaan sehingga harga kekerasan di permukaan lebih tinggi dibandingkan
bagian dalam. Pada gambar 14 dapat dilihat ketebalan dari hasil proses pengerasan permukaan
dengan induksi. Pengujian kekerasan juga dilakukan pada rantai bagian pin, dimana bagian
tersebut yang langsung kontak dengan gigi dari komponen sproket. Dari hasil pengujian
kekerasan untuk rantai dapat dilihat pada tabel 5, dengan harga kekerasan 710,8 HV. Dengan
demikian dari perbandingan harga kekerasan antara komponen sproket dengan rantai, harga
kekerasan dari rantai lebih tinggi dibandingkan dengan komponen sproket, maka komponen
sproket akan lebih cepat mengalami keausan, dan umur pakainya pun akan lebih pendek
dibandingkan rantai.
Pengujian metalografi yang dilakukan pada komponen sproket rantai rol didapat hasil
bahwa komponen sproket telah mengalami proses pengerasan permukaan. Foto mikro yang
dilakukan meliputi daerah permukaan yang merupakan daerah yang dikeraskan, daerah transisi
antara yang dikeraskan dan bagian dalam, dan daerah base dari komponen sproket. Dilihat dari
foto struktur mikro terdapat fasa martensit dan ferit, sedangkan fasa-fasa yang terdapat pada
bagian base atau bagian dalam sproket terdapat fasa ferit dan perlit. Pada bagian ini tidak
mengalami proses pengerasan. Stuktur mikro dari hasil pengujian pada bagian yang

10. dikeraskan/permukaan dan base sproket kemudian dibandingkan dengan standar material AISI
1040. Fasa martensit terbentuk karena komponen sproket dikeraskan dengan pemanasan hingga
temperatur austenit, kemudian didinginkan secara cepat.
Fasa martensit yang terbentuk untuk baja 1040 adalah martensit lath dengan mekanisme
geser slip. Hubungannya dengan keausan yaitu, fasa martensit bersifat keras dan akan
meningkatkan kekerasan dari komponen sproket tersebut, dengan semakin tinggi kekerasan dari
komponen sproket, maka ketahanan ausnya akan relatif baik.
Sedangkan pada sproket yang diteliti mengalami kehilangan berat 8,8 gram untuk pemakaian
selama 1259 hari atau 42 bulan. Untuk umur sprocket sampai kondisi harus diganti mengalami
kehilangan berat sebesar 12,5 gram, untuk pemakaian selama 1800 hari atau 5 tahun.

11. 5.1 Kesimpulan
1. Keausan yang terjadi pada komponen sproket yaitu jenis keausan abrasi dan adhesi.
2. Dari hasil penelitian diketahui bahwa umur sproket yang diteliti yaitu 35.799.161,4
siklus atau 510 hari. Sedangkan umur sproket sampai harus diganti yaitu
51.181.200siklus atau 1.800 hari atau 5 tahun.
3. Keausan pada komponen sproket terjadi hanya pada gigi sproket bagian lembah gigi.
4. Dari hasil pengujian komposisi kimia komponen sproket termasuk kedalam jenis baja
karbon medium, seri AISI 1040 dengan persen karbon 0,37%.
5. Faktor penyebab terjadinya keausan yaitu kurangnya pelumasan terhadap
komponen sproket, juga partikel abrasif dari kondisi operasi.
5.2 Saran
1, Dari hasil penelitian yang dilakukan, penulis menyarankan bahwa perlu dilakukan
perawatan (maintenance) dalam hal ini pelumasan terhadap komponen sproket secara
berkala.
2. Untuk menghindari partikel abrasif, penulis menyarankan pada sproket rantai
rol digunakan pelindung/penutup rantai.
DAFTAR PUSTAKA
1. ASM, Metal Hand Book Vol 10. “Failure Analisis and Provention”,1975.
2. Sularso, “Elemen Mesin”.
3. Kusharjanto, “Perlakuan Panas dan Metalografi”, 1998.
4. Rahmat Supardi, “Pengetahuan Bahan”,1980.
5. ASM, “Metal Handbook Volume 4, Heat Treating”, 2001.
6. Avner, Sidney H, “Introduction to Physical Metallugy”, Mc Graw-Hill Koyagusha, Ltd,
Tokyo, 1974.
7. Dieter, George E. “Mechanical Metallurgy”. McGraw-Hill Inc. New York,1986.
8. Juneja B.L, Sekhon G.S, Seth Nitin, “Fundamentals of Metal Cutting and Machine Tools”,
2
nd
Edition, New Age International, Ansari Road, Daryaganj, New Delhi, 2003.
9. Smith, F. William. 1995. Material Science and engineering. (second edition). New York : Mc
Graw-Hill inc.
10. Surdia, T. dan Cijiiwa K, 1991, Teknik Pengecoran Logam, PT Pradnya Paramita, Jakarta.
11. Surdia, T. dan Shinroku, 1982, Pengetahuan Bahan Teknik, PT Pradnya Paramita, Jakarta.
12. Tata Surdia, Prof. Ir. M.S. Met.E. dan Kenji Chijiwa, Prof. Dr. Teknik Pengecoran
Logam, Jakarta, 2006.