1. ANALISIS KEAUSAN SPROKET RANTAI
PADA SEPEDA MOTOR
Abrianto Akuan, ST., MT.*
Abstrak
Sproket rantai rol pada sepeda motor merupakan komponen yang sangat penting,
komponen ini berfungsi untuk mentransmisikan daya dari mesin penggerak ke roda belakang.
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 510
hari atau 29.003.292 siklus. Untuk umur pakai sproket sampai kondisi harus diganti, pemakaian
selama 3,1 tahun atau 64.739.669,6 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.
I. Pendahuluan
Kemajuan industri dan teknologi pada jaman sekarang ini berkembang sangat pesat,
termasuk industri logam. Kemajuan industri logam mempunyai peran penting dalam menunjang
industri-industri lain, terutama dalam dunia otomotif yang banyak menggunakan material dari
logam.
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.
 Mengetahui karakteristik dari material sproket rantai rol.
*) Staf Pengajar Jurusan Teknik Metalurgi FT-UNJANI.

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 kekerasan
kekerasan 4. Pengujian
4. Pengujian metalografi
metalografi
Data dan
pembahasan
Kesimpulan dan
saran
Gambar 1. Skema penelitian.
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) 21219,2 km -
Fungsi komponen Mentransmisikan daya dari mesin penggerak ke roda
belakang

3. 4.1.2 Data pengukuran sproket
Tabel 2. Ukuran komponen sproket aus dan baru
Posisi pengukuran Sproket aus Sproket baru
Tebal sproket 7.05 mm 7.07 mm
Diameter luar 147 mm 149 mm
Diameter dalam 143 mm 143 mm
Berat sproket 531 gram 536.6 gram
b
a
Gambar 2. Posisi-posisi pengukuran gigi sproket.
Table 3. perbandingan ukuran rata-rata sproket
Jenis sproket
a b c d
Sproket aus 1.53 mm 11.33 mm 4.92 mm 5.97 mm
Sproket baru 2.0 mm 11.2 mm 5.25 mm 5.62 mm
4.2 Pemeriksaan Visual
Gambar 3. Posisi komponen sproket pada sepeda motor (panah)

4. Gambar 4. komponen sproket aus (kiri) dan baru (kanan).
Gambar 5. Gigi sproket rantai rol yang mengalami keausan (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 8. Foto makro daerah aus pada gigi sproket (tanda panah).
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
Persen Berat (%) Persen Berat (%)
Unsur Hasil Spektrometri Hasil pektrometri AISI 1040
Sproket aus Sproket baru
(C) 0.37 0.38 0.37-0.44
(Si) 0.08 0.07 0.6-0.9
(P) 0.006 0.004 0.04 max
(Mn) 0.88 0,85 -
(Cr) 0.05 0,05 -
(Ni) 0.01 0,01 -
(Co) 0.1 0,09 -
(Fe) Sisa sisa sisa

6. 4.4 Data Pengujian Kekerasan
a
b
10 x
Gambar 10. Foto makro ketebalan hasil pengerasan permukaan induksi
Dengan kedalaman a: 31,75 mm, b: 9,53 mm
Nilai Kekerasan
60
50
40
(HRc)
30
20
10
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
A
B
Titik Pengujian
Gambar 11 Grafik distribusi kekerasan komponen sproket
Tabel 5. Hasil pengujian kekerasan rantai
Rantai
Titik
HV HRc
1 697 60.6
2 697 60.8
3 720 61.4
4 720 61.7
5 720 61.8
Rata-rata 710.8 61.26

7. 4.5 Pengujian Metalografi
100um
Gambar 12. Struktur mikro sproket yang mengalami keausan pada daerah pengerasan
(abu-abu=martensit;putih=ferrite), etsa: Nital 3 %.
Daerah yang Daerah yang tidak
terkeraskan terkeraskan
100um
Gambar 13. Struktur mikro spoket yang mengalami keausan pada daerah batas pengerasan dengan base
metal fasa Martensit (bagian terkeraskan), fasa ferrit (bagian putih) dan pearlit (bagian hitam), etsa: Nital
3 %.
100um
Gambar 14. Struktur mikro spoket yang mengalami keausan pada daerah base metal
(putih=ferrite;hitam=pearlite), etsa: Nital 3 %.

8. 4.6 Prediksi umur pakai sproket
4.6.1 Analisa Volume yang hilang pada Sproket
Untuk mengetahui kehilangan berat pada komponen sproket yang diteliti dapat diketahiu
dengan menggunakan rumus dibawah:
K .l.W
 V=
P
dimana: V = volume yang hilang (mm3)
K = koefisien keausan
l = jarak luncur (mm)
W = beban kerja (Kg)
P = kekerasan rata-rata (Kg/mm2)
Untuk mendapatkan jarak luncur (l) dapat dicari dengan:
 l = ½.D dimana: D= diameter
= 0.5 x 3.14 x 5.627 = 8,83 mm
Untuk mendapatkan beban kerja (W) dapat dicari dengan:
102. pd
 W= F F=
v
dimana: pd = daya pada sproket balakang (kw)
v = kecepatan keliling pada lingkaran jarak bagi (m/s)
o pd = x
6,6 x

149 56
x = 2,48 kw
 .db.n
o v=
60 x1000
3,14.143,3.8000
= = 59,99 m/s
60000
102. pd
Jadi F =
v
102.2,48
= = 4,21 kg
59,99
K .l.W
 V=
P
7,0.10 3.8,83.4,21
=
484,4
= 5,3 x 10-4 mm3 = 5,3 x 10-7 cm3
m = V .
= 5,3 x 10-7 x 7,8 = 4,13x10-6 gram/cm3
Sproket mengalami kehilangan berat untuk satu siklus yaitu 4,13x10-6 gram/cm3

9. 4.6.2 Umur Pakai Sproket yang Diteliti
Berdasarkan data lapangan:
Berat sproket baru = 536,6 gram
Berat sproket aus = 531 gram
Selisih berat kedua sproket = 5,6 gram
• Pembelian motor = agustus 2005
• Penelitian terhadap sproket = maret 2007
Jadi motor telah digunakan selama 1 tahun 5 bulan
= 17 bulan
= 510 hari
Dalam waktu 510 hari sproket mengalami kehilangan berat 5,6 gram
Dengan asumsi pemakaian dalam satu hari selama 2 jam atau 120 menit.
Jadi 120 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 120 x 473,91 = 56.869,2 siklus/hari
• Untuk 510 hari
56.869,2 x 510 = 29.003.292 siklus
4.6.3 Umur Pakai Sproket Sampai Diganti
 L segitiga = ½ a.t
= ½ 1 x 8,2= 4,1 mm2
 V segitiga = L alas x tinggi
= 4,1 x 5,25 = 21,52 mm³
 Vtot 1gigi = 21,52 x 2
= 43,04 mm³
 Vtot sproket = 43,04 x 37
= 1592,48 mm³ = 1,6 cm³
 m = Vx
= 1,6 x 7,8 = 12,48 gram

10. Perbandingan hari
• 510 hari = 5,6 gram
• x hari = 12,5 gram
• x = 1.138,4 hari
• 1.138,4 hari = 37,94 bulan
• 37,94 bulan = 3,1 tahun
Untuk 1.138,4 hari:
56.869 x 1.138,4 = 64.739.669,6 siklus
4.7 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 5 ERD VEGA R Dari data lapangan
untuk beban yang bekerja diasumsikan @ 60 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 0,02 mm, diameter luar 0,02 mm, dan pengurangan berat 5.6 gram. Untuk
pemakaian sampai 21249,2 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 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

11. 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
tabel 4, 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. Dengan harga kekerasan permukaan 528 HV untuk komponen sproket aus, dan
544 HV untuk konponen sproket baru. Sedangkan bagian dalam 392 HV untuk komponen sproket
aus, dan 402 HV untuk kompenen sproket baru. 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
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.
Dari hasil hasil perhitungan untuk umur pakai sproket didapat hasil bahwa untuk
komponen sproket mengalami kehilangan berat sebesar 4,13x10-6 gram/cm3 untuk satu kali siklus.
Sedangkan pada sproket yang diteliti mengalami kehilangan berat 5,6 gram untuk pemakaian
selama 510 hari atau 17 bulan. Untuk umur sprocket sampai kondisi harus diganti mengalami
kehilangan berat sebesar 12,5 gram, untuk pemakaian selama 1.138,4 hari atau 3,1 tahun.

12. V. 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 29.003.299,2 siklus
atau 510 hari. Sedangkan umur sproket sampai harus diganti yaitu 64.739.669,6 siklus
atau 1.138,4 hari atau 3,1 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. Dari hasil pengujian kekerasan material komponen sproket mengalami penurunan harga
kekerasan (528 sampai 392) untuk sproket aus, dan (544 sampai 402) untuk sproket baru,
dengan demikian komponen tersebut telah mengalami proses pengerasan permukaan.
6. 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. B. PUGH, “Friction and Wear”, 1973.
8. Dieter, George E. “Mechanical Metallurgy”. McGraw-Hill Inc. New York,1986.