1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kursi kantor dirancang secara strategis untuk meningkatkan produktivitas karyawan dengan memungkinkan mereka untuk tetap duduk di kursi dalam jangka waktu yang lama. Kursi kantor memungkinkan karyawan untuk tetap duduk namun menjangkau sejumlah lokasi di dalam area kerja mereka, sehingga menghilangkan waktu dan energi yang dikeluarkan untuk berdiri. Kursi kantor adalah jenis kursi yang dirancang untuk digunakan pada meja di kantor. Penggunaan kursi kantor sangat intens, hampir seluruh kantor maupun tempat umum dapat digunakan. Setiap pengguna tentunya mendambakan kursi kantor yang nyaman dipakai bahkan diduduki hingga berjam-jam. Banyak pekerja kantor menghabiskan sebagian besar hari kerja mereka dengan duduk di kursi (Underwood dan Sims, 2019). Pekerja kantor pada khususnya menghabiskan sekitar 75% dari jam bangun mereka dalam posisi duduk (Bauer dkk, 2018).
Ada dua jenis kursi kantor modern yaitu kursi kantor tanpa sandaran dan kursi kantor dengan sandaran yang bisa disesuaikan. (Bauer dkk, 2018). Kursi kantor modern memiliki mekanisme sinkronisasi atau Adjuster yang memungkinkan pergerakan dudukan dan sandaran kursi (Ellegast dkk, 2012). Kursi kantor mempunyai banyak tipe yang dapat ditemui. Tipe – tipe kursi kantor yang sering digunakan yaitu tipe Drafting Chairs, Leather Office Chairs, Big and Tall Chairs, Petite and Small Chairs, 24-Hour Chairs dan Conference Chairs (Muller, 2019). Pada Studi kasus Tugas Akhir ini jenis kursi kantor yang digunakan yaitu jenis kursi kantor modern dengan dudukan dan sandaran sedangkan tipenya yaitu Conference Chairs.
Sebuah produk engineering rentan mengalami kegagalan dengan berbagai faktor. Misalkan kegagalan poros engkol mesin diesel yang mengalami kegagalan kelelahan (fatigue failure). Kegagalan ini muncul dari keretakan yang disebabkan oleh cacat material atau produk mengalami korosi (Witek dkk, 2017). Kemudian
2 kegagalan pada roda gigi heliks penggerak sekunder pada sistem transmisi kendaraan listrik, bahwa permukaan retakan pada gigi yang gagal berasal dari akar gigi dan menunjukkan retakan getas intergranular, penyebab utamanya adalah kandungan Titanium (Ti) material yang rendah (Feng dkk, 2020). Kemudian kegagalan korosi pada tabung penukar panas yang digunakan di kilang petrokimia yang disebabkan oleh metanol mentah yang mengandung sejumlah besar partikel padat tersuspensi dengan kekerasan yang relatif tinggi (Ellegast dll, 2012).
Kegagalan selanjutnya pada batang penghubung mesin diesel turbocharger, penyebab utama kegagalan batang penghubung adalah tingkat tegangan yang tinggi di zona dekat lubang baut yang disebabkan oleh tingginya pengencangan baut (Witek dan Zelek, 2019).
Pada produk engineering yang akan dibahas dalam studi kasus ini yaitu kursi kantor, penggunaan kursi kantor sangat intens pada kalangan karyawan saat sedang kerja. Kenyamanan saat duduk merupakan prioritas utama yang dibutuhkan saat bekerja dengan jangka waktu yang cukup lama. Tidak hanya kenyamanan yang dibutuhkan namun keamanan perlu dipertimbangkan saat sedang menggunakan kursi kantor. Keamanan kursi kantor harus memenuhi standar yang telah ditentukan, karena penggunaan yang sangat intens sehingga kursi kantor mengalami pembebanan secara terus-menerus saat diduduki. Produk kursi kantor harus aman dari faktor terjadinya kegagalan yang disebabkan oleh pembebanan seperti pembebanan cyclic. Kegagalan pada kursi kantor kali ini, terjadi dari sekian banyak kursi kantor yang digunakan oleh dosen-dosen di kampus Institut Teknologi Kalimantan. Kegagalan yang ditemukan kali ini, yaitu kursi kantor mengalami patahan pada komponen support hidrolik dimana hipotesis awal disebabkan oleh beban overload, beban dinamis, korosi dan adanya konsentrasi tegangan.
Kegagalan yang terjadi pada kursi kantor ini, saat karyawan sedang duduk. Ketika komponen support hidrolik mengalami patahan, menimbulkan ketidak seimbangan bagi karyawan saat sedang duduk yang memungkinkan bagi karyawan yang duduk dapat jatuh ke belakang dan bisa menyebabkan cedera serius di bagian kepala yaitu di occipital bone. Sehingga dengan adanya kasus kegagalan produk engineering pada kursi kantor ini sangat menarik untuk dibahas lebih lanjut untuk mengetahui penyebab-penyebab yang terjadi pada komponen kursi yang mengalami kerusakan.
3
1.2 Rumusan Masalah
Penelitian tugas akhir menerapkan rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pemodelan struktur komponen support hidrolik dengan metode elemen hingga?
2. Bagaimana mekanisme kegagalan pada komponen support hidrolik?
1.3 Batasan Masalah
Penelitian tugas akhir menerapkan batasan masalah sebagai berikut:
1. Kursi kantor yang dianalisis adalah kursi kantor jenis Conference Chairs.
2. Komponen yang dapat diobservasi hanya komponen support hidrolik.
3. Tidak membahas mekanisme hidrolik.
4. Simulasi XFEM yang dilakukan hanya melakukan simulasi beban statik.
5. Pemodelan struktur menggunakan software CAE.
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian tugas akhir memiliki tujuan penelitian sebagai berikut:
1. Memodelkan struktur komponen support hidrolik dengan metode elemen hingga.
2. Menganalisis mekanisme kegagalan yang terjadi pada komponen support hidrolik.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Dapat mengetahui pemodelan struktur komponen support hidrolik dengan metode elemen hingga.
2. Dapat mengetahui mekanisme kegagalan yang terjadi pada komponen support hidrolik.
3. Dapat menjadi referensi untuk meneliti lebih lanjut kegagalan produk engineering yaitu pada kursi kantor.
4. Diharapkan menjadi acuan penanggulangan bila ada kegagalan di kemudian hari.
4
1.5 Kerangka Pemikiran
Adapun kerangka berpikir yang bertujuan untuk menjelaskan alur berpikir dari Tugas Akhir Analisis Kegagalan Komponen Support Hidrolik Pada Kursi Kantor (Studi Kasus : Ruang Dosen Teknik Mesin Institut Teknologi Kalimantan).
Kerangka pemikiran ini menjelaskan pada produk engineering banyak ditemui atau dijumpai pada tempat-tempat seperti rumah sakit, perkantoran, perumahan dan lain- lain. Namun pada produk engineering sering sekali ditemui kegagalan atau kerusakan yang disebabkan berbagai hal. Kegagalan yang akan dibahas pada penelitian ini berupa kegagalan atau kerusakan pada kursi yang ditemui di perkantoran. Kemudian penelitian ini akan melakukan analisis kegagalan yang menggunakan dua metode yaitu eksperimen dan simulasi. Pada metode eksperimen dilakukan beberapa pengujian seperti uji komposisi unsur, uji tarik, uji SEM dan uji metalografi. Selanjutnya metode simulasi dengan menggunakan software CAE.
Kemudian dari hasil analisis kegagalan yang dilakukan, sehingga nantinya dapat memahami pemicu kegagalan pada komponen support hidrolik.
5
“ ANALISIS KEGAGALAN KOMPONEN SUPPORT HIDROLIK PADA KURSI KANTOR (STUDI KASUS : RUANG DOSEN TEKNIK MESIN INSTITUT TEKNOLOGI KALIMANTAN)”
Gambar 1. 1 Kerangka Penelitian Perumahan
Produk Engineering
Rumah Sakit
Perkantoran Kegagalan Kursi
Eksperimen
Analisis Kegagalan
Lemari Meja
Uji SEM -Bentuk crack Penyebab
Kegagalan
Simulasi
Uji Tarik Analisis
software CAE
Uji Metalografi -Ukuran Butir
Uji Komposisi -Mengetahui komposisi unsur
