Studi Eksperimental Stick-Slip Friction Akibat Multi-Directional Contact Friction dengan Material Uji Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Terhadap Stainless Steel (AISI 304)

Abstract

Apabila dua buah atau lebih benda yang mengalami kontak dan bergerak relatif satu sama lain maka akan menimbulkan gaya gesek yang dapat menyebabkan terjadinya   keausan. Pada kecepatan tertentu, sering terjadi suatu fenomena dimana keausan yang terjadi lebih besar dibandingkan yang lain. Fenomena tersebut disebabkan oleh adanya Stick-Slip Friction. Namun, masih sedikit penelitian mengenai gesekan tersebut. Penelitian dilakukan dengan menganalisa kinematika gerakan spesimen untuk menentukan pada rasio kecepatan berapakah stick-slip terjadi. Kemudian, hal tersebut dibuktikan dengan pengambilan data volume keausan menggunakan tribometer tipe Pin-on-disk dengan material Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) sebagai pin uji dan Stainless steel sebagai disk, dimana masing-masing pin dan disk akan bergerak secara rotasi. Masing-masing pengujian divariasikan berdasarkan rasio kecepatan antara pin dengan disk, yaitu rasio kecepatan antara 4,2; 5; 6,5; 10; dan 20 rpm/rpm. Pengujian dilakukan dengan pin digesekkan sepanjang 2000 meter dan diberikan pembebanan 4kg serta diberikan variasi dari radius pin. Selanjutnya spesimen diamati struktur permukaannya menggunakan mikroskop optis dengan perbesaran 5x dan 10x sehingga diketahui mekanisme keausannya, sedangkan data hasil pengujian selanjutnya diolah untuk diketahui laju keausan (wear coefficient) dari spesimen uji. Hasil dari penelitian ini adalah Pada saat rasio kecepatan 4,2 daerah yang mengalami stick-slip terjadi pada radius 9 mm dari pusat pin, ketika rasio kecepatan 5 daerah yang mengalami stick-slip terjadi pada radius 8 mm dari pusat pin, saat rasio kecepatan 6,5 daerah yang mengalami stick-slip terjadi pada radius 6 mm dari pusat pin, kemudian saat rasio kecepatan 10 daerah yang mengalami stick-slip terjadi pada radius 4 mm dari pusat pin, dan saat rasio kecepatan 20 daerah yang mengalami stick-slip terjadi pada radius 2 mm dari pusat pin. Laju keausan benda yang mengalami stick-slip friction lebih tinggi jika dibandingkan dengan benda yang mengalami uni-directional contact friction. Mekanisme keausan yang terjadi pada saat fenomena stick-slip terjadi adalah keausan abrasif dan adhesif.