RE-DESIGN MESIN PEMINTAL TALI UNTUK INDUSTRI KECIL MENGGUNAKAN PENDEKATAN SIMULASI MEKANIK STUDI KASUS PADA CV. RUMAH MESIN

Abstrak

Industri Kecil dan Menengah (IKM) memiliki peran strategis dalam mendukung aktivitas manufaktur nasional, khususnya pada sektor produksi tali berbahan serat alam. Namun, mesin pemintal tali yang digunakan saat ini masih menghadapi berbagai kendala, seperti efisiensi operasi yang rendah, kestabilan struktur yang kurang optimal, serta tingkat mobilitas yang terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan desain ulang mesin pemintal tali melalui pendekatan simulasi mekanik berbasis Finite Element Analysis (FEA). Metode penelitian meliputi observasi lapangan, kajian literatur, perhitungan teknis komponen, pemodelan tiga dimensi menggunakan SolidWorks 2022, serta analisis statik dan frekuensi. Evaluasi dilakukan terhadap distribusi tegangan von Mises, displacement, faktor keamanan, dan getaran pada rangka serta roll mesin. Material ASTM A36 Steel digunakan sebagai material rangka, sedangkan komponen roll menggunakan baja karbon AISI 1020. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rangka mesin mengalami tegangan maksimum sebesar 3,12 MPa, perpindahan maksimum 0,02 mm, frekuensi alami 74,8 Hz, dan faktor keamanan sebesar 3. Pada komponen roll diperoleh tegangan maksimum sebesar 0,002 MPa, perpindahan sebesar 3,2 × 10⁻⁷ mm, serta faktor keamanan sebesar 3. Seluruh nilai tegangan yang dihasilkan berada di bawah batas luluh material yang digunakan, sehingga desain yang dikembangkan dinilai aman dan mampu menahan beban kerja operasional. Selain itu, desain baru memiliki konstruksi yang lebih ringkas dan mudah dipindahkan, sehingga berpotensi meningkatkan efektivitas penggunaan mesin pada lingkungan IKM.

Small and Medium Industries (SMIs) play a strategic role in supporting national manufacturing activities, particularly in the production of natural fiber ropes. However, conventional rope-spinning machines still face several limitations, including low operational efficiency, inadequate structural stability, and limited mobility. This study aims to redesign a rope-spinning machine using a mechanical simulation approach based on Finite Element Analysis (FEA). The research methodology consisted of field observations, literature review, technical component calculations, three-dimensional modeling using SolidWorks 2022, as well as static and frequency analyses. The evaluation focused on von Mises stress distribution, displacement, factor of safety, and vibration characteristics of the machine frame and roller components. ASTM A36 steel was selected for the frame material, while the roller component was manufactured from AISI 1020 carbon steel. The simulation results indicate that the machine frame experienced a maximum stress of 3.12 MPa, a maximum displacement of 0.02 mm, a natural frequency of 74.8 Hz, and a factor of safety of 3. The roller component exhibited a maximum stress of 0.002 MPa, a displacement of 3.2 × 10⁻⁷ mm, and a factor of safety of 3. All stress values remained below the yield strength of the respective materials, indicating that the proposed design is structurally safe and capable of withstanding operational loads. Furthermore, the redesigned machine features a more compact structure and improved portability, making it suitable for application in Small and Medium Industries.