ËT r c

ISBN : 978-979-97986-8-8 t(&(S

( S ^ 2 /

Ë Ü ’v

1= L

"12 LCu

a(¿2.Cl>

ËT

r c ^&¡-^ ~ ■ ( Í2 - ! " Ë *1

V '

f — !

i ^

I L i - 1( l ’

1 2^ i oS ' o1

gR "(vis r¡3

<____ I.

i=c-L-Ù5

V '

<

in conjunction with

ISBN : 978-979-97986-8-8

jurusan teknik mesin dan industri

PROSIDING

SMART

in conjunction with

TEKNOSIM

2013

“ Sinergi dalam Ilmu Pengetahuan dan Rekayasa menuju SistemBerkelanjutan”

Diterbitkan Oleh:

Jurusan Teknik Mesin dan Industri

Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada

Prosiding SMART in conjunction with TEKNOSIM 2013

““Sinergi dalam Ilmu Pengetahuan dan Rekayasa menuju SistemBerkelanjutan”

©2013 Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta

ISBN 978-979-97986-8-8

Alamat :Jl. Grafika No.2, Yogyakarta, 55281

Telp :+62-274-521673

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Teknoiogi Simu/asi, TEKNOSIM

PENGANTAR

Globalisasi yang menyebabkan isu-isu yang kompleks dan sistemis membutuhkan pendekatan secara sistem dan sinergi dari berbagai disiplin untuk menanganinya. Seminar nasional ini diselenggarakan sebagai media untuk saling bertukar ide, pengetahuan, dan pengalaman, dan menjalin kerjasama antar para akademisi, praktisi dan institusi baik pemerintah maaupun swasta, serta menggali alternatif penyelesaian yang membutuhkan sinergi antar bidang.

Seminar nasional SMART-TEKNOSIM 2013 merupakan seminar nasional kerjasama antara seminar tahunan SMART (Seminar on Application and Research in Industrial Technology) dan seminar TEKNOSIM (Teknologi Simulasi). Seminar ini sekaligus merupakan kolaborasi antara Laboratorium Teknik Rantai Pasok dan Logistik, Laboratorium Teknik Mutu dan Keandalan, Laboratorium Proses dan Sistem Produksi, dan Laboratorium Simulasi dan Komputasi, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Industri, Universitas Gadjah Mada.

Terinspirasi oleh kebutuhan akan pendekatan yang komprehensif dan multidisiplin, seminar nasional ini bertema "Sinergi dalam Ilmu Pengetahuan dan Rekayasa menuju Sistem Berkelanjutan”. Dalam seminar ini terdapat 64 buah makalah yang telah direview oleh tim mitra bestari dan dipresentasikan dalam seminar ini untuk dapat dipublikasikan dalam prosiding.

Kami selaku panitia pelaksana menyampaikan penghargaan dan terimakasih kepada segenap pimpinan Jurusan Teknik Mesin dan Industri, pembicara inti, tim mitra bestari, pemakalah, peserta, dan semua pihak yang membantu dan berpartisipasi dalam pelaksanaan seminar nasional ini. Kami mohon maaf atas segala kekurangan dan mengharapkan kritik dan saran agar pelaksanaan seminar nasional ini menjadi lebih baik. Kami tunggu partisipasinya kembali dalam seminar SMART dan TEKNOSIM mendatang.

Yogyakarta, 3 Desember 2013

Ketua Panitia,

Bertha Maya Sopha, S.T., M.Sc., Ph.D.

Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGMISBN 978-979-97986-8-8

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Tekno/ogi Simu/asi, TEKNOSIM

Jurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-979-97986-8-8

iv

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Teknologi Simu/asi, TEKNOSIM

SUSUNAN PANITIA

PENANGGUNG JAWAB

PANITIA PENGARAH

KETUA

SEKRETARIS

BENDAHARA

KOORDINATOR PELAKSANA

SEKRETARIS PELAKSANA

BENDAHARA PELAKSANA

KESEKRETARIATAN

SIE ACARA

SIE DANUS

SIE PUBDEKDOK

SIE PROSIDING

SIE PERLENGKAPAN


Prof. Ir. Jamasri, Ph.D.Ir. Subagyo, Ph.DDr. Muhammad KusumawanHerliansyah, S.T., M.T., Ph.D.

Budi Hartono, S.T., M.PM., Ph.D.Dr. Ir. Heru Santoso B. R., M.Eng.Nur Aini Masruroh, S.T., M.Sc., Ph.D. Hari Agung Yuniarto, S.T., M.Sc., Ph.D. Andi Sudiarso, S.T., M.T.,M.Sc., Ph.D.

Bertha Maya Sopha, ST., M.Sc., Ph.D.

Hilya Mudrika Arini, S.T., M.Sc.

Yun Priantina Mulyani, S.T., M.Sc.

Aristriyanto Gema W.

Ayu Norma Affiati C.

Ima Nurmala

Hasna Khairunnisa Asti Novia

Dona Febrianti Frankie Yohanes Tito

Iim Hikmatush Shoimah Gery Valerian Depari Luthfi Nur Amalia Hamdan Putra Utama

Indrawan Avianto Rizqi Eka Maulana Tsulatsi Tamim

Ardian Arya Perdana Ardirani Rensyta Sabrina Saraswati Soraya Ayu Chumaira Tiara Verita Yastica

Puguh Gayuh Lintang Muhammad Al-Fath Rasyid Dwi Ananta

v

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Tekno/ogi Simuiasi, TEKNOSIM

SIE KONSUMSI Mahardika PutraAvida Sa’ya

SIE AKOMODASI TRANSPORTASI Zulian Imam WirawanAsmara Ratna Juwita Afra Raras Santika


vi


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL KATA PENGANTAR SUSUNAN PANITIA DAFTAR ISI

A. DESIGN & INNOVATION

1. APPLYING HUMAN SIMULA TION IN AIRCRAFT DESIGN Armand Oemar Moeis

2. DESAIN SISTEM KESELAMATAN KERJA SAAT MEMASANG BEAM TYING DI DEPARTEMEN WEAVING PADA SATU INDUSTRI TEKSTIL DENGAN PENDEKATAN PARTICIPATORY ERGONOMICS Paulus Sukapto, Harjoto Djojosubroto, Erick Darmawan

3. MODELLING THERMAL EFFECT ON RAIL WEAR Anna Maria Sri Asih

4. ON THE POSSIBILITY OF USING VIRTUAL MESH REFINEMENT TO IMPROVE 4-NODES TETRAHEDRAL ELEMENT PERFORMANCE IN TERMS OF RUBBERY COMPONENT DESIGNSSugeng Waluyo

5. OPTIMASI DESAIN COOLING CHANNEL UNTUK MENURUNKAN COOLING TIME PADA MOLD MANGKOK SADAP KARETRiski Firmansyah, Agung Kaswadi, Harki Apriyanto

6. PENGARUH WAKTU PAPARAN VERTICAL WHOLE BODY VIBRATION TERHADAP TINGKAT KETAJAMAN DAN WAKTU REAKSI VISUAL PENGEMUDIChandra Sulistyo Rahardjo, Rini Dharmastiti, I Made Miasa

7. PENGEMBANGAN MODEL 3 DIMENSI GIGI UNTUK MEMBANTU PENGEMBANGAN PASAK ENDODONTIK DENGAN TEKNIK FUNCTIONALLY GRADIENT MATERIALM.K. Herliansyah, Riski Febrianto, Margareta Rinastiti

8. PENGEMBANGAN MODEL ADOPSI TEKNOLOGI SISTEM CAD CAM (STUDI KASUS INDUSTRI BESAR TEKSTIL DAN GARMEN DI JAWA BARAT INDONESIA)Ismail, Iwan Inrawan Wiratmadja

9. PERANCANGAN ALAT PERAS KELAPA YANG ERGONOMIS BAGI SKALA HOME INDUSTRYSerly Oktaviana, Achmad Alfian

10. PERANCANGAN ALAT POTONG KEMPLANG DENGAN METODE VALUE ENGINEERING (STUDI KASUS: HOME INDUSTRYKEMPLANG DAN KERUPUK “199”)Hendra Harun, Achmad Alfian


i il v vii

A-1

A-7

A-12

A-16

A-22

A-28

A-33

A-38

A-49

A-55

vii


11. PERANCANGAN CERMIN IKLAN BERBASIS SISTEM OTOMASI SEDERHANARomy Loice, Ali Sadiyoko, Oey Mario Victor Wijaya

12. PERANCANGAN VISUAL DISPLAY INFORMASI ERGONOMIS DENGAN ANIMASI 2D PADA SISTEM E-TICKETING KRL COMMUTER LINEDian Kemala Putri, Abdus Syakur, Agung Nugraha Putra

13. RANCANG BANGUN SPRAY BOOTH KERAMIK UNTUK HOME INDUSTRY KERAMIK DINOYOPricilla Tamara, Sanny Andjarsari

B. MODELING & SIMULA TION ENGINEERING

1. ANALISIS DAMPAK GLOBAL WARMING POTENTIAL (GWP) SEPEDA MOTOR DI INDONESIASetiowati, Bertha Maya Sopha

2. ANALISIS DINAMIKA EVAKUASI SAAT GEMPA BUMI DENGAN PENDEKATAN AGENT-BASED MODELING (STUDI KASUS RUANG SIDANG 1 JURUSAN TEKNIK MESIN DAN INDUSTRI UGM)Ilham Akbar Hari Wijaya, Budi Hartono

3. ANALISIS KOMPARATIF HAMBATAN KAPAL KATAMARAN DI PERAIRAN DANGKAL, MEDIUM DAN DALAMEndah Suwarni, Ikap Utama

4. ANALISIS PERFORMA ALGORITMA BEE COLONY SPLIT-SPOT Trifenaus Prabu Hidayat, Andre Sugiyoko, Agustinus Silalahi

5. ANALISIS PERSAINGAN BISNIS PENERBANGAN UNTUK PERTIMBANGAN EKSPANSI DAN ATAU PEMBUKAAN BISNIS BARU Slamet Budiarto, Enny Ariyanti, Farida Pulansarim Roni Medianti

6. IMPLEMENTASI PERMAINAN SEBAGAI SARANA PENINGKATAN PEMAHAMAN MAHASISWA DALAM PEMBELAJARAN MATAKULIAH DI JURUSAN TEKNIK INDUSTRIYuli Dwi Astanti, Trismi Ristyowati

7. KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH KEDALAMAN PERAIRAN TERHADAP HAMBATAN KAPAL TRIMARAN DENGAN VARIASI POSISI SIDE HULLMuhammad Iqbal, Ikap Utama

8. KOORDINASI HARGA PRODUK DAN ADVERTISING PADA MANUFACTURER-RETAILER RELATIONSHIP MENGGUNAKAN PENDEKATAN GAME THEORYYun P. Mulyani, Dimas S.F. Ady, Nur A. Masruroh

9. PEMANFAATAN SIMULATOR KERETA API UNTUK PELATIHAN MASINIS DALAM MENGHADAPI KEADAAN DARURATKhairul Ummah, Fuad Surastyo, Javensius Sembiring


A-61

A-67

A-73

B-1

B-7

B-13

B-19

B-24

B-29

B-35

B-41

B-47

viii

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Teknoiogi Simu/asi, TEKNOS/M

10. PEMBUATAN CORAN BAJA LINK TRACK UNTUK BUCKET WHEEL EXCAVATOR PENGERUK BATUBARA SEBAGAI UPAYA SUBSTITUSI IMPOR (STUDI KASUS SIMULASI RANCANGAN PENGECORAN MENGGUNAKAN EFEK CHILLING PASIR CHROMIT) Beny Bandanadjaya, M. Achyarsyah, Darma Firmansyah Undayat

11. PENERAPAN METODE FIS-TSUKAMOTO UNTUK MENGANALISIS PENYAKIT DBD DAN TYPUSYulmaini, Deddy Septiawan

12. PENGEMBANGAN FRAMEWORK UNTUK NEW PRODUCT DEVELOPMENT DENGAN PENDEKATAN CUSTOMER NEED IDENTIFICATION, BUSINESS STRATEGY, DAN ANALYTIC HIERARCHY PROCESSSubagyo, Yun P. Mulyani, Bertha M. Sopha, Nur A. Masruroh, Budi Hartono

13. PENGEMBANGAN MODEL KONSEPTUAL PROSES PENGAMBILAN KEPUTUSAN ADOPSI KENDARAAN DENGAN PENDEKATAN EMPIRIS DAN BERBASIS AGENDona Febrianti, Bertha M. Sopha

14. PENGEMBANGAN MODEL MATEMATIS VALUE PROPOSITION PRODUK-PRODUK BERUPA BARANGVannisa Amalia Luthfitriaputri, Subagyo

15. PERUBAHAN IKLIM TRIPLE BLOK SISTEM TERPADU DAN KEKERASAN TERHADAP PEREMPUAN SKEMA GLOBALSuharto

16. SISTEM PEMETAAN KOMPETENSI DOSEN DENGAN METODE WEIGHTED PRODUCT MODELSri Lestari

17. STUDI PEMETAAN INDUSTRI KREATIF SEBAGAI DASAR PENENTUAN PRIORITAS DAN STRATEGI PENGEMBANGANNYA DI KABUPATEN PAMEKASANFitri Agustina, Nachnul Anshori, Ayu Purnamawati

C. PRODUCTION ENGINEERING

1. ANALISIS KONTINJENSI PENGARUH PROJECT RISK MATURITY DAN KOMPLEKSITAS PROYEK TERHADAP KINERJA PADA PERUSAHAAN ICT DI INDONESIADias Murtadho, Budi Hartono

2. KOMBINASI METODE GAME THEORY DAN DESIGN OF EXPERIMENT UNTUK PENENTUAN STRATEGI OPTIMAL PERUSAHAAN DALAM PEMILIHAN PEMENANG TENDER (STUDI KASUS PROYEK “X”)Darliati Ayu Saputri, Andi Rahardian Wijaya


B-55

B-61

B-67

B-74

B-80

B-86

B-90

B-96

C-1

C-8

ix


3. MODEL MATEMATIS HUBUNGAN CUSTOMER SEGMENT DAN VALUE PROPOSITION PADA KANVAS MODEL BISNISArie Trisna, Subagyo

4. PAKAR UKM; SISTEM PAKAR UNTUK MEMBANTU PENGEMBANGAN BISNIS USAHA MIKRO KECIL MENENGAH (UMKM)Muhammad Iqbal, Sigit Widiyanto, Haydan Mardhi Fadhillah

5. PEMODELAN PENETRASI PADA PANEL BAHAN KOMPOSIT DENGAN METODE ELEMEN HINGGAGery Prizlanto, Heru Santoso B.R.

6. PENGEMBANGAN MODEL PENENTUAN HARGA PRODUK FUNGSIONALAinur Komariah, Subagyo, Andi Sudiarso

7. PERANCANGAN DAN EVALUASI KELAYAKAN PABRIK PENGOLAHAN KOPI DI PENGALENGAN BANDUNGCeicalia Tesavrita, Bagus Arthaya, Meity Martaleo, Triana

8. PERANCANGAN MESIN PEMOTONG KERUPUK LABU KUNING SEMI OTOMATIS DENGAN METODE ZERO ONECh. Desi Kusmindari, M. Kumroni, Angga Kesuma

9. THE COMPARISON BETWEEN KOHONEN NEURAL NETWORK AND K-MEANS ALGORITHM FOR PART CLUSTERING IN GROUP TECHNOLOGYAnnisa Uswatun Khasanah, Andi Sudiarso

D. QUALITY & RELIABILITY ENGINEERING

1. ANALISIS KUALITAS PELAYANAN BANK “X” TERHADAP KEPUASAN NASABAH DENGAN MENGGUNAKAN METODE SERVQUAL DAN IMPORTANCE PERFORMANCE MATRIX (IPM)Novi Marlyana, Sukarno Budi Utomo, Erwin Adhi Prabowo

2. ANALISIS TINGKAT PEMANFAATAN FASILITAS CHAT PADA KALANGAN MAHASISWA DI KOTA BANDUNGOktri Mohammad Firdaus, Kurnia Armeini, Nendia Ristri Oktariandini

3. APLIKASI FUZZY LOGIC DALAM PENJADWALAN PERAWATAN MESIN (STUDI KASUS; MESIN GILING, PABRIK GULA MADUKISMO) Priyo Widodo, Andi Rahardian Wijaya

4. EXPERT ELICITATION UNTUK MEMPREDIKSI MEAN TIME BETWEEN FAILURE (MTBF) KOMPONEN KRITIS BUS DENGAN DELPHI METHOD (STUDI KASUS: BUS RAPID TRANSIT TRANS JOGJA)Nila Khusnika Sari, Andi Rahardian Wijaya


C-13

C-19

C-25

C-31

C-37

C-43

C-49

D-1

D-7

D-13

D-19

x

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Teknologi Simulasi, TEKNOSIM

5. GENERATE ALTERNATIF SOLUSI BERDASARKAN REDUKSI WASTE, NILAI OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS (OEE) DAN RCAH. Harisupriyanto

6. IDENTIFIKASI FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH DALAM PENINGKATAN PRODUKTIVITAS, STUDI KASUS PADA PT ZAMRUD JAVA TEAK, BANGUNTAPAN, BANTULIva Mindhayani, Hari Purnomo

7. IDENTIFIKASI PENDEKATAN HOLISTIC QUALITY SYSTEM DALAM INDUSTRI JASA PENDIDIKAN (STUDI KASUS: FAKULTAS SAINS & TEKNOLOGI UNIVERSITAS PELITA HARAPAN)Manlian Ronald A. Simanjuntak, Andry M. Panjaitan

8. KAJIAN EVALUASI MUTU LAYANAN DIKLAT DENGAN ANALISIS QUALITY FUNCTION DEPLOYMENTRohmatulloh

9. PENGEMBANGAN MODEL PENGUKURAN KINERJA PADA DEPARTEMEN PERAWATAN (STUDI KASUS PERUSAHAAN CONSUMER GOODS)Astri Laksita Wikaningtyas, Andi Rahardian Wijaya

10. PENGEMBANGAN SISTEM MUTU RUMAH SAKIT XYZ BERDASARKAN STANDAR AKREDITASI RUMAH SAKITJonny, Januar Nasution

11. PENGUKURAN KINERJA TEKNOLOGI PADA BATIK TULIS TANJUNG BUMI BANGKALAN MADURARetno Indriartiningtias, Musoffan

12. PERBAIKAN KUALITAS JASA RUMAH MAKAN X DENGAN MEMPERHATIKAN ASPEK PSIKOLOGI LINGKUNGANCeicalia Tesavrita, Dedy Suryadi, Andreas Pratama

13. USULAN PERBAIKAN KUALITAS PELAYANAN PADA INSTALASI RAWAT INAP DENGAN METODE SERVQUAL DAN TRIZ (STUDI KASUS PADA RSUD KETILENG SEMARANG)Nuzulia Khoiriyah, Novi Marlyana, Safira Dian P.

E. SUPPLY CHAIN ENGINEERING & MANAGEMENT

1. A STUDY OF OFFLINE CHANNEL LEADERSHIP IN DUAL-CHANNEL SUPPLY-CHAIN WITH SUBSTITUTION ACTIVITYErwin Widodo

2. ANALISIS PERSEDIAAN DALAM MANAJEMEN LOGISTIK DENGAN PENDEKATAN SUPPLY CHAIN MANAGEMENT (SCM) (STUDI KASUS PT. MADUBARU YOGYAKARTA)Kusmendar, Elly Wuryaningtyas Yunitasari


D-25

D-31

D-37

D-43

D-50

D-56

D-62

D-67

D-73

E-1

E-13

xi


3. ANALISIS SISTEM DISTRIBUSI OBAT PADA INSTALASI FARMASI UPT DAN PUSKESMAS RAWAT INAP DI KOTA YOGYAKARTA Mutiara Hapsari, M.K. Herliansyah

4. APLIKASI OPTIMASI MULTI-OBJECTIVE EVOLUTIONARY ALGORITHM PADA SISTEM VMI RANTAI PASOK PUPUK BERSUBSIDINurul Firdausi, Dwi Handayani

5. ARSITEKTUR SISTEM INFORMASI MANAJEMEN PEMBINAAN PEMAIN SEPAKBOLA USIA DINI DI INDONESIAOktri Mohammad Firdaus

6. DESAIN MULTIMEDIA SEBAGAI MEDIA PROMOSI PERUSAHAAN Ahmad Fauzi

7. MODEL PENENTUAN PANJANG FROZEN INTERVAL, REPLANNING INTERVAL, DAN SAFETY STOCK UNTUK JADWAL PRODUKSI TERINTEGRASI PEMANUFAKTUR DAN PEMASOK Sundana, T.M.A. Ari Samadhi

8. PENGENDALIAN PERSEDIAAN KOMPONEN LAMPU PENERANGAN JALAN UMUM (LPJU) MENGGUANAKAN PENDEKATAN SIMULASI PADA PT. QUMICON INDONESIA Yohanes Anton Nugroho

9. SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS PENYEBARAN KLINIK DAN PENGGUNA ALAT KONTRASEPSI DI BANDAR LAMPUNG Septilia Arfida, Yulmaini

10. STRATEGI REFORMASI INDONESIA ATAS SISTEM LINGKUNGAN KEBERLANJUTAN SKEMA GLOBALSuharto

11. STUDI PENDAHULUAN PENGEMBANGAN MODEL MANAJEMEN PERSEDIAAN OBAT DAN ALAT MEDIS PAKAI HABIS (AMPH) PADA INSTALASI KESEHATAN BERJARINGANWidya Setiafindari, M.K. Herliansyah

12. SUPPLY CHAIN PERFORMANCE MEASUREMENT IN PRODUCTION PROCESS OF CRUMB RUBBER IN P.T. SUNAN RUBBERErna Yuliwati


E-19

E-24

E-30

E-36

E-42

E-49

E-55

E-61

E-67

E-75

Seminar on Application and Research in Industrial Technology, SMARTin conjunction with Seminar Tekno/ogi Simu/asi, TEKNOSIM

ADesign & Innovation



DESAIN SISTEM KESELAMATAN KERJA SAAT MEMASANG BEAM TYING DI DEPARTEMEN WEAVING PADA SATU INDUSTRI TEKSTIL

DENGAN PENDEKATAN PARTICIPATORY ERGONOMICS

PAULUS SUKAPTO1, HARJOTO DJOJOSUBROTO2, ERICK DARMAWAN3,1 2 3' ' Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Industri, Universitas Katolik Parahyangan

Jalan Ciumbuleuit 94, Bandung 40141 email: [email protected], [email protected]

Abstrak. Kementerian Tenaga Kerja dan Transmigrasi Republik Indonesia mencatat bahwa kesadaran perusahaan dalam kecelakaan kerja dinilai kurang. Dalam penelitian ini difokuskan pada masalah desain sistem keselamatan dan keselamatan kerja karyawan di Departemen Weaving pada saat memasang beam tying pada suatu industri tekstil di Bandung. Dari hasil pengamatan di lapangan diperoleh data bahwa secara keseluruhan pada tahun 2012 terjadi 15 kecelakaan, dan sampai dengan bulan Agustus 2013 terjadi 59 kecelakaan kerja. Hasil pengamatan di lapangan menunjukkan bahwa potensi kececelakaan kerja dengan cidera berat adalah pada saat memasang beam tying di Departemen Weaving. Untuk mengurangi jumlah kecelakaan kerja yang ada maka perlu dibuat suatu konsep disain yang melibatkan kontribusi pihak karyawan dan manajemen, atau dengan pendekatan participatory ergonomics. Proses desain ini menggunakan metode job hazard analysis yaitu suatu metode yang mengidentifikasi dan menganalisis bahaya yang terjadi di tempat kerja. Konsep desain yang diusulkan adalah sistem K3 di Departemen Weaving dan dibentuk organisasi K3 yang terintegrasi dengan organisasi manajemen perusahaan sehingga terbentuk Sistem Manajemen K3 sesuai dengan Peraturan Pemerintah No. 50 tahun 2012.

Kata kunci: sistem K3, kecelakaan kerja, job hazard analysis, participatory ergonomics.

PendahuluanSalah satu langkah proaktif dalam meningkatkan keselamatan kerja adalah

dengan melakukan analisis potensi bahaya dan mengendalikannya agar potensi bahaya tersebut dapat dieliminasi atau direduksi. Langkah proaktif tersebut sangat penting mengingat bahwa pada tahun 2003, menurut catatan Inational Labour Organization (ILO), tiap tahun dua juta orang meninggal dan 270 juta orang cidera akibat kercelakaan kerja yang terjadi di seluruh dunia. Perkembangan kecelakaan di negara maju (negara industri) dari waktu ke waktu menunjukkan penurunan. Sebaliknya kecelakaan kerja di negara berkembang justru makin tinggi. Hal ini disebabkan di negara berkembang lebih banyak industri padat karya sehingga lebih banyak keryawan yang terpapar pada potensi bahaya [1]. Selain itu banyak perusahaan di negara berkembang yang dinilai kurang mampu mengidentifikasi pontensi bahaya di tempat kerja [2].

Catatan ILO mengenai aspek keselamatan dan penilaian mengenai rendahnya kemampuan perusahaan negara berkembang dalam mengidentifikasi potensi bahaya di tempat kerja tersebut senada dengan penilaian Kementerian Tenaga Kerja dan Transmigrasi Republik Indonesia mengenai kurangnya pembinaan bidang keselamatan dan kesehatan kerja (K3) oleh perusahaan. Kepedulian dan pemahaman pengusaha dalam memenuhi kewajibannya untuk melaporkan kecelakaan kerja juga masih rendah [3]. Bila dibandingkan dengan berbagai negara maju di dunia, tingkat keselamatan kerja Indonesia relatif rendah, bahkan lebih rendah daripada Malaysia dan Thailand. Tingkat keselamatan kerja diukur dari jumlah karyawan yang meninggal di tempat kerja/100.000 karyawan. Dalam penelitian tersebut dapat ditunjukkan pula adanya kaitan antara tingkat keselamatan kerja dengan kekuatan daya saing. Negara yang menunjukkan tingkat keselamatan kerja tinggi ternyata memiliki daya saing yang tinggi pula [1]. Peringkat daya saing ini setiap tahun diterbitkan oleh International Institute for Management Development


A-7

mailto:[email protected]



(IMD) di Lausanne Sepuluh tahun kemudian, yaitu pada tahun 2013 posisi Indonesia tetap di bawah Malaysia dan Thailand, tetapi satu tingkat di atas India [4].

Fakta tersebut menunjukkan bahwa peningkatan keselamatan kerja akan berimbas pada peningkatan daya saing. Upaya peningkatan keselamatan kerja perlu dilaksanakan dengan memperhatikan budaya setempat [2]. Management commitment, yang di antaranya dapat ditunjukkan dengan dukungan terhadap berkembangnya budaya keselamatan di perusahaan, juga sangat krusial bagi keberhasilan peningkatan keselamatan di tempat kerja [5].

Salah satu industri manufaktur yang perlu mengembangkan lingkungan kerja makin selamat adalah industri tekstil. Potensi bahaya di tempat kerja sangat bervariasi, dan oleh sebab itu peningkatan keselamatan kerja harus dilakukan dengan pendekatan sistem secara berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan keselamatan kerja saat memasang beam tying pada satu industri tekstil di Bandung. Untuk itu maka perlu dibuat suatu konsep desain yang melibatkan peran serta pihak karyawan dan manajemen, dikenal sebagai pendekatan participatory ergonomics. Dengan penerapan participatory ergonomics, maka dapat menurunkan tingkat kecelakaan karena mereka memahami dengan baik proses yang berlangsung di tempat kerja tersebut [6].

Metode PenelitianData yang diperlukan dalam penelitian ini diperoleh dari observasi dan survey

pada kunjungan ke tempat kerja, diskusi mengenai keselamatan kerja dengan berbagai pihak terkait termasuk operator yang bekerja di lantai produksi. Salah satu bahasan dalam diskusi adalah struktur organisasi, yang di antaranya dikaitkan dengan pelaksanaan pasal 87 Undang-undang No. 13 tahun 2003 [7]. Tugas, fungsi dan tata kerja antar lini dalam pelaksanaan kegiatan rutin harian diteliti dari sudut pandang keselamatan. Perhatian utama adalah meninjau upaya yang dilakukan pihak manajemen untuk secara optimal menjamin keselamatan kerja para karyawan. Dalam kunjungan ke tempat kerja, perhatian difokuskan pada kondisi keselamatan dan tindakan karyawan (operator) saat melaksanakan tugas di tempat kerja. Hal ini dimaksudkan untuk mendapat gambaran secara menyeluruh mengenai peran unsur organisasi, teknis dan operator di tempat kerja. Selain itu ditinjau perkembangan kecelakaan yang pernah terjadi selama jangka waktu tertentu, kemudian dipilih tugas yang dapat menimbulkan kecelakaan dengan cidera yang relatif berat. Tahap selanjutnya adalah membentuk satu organisasi yang khusus menangani masalah keselamatan. Organisasi keselamatan ini terdiri atas manajemen, operator dan "ahli K3”, yang pada situasi saat ini adalah seorang yang selama ini ditugasi untuk menangani masalah keselamatan kerja. Selanjutnya dengan para operator dibahas berbagai hal yang terkait dengan kecelakaan dan tahapan pelaksanaan tugas. Potensi bahaya (hazard) dalam tiap tahap pelaksanaan tugas dianalisis dengan teknik job hazard analysis (JHA) [8]. Tahapan pelaksanaan tugas diperoleh dari diskusi dengan operator dan petunjuk perintah kerja (work instruction) yang telah disiapkan oleh perusahaan tekstil. Identifikasi dan eliminasi potensi bahaya dilakukan berdasarkan hasil JHA. Kegiatan ini dilakukan dengan melibatkan operator di tempat kerja tersebut.

Hasil dan PembahasanDari diskusi dengan pihak manajemen terungkap bahwa di pabrik tekstil yang

menjadi tempat/obyek penelitian memiliki karyawan lebih dari 100 orang ternyata ditemukan bahwa belum adanya organisasi/bagian yang khusus menangani masalah keselamatan kerja yang terintegrasi dengan struktur manajemen perusahaan. Masalah keselamatan kerja diserahkan kepada suatu kelompok yang dikenal sebagai P2K3LH (mungkin singkatan dari Panitia Pembina Keselamatan

dan Kesehatan Kerja dan Lingkungan Hidup), yang tugasnya adalahJurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGMISBN 978-979-97986-8-8

A-8


"Memberikan saran dan pertimbangan, baik diminta ataupun tidak kepada pengusaha dan pengurus mengenai masalah Keselamatan dan Kesehatan Kerja” . Anggota P2K3LH terdiri atas wakil unit-unit kerja yang ada dalam perusahaan. Tidak ada penjelasan lebih lanjut mengenai siapa yang dimaksud dengan wakil unit kerja perusahaan. Fungsi P2K3LH pada hakekatnya membantu pengusaha dalam penanganan masalah keselamatan kerja. P2K3LH bertanggung jawab kepada Human Resource Department (HRD). Karena di bawah HRD dan sifatnya membantu maka keputusan P2K3LH tidak kuat. Oleh sebab itu diusulkan pembentukan organisasi khusus menangani masalah keselamatan kerja yang terintegrasi dengan organisasi manajemen perusahaan dan yang langsung bertanggung jawab kepada pejabat/pengambil keputusan tertinggi di perusahaan, sesuai dengan Peraturan Pemerintah No. 50 tahun 2012 [9]. Hal ini penting karena perusahaan dengan karyawan di atas 100 orang wajib menerapkan sistem manajemen K3 sebagai yang diatur dalam peraturan tersebut. Di samping itu kenyataan menunjukkan bahwa bahwa, dalam lingkup global, negara yang memiliki daya saing tinggi umumnya ditopang oleh perusahaan dengan sistem keselamatan yang tinggi [2]. Dengan demikian keputusan organisasi keselamatan tersebut mencerminkan keputusan perusahaan. Pembentukan organisasi khusus untuk menangani masalah keselamatan kerja tersebut menjadi landasan desain sistem K3 yang dibangun/dikembangkan dalam penelitian ini, karena implementasi ergonomi partisipasi (participatory ergonomics - PE) dan solusi masalah berlangsung dalam organisasi ini.

Saat penelitian ini dilaksanakan perusahaan belum memiliki organisasi yang khusus menangani aspek keselamatan. Itulah sebabnya partisipasi karyawan dalam PE dilakukan dengan diskusi antara karyawan, petugas yang bertanggung jawab atas keselamatan di tempat kerja dan peneliti. Dalam diskusi tersebut petugas menyatakan bahwa selama tahun 2012 telah terjadi 15 kecelakaan. Sampai dengan Agustus 2013 telah terjadi 59 kecelakaan. Menurut informasi petugas, tingginya kecelakaan pada 2013 disebabkan oleh kesalahan karyawan baru, yang walaupun sebelum bertugas mereka telah diberi pelatihan. Petugas tersebut mengakui bahwa walaupun sudah diberi pelatihan, karyawan baru belum memiliki cukup ketrampilan untuk melaksanakan tugasnya. Menurut pandangan manajemen keselamatan tradisional, penyebab kesalahan adalah disebebkan oleh kegagalan pada suatu sub sistem, misalnya sub sistem manusia. Akan tetapi menurut paradigma keselamatan baru, kecelakaan adalah suatu simtom atau gejala yang menunjukkan lemahnya manajemen. Bila pernyataan petugas tersebut benar maka pertanyaan mendasar yang timbul adalah apakah materi yang diberikan dalam program pelatihan sesuai dengan ketrampilan/pengetahuan yang diperlukan dalam pelaksanaan tugas. Selain itu pertanyaan lain yang timbul adalah apakah pengetahuan yang diberikan dalam pelatihan, terutama yang terkait dengan aspek keselamatan kerja, sudah mencukupi untuk melaksanakan tugas di lantai produksi yang mengandung demikian banyak potensi bahaya. Diduga titik berat materi pelatihan adalah mengenai aturan keselamatan kerja dan berbagai kewajiban karyawan dalam melaksanakan tugas. Jadi tekanan materi pelatihan adalah bagaimana manajemen dapat mengendalikan perilaku karyawan di tempat kerja dan taat kepada aturan yang berlaku di perusahaan. Sangat boleh jadi bagian penting dari materi pelatihan, misalnya meningkatkan kemampuan karyawan baru dalam identifikasi potensi bahaya dan bagaimana mengeliminasi serta mereduksi potensi bahaya justru kurang mendapat perhatian. Dari aspek ini maka bila tidakan karyawan baru yang mengakibatkan kecelakaan adalah bukan karena kesalahan mereka, akan tetapi karena kelemahan dalam menyelenggarakan pelatihan. Solusi masalah semacam ini sebenarnya dapat diselesaikan berdasar pendekatan PE. Dalam kaitan ini karyawan senior dapat diminta untuk membantu dengan menyarankan pokok bahasan yang akan diberikan

dalam pelatihan untuk dipertimbangkan oleh pakar keselamatan kerja sebelumJurusan Teknik Mesin dan Industri FT UGM ISBN 978-979-97986-8-8

A-9


menyelenggarakan pelatihan. Berdasarkan pengalaman kerja yang panjang karyawan senior tadi akan sangat mengenal berbagai hal yang terkait dengan tugasnya, termasuk di antaranya pengetahuan mengenai identifikasi dan mereduksi potensi bahaya yang erat kaitannya dengan peningkatan keselamatan kerja [6]. Hasil pendampingan dari karyawan senior kepada karyawan lebih muda, mereka mampu bekerja dengan lebih baik lagi sehingga mampu mengurangi tingkat kecelakaan dan juga menaikkan tingkat produktivitas bagi perusahaan. Proses pendampingan yang berkesinambungan tersebut akan memberikan kepuasan bagi karyawan senior dalam pengembangan diri untuk menguasi proses menjadi lebih mendalam dan selanjutnya dapat ditularkan kepada karyawan yang lebih muda yang sangat membutuhkan pengetahuan tersebut. Akibatnya, tingkat kecelakaan semakin menurun serta menaikkan tingat produktivitas karyawan [10].

Potensi bahaya dan kecelakaan yang pernah terjadi dengan cidera relatif berat berada di departemen weaving dan spinning. Kecelakaan saat memasang beam di departemen weaving misalnya dapat mengakibatkan tulang jari retak akibat tertimpa beam. Menurut informasi karyawan di departemen weaving kecelakaan tersebut terjadi karena kelalaian operator dalam melaksanakan tugas. Untuk menurunkan kecelakaan di tempat ini maka dilakukan job hazard analysis. Analisis ini memerlukan data mengenai tahapan yang dilakukan dalam melaksanakan tugas. Tahapan pelaksanaan tugas tercantum dalam instruksi kerja perusahaan dan dari hasil diskusi dengan para karyawan. Pemasangan beam dilakukan dengan menaikkan dan menurunkan beam dengan sebuah beam truck. Keberhasilan pemasangan beam bergantung pada keandalan tiga komponen beam truck, yaitu setir, sistem hidraulik dan roda. Setir beam truck berfungsi untuk mengendalikan beam truck. Hidaulik untuk mengangkat beam. Roda berfungsi untuk menggerakkan beam truck. Kegagalan salah satu dari ketiga komponen tersebut dapat mengakibatkan kecelakaan, misalnya beam jatuh, dan jika menimpa kaki berakibat tulang jari kaki atau sebagian dari tulang kaki dapat retak. Instruksi kerja hanya mencantumkan tahapan yang dilakukan oleh operator, sehingga potensi bahaya tidak teridentifikasi.Hanya operator yang setiap hari mengoperasikan mesin/alat tersebut yang dapat "merasakan” adanya potensi bahaya. Sebaliknya berkat job hazard analysis, yang dilakukan bersama karyawan, potensi bahaya yang tersembunyi dapat segera diidentifikasi. Berdasarkan hasil job hazard analysis tersebut maka disusulkan kepada perusahaan untuk melakukan pemeriksaan/inspeksi berkala. Hasil pemeriksaan berkala dituliskan pada kartu yang ditempel pada setiap alat/mesin. Pada kartu tersebut juga dicantumkan kadaluwarsa berlakunya hasil pemeriksaan, agar keandalan beam truck pada saat difungsikan kinerja alat tersebut dari segi keselamatan kerja dapat dipertanggung jawabkan. Pekerjaan semacam ini dapat dikatakan tidak meningkatkan biaya operasional, tetapi sangat meningkatkan keselamatan di tempat kerja.

Hasil job hazard analysis menunjukkan bahwa masih ada potensi bahaya lain yang ditemukan dalam mengoperasikan beam truck. Umumnya untuk mengeliminasi atau mereduksi potensi bahaya hanya memerlukan upaya yang sederhana, misalnya menambah langkah/tahapan yang dapat dicantumkan dalam instruksi kerja. Kebersihan tempat kerja, misalnya kotoran berasal dari sisa benang juga dapat menimbulkan masalah. Uarian mengenai pengoperasian beam truck adalah ilustrasi mengenai peran hasil desain sistem K3 dalam meningkatkan keselamatan di tempat kerja berdasarkan pendekatan PE. Sistem tersebut sangat sederhana, yang pada hakekatnya adalah menciptakan sistem untuk mengimplementasikan PE. Dengan peranserta karyawan dapat diperoleh masukan berbagai masalah keselamatan kerja untuk dianalisis dalam sistem. Hasil analisis dapat digunakan untuk memperbaiki sistem kerja. Dengan melibatkan karyawan dalam solusi masalah keselamatan akan meningkatkan motivasi dan kemampuan


A-10


karyawan untuk bertindak sesuai dengan upaya dalam mengeliminasi dan mereduksi potensi bahaya serta meningkatkan K3 secara berkelanjutan.

Kesim pulanHasil penelitian ini menunjukkan bahwa karyawan mengetahui akan adanya

potensi bahaya di tempat kerja. Keterlibatan karyawan dalam solusi masalah keselamatan akan meningkatkan motivasi mereka dalam upaya untuk mengeliminasi dan mereduksi potensi bahaya. Desain sistem K3 yang dikembangkan dalam penelitian ini terdiri atas sistem tempat karyawan berperan dalam identifikasi potensi bahaya dan berperanserta dalam solusi masalah keselamatan kerja.

Daftar Pustaka[1] ILO, (2003), Safety in Numbers. Pointers for a Global Safety Culture at Work,

International Labour Office, Geneva, 27 pp.[2] Hamalainen, P., Takala, J., Saarela, K.L., (2006) Global Estimates of

Occupational Accidents, Safety Science, 44, 137-156.[3] Depnakertrans (2009), Studi Pelaksanaan Pengawasan Ketenagakerjaan dan

Kepa-tuhan Pengusaha Terhadap Peraturan Perundang-Undangan Ketenagakerjaan, Executive Summary<http://www.depnakertrans.go.id/litbang.html,35,naker>, (diunduh 30-5-2012)

[4] World Economic Forum, (2013), Global Competitiveness Index 2012-2013,Country Profile Highligts <http://www3.weforum.org/docs/CSI/2012-13/GCR_CountryHighlights_2012-13.pdf> (diunduh 4-11-2013)

[5] Stranks, J., (2007), Human Factors and Behavioural Safety, Chapter IV, Elsevier Ltd.

[6] Imada, A.S., (2002), A Macroergonomic Approach to Reducing Work-Related Injuries dalam Hendrick, H.W., Kleiner, B.M., eds., Macroergonomics, Theory, Methods and Appilcations, CRC Press.

[7] Undang-undang Republik Indonesia Nomor 13 Tahun 2003 dan Penjelasannya Disertai Peraturan yang Terkait, Himpunan Peraturan Perundang-Undangan Republik Indonesia Tentang Ketenagakerjaan, Pustaka Mahardika.

[8] OSHA 3071, (2002), Job Hazard Analysis, Occupational Safety and Health Administraton, U.S. Department of Labor.

[9] Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 50 Tahun 2012 Tentang Penerapan Sistem Manajemen Keselamatan dan Kesehatan Kerja.

[10] Nagamachi, M., (2002), Job Desin, Macroergonomics, and Productivity dalam Hendrick, H.W., Kleiner, B.M., eds., Macroergonomics, Theory, Methods and Appilcations, CRC Press.


A-11

http://www.depnakertrans.go.id/litbang.html,35,naker

http://www3.weforum.org/docs/CSI/2012-13/GCR_CountryHighlights_2012-13.pdf

http://www3.weforum.org/docs/CSI/2012-13/GCR_CountryHighlights_2012-13.pdf


MODELLING THERMAL EFFECT ON RAIL WEAR

ANNA MARIA SRI ASIH Mechanical and Industrial Engineering Department, Gadjah Mada University

email: [email protected]

Abstract. In rolling/sliding contact, there is a mechanical loading transferred on rail resulting in developing the contact stress. The amount of stress is elevated by heat generated by friction at the interface. The heat generated is transferred to wheel and rail, thus increases their temperature. After the train has passed, the rail temperature drops to ambient temperature. On the other hand, the wheel accumulates heat and its bulk temperature may reach its steady state after many cycles. When hot wheel makes contact again with rail, there will be additional temperature rise in rail due to conduction. The temperature rise leads to the developing of thermal stress and thermal softening of material once it is high enough. Higher stress and thermal softening can produce higher plastic strain resulting in higher amount of wear and the possibility of rolling contact fatigue.

Kata kunci: rail wear, thermal effect, friction, temperature, thermal softening

In troductionRailways have undergone major development since the nineteenth century.

The increase in total traffic has led to a rise in train loads and in train speeds. Hence, wheels and rails face more severe contact conditions. The amount of stress experienced by the wheels and rails due to these dynamic conditions will govern the material failures. If the magnitude of stress exceeds the yield strength of the rail material, there will be plastic flow in each cycle. Process of material response to cyclic loading is shown in Figure 1. If the load is still below the plastic shakedown limit, the rail may experience cyclic loading resulting in repeated plastic strains. When the plastic shakedown limit is exceeded, the plastic strain accumulates in a process called plastic ratcheting. If the accumulated plastic strain reaches the critical strain to failure, the ratcheting failures occur.

Figure 1. Material response to cyclic loading in rolling-sliding contact from Kapoorand Johnson [1]

Two of the inevitable failures in wheel-rail contact due to plastic ratcheting are the material loss from the rail surface known as wear and rolling contact fatigue crack (see Figure 2). Rolling contact fatigue crack is associated with the fatigue phenomenon either at the surface or the subsurface and is due to repeated loading by the passing wheels [2]. Studies have found that the growth of rolling contact fatigue crack is linked to the wear rate [3]. If the wear rate exceeds the crack propagation rate the surface cracks will shorten or even disappear. Therefore the prediction of wear and rolling contact fatigue crack initiation is vital in rail maintenance strategies.


A-12



Figure 2. Micrograph of an etched sectioned test sample from twin disc test fromFletcher et al. [4]

Rail temperature riseDuring rolling/sliding contact, the sliding friction causes the frictional heating at

the contact patch [5, 6]. The heat conducts to the wheel and rail, and hence, increases their temperature. The frictional heat in rail is conducted away easily and causes its temperature to drop to the ambient temperature after the train has passed. On the other hand the wheel may undergo frictional heating continuously which causes its bulk temperature to become higher than that of the rail. After continuous running, the wheel bulk temperature reaches a steady state value dependent on many factors such as the ambient temperature and natural or forced cooling of the wheel. When the hot wheel touches the rail, there is an additional heat flow to the rail besides the heat generated from frictional work. Consequently, additional thermal stresses develop in rail, especially near the surface. This process is illustrated in Figure 3. The additional temperature rise may also cause enhanced thermal softening. Greater thermal stresses and thermal softening can result in even higher wear and earlier rolling contact fatigue crack initiation.

MPoP(x)

generates heat; (b) The heat generated from frictional work is conducted into the rail, raising its temperatures during the contact; (c) The rail cools down after

passage of the train but the wheel which is continuously heated attains a higher steady state temperature. When the hot wheel contacts the rail additional

temperature rise occurs in the rail

The temperature in the rail due to frictional heating, OrPHl can be calculated by using the analytical solution for a constant heat flow rate (Equations (1) and (2) from Ertz and Knothe [7]) where s is the heat partitioning factor, ¡u is the friction coefficient, p0 is the peak pressure, vs is the sliding speed, p r is the thermal penetration coefficient for rail, and vr is equal to vehicle speed. The variables of and £ are the dimensionless coordinates, equal to ^ and j respectively, with S being

the thermal penetration depth.qT = (1 - ¿)^(ivspD (1)


A-13


(2)

The effect of steady state wheel temperature on rail temperature was investigated by Ertz and Knothe [7], sections 6 and 8. In these sections, they calculated the case for a two-dimensional model solution. When the wheel made contact with the rail, the heat flow rate was equal at every point in the contact patch for both bodies. The surface temperature of the wheel and rail had the same value,8m. For the calculation, the initial wheel temperature when making the contact,6Uo, was equal to the steady state wheel tem p e ra tu re ,^ . As 8m and &*, were known, then any variation of temperature within the rail was due to the steady state wheel temperature, 8r _ssirr, and can be calculated as is given by Equation (3).

The actual temperature of the rail, 0r actual, is the summation of 0r PH and 0r SStirT (Equation (4)).^7-_qc£uq:(C 0 = 0 + 8t_SSWt (-%> 0 (4)

Thermal stress in railThermal stresses in the model were calculated in terms of the applied normal and shear traction and the contact temperature. The thermal stresses due to frictional heating can be evaluated by using the thermo-mechanical stress solutions derived by Goshima [8, 9]. He used a fully slipping contact to determine contact stresses due to normal pressure, shear traction and contact temperature. Using the same thermal and mechanical boundary conditions, the heat flow rate due to conduction of heat from the hot wheel into the rail can be derived. The total stresses were the sum of both the mechanical stresses, i.e. thermal stress due to frictional heating and steady state wheel temperature.

Thermal softening of rail materialThe effect of temperature rise on the yield stress reduction can be approximated using equation derived from the yield stress reduction of three pearlitic steels, UIC 900A, UIC 1100, and HSH [2]. The nature of thermal softening is temporary. It is because when the wheel passed over, the rail surface cooled down resulting in recovery of material strength to its previous value. The process of thermal softening is accompanied by material hardening due to the plastic strain in the load cycle. The two processes are repeated with each wheel pass.

Wear rateAccording to Lim and Ashby [10], wear is defined as the loss of material when the contacting surface slides, whereas the wear rate is defined by Williams [11] as the volume lost from the wearing surface per unit sliding distance. The magnitude of wear is commonly described using the Archard wear equation. The wear rate, Aw, is proportional with the load P on the contact and the wear coefficient, K , but inversely proportional to the surface hardness, H .


A-14


ConclusionDuring rolling/sliding contact, the rail temperature rise due to both frictional heating and conduction of heat from hot wheel. The elevated temperature results in developing additional thermal stress and thermal softening. Higher stress and material strength reduction produce higher plastic strain, which in turn lead to higher amount of wear. As the material loss from the surface is mainly due to ratcheting failure, the prediction of wear can be modelled using this mechanism.

Acknow ledgem entThe author wish to thank Dr Bertha Maya Sopha, who provided valuable assistance to the writing of this research.

References[1] Kapoor, A. and Johnson, K.L., 1995, Plastic ratchetting as a mechanism of

erosive wear, Wear, 186-187, 86-91[2] Widiyarta, I.M., 2010, Simulation o f Wear and Crack Initiation in Line Contact

with Thermal Stresses, PhD Thesis, School of Mechanical and Systems Engineering, University of Newcastle upon Tyne, United Kingdom

[3] Donzella, G., Faccoli, M., Ghidini, A., Mazzu, A., and Roberti, R., 2005, The competitive role of wear and RCF in a rail steel, Engineering Fracture Mechanics, 72, 287-308

[4] Fletcher, D.I., Franklin, F.J., and Kapoor, A., 2003, Image analysis to reveal crack development using a computer simulation of wear and rolling contact fatigue, Fatigue & Fracture o f Engineering Materials & Structures, 26, 957967

[5] Blok, H., 1963, The flash temperature concept, Wear, 6, 483-494[6] Jaeger, J.C., 1942, Moving sources of heat & the temperature at sliding

contacts, Journal and Proceedings Royal Society o f New South Wales, 76, 133-228

[7] Ertz, M. and Knothe, K., 2002, A comparison of analytical and numerical methods for the calculation of temperatures in wheel/rail contact, Wear, 253, 498-508

[8] Goshima, T. and Keer, L.M., 1990, Stress intensity factors of a surface crack in semi-infinite body due to rolling-sliding contact and frictional heating, Trans. Jpn. Soc. Mech. Eng, 56, 2567-2572

[9] Goshima, T., 2003, Thermomechanical effects on crack propagation in rolling contact fatigue failure, Journal o f Thermal Stresses, 26, 615-639

[10] Lim, S.C. and Ashby, M.F., 1987, Wear mechanism maps, Acta Metall, 35, 1-24

[11] Williams, J.A., 1994, Engineering Tribology, Oxford University Press Inc., New York.


A-15

ËT r c

Documents