Pengaruh Tekanan dan Diameter Front Top Roller Mesin Ring Spinning Terhadap Ketidakrataan Benang Giyanto , Indrato Harsadi Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Industri Universitas Islam Syekh Yusuf Jalan Maulana Yusuf Tangerang.
Abstrak Salah satu kendala pada proses pembuatan kain adalah rendahnya efisiensi produksi. Penyebab rendahnya efisiensi produksi adalah karena benang sering putus. Putus benang terjadi pada bagian benang yang lemah, dan bagian yang lemah ini terjadi pada bagian benang yang diameternya mengecil (thin places). Untuk itulah perlu diadakan penelitian untuk memperbaiki kerataan benangnya. Penelitian dilakukan di mesin Ring spinning dengan menggunakan metode eksperimen factorial yang disusun dalam rancangan acak kelompok dengan 4 kali ulangan. Faktor-faktor yang diteliti meliputi: tekanan front top roller (10 daN, 12 daN dan 14 daN) dan diameter front top roller (28,0 mm, 28,5 mm dan 29,0 mm). Analisa data yang dipakai untuk menganalisa adalah dengan analisys of variance (ANOVA) dua arah dengan interksi. Karena ketidakrataan benang yang diharapkan serendah mungkin, maka kesimpulan yang dipakai adalah nilai ketidakrataan benang semakin kecil semakin baik. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa semua faktor memberikan pengaruh yang signifikan. Kombinasi perlakuan tekanan front top roller 10 daN dan diameter front top roller sebesar 29,0 mm menhasilkan nilai ketidakrataan benang yang paling rendah yaitu 8,78.
Kata kunci: Ketidakrataan benang, Anova dua arah, proses Spinning
14
1. Front bottom roller
1. PENDAHULUAN Top roller adalah salah satu peralatan yang
2. Middle bottom roller
terdapat pada mesin ring spinning dan berpasangan dengan bottom roller
3. back Bottom roller
yang 4. Benang yang dihasilkan
merupakan pasangan rol peregang. Top roller terbuat dari besi yang bagian luarnya dilapisi
5. Top roller
dengan karet sintetis agar dapat memberi
6. Weighting arm/pemberat
jepitan yang lebih baik, sedangkan bottom 7. Bahan baku benang yang diproses
roller terbuat dari baja yang dikeraskan pada
Dengan adanya proses penarikan ini akan
seluruh permukaannya dan beralur halus pada untuk
terjadi pengecilan berat persatuan panjang
mendapatkan jepitan yang lebih sempurna.
serta benang yang dihasilkan ketidakrataanya
Pada mesin ring spinning terdapat tiga pasang
meningkat.
rol peregang yaitu rol peregang depan, tengah
ukuran yang menunjukkan penyimpangan
dan belakang. Masing-masing rol peregang
berat per satuan panjang terhadap nilai rata-
terdiri dari rol atas (top roller) dan rol bawah
ratanya. Nilai ketidakrataan benang yang
(botom roller), dimana kecepatannya makin
semakin tinggi berarti benang kurang rata atau
kedepan makin cepat. Fungsi dari pasangan rol
kurang baik. Proses drafting yang sempurna
peregang tersebut adalah untuk terjadinya
salah satunya tergantung dari tekanan dan
proses penarikan (drafting) sehingga diperoleh
diameter top roller. Pembebanan adalah untuk
ukuran
Proses
mendapatkan tekanan sepanjang titik jepit dan
drafting terjadi karena kecepatan rol depan/rol
mengontrol serta mencegah terjadinya slip
penarik lebih cepat dari rol belakang/ rol yang
pada saat peregangan berlangsung. Pemberian
ditarik. Gambar daerah penarikan (drafting
pembebanan
yang
zones) seperti pada gambar 1.
menyebabkan
jepitan
bagian
tempat
benang
jalannya
yang
serat
diinginkan.
Ketidakrataan
benang
adalah
terlalu
tinggi
dapat
serat
terlalu
keras
sehingga banyak serat putus, begitu sebaliknya pemebanan terlalu rendah penjepitan seratnya 7
kurang sempurna sehingga benang yang dihasilkan kurang rata. Diameter top roller
6
yang terlalu kecil luas titik jepitnya akan kecil 3
5
pula sehingga pada saat proses penarikan serat penjepitannya
2 4
benang
1
yang
kurang
sempurna
dihasilkan
sehingga
kurang
rata.
Sehubungan dengan uraian diatas, maka Gambar1. Drafting zone mesin ring spinning
peneliti ingin mengetahui pengaruh variasi
Keterangan gambar
15
tekanan dan diameter front top roller terhadap
Tabel 1. Pola kombinasi perlakuan faktor
ketidakrataan benang.
Tekanan front top roller dengan Diameter front top roller dengan 3 ulangan.
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana memperbaiki ketidakrataan benang yang dihasilkan dengan merancang kombinasi setting melalui eksperimen. Untuk itu dilakukan serangkaian tahapan percobaan
Diameter
Tekanan front top roller
front top
(daN)
roller(mm)
yang bertujuan untuk mengidentifikasi faktor10
12
14
28,0
3
3
3
28,5
3
3
3
29,0
3
3
3
faktor apa saja yang berpengaruh terhadap ketidakrataan benang, mengidentifikasi level setting mesin spinning yang digunakan dalam proses pembuatan benang sehingga didapatkan setting
yang
optimal
guna
meperbaiki
ketidakrataan benang. 2.2. Variabel Respon. 2. METODOLOGI PENELITIAN Variabel respon atau karakteristik 2.1. Variabel bebas atau faktor terkendali.
kualitas yang menjadi perbaikan dalam
Bentuk penelitian adalah eksperimental, dengan
rancangan
percobaan
penelitian adalah ketidakrataan benang.
berbentuk
faktorial L1xL2 = 3 x 3. Dimana : 3. HASIL DAN PEMBAHASAN L1 = Faktor tekanan front top roller
3.1. Pengujian Ketidakrataan benang (µ %).
L2 = Faktor diameter front top roller 3
Dalam penelitian ini setelah mesin disetting sesuai variasi penelitian , kemudian
= Jumlah variasi tekanan front top roller,
benang di uji ketidakrataan benangnya dengan
terdiri dari 10 daN, 12 daN dan 14 daN 3
alat Uster Eveness tester yang dapat dilihat
= Jumlah variasi diameter front top roller,
pada tabel 2.
terdiri dari 28,0 mm, 28,5 mm dan 29,0 mm. Masing-masing variasi dari kedua faktor tersebut dibuat pola kombinasi langsung di mesin ring spinning sehingga membentuk pola kombinasi perlakuan yang dapat dilihat pada tabel 1.
16
Tabel 2. Data hasil ketidakrataan benang cotton
Tabel 3. Tabel observasi penelitian
combed 20/1 ECC pengaruh tekanan front top roller
1
dengan diameter front top roller
Diameter
1
Tekanan front top roller (daN)
front top
2 .......
C
Total
Mean
T1..
X1..
T2..
X2..
Tr..
Xr..
T...
X...
X111
X121
.....
Xtc1
X112
X122
.....
Xtc2
X113
X123
.....
Xtc3
.
.
.
.
.
.
roller(mm)
28,0
28,5
29,0
Xtcn
X211
X221
......
Xtc1
X212
X222
......
Xtc2
X213
X223
......
Xtc3
8,96
8,77
8,90
8,76
8,99
8,75
8,88
8,76
8,69
.
.
.
9,05
8,79
8,76
.
.
.
9,15
8,76
8,99
X21n
X22n
......
Xtcn
8,99
8,96
8,85
Xr11
Xr21
......
Xtc1
Xr12
Xr22
......
Xtc2
Xr23
......
Xtc3
2
r
9,21
9,12
9,12
Xr13
9,12
9,11
9,05
.
.
.
.
.
.
9,22
9,09
9,16
ketidakrataan
benang,
X21n
X22n
Total
T.1.
T.2. .....
T.C.
Mean
X.1.
X.2. .....
X.C.
maka
= µ ij + ɛ ijk
ɛ ijk
= Mengukur deviasi dari pengamatan X ijk pada tiap-tiap sel yang ke ij dari
Pengujian hipotesis dilakukan dengan teknik
Mean populasi μ ij.
analisis statistik Anova dua arah dengan tabel
Xtcn
Xijk
dilakukan analisa statistik metode hipotesis.
umum
.....
Model Matematis.
pengaruh tekanan dan diameter front top roller
Secara
.....
14
Untuk mengetahui seberapa besar
interaksi.
X12n
12
3.2. Analisa statistik hasil pengujian
terhadap
X11n
10
observasi
µ ij
= µ + αi + ßj + (αß) ij
µ
=
penelitian seperti pada tabel 3.
Nilai mean dari seluruh populasi
pengamatan yang ada αi
=
ßj
= Adalah efek dari pengaruh kolom
(αß)ij =
Adalah efek dari pengaruh baris
Adalah efek pengaruh interaksi
yang diperoleh dari efek baris dan efek kolom.
17
Hipotesis yang diambil adalah sbb :
Tabel 4. Rata-rata ketidakrataan benang cotton
1. H0
combed 20/1 ECC
HA 2. H0 HA
= α1 = α2 = ...... αr = 0 = paling sedikit satu diantara αi ≠ 0
= ß1 = ß2 = ..... ßc = 0
Diameter
Tekanan front top roller
Rata-
front top
(daN)
rata
= paling sedikit satu diantara ßj ≠ 0
3. H0
= (αß)11 = (αß)12 = ..... (αß)rc = 0
HA
= paling sedikit satu diantara(αß)ij≠ 0
roller
3. 3. Hasil Penelitian Data
yang
diperoleh
dari
antara
12
14
28,0
8,87
8,84
8,78
8,83
28,5
9,06
8,34
8,87
8,92
29,0
9,18
9,11
9,11
9,13
Rata-rata
9,04
8,93
8,92
3.4. Perhitungan Analisis Varians
Kemudian untuk mengetahui apakah ada perbedaan
10
hasil
pengujian ketidakrataan benang pada tabel 2.
pengaruh
(mm)
Jumlah Kuadrat Total (JKT) k
kombinasi
n
JKT xij2 i 1 j 1
perlakuan terhadap ketidakrataan benang akan dianalisa dengan anova sbb :
T 2 ... bk n
JKT 8,902 8,752 .... 9,222
Tabel 3. Data jumlah ketidakrataan benang
2169,025 2168,320 0,705
cotton combed 20/1 ECC
Diameter
Tekanan front top roller
front top
(daN)
Jumlah kuadrat baris (JKB)
Total
k
T
JKB
roller (mm)
12
14
16
28
26,60
26,52
26,34
79,46
30
27,19
26,51
26,60
80,30
32
27,55
27,32
27,33
82,20
Total
81,34
80,35
80,27
241,96
241,9662 27
JKB
2
i
i 1
k n
T 2 ... bk n
82 , 20 2 80 ,30 2 79 , 46 2 241 ,96 2 9 27
2168,758 2168,320 0,438
Jumlah kuadrat kolom (JKK) k
JKK
JKK
T
2
j
i 1
bn
T 2 ... bk n
80,27 2 80,35 2 81,34 2 241,96 2 9 27
2169,399 2168,320 0,079
Jumlah kuadrat interaksi (JKI) b
JKI
18
k
T i 1 j 1
bn
k
b
2 ij
T i 1
2 i
k n
T
2
j 1
bn
j
T2 bk n
JKI = 2168,872- 2168,753-2168,399+2168,320
dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan
= 0,035
pengaruh yang signifikan antara tekanan front top roller terhadap ketidakrataan benang.
Jumlah kuadrat error (JKE) b. Untuk ketidakrataan benang dengan variasi
JKE JKT JKB JKK JKI
diameter front top roller Fhitung JKE 0 , 705 0 , 438 0 , 079 0 , 035 0 ,153
menunjukkan bahwa HoA
b 1 dan
ditolak sehingga
pengaruh yang signifikan antara diameter front top roller terhadap ketidakrataan benang.
v2 kb(n 1) Untuk kolom: v1
Ftabel , ini
dapat disimpulkan bahwa terdapat perbedaan
Taraf nyata (α) dengan F Tabel Untuk baris: v1
>
c. Untuk ketidakrataan benang dengan variasi
k 1 dan
interaksi tekanan dengan diameter front top
v2 kb(n 1) Untuk interaksi : v1
roller Fhitung HoA
(k 1)(b 1) dan
<
Ftabel , ini menunjukkan bahwa
diterima sehingga dapat disimpulkan
bahwa tidak terdapat adanya interaksi antara
v2 kb(n 1)
tekanan front top roller dengan diameter front top roller terhadap ketidakrataan benang.
Hasil perhitungan selengkapnya untuk 4. PEMBAHASAN.
anova dua arah dengan interaksi ditunjukkan
pada tabel 4.
Faktor Baris (Tekanan Front Top Roller)
Berdasarkan hasil pengujian analisis ragam
Tabel 4. Anova dua arah dengan interaksi
bahwa tekanan front top roller memberi pengaruh Sumber
Jumlah
Derajat
Kuadrat
Fhitung
F
Varian
Kuadrat
bebas
Rerata
(JK)
(db)
0,438
2
0,2190
25,765
3,55
0,079
2
0,0395
4,647
3,55
yang signifikan terhadap ketidakrataan benang.
Tabel
Dimana grafik hubungan antara tekanan front op roller dengan ketidakrataan benang seperti terlihat
Rata-rata
pada gambar 2.
baris Rata-rata kolom 0,035
4
0,0087
Error
0,153
18
0,0085
Total
1,024
2,93
Ketidakrataan (µ%)
Interaksi
9.20 9.10 9.00 8.90 8.80 8.70 8.60
26
Berdasarkan Tabel 4 didapatkan bahwa : a. Untuk ketidakrataan benang dengan variasi tekanan front top roller Fhitung menunjukkan bahwa HoA
>
Ftabel , ini
9.13 8.83
10
8.92
12 14 Tekanan front top roller…
Gambar 2. Grafik hubungan tekanan front
ditolak sehingga
top roller dengan ketidakrataan benang.
19
Dari grafik diatas terlihat bahwa tekanan front top
benangnya
roller makin tinggi ketidakrataan benang semakin
bagus).
tinggi pula (kerataan benangnya kurang bagus). Hal
semakin rendah (benang semakin
4. KESIMPULAN
ini disebabkan pada tekanan 14 daN serat mendapat Dari hasil percobaan variasi tekanan front top
beban yang lebih tinggi sehingga pada saat terjadi
roller dengan variasi diameter yang dikombinasikan
proses drafting serat banyak yang putus sehingga
langsung di mesin ring spinning terhadap nilai
menyebabkan ketidakrataan benangnya meningkat
ketidakrataan benang cotton combed 20/1 ECC
(kurang bagus). Ketidakrataan benang yang bagus
dapat disimpulkan sbb :
adalah pada tekanan 10 daN dengan menghasilkan
Tekanan front top roller berpengaruh signifikan
nilai ketidakrataan benang sebesar 8,92.
terhadap
Faktor Kolom (diameter front top roller)
nilai
ketidakrataan
benang
cotton
combed 20/1 ECC. Variasi tekanan front top Berdasarkan hasil pengujian analisis ragam
roller yang terbaik adalah 10 daN dengan nilai
bahwa diameter front top roller memberi pengaruh
ketidakrataan benang (U %) sebesar 8,92.
yang signifikan terhadap ketidakrataan benang. Diameter front top roller berpengaruh signifikan
Dimana grafik hubungan antara diameter front op roller dengan ketidakrataan benang seperti terlihat
terhadap
nilai
ketidakrataan
benang
cotton
pada gambar 3.
combed 20/1 ECC. Variasi diameter front top roller yang terbaik adalah 29,0 mm dengan nilai
9.05
ketidakrataan benang (U %) sebesar 8,83.
9.04
Tidak ada interaksi antara tekanan dan
Ketidakrataan (µ%)
9.00 8.95
diameter
8.93
front
top
roller
terhadap
ketidakrataan benang. Kombinasi perlakuan
8.92
yang terbaik adalah kombinasi antara tekanan
8.90
front top roller 10 daN dengan diameter front
8.85
top roller 29,0 mm dengan menghasilkan
28.0 Diameter 28.5front top 29.0 roller
nilai
(mm)…
ketidakrataan
benang
yang
terendah/paling baik yaitu sebesar 8,78. 5. DAFTAR PUSTAKA
Gambar 3. Grafik hubungan diameter front
Moerdoko Wibowo, 1974. Evaluasi Tekstil Bagian
top roller dengan ketidakrataan benang.
Fisika : ITT Bandung.
Dari grafik diatas terlihat bahwa diameter front top
Marjoere A Taylor, 1990. Technology Of Teextile
roller makin tinggi ketidakrataan benang semakin
Properties : London, Forbes Publication
rendah (kerataan benangnya semakin bagus). Hal ini disebabkan pada diameter top roller 29,0 mm
Pawitro dkk., 1975. Teknologi Pemintalan Bagian
(diameter top roller semakin tinggi) titik jepit serat
Kedua: ITT Bandung
pada saat proses drafting semakin luas/semakin Peter Chang M.K., 2003. Pengendali Mutu
baik. Sehingga menyebabkan nilai ketidakrataan
Terpadu Untuk Industri Tekstil dan Konveksi : Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta
20
Sugiarto N. & Shigeru Watanabe, 1993. Teknologi Tekstil : Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta Salura, 1977. Teori Draft dan Ketidakrataan benang : ITT Bandung Samsubar Saleh, 1988. Statistik Induktip : Penerbit Liberty, Yogyakarta W-Klien, 1983. A Pratical Guide to Ring Spinning, Short staple fiber series : Volume 4 Zinser, 1995. Hand Manual Book For Ring frame Machine : Zinser Germany
21
