Analisis Tegangan dan Faktor Keamanan Rangka Mesin Spinner Kapasitas 5 kg dengan Metode Elemen Hingga

Rangka mesin spinner sangat penting untuk keselamatan operator UMKM. Studi ini menganalisis tegangan Von Mises, faktor keamanan (FK), dan deformasi rangka baja ASTM A36 (Hollow 30×30×1,2 mm) menggunakan Metode Elemen Hingga (FEM) dengan SolidWorks Simulation 2024. Metode yang digunakan adalah perhitungan empiris dan simulasi FEM (Very Fine Mesh, 391 elemen). Beban sebesar 490,5 N (50 kg) diterapkan secara vertikal ke bawah, dengan tumpuan jepit pada keempat kaki. Hasil empiris menunjukkan tegangan 27,79 MPa, faktor keamanan 8,99, dan deformasi 0,234 mm. Hasil FEM menunjukkan tegangan 31,58 MPa, faktor keamanan minimum 7,9, dan deformasi 0,428 mm. Semua hasil berada di bawah tegangan luluh 250 MPa dan di atas faktor keamanan minimum (≥2,0). Perbedaan antara validasi empiris dan FEM adalah 13,63% untuk tegangan dan 12,12% untuk faktor keamanan. Perbedaan deformasi sebesar 82,9% disebabkan oleh model empiris yang hanya menggunakan satu batang, sedangkan FEM 3D yang representatif. Rangka mesin spinner berkapasitas 5 kg ini dinyatakan aman secara struktural dan layak diaplikasikan untuk mendukung kegiatan produksi UMKM.

===============================================================================

The frame of a spinner machine is crucial for the safety of MSME operators. This study analyzes the von Mises stress, safety factor (SF), and deformation of an ASTM A36 steel frame (hollow 30×30×1.2 mm) using the Finite Element Method (FEM) with SolidWorks Simulation 2024. The methods used were empirical calculations and FEM simulation (Very Fine Mesh, 391 elements). A load of 490.5 N (50 kg) was applied vertically downward, with fixed supports at all four legs. The empirical results show a stress of 27.79 MPa, a safety factor of 8.99, and a deformation of 0.234 mm. The FEM results show a stress of 31.58 MPa, a minimum safety factor of 7.9, and a deformation of 0.428 mm. All results are below the yield stress of 250 MPa and above the minimum safety factor (≥2.0). The differences between the empirical validation and the FEM results were 13.63% for stress and 12.12% for the safety factor. The 82.9% difference in deformation was due to the empirical model using only a single beam, whereas the FEM used a representative 3D model. This 5-kg-capacity spinner machine frame was determined to be structurally safe and suitable for supporting MSME production activities.