skripsi · skripsi ini disusun untuk melengkapi salah satu mata kuliah dan sebagai syarat untuk...
Post on 22-Oct-2020
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
SKRIPSI
“PENGARUH PENGGUNAAN FILLER VERMICULITE
DAN CaCO3 TERHADAP KARAKTERISTIK GESEK
BAHAN REM KOMPOSIT”
Dosen Pembimbing I: Dr. Eko Surojo, S. T., M. T.
Dosen Pembimbing II: Ir. Wijang Wisnu Raharjo, M. T.
Disusun Oleh :
DIMAS ANUGRAH KRISTANTO
NIM: I0413018
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2018
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
iv
PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya dalam skripsi ini tidak
terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu
perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali tertulis diacu
dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Jika terdapat hal-hal yang
tidak sesuai dengan ini, maka saya bersedia dikenai sanksi dengan peraturan yang
berlaku.
Surakarta, Januari 2018
Dimas Anugrah Kristanto
1mm
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
v
MOTTO
Success is not a coincidence, but is an option.
Dream it .
Wish it.
Do it.
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan piji syukur kehadirat Tuhan Yang
Maha Esa, penulis mempersembahkan tulisan ini kepada:
1. Tuhan Yang Maha Kasih yang telah memberikan anugrah dan kekuatan-Nya
sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
2. Kedua orang tua, kakak, dan seluruh keluarga besar yang telah mendampingi
serta selalu memberi dukungan dalam perjalanan menempuh skripsi.
3. Bapak Dr. Eko Surojo, S.T., M.T. dan Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo M. T.
yang selalu membimbing dan memberi masukan dalam proses pembuatan
skripsi.
4. Tim penelitian mengenai bahan rem komposit (Alfian Insani Fadil, Mas Ilham,
Mas Heru, Mas Andi, Mas Hamar, Mas Robby) yang selalu memberi masukan.
5. Teman-teman mahasiswa dan mahasiswi Teknik Mesin 2013.
6. Teman-teman Kos Wisma Wiwik Sukarno.
7. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Teknik Mesin UNS.
8. Semua pembaca skripsi ini.
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
vii
INFLUENCE OF VERMICULITE AND CaCO3 AS FILLER ON
FRICTION CHARACTERISTICS OF COMPOSITE BRAKE MATERIAL
Dimas Anugrah Kristanto
Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret
University, Surakarta 57126, Indonesia
E-mail: dimaskristanto2@gmail.com
Abstract
The research on the effect of vermiculite and CaCO3 as fillers on coefficient of friction
and specific wear rate in composite brake material was performed. Composite brake
material with vermiculite content 0% CaCO3 34%, vermiculite 5% CaCO3 29%,
vermiculite 10% CaCO3 24%, vermiculite 15% CaCO3 19% were tested with various
contact pressure and sliding speed using pin-on-disc tribometer apparatus. The
variations of contact pressure on tested specimens are 0.25 MPa, 0.5 MPa, 0.75 MPa,
and 1 MPa with 12 m/s constant sliding speed. Variations of sliding speed are 3 m/s,
6 m/s, 9 m/s, 12 m/s with 1 MPa constant contact pressure. The results shows that the
coefficient of friction and specific wear rate increase with the increasing of vermiculite
content. However, the coefficient of friction and specific wear rate decrease with the
increasing of CaCO3 content. The coefficient of friction increases as the contact
pressure received by the brake composite extended, while the coefficient of friction
decreases as the slidding speed received by the composite brake material extended.
The result of SEM test shows that there are differences between the debris of wear test
result and the powder sample from the composite brake material which has been
pounded.
Keywords: Composite brake material, filler, vermiculite, CaCO3, coefficient of
friction, specific wear rate
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
viii
PENGARUH PENGGUNAAN FILLER VERMICULITE DAN CaCO3
TERHADAP KARAKTERISTIK GESEK BAHAN REM KOMPOSIT
Dimas Anugrah Kristanto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,
Indonesia
E-mail: dimaskristanto2@gmail.com
Abstrak
Pengaruh bahan vermiculite dan CaCO3 sebagai filler terhadap nilai koefisien gesek dan
keausan spesifik pada bahan rem komposit telah dilakukan. Bahan rem komposit dengan
kandungan vermiculite 0% CaCO3 34%, vermiculite 5% CaCO3 29%, vermiculite 10%
CaCO3 24%, vermiculite 15% CaCO3 19% diuji dengan variasi tekanan kontak dan
kecepatan gesek dengan menggunakan alat tribometer tipe pin-on-disc. Variasi tekanan
kontak yang diberikan pada spesimen uji sebesar 0.25 MPa, 0.5 MPa, 0.75 MPa, dan 1
MPa dengan kecepatan konstan sebesar 12 m/s. Variasi kecepatan gesek yang diberikan
pada spesimen uji sebesar 3 m/s, 6 m/s, 9 m/s, 12 m/s dengan tekanan kontak konstan
sebesar 1 MPa. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh bahwa nilai koefisien gesek dan
keausan spesifik semakin meningkat seiring dengan bertambahnya kandungan
vermiculite pada bahan rem komposit. Namun, nilai koefisien gesek dan keausan spesifik
semakin menurun seiring dengan bertambahnya kandungan CaCO3 pada bahan rem
komposit. Nilai koefisien gesek semakin meningkat seiring dengan bertambahnya
tekanan kontak, sedangkan nilai koefisien gesek menunjukan penurunan seiring dengan
bertambahnya kecepatan gesek yang diterima oleh spesimen uji bahan rem komposit.
Hasil pengujian SEM terlihat perbedaan morfologi antara debris hasil uji gesek dengan
sampel bubuk dari spesimen uji bahan rem komposit.
Kata kunci: Bahan rem komposit, filler, vermiculite, CaCO3, koefisien gesek,
keausan spesifik
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat karunianya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan judul
PENGARUH PENGGUNAAN FILLER VERMICULITE DAN CaCO3
TERHADAP KARAKTERISTIK GESEK BAHAN REM KOMPOSIT. Skripsi
ini disusun untuk melengkapi salah satu mata kuliah dan sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam menyusun skripsi ini penulis banyak memperoleh bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan
ucapan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Kasih, karena dengan anugrah serta penyertaan-Nya
saya dapat melaksanakan skripsi dengan baik dan lancar.
2. Bapak, mama, dan kakak yang telah memberikan doa dan dorongan serta
motivasi baik moral maupun material sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T. selaku kepala program studi
Teknik Mesin.
4. Bapak Sukmaji Indro Cahyono S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing
akademik.
5. Bapak Dr. Eko Surojo, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I yang
senantiasa memberikan nasehat, arahan, dan bimbingan dalam
menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo M. T. selaku dosen pembimbing II yang
turut serta memberikan arahan dan bimbingan dalam menyelesaikan
skripsi ini.
7. Bapak Dr. Joko Triyono S.T., M.T. selaku kepala laboratorium material
Jurusan Teknik Mesin UNS yang telah membantu kelancaran dalam
menyelesaikan skripsi ini.
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
x
8. Bapak Dr. Nurul Muhayat S.T., M.T. selaku koordinator TA yang telah
membantu kelancaran dalam menyelesaikan skripsi ini.
9. Alfian, Mas Ilham, Mas Andi, Mas Heru, Mas Robby, Mas Hamar
selaku rekan tugas akhir yang selalu memberi masukan.
10. Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin 2013 yang telah banyak
membantu dan memberi dorongan moril serta motifasi sehingga
terselesainya penulisan skripsi ini.
11. Teman-teman Kos Wisma Wiwik Sukarno yang selalu memberi hiburan.
12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu selama penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi masih terdapat
kekurangan. Kritik dan saran dari berbagai pihak akademis maupun umum selalu
penulis harapkan demi kesempurnaan tugas akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga skipsi ini dapat berguna dan bermanfaat
bagi kita semua dan bagi penulis pada khusunya.
Surakarta, Januari 2018
Penulis
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................................................... i
HALAMAN SURAT PENUGASAN TUGAS AKHIR ................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................................. iii
PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS ....................................................................... iv
HALAMAN MOTTO ................................................................................................................. v
HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................................................. vi
ABSTRAK (INGGRIS) ............................................................................................................. vii
ABSTRAK (INDONESIA) ....................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ................................................................................................................ ix
DAFTAR ISI .................................................................................................................................. xi
DAFTAR TABEL ........................................................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................... xiv
DAFTAR RUMUS ....................................................................................................................... xv
DAFTAR NOTASI ...................................................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1
1. 1 Latar Belakang ................................................................................................................. 1
1. 2 Perumusan Masalah ........................................................................................................ 2
1. 3 Batasan Masalah .............................................................................................................. 2
1. 4 Tujuan dan Manfaat ........................................................................................................ 3
1. 5 Sistematika Penelitian .................................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................................ 5
2. 1 Tinjauan Pustaka .............................................................................................................. 5
2. 2 Dasar Teori......................................................................................................................... 6
2. 2. 1 Komposit ................................................................................................................. 6
2. 2. 2 Komponen Penyusun Bahan Rem Komposit ............................................... 6
2. 2. 3 Vermiculite ............................................................................................................. 9
2. 2. 4 Pengujian Keausan ............................................................................................... 9
2. 2. 5 Pengujian SEM ..................................................................................................... 11
BAB III METODELOGI PENELITIAN ........................................................................... 12
3. 1 Tempat Penelitian ........................................................................................................... 12
3. 2 Bahan ................................................................................................................................... 12
3. 2. 1 Serat Kantula ......................................................................................................... 12
3. 2. 2 Phenolic Resin ....................................................................................................... 12
3. 2. 3 CaCO3 ...................................................................................................................... 13
3. 2. 4 NBR .......................................................................................................................... 14
3. 2. 5 Grafit ........................................................................................................................ 14
3. 2. 6 Fly Ash ..................................................................................................................... 15
3. 2. 7 Cashew Dust .......................................................................................................... 15
3. 2. 8 Vermiculite ............................................................................................................. 16
3. 3 Alat Penelitian ................................................................................................................... 16
3. 3. 1 Alat Uji SEM ......................................................................................................... 16
3. 3. 2 Tribometer tipe pin-on-disc ............................................................................... 17
3. 3. 3 Timbangan digital ................................................................................................. 18
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xii
3. 3. 4 Blender .................................................................................................................... 19
3. 3. 5 Rangkaian Relay Heater dan Thermocouple ................................................ 19
3. 3. 6 Oven ......................................................................................................................... 20
3. 3. 7 Mesin Pres .............................................................................................................. 20
3. 3. 8 Saringan Ukuran Mesh 100 dan 200 ............................................................... 21
3. 4 Prosedur Penelitian .......................................................................................................... 21
3. 4. 1 Tahap Persiapan Bahan ....................................................................................... 21
3. 4. 2 Tahap Pembuatan Spesimen .............................................................................. 22
3. 4. 3 Bentuk dan Ukuran Spesimen Uji ................................................................... 24
3. 4. 4 Tahap Pengujian ................................................................................................... 25
3. 5 Metode Analisis Data ...................................................................................................... 26
3. 6 Diagram Alir Penelitian .................................................................................................. 27
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................................. 28
4. 1 Hasil Pengujian Koefisien Gesek ................................................................................ 28
4. 1. 1 Pengaruh Tekanan Kontak Terhadap Koefisien Gesek Bahan Rem
Komposit ................................................................................................................ 28
4. 1. 2 Pengaruh Kecepatan Gesek Terhadap Koefisien Gesek Bahan Rem
Komposit ............................................................................................................... 31
4. 2 Pengujian Keausan Spesifik .......................................................................................... 33
4. 3 Perbandingan Debris Hasil Pengujian Gesek Dengan Sampel Bubuk
Bahan Rem Komposit ..................................................................................................... 35
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 38
5. 1 Kesimpulan ........................................................................................................................ 38
5. 2 Saran .................................................................................................................................... 38
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 39
LAMPIRAN .................................................................................................................................. 44
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Formula Bahan Rem Komposit .................................................................9
Tabel 3. 1 Komposisi Spesimen Bahan Rem Komposit ..................................................... 22
Tabel 4. 1 Hasil EDS Sampel Bubuk dan Debris Spesimen Uji V15C19 ..................... 36
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Tribometer Tipe Pin-on-disc .............................................................................. 10
Gambar 3. 1 Bahan Serat Cantula ............................................................................................. 12
Gambar 3. 2 Bahan Phenolic Resin .......................................................................................... 13
Gambar 3. 3 Bahan CaCO3 .......................................................................................................... 13
Gambar 3. 4 Bahan NBR ............................................................................................................. 14
Gambar 3. 5 Bahan Grafit ............................................................................................................ 14
Gambar 3. 6 Bahan Fly Ash ........................................................................................................ 15
Gambar 3. 7 Bahan Cashew Dust .............................................................................................. 15
Gambar 3. 8 Bahan Bubuk Vermiculite ................................................................................... 16
Gambar 3. 9 Mesin SEM.............................................................................................................. 17
Gambar 3. 10 Tribometer Tipe Pin-on-disc ........................................................................... 17
Gambar 3. 11 Timbangan Digital .............................................................................................. 18
Gambar 3. 12 Blender ................................................................................................................... 19
Gambar 3. 13 Rangkaian relay heater dan thermocouple .................................................. 19
Gambar 3. 14 Oven ........................................................................................................................ 20
Gambar 3. 15 Mesin Pres ............................................................................................................. 20
Gambar 3. 16 Saringan Ukuran Mesh 100 dan 200 ............................................................. 21
Gambar 3. 17 Cetakan dan Penekan Spesimen Uji Keausan. ........................................... 23
Gambar 3. 18 Pres Panas Spesimen Uji Keausan. ................................................................ 23
Gambar 3. 19 Bentuk dan dimensi spesimen uji bahan rem komposit ........................... 24
Gambar 3. 20 Pengujian koefisien gesek bahan rem komposit ........................................ 25
Gambar 3. 21 Diagram Alir Penelitian .................................................................................... 27
Gambar 4. 1 Pengaruh tekanan kontak terhadap koefisien gesek bahan rem
komposit ................................................................................................................... 28
Gambar 4. 2 Skema ilustrasi peningkatan area kontak diiringi dengan peningkatan
tekanan kontak pada permukaan bahan rem komposit (tampak
samping) ................................................................................................................... 29
Gambar 4. 3 Skema ilustrasi peningkatan area kontak diiringi dengan peningkatan
tekanan kontak pada permukaan bahan rem komposit ............................... 30
Gambar 4. 4 Pengaruh kecepatan gesek terhadap koefisien gesek bahan rem
komposit ................................................................................................................... 31
Gambar 4. 5 Skema ilustrasi peningkatan partikel debris diiringi dengan
bertambahnya kecepatan gesek pada permukaan bahan rem
komposit (tampak samping) ............................................................................... 32
Gambar 4. 6 Hasil SEM yang menunjukkan terdapatnya serat cantula pada
spesimen bahan rem komposit ...............................................................33
Gambar 4. 7 Pengaruh filler vermiculite dan CaCO3 terhadap nilai keausan
spesifik bahan rem komposit ............................................................................. 34
Gambar 4. 8 Hasil SEM debris spesimen uji V15C19 ........................................................ 35
Gambar 4. 9 Hasil SEM sampel bubuk spesimen uji V15C19 ......................................... 37
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xv
DAFTAR RUMUS
Persamaan 2. 1 Rumus Keausan Spesifik .............................................................................. 10
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvi
DAFTAR NOTASI
K = Keausan spesifik (mm3/Nm)
∆� = Perubahan volume pin (mm3)
F = Beban statis (Newton)
L = Jarak gesek (m)
-
library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Hasil uji koefisien gesek ...................................................................................... 44
Lampiran 2. Hasil uji keausan spesifik .................................................................................... 52
Lampiran 3. Perhitungan komposisi bahan ............................................................................ 53
Lampiran 4. Tabel densitas bahan ............................................................................................. 54
Halaman Awal.pdf (p.1-17)
top related