karakterisasi dan pembuatan kampas kopling …eprints.ums.ac.id/28970/1/halaman_depan.pdfjurusan...
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
KARAKTERISASI DAN PEMBUATAN KAMPAS KOPLING SEPEDA MOTOR DENGAN VARIASI
BAHAN SERAT SABUT KELAPA, SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA, SERBUK
TEMBAGA DAN RESIN POLYESTER
Diajukan untuk memenuhi tugas Dan Syarat- Syarat Guna memperoleh Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun:
WASIT D 200 09 0003
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
ii
iii
iv
v
vi
MOTTO
Man Jada WaJadda
“Barangsiapa bersungguh-sungguh pasti akan mendapatkan
hasil yang di inginkan”
”where there is a will there is a way !”
sebagaimana yang telah di firmankan oleh Allah dalam kitab
suci Al-Quran bahwa Allah tidak akan mengubah nasib suatu
kaum sampai kaum itu sendiri yang mengubah nasib atau
keadaan yang ada pada dirinya (QS Ar-Ra’d 11).
Tidak ada hal yang sulit jika kita mau berusaha dengan kerja keras, kerja cerdas dan kerja ikhlas, yang penting ada
kemauan dan ada kesungguhan.
(WASIT)
vii
KARAKTERISASI DAN PEMBUATAN KAMPAS KOPLING SEPEDA MOTOR DENGAN VARIASI BAHAN SERAT SABUT KELAPA, SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA, SERBUK
TEMBAGA DAN RESIN POLYESTER
Wasit, Pramuko Ilmu Purboputro, Bambang Waluyo F Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. YaniTromol Pos I Pabelan, Kartosuro email : [email protected]
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi variasi serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin poliester terhadap kekuatan aus dan kekerasan dari spesimen kampas kopling, dan mempengaruhi pengaruh komposisi bahan terhadap sifat fisik dari kampas kopling dengan struktur mikro.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin poliester. Kemudian dalam pembuatan dilakukan proses kompaksi dengan gaya sebesar 2 ton dan ditahan selama 60 menit. Setelah mencapai holding time yang di inginkan, dies dimasukkan kedalam oven dan dilakukan proses sintering dengan suhu 130ºc selama 40 menit dan specsimen dikeluarkan dari cetakan. Setelah didapat sembilan spesimen kampas kopling variasi serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin poliester lalu dilakukan proses pengujian kekerasan Brinell dan pengujian keausan kemudian dilakukan foto struktur mikro untuk melihat kepadatan dan sifat masing-masing bahan penyusun spesimen kampas kopling sepeda motor.
Hasil pengujian ini menunjukkan bahwa komposisi bahan dengan fraksi berat serbuk tembaga sebesar 20 %, serbuk arang tempurung kelapa sebesar 20 %, serat sabut kelapa sebesar 20 % dan resin polyester 40% didapat harga kekerasan 20,642 kg/mm2, harga keausan uji kering sebesar 0,21 mm/jm dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,15 mm/jm. Sehingga mendekati harga kampas kopling indopart dengan harga kekerasan 13,248 kg/mm2, harga keausan uji kering sebesar 0,22 mm/jm dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,17 mm/jm.
Kata kunci : kampas kopling, serbuk tembaga, serat sabut kelapa.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum WR, WB
Syukur alhamdulilah, segala puji bagii Allah SWT, atas segala
rahmat, taufik dan hidayahnya, sehingga penyusunan laporan penelitian
ini dapat terselesaikan.
Sholawat serta salam semoga selalu dilimpahkan kepada Nabi
Muhammad SAW, yang telah menyampaikan risalah kepada seluruh umat
manusia diseluruh muka bumi dan membawa merekan yang tersesat
kejalan yang diberkati oleh Allah SWT.
Tugas Akhir berjudul “KARAKTERISASI DAN PEMBUATAN
KAMPAS KOPLING SEPEDA MOTOR DENGAN VARIASI BAHAN
SERAT SABUT KELAPA, SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA,
SERBUK TEMBAGA DAN RESIN POLYESTER” dapat terselesaikan
atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini,
penulis dengan segala ketulusan dan keiklasan hati ingin menyampaikan
terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph. D. selaku Dekan
2. Bapak Tri Widodo Besar, MT. Msc. Ph.D selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin
3. Bapak Ir. Pramuko Iimu P, MT selaku pembimbing utama
tugas akhir ini
4. Bapak Bambang Waluyo F, ST. MT selaku pembimbing
pendamping
5. Bapak Ir. Sartono Putro, MT selaku pembimbing Akademik
6. Bapak Bambang Waluyo F, ST. MT yang menyediakan alat
dan tempat untuk menunjang kelancaran penelitian
7. Kedua orang tua yang tidak henti hentinya berdoa dan
memberi dukungan agar penelitian ini berjalan lancar.
ix
8. Semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT
membalas kebaikan nya.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari
kesempurnaan oleh karena itu kritik dan saranyang bersifat membangun
dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati.
Surakarta, ....Maret 2014
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul .................................................................................. i
Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................. ii
Halaman Persetujuan ....................................................................... iii
Halaman Pengesahan ...................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................. v
Lembar Motto dan Persembahan...................................................... vi
Abstraksi ........................................................................................... vii
Kata Pengantar ................................................................................ viii
Daftar Isi .......................................................................................... x
Daftar Gambar ................................................................................. xiii
Daftar Tabel ..................................................................................... xv
Daftar Simbol ................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ........................................................... 1
1.2. Tujuan Penelitian ....................................................... 2
1.3. Manfaat Penelitian ..................................................... 3
1.4. Batasan Masalah ...................................................... 3
1.5. Sistematika Penulisan ………………………………. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kajian Pustaka ............................................................ 6
2.2. Landasan Teori ........................................................... 7
2.2.1. Prinsip Kerja Kopling Plat.................................. 7
2.2.2. komposit ………………………........................... 8
2.2.3. Metalurgi Serbuk ………………….………......... 11
2.2.4. Matrik……………………………......................... 12
2.2.5. Serat........................……..…………………….... 14
2.2.6. Proses Kompaksi………………………………... 15
2.2.7. Proses Sintering.................……………………. .16
xi
2.2.8. Tembaga Sebagai Bahan Penyusun……........ 17
2.2.9. Serat Sabut Kelapa...............….…………......... 18
2.2.10.Resin ……………………...…………..……......... 19
2.2.11.Arang Tempurung Kelapa ……………………… 22
2.2.12.Hardness (kekerasan) ………………………… 23
2.2.13. Pengujian Kekerasan Brinell …………………. 24
2.2.14. Koefisien Gesek ....................…………………. 26
2.2.15. Keausan........................................................... 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian .................................................. 35
3.2. Bahan dan Alat ............................................................ 38
3.2.1. Bahan Penyusun Kampas Kopling .................. 38
3.2.2. Alat Penelitian .................................................. 42
3.2.3. Proses Pembuatan Sampel …..……………...... 50
3.3. Instalasi Pengujian ...................................................... 51
3.3.1. Alat Uji Kekerasan Brinell ................................. 51
3.3.2. Alat Uji Gesek ................................................. 55
3.3.3. Alat Uji Foto Mikro ……………………………... 56
3.4. Pengukuran Hasil Pengujian ....................................... 58
3.5. Sampel ...................................................................... 58
3.6. Lokasi Penelitian ....................................................... 59
3.7. Rancangan Analisis Data............................................ 59
3.8. Kesulitan ..................................................................... 60
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Keausan …………………………… 62
4.1.1. Pengujian Keausan Kering................................ 62
4.1.2. Pengujian Keausan Pengaruh Oli.................... 63
4.2. Hasil Perhitungan Koefisien Gesek.............................. 65
4.2.1. Perhitungan Koefisien Gesek Kering................. 65
4.2.2. Perhitungan Koefisien Gesek Pengaruh Oli..... 66
4.3. Data Hasil Pengujian Brinell ........................................ 67
xii
4.4. Data Hasil Mencari waktu sentuh…………………........ 69
4.4.1 Hasil Mencari waktu sentuh Saat Uji Kering..... 69
4.4.2 Hasil Mencari waktu sentuh Uji Oli .................. 71
4.5. Data Temperatur Kampas Kopling Saat Gesekan....... 73
4.5.1. Temperatur Saat Uji Kering.............................. 73
4.5.2. Temperatur Saat Uji Oli ................................... 75
4.6. Hasil Foto Mikro Spesimen......................................... 77
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .................................................................. 81
5.2. Saran ........................................................................... 82
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komponen Tipe Plat Kopling Banyak.......................... 8
Gambar 2.2 Fibrous Composite..................................................... 10
Gambar 2.3 Particulate Coposite.................................................... 10
Gambar 2.4 Laminated Composite................................................. 11
Gambar 2.5 Jenis Kompositiperkuat Serat .................................... 15
Gambar 2.6 Proses Kompaksi........................................................ 16
Gambar 2.7 Skematis Prinsip Metode Brinell.................................. 25
Gambar 2.8 Keausan....................………………............................. 29
Gambar 2.9 Keausan Metode Abrasive........................................ 30
Gambar 2.10 Mekanisme Keausan Lelah....................................... 31
Gambar 2.11 Mekanisme Keausan Oksidasi................................... 32
Gambar 2.12 Mekanisme Keausan Erosi.......................................... 32
Gambar 3.1 Skema Diagram Alir ..................................................... 35
Gambar 3.2 Serat Sabut Kelapa ………........................................... 37
Gambar 3.3 Serbuk Tembaga ........................................................ 38
Gambar 3.4 Arang Tempurung Kelapa ........................................ 38
Gambar 3.5 Resin Polyester dan Katalis . ...................................... 39
Gambar 3.6 Dexton Plastic Stell Epoxy .......................................... 40
Gambar 3.7 Plat Kampas Kopling…………………….. .................... 41
Gambar 3.8 Alat MBT Sieve Shaker AG-515 ................................ 41
Gambar 3.9 Timbangan Digital ....................................................... 42
Gambar 3.10 Dies (cetakan) …................................ ………………... 42
Gambar 3.11 Gelas dan Sendok ..................................................... 43
Gambar 3.12 Alat Suntik .............................................................. 43
Gambar 3.13 Mesin Press ........................................................... 44
Gambar 3.14 Oven ...................................................................... 45
Gambar 3.15 Infrared Thermometer ............................................. 45
Gambar 3.16 igital Thacometer................ ...................................... 46
xiv
Gambar 3.17 Clamp Meter............................................................... 46
Gambar 3.18 Vernier Caliper ......................................................... 47
Gambar 3.19 Alat Uji Brinell .......................................................... 54
Gambar 3.20 Tombol Pemilihan Beban uji Brinell............................ 49
Gambar 3.21 Jarum Penunjuk Alat Uji Brinell.................................. 50
Gambar 3.22 Tombol Start Alat Uji Brinell....................................... 51
Gambar 3.23 Alat Pengujian Gesek................................................ 52
Gambar 3.24 Alat Inverted metalurgy Microscope.......................... 52
Gambar 3.25 Mikroskop................................................................. 53
Gambar 3.26 Sampel Kampas Kopling.......................................... 54
Gambar 4.1 Histogram Hasil uji Keausan Kering........................ 56
Gambar 4.2 Histogram Hasil uji Keausan Pengaruh Oli................ 57
Gambar 4.3 Histogram Perbandinga uji keausan kering dan oli... 58
Gambar 4.3 Histogram Hasil koefisien gesek kering...................... 59
Gambar 4.4 Histogram Hasil koefisien gesek oli ........................... 60
Gambar 4.5 Histogram Perbandinga gesek uji kering dan oli... .... 60
Gambar 4.6 Histogram Hasil uji kekerasan.................................... 62
Gambar 4.7 Histogram tsentuh Kering............................................ 64
Gambar 4.8 Histogram tsentuh pengaruh oli.................................. 65
Gambar 4.9 Histogram perbandingan tsentuh Kering dan ol.......... 66
Gambar 4.10 Histogram Hasil Temperatur uji kering...................... 67
Gambar 4.11 Histogram Hasil Temperatur uji oli............................ 68
Gambar 4.12 Histogram Perbandingan Temperatur oli dan kering....69
Gambar 4.13 Foto Mikro Variasi Bahan 1…………………….....…… 70
Gambar 4.14 Foto Mikro Variasi Bahan 2 .…................................... 71
Gambar 4.15 Foto Mikro Variasi Bahan 3 …………..……………...... 72
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar Nilai Koefisien Gesek …………….....….......... 28
Tabel 3.1 Sifat Resin Polyester ……………………………….....… 39
Tabel 4.1 Hasil Penelitian Keausan Uji kering............................. 56
Tabel 4.2 Hasil Penelitian Keausan Uji Oli................................. 57
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Koefisien Gesek Uji Kering .......... 58
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Koefisien Gesek Uji Oli.................. 59
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kekerasan Brinnel.............................. 61
Tabel 4.6 Data Hasil mencari tsentuh Pengujian Kering............... 63
Tabel 4.7 Data Hasil mencari tsentuh Pengujian kering Indopart... 63
Tabel 4.8 Data Hasil mencari tsentuh Pengujian pengaruh Oli...... 64
Tabel 4.9 Data Hasil mencari tsentuh pengaruh Oli Indopart..........65
Tabel 4.10 Data temperatur Uji Kering ........................................ 66
Tabel 4.10 Data temperatur Uji Pengaruh Oli .............................. 68
xvi
DAFTAR SIMBOL
P = Daya (Watt)
V = Tegangan (Volt)
I = Kuat arus (Ampere)
µ = Koefisien gesek
ro3 = Radius luar injakan kampas kopling (mm)
ri 3 = Radius dalam injakan kampas kopling (mm)
ro2 = Radius Luar Cetakan (mm)
ri2 = Radius Dalam Cetakan (mm)
F = Gaya gesek (Newton)
n = Gaya normal (Newton)
T = Torsi (kg/mm)
n = Putaran (rpm)
p = Tekanan (kg/mm2)
A = Luasan kampas (mm2)
BHN = Brinell Hardness Number (HB)
p = gaya injakan (Newton atau kgf)
D = diameter penetrator (mm)
d = diameter hasil injakan (mm)
WR = keausan (mm/jam)
X1 = tebal awal (mm)
X2 = tebal akhir (mm)
T = durasi (jam)
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
� DATA HASIL PENELITIAN KEAUSAN VARIASI SERBUK
TEMBAGA, SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA, SERAT
SABUT KELAPA, DAN RESIN POLYESTER (MM/JAM)
� HASIL PERHITUNGAN DAYA (WATT)
� DATA HASIL PERHITUNGAN KOEFISIEN GESEK (µ)
� HASIL PENGUJIAN KEKERASAN BRINELL
xviii
KARAKTERISASI DAN PEMBUATAN KAMPAS KOPLING SEPEDA MOTOR DENGAN VARIASI BAHAN SERAT SABUT KELAPA, SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA, SERBUK
TEMBAGA DAN RESIN POLYESTER
Wasit, Pramuko Ilmu Purboputro, Bambang Waluyo F Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. YaniTromol Pos I Pabelan, Kartosuro email : [email protected]
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi variasi serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin poliester terhadap kekuatan aus dan kekerasan dari spesimen kampas kopling, dan mempengaruhi pengaruh komposisi bahan terhadap sifat fisik dari kampas kopling dengan struktur mikro.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin poliester. Kemudian dalam pembuatan dilakukan proses kompaksi dengan gaya sebesar 2 ton dan ditahan selama 60 menit. Setelah mencapai holding time yang di inginkan, dies dimasukkan kedalam oven dan dilakukan proses sintering dengan suhu 130ºc selama 40 menit dan specsimen dikeluarkan dari cetakan. Setelah didapat sembilan spesimen kampas kopling variasi serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin poliester lalu dilakukan proses pengujian kekerasan Brinell dan pengujian keausan kemudian dilakukan foto struktur mikro untuk melihat kepadatan dan sifat masing-masing bahan penyusun spesimen kampas kopling sepeda motor.
Hasil pengujian ini menunjukkan bahwa komposisi bahan dengan fraksi berat serbuk tembaga sebesar 20 %, serbuk arang tempurung kelapa sebesar 20 %, serat sabut kelapa sebesar 20 % dan resin polyester 40% didapat harga kekerasan 20,642 kg/mm2, harga keausan uji kering sebesar 0,21 mm/jm dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,15 mm/jm. Sehingga mendekati harga kampas kopling indopart dengan harga kekerasan 13,248 kg/mm2, harga keausan uji kering sebesar 0,22 mm/jm dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,17 mm/jm.
Kata kunci : kampas kopling, serbuk arang tempurung kelapa, serat sabut kelapa.