i

TUGAS AKHIR

PENGARUH WAKTU SINTERING PADA PEMBUATAN BRAKEPAD DENGAN MATRIKS

PHENOLIC RESIN

Disusun :

RIZKY ADRIANTO NIM : D200 080 050

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

ii

iii

iv

v

MOTTO

“Think Different”, mampu menjadi sesuatu yang simpel,

namum memiliki arti mendalam

(Rizky Adrianto)

“Diperlukan waktu dua puluh tahun untuk membangun

reputasi dan lima menit untuk melenyapkannya. Jika

memikirkan hal ini, anda akan melakukan segala

sesuatunya secara berbeda” (Warren Buffett)

“Inovasi adalah alasan yang membedakan seorang pemimpin

dan pengikut” (Steve Jobs)

vi

PENGARUH WAKTU SINTERING PADA PEMBUATAN BRAKEPAD DENGAN MATRIKS PHENOLIC RESIN

Rizky Adrianto, M Alfatih Hendrawan

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

email : rizkyadrianto13@gmail.com

ABSTRAKSI

Kampas rem merupakan salah satu komponen dari kendaraan bermotor yang berfungsi menghentikan laju kendaraan sepeda motor. Saat laju kendaraan berkecepatan tinggi kampas rem memiliki peranan penting, bahkan keselamatan pengendara tergantung dari kualitas kampas rem tersebut. Tujuan penelitian ini adalah membandingkan kampas rem variasi suhu sintering dengan kampas pasaran merk Indopart.

Peneliti akan mengadakan penelitian diawali dengan pembuatan kampas bervariasi waktu sintering dengan bahan yaitu fiberglass, serbuk alumunium, serbuk kuningan, graphite, kalsium karbonat, barium sulfat, dan phenolic resin. Setelah itu mencampur bahan kampas rem sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. Kemudian diberi tekanan sekaligus dipanaskan (sintering) dengan beban 7,5 ton selama 7 menit dengan variasi waktu sintering 60 menit, 90 menit dan 120 menit, dengan suhu 200ºC. Kemudian diuji gesek dengan beban 15 kg selama 60 menit dengan uji kering, penyemprotan air, dengan standart pengujian SNI 09-2663-1992 lalu dihitung keausan dan koefisien geseknya, dan diuji kekerasan dengan menggunakan alat Durometer.

Dari hasil penelitian keausan rata-rata bahwa kampas rem Indopart lebih rendah dan lebih baik dari kampas rem dengan variasi waktu sintering pada uji gesek selama 60 menit. Koefisien gesek kampas rem Indopart lebih tinggi dibandingkan dengan kampas rem dengan variasi waktu sintering pada uji gesek selama 60 menit, nilai koefisien gesek Indopart tertinggi sebesar 0.67 sedangkan yang mendekati sebesar 0.63 pada kampas rem dengan variasi waktu 60 menit dengan suhu 200°C pada pengujian kering. Nilai kekerasan kampas rem Indopart lebih baik dibandingkan dengan kampas rem dengan variasi waktu sintering sebesar 94 Shore D, sedangkan nilai kekerasan yang mendekati pada kampas rem dengan variasi waktu sintering 120 menit dengn suhu sintering 200°C sebesar 91 Shore D

Kata kunci : kampas rem, suhu sintering, uji gesek, kekerasan

vii

PENGARUH WAKTU SINTERING PADA PEMBUATAN BRAKEPAD DENGAN MATRIKS PHENOLIC RESIN

Rizky Adrianto, M Alfatih Hendrawan

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

email : rizkyadrianto13@gmail.com

ABSTRAKSI

Brake is one component of a motor vehicle which serves to stop the vehicle speed motorcycle. When the rate of high-speed vehicle brake has an important role, even the safety of the rider depends on the quality of the brake lining. The purpose of this study was to compare the brake lining sintering temperature variations with a market canvass Indopart brands.

Researchers will conduct research begins with making canvass sintering time varies with materials such as fiberglass, aluminum powder, brass powder, graphite, calcium carbonate, barium sulfate, and phenolic resin. After that mix the brake lining material in accordance with a predetermined composition. Then given the pressure while heated (sintering) with a load of 7.5 tons for 7 minutes with a variation of sintering time of 60 minutes, 90 minutes and 120 minutes, with a temperature of 200ºC. Then tested friction with a load of 15 kg for 60 minutes with dry test, spraying of water, with a standard testing SNI 09-2663-1992 then calculated wear and coefficient geseknya, and tested by using a Durometer hardness.

From the research that the average wear of the brake lining Indopart lower and better than the brake with the sintering time variation in the friction test for 60 minutes. The coefficient of friction brake Indopart higher than the brake with the variation of sintering time on tests of friction for 60 minutes, the coefficient of friction Indopart high of 0.67 while that approach amounted to 0.63 on the brake with a variation of 60 minutes at a temperature of 200 ° C on a test dry , Hardness values Indopart brake better than the brake with the variation of sintering time of 94 Shore D, while the value of hardness approaching the brake with the variation of sintering time of 120 minutes with less sintering temperature of 200 ° C for 91 Shore D

Keywords: brake, sintering temperature, swipe test, hardness

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas akhir berjudul “Pengaruh Waktu Sintering Pada

Pembuatan Brakepad Dengan Matriks Phenolic Resin “, dapat

terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada

kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin

menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-

besarnya kepada :

1. Ir. Sri Sunarjono, MT Ph.d. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik

Mesin.

3. M. Alfatih Hendrawan, ST, MT. Selaku pembimbing utama yang telah

memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini

dapat terselesaikan.

4. Bapak Dan Ibu tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta,

dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada

penulis.

5. Eka Irma Pratiwi, Apt. kakak tercinta yang selalu memberikan

semangat dan doa untuk terus maju.

6. Ika Mubarokah, S.Psi. terima kasih untuk Do’a, dukungan, motivasi,

dan kasih sayangnya kepada penulis.

7. Keluarga Bapak, Ibu Bambang Waluyo Febriantoko, ST, MT. terima

kasih atas tempat praktek dan waktunya semoga kebaikan

kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin

ix

8. Sunarno, ST Dan Suwarno, ST. Teman angktan 2008, terima kasih

atas bantuan dan dukungannya selama ini, semoga kebaikan kalian

mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin

9. Teman-teman satu tim Totok Susilo Prasetyo, Darmawan Budianto,

Supriyanto, Eko Susilo, Lanang Bagus Yulqa, terimakasih untuk

semangat, kerja keras dan kerjasamanya.

10. Choirul Listianto, ST angkatan 2007, yang selalu memberikan

masukan – masukan yang dapat penulis terima, dan dapat

menyelesaikan tugas akhir ini sampai selesai.

11. Team rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2008

12. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu – persatu yang telah

membantu penulis, semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari

Allah SWT. Amin.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca

sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi penulis dan orang lain.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Februari 2016

Penulis

x

DAFTAR ISI

Hal

Halaman Judul .................................................................................. i

Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................. ii

Halaman Persetujuan ....................................................................... iii

Halaman Pengesahan ...................................................................... iv

Lembar Motto dan Persembahan....................................................... v

Abstrak ............................................................................................. vi

Kata Pengantar ................................................................................ vii

Daftar Isi .......................................................................................... ix

Daftar Gambar ................................................................................. xi

Daftar Tabel ..................................................................................... xiii

Daftar Simbol ................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ........................................................... 1

1.2. Tujuan Penelitian ....................................................... 2

1.3. Manfaat Penelitian ..................................................... 2

1.4. Batasan Masalah ........................................................ 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka ........................................................ 4

2.2. Landasan Teori ........................................................... 5

2.2.1. Rem ................................................................. 5

2.2.2. Gesekan ........................................................... 11

2.2.3. Gesekan Statik ................................................. 12

2.2.4. Gesekan Kinetik ............................................... 14

2.2.5. Koefisien Gesek ............................................... 15

2.2.6. Keausan ........................................................... 17

2.2.7. Kekerasan ........................................................ 20

2.2.8. Proses Kompaksi ............................................ 23

2.2.9. Sintering .......................................................... 24

2.2.10. Komposit .......................................................... 28

xi

2.2.11. Serat ................................................................ 31

2.2.12. Matrik ............................................................... 33

2.2.13. Fiberglass ........................................................ 34

2.2.14. Barium Sulfat ................................................... 35

2.2.15. Alumunium ....................................................... 36

2.2.16. Kuningan .......................................................... 36

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Rancangan Penelitian .................................................. 39

3.2. Bahan dan Alat ............................................................ 42

3.2.1. Bahan ................................................................ 42

3.2.2. Alat .................................................................... 47

3.3. Instalasi Pengujian ...................................................... 53

3.3.1. Alat Uji Gesek ................................................... 53

3.3.2. Alat Uji Kekerasan ........................................... 55

3.4. Spesimen Uji ............................................................... 55

3.5. Lokasi Penelitian ......................................................... 57

3.6. Prosedur Penelitian ..................................................... 57

3.7. Analisis Data ................................................................ 60

3.8. Kesulitan ..................................................................... 61

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian dan Analisa......................................... 62

4.1.1. Hasil Pengujian Keausan Rata-rata.................. 62

4.1.2. Hasil Pengujian Koefisien Gesek .................... 66

4.1.3. Hasil Pengujian Kekerasan Durometer ............ 70

4.2. Analisis Data ................................................................ 65

4.3. Pembahasan ................................................................ 70

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .................................................................. 72

5.2. Saran ........................................................................... 73

DAFTAR PUSTAKA

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rem Tromol ................................................................ 7

Gambar 2.2 Brake Shoe dan Lining Rem Tromol ........................... 8

Gambar 2.3 Rem Cakram ............................................................... 10

Gambar 2.4 Uji Gesek Kampas Rem ............................................. 16

Gambar 2.5 Keausan Abrasif ......................................................... 18

Gambar 2.6 Keausan Adhesive ...................................................... 19

Gambar 2.7 Keausan Lelah ............................................................ 20

Gambar 2.8 Keausan Korosif ......................................................... 21

Gambar 2.9 Pengukuran Kekerasan dengan Durometer ............. 22

Gambar 2.10 Proses Kompaksi........................................................ 24

Gambar 2.11 Proses Pemadatan Sintering...................................... 26

Gambar 2.12 Fibrous Composites..... .............................................. 30

Gambar 2.13 Particulate Composite................................................. 31

Gambar 2.14 Laminated Composites ............................................... 31

Gambar 2.15 Jenis-jenis Komposit Serat.......................................... 32

Gambar 2.16 Fiberglass ................................................................... 35

Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Penelitian ................................... 40

Gambar 3.2 Fiberglass ................................................................... 42

Gambar 3.3 Resin Powder Paraformaldehyde................................ 43

Gambar 3.4 Serbuk Kuningan ……................................................. 43

Gambar 3.5 Serbuk Aluminium........................................................ 44

Gambar 3.6 Barium Sulfat............................................................... 44

Gambar 3.7 Graphite……………………......................................... 45

Gambar 3.8 Calsium Carbonat ....................................................... 45

Gambar 3.9 Resin Epoxy................................................................ 46

Gambar 3.10 Plat Kampas Honda................................................... 46

Gambar 3.11 Mesin Press ................................................................ 47

Gambar 3.12 Cetakan Kampas Rem Honda…………………………. 48

Gambar 3.13 Heater…….................................................................. 48

Gambar 3.14 Thermocontrol............................................................. 49

xiii

Gambar 3.15 Non-Contact Infrared Thermometer ........................... 49

Gambar 3.16 Digital Tachometer ..................................................... 50

Gambar 3.17 Digital Clamp Meter .................................................... 51

Gambar 3.18 Vernier Caliper ........................................................... 51

Gambar 3.19 Timbangan Digital ...................................................... 52

Gambar 3.20 Oven ........................................................................... 52

Gambar 3.21 Mixer Bahan................................................................ 53

Gambar 3.22 Alat Pengujian Gesek.................................................. 54

Gambar 3.23 Instalasi Pengujian Gesek ......................................... 54

Gambar 3.24 Alat Pengujian Kekerasan Durometer ........................ 55

Gambar 3.25 Kampas Rem Indopart................................................ 56

Gambar 3.26 Kampas Rem Variasi Suhu Sintering.......................... 57

Gambar 4.1 Histogram Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas

Rem Pada Pengujian Kering ...................................... 62

Gambar 4.2 Histogram Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas

Rem Pada Pengujian Basah....................................... 64

Gambar 4.3 Histogram Hasil Keseluruhan Penelitian Keausan Rata-rata

Kampas Rem Pada Pengujian Gesek........................ 65

Gambar 4.4 Histogram Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada

Pengujian Kering......................................................... 67

Gambar 4.5 Histogram Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada

Pengujian Basah ........................................................ 68

Gambar 4.6 Histogram Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas

Rem Pada Pengujian Gesek ..................................... 69

Gambar 4.7 Histogram Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas

Rem Pada Pengujian Gesek ..................................... 70

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Komposisi Material Kampas Rem ................................ 56

Tabel 4.1 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada

Pengujian Kering ......................................................... 62

Tabel 4.2 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada

Pengujian Basah ......................................................... 63

Tabel 4.3 Hasil Keseluruhan Penelitian Keausan Rata-rata Kampas

Rem Pada Pengujian Gesek ………............................. 66

Tabel 4.4 Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian

Kering .......................................................................... 66

Tabel 4.5 Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian

Basah............................................................................ 68

Tabel 4.6 Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas Rem Pada

Pengujian Gesek…………………................................. 69

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Kekerasan Durometer pada kampas rem………………………………………………. 70

xv

DAFTAR SIMBOL

P = Daya (Watt)

V = Tegangan (Volt)

I = Kuat arus (Ampere)

μ = Koefisien gesek

F = Gaya gesek (Newton)

n = Gaya normal (Newton)

T = Torsi (kg.mm)

n = Putaran (rpm)

p = Beban (kg)

rc = Radius luar injakan (mm)

A = Luasan kampas (mm2)

S = Keliling cakram yang tidak terkena injakan (mm)

rd = Radius injakan (mm)

P = gaya injakan (Newton atau kgf)

D = diameter penetrator (mm)

d = diameter hasil injakan (mm)