pengujian performa kampas rem non asbes variasi
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
PENGUJIAN PERFORMA KAMPAS REM NON ASBES VARIASI CALCIUM CARBONATE
DENGAN PEREKAT PHENOLIC RESIN
Disusun :
SUPRIYANTO NIM : D200080086
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PENGUJIAN PERFORMA KAtIfrPAS REIiI ,{ON, ASBES VARIASI CALCIUMCARBONATE DENGAN PEREKN PHENOLIC RES,,V
yang dibuat untuk memenuhi syarat memperoleh derajat sarjana 51 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi
dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk
mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah
Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya
saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Maret 2016
SUPRIYANTO
Yang menyatakan
W
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul "Pengujian Performa Kampas Rem non Asbes
Variasi Calcium Carbonate dengan Perckat Phenolic Resin', telah
disetujui Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh derajat sarjana 51 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : SUPRIYANTO
NIM : D200080086
Disetujui pada
Hari : Se n,,t
Tanggal , lY hAqret 1o tb
Pembimbing Utama
Bambanq W. Febriantoko. ST.. MT
t1t
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul "Pengujian Performa Kampas Rem non Asbes
Variasi Calcium Carbonate dengan Perekat Phenolic Resir?", telah
dipertahankan dihadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk
memenuhi syarat memperoleh derajat sarjana 51 pada Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Khua Jurusan,It-t aJ-V'
-/TriWidodo Besar R. ST. M.Enq. Ph.D
iv
Nama
NIM
: SUPRIYANTO
: D200080086
Disetujui pada
Hari , Scn-*
Tanggal , L? tt\qYzL Zoib
Tim Penguji :
Ketua : Bambang W. Febriantoko, ST., MT
Anggota 1 : Joko Sedyono, Ph.D
Anggota 2 : lr. Pramuko llmu Purboputro, MTb
v
MOTTO
Yakin dan Ikhlas Adalah Kunci Dari Segala
Permasalahan Yang Kita Hadapi
Kemauan Untuk Mengenal Serta Memahami Akan
Menjadikan Kita Sukses
Kesempatan Tidak Hanya Datang Sekali,
Bahkan Berkali-kali
Tetapi Apakah Kita Akan Memilih Menunggu Sampai
Kesempatan Yang Terakhir ??
( Supriyanto )
vi
PENGUJIAN PERFORMA KAMPAS REM NON ASBES VARIASI CALCIUM CARBONATE DENGAN PEREKAT PHENOLIC
RESIN
Supriyanto, Bambang W. Febriantoko Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura email : [email protected]
ABSTRAKSI
Kampas rem merupakan salah satu komponen kendaraan bermotor yang berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan laju kendaraan khususnya kendaraan darat. Terutama pada saat kendaraan berkecepatan tinggi fungsi kampas rem memiliki peranan penting, bahkan keselamatan jiwa manusia tergantung pada keampuhan dari bahan kampas rem. Maka diperlukan rancangan khusus pada bahan kampas tersebut.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk aluminium,
serbuk karbon, serat fiberglass, serbuk kuningan, graphite, barium sulfat, CaCO3 dan phenolic resin sebagai pengikatnya. Pembuatan kampas rem dipress dengan beban 7,5 ton selama 7 menit, disintering selama 60 menit dengan temperature 200 °C.
Pengujian yang dilakukan meliputi uji kekerasan Digital Shore
Durometer dan uji gesek. Dari data hasil penelitian uji kekerasan dan gesek diketahui bahwa serbuk CaCO3 mempengaruhi harga kekerasan dan keausan spesimen kampas, dimana dari serbuk CaCO3 yang divariasikan dengan berat 3 gram, 4 gram, dan 5 gram daya yang paling baik yaitu serbuk CaCO3 berat 3 gram. Namun tingkat keausan masih lebih tinggi jika dibandingkan dengan kampas Indopart.
Kata kunci : Kampas rem, Komposisi, serbuk, kekerasan, keausan
vii
PENGUJIAN PERFORMA KAMPAS REM NON ASBES VARIASI CALCIUM CARBONATE DENGAN PEREKAT PHENOLIC
RESIN
Supriyanto, Bambang W. Febriantoko Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura email : [email protected]
ABSTRACT
Brake is one component of a motor vehicle that serves to slow or stop the vehicle, especially a ground vehicle. Especially when a high-speed vehicle brake function has an important role, even human lives depend on the efficacy of the brake lining material. It would require a special design on the canvas material.
The materials used in this study is the aluminum powder, carbon powder, fiberglass fibers, brass powder, graphite, barium sulfate, CaCO3 and phenolic resins as a binder. Manufacture of brake pressed with a load of 7.5 tons for 7 minutes, sintering for 60 minutes with a temperature of 200 ° C.
Tests performed include Digital Shore Durometer hardness test and friction test. From the research data hardness and friction is known that affect the price of CaCO3 powder hardness and wear canvas specimens, which varied from CaCO3 powder weighing 3 grams, 4 grams and 5 grams of the most excellent power ie CaCO3 powder weighing 3 grams. However, the wear rate is still higher than the canvass Indopart.
Keywords: brake lining, composition, powder, hardness, wear
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas nikmat
dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengujian Performa Kampas Rem non
Asbes Variasi Calcium Carbonate Dengan Perekat 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 Riyanto, ST, M.Eng, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin.
3. Bambang Waluyo Febriantoko, ST., MT. Selaku pembimbing utama yang
telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir
ini dapat terselesaikan. Terima kasih banyak pak, atas segala kebaikan
dan bantuan bapak, sehingga saya belajar banyak hal dari bapak.
4. Kepada Bapak, Ibu dan saudaraku dirumah Alhamdulillah jaza kumullahu
khoiro, Amiiin. Berkat semua do’a dan bantuan yang telah diberikan
akhirnya skripsi bisa diselesaikan.
5. Keluarga Bapak Bambang W. Febriantoko dirumah, yang telah banyak
membantu selama proses penelitian.
ix
6. Teman-teman satu tim kampas rem Rizky Adrianto, Totok Susilo
Prasetyo, Darmawan Budianto, Lanang Bagus Yulqa dan Eko Susilo,
terima kasih untuk semangat, kerja keras dan kerja samanya.
7. Choirul Listiyanto, ST angkatan 2007 yang telah membantu memberi
solusi dan nasehat.
8. Suwarno, ST dan Sunarno, ST terimakasih atas dukugan dan bantuanya.
9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2008 yang telah ikut
memberi bantuan, saran dan motivasi.
10. Semua pihak 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, Maret 2016
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul ....................................................................................... i
Halaman Keaslian Skripsi ..................................................................... ii
Halaman Persetujuan ........................................................................... iii
Halaman Pengesahan .......................................................................... iv
Motto ...................... .............................................................................. v
Abstraksi ………………………………………………….. ........................ vi
Kata Pengantar ..................................................................................... vii
Daftar Isi ............................................................................................... ix
Daftar Gambar ...................................................................................... xii
Daftar Tabel .......................................................................................... xiv
Daftar Simbol ........................................................................................ xv
Daftar Lampiran ..................................................................................... xvi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitiaan ............................................................ 3
1.3. Manfaat Penelitian ............................................................ 4
1.4. Batasan Masalah .............................................................. 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kajian Pustaka ................................................................. 5
2.2. Landasan Teori ............................................................... 6
2.2.1. Rem ........................................................................ 6
2.2.2. Gesekan ................................................................. 12
2.2.3. Gesekan Statik ....................................................... 14
2.2.4. Gesekan Kinetik ..................................................... 15
2.2.5. Koefisien Gesek ..................................................... 15
xi
2.2.6. Keausan ................................................................. 18
2.2.7. Kekerasan .............................................................. 22
2.2.8. Komposit ................................................................ 24
2.2.9. Serat ....................................................................... 29
2.2.10. Matrik Phenolic Resin............................................ 30
2.2.11. Calcium Carbonate (CaCo3)................................. 31
2.2.12. Sintering................................................................. 34
2.2.13. Proses Kompaksi................................................... 35
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian ...................................................... 37
3.2 Penguraian Diagram Alir Penelitian.................................... 39
3.3. Bahan dan Alat.................................................................... 40
3.3.1. Bahan ...................................................................... 40
3.3.2. Alat ........................................................................... 44
3.4. Instalasi Pengujian.............................................................. 49
3.4.1. Alat Uji Gesek ......................................................... 49
3.4.2. Alat Uji Kekerasan ................................................. 50
3.5. Spesimen Uji ……................................................................ 51
3.6. Lokasi Penelitian ….............................................................. 53
3.7. Prosedur Penelitian.............................................................. 53
3.8. Analisis Data ………………………………………………….. 57
3.9. Kesulitan ….. .................................................................... .. 58
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian .................................................................... 59
4.1.1. Hasil Pengujian Gesek .............................................. 59
4.1.2. Hasil Pengujian Kekerasan Durometer ..................... 62
4.2. Analisis Data ........................................................................ 64
4.3. Pembahasan ........................................................................ 66
xii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .......................................................................... 69
5.2. Saran ................................................................................... 70
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rem Tromol ................................................................ 8
Gambar 2.2 Brake Shoe…………………………….......................... 9
Gambar 2.3 Rem Cakram ............................................................... 11
Gambar 2.4 Uji Gesek Kampas Rem ............................................. 17
Gambar 2.5 Keausan Abrasive........................................................ 19
Gambar 2.6 Keausan Adhesive ...................................................... 19
Gambar 2.7 Keausan Lelah ............................................................ 21
Gambar 2.8 Keausan Korosif ......................................................... 22
Gambar 2.9 Pengujian Menggunakan Digital Shore Durometer.. 24
Gambar 2.10 Fibrous Composites ................................................... 27
Gambar 2.11 Particulate Composites .............................................. 28
Gambar 2.12 Laminated Composites..... .......................................... 28
Gambar 2.13 Jenis-jenis Komposit Serat ......................................... 30
Gambar 3.1 Skema Diagram Alir ……………….............................. 38
Gambar 3.2 Phenolic Resin ............................................................ 40
Gambar 3.3 Barium Sulfat .............................................................. 41
Gambar 3.4 Fiberglass………………………………………..………. 41
Gambar 3.5 Serbuk Almunium……................................................. 42
Gambar 3.6 Serbuk Kuningan......................................................... 42
Gambar 3.7 Graphite ...................................................................... 43
Gambar 3.8 Calcium Carbonat (CaCo3) ........................................ 43
Gambar 3.9 Plat Kampas Honda..................................................... 44
Gambar 3.10 Mesin Press ……………….......................................... 45
Gambar 3.11 Cetakan ...................................................................... 45
Gambar 3.12 Oven …....................................................................... 46
Gambar 3.13 Non-contact Infrared Thermometer ……..……………. 46
Gambar 3.14 Clamp Meter ............................................................... 47
Gambar 3.15 Digital Tachometer …….............................................. 48
Gambar 3.16 Jangka Sorong............................................................ 48
xiv
Gambar 3.17 Timbangan Digital …………………............................. 49
Gambar 3.18 Alat Pengujian Gesek ................................................. 49
Gambar 3.19 Instalasi Pengujian Gesek .......................................... 50
Gambar 3.20 Alat Pengujian Kekerasan Durometer ........................ 51
Gambar 3.21 Kampas Rem Indopart ............................................... 52
Gambar 3.22 Spesimen Kampas Rem ............................................. 52
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap
Keausan …................................................................. 59
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap
Daya ........................................................................... 60
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap
Koefisien Gesek ....................................................... 61
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap
Suhu Pengereman... ................................................... 62
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem
Terhadap Kekerasan Durometer
Sebelum Sintering....................................................... 63
Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap Kekerasan Durometer Setelah Sintering...................................................................... 65
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Komposisi Material Kampas Rem................................. 50
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Keausan Rata-rata.......................... 59
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Daya Rata-rata ............................... 60
Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Koefisien Gesek ............................. 60
Tabel 4.4 Hasil Penelitian Suhu Akhir Kampas Rem ………..... 61
Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan Durometer ................................... 64
xvi
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 injakan (mm)
A = Luasan kampas (mm2)
S = Radius yang tidak terkena injakan (mm)
rd = Radius kampas rem (mm)
BHN = Brinell Hardness Number (HB)
P = gaya injakan (Newton atau kgf)
D = diameter penetrator (mm)
d = diameter jejak (mm)