ABSTRAK

Rem merupakan suatu elemen mesin yang digunakan untuk menghentikan putaran poros, mengatur putaran poros dan juga mencegah putaran yang tidak dikehendaki. Dalam proses pengereman, rem menyerap energi kinetik dari elemen yang bergerak. Energi diserap dalam bentuk panas dan panas ini lalu dilepaskan, sehingga panas yang berlebihan tidak terjadi.

Kapasitas pengereman bergantung pada beberapa factor yaitu tekanan pada permukaan sepatu rem, koefisien gesekan dan kapasitas radiasi panas dari rem. Faktor-faktor ini harus dipenuhi oleh bahan gesek yang mempunyai sifat koefisien yang tinggi dan merata, daya tahan terhadap suhu yang tinggi, kekenyalan yang baik dan ketahanan yang tinggi terhadap keausan, goresan, penggumpalan. Bahan benda gesek yang umumnya digunakan pada rem tromol adalah asbestos dan ferrrado

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Suatu mesin terdiri dari suatu komponen yang jumlahnya dapat mencapai lebih dari seribu bagian. Semua bekerja saling mendukung dan terpadu, sehingga dapat menghasilkan suatu gerakan. Banyak hal yang harus diperhatikan oleh seorang perancang dalam perancangan suatu komponen dari sebuah mesin antara lain yaitu menyesuaikan suatu komponen dengan fungsi sebenarnya, faktor keamanan dari komponen yang direncanakan, efisiensi serta faktor biaya.

Pada tugas elemen mesin ini akan direncanakan suatu alat yang berfungsi untuk menghentikan poros atau benda yang mengalami gerakan yaitu rem. Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau memperlambat putaran dari suatu poros yang berputar dengan perantara gesekan. Peranan rem sangat penting dalam sebuah konstruksi kendaraan bermotor. Oleh karena itu, penulis mengambil “Rem Tromol Pada Motor Supra x 125 “ sebagai judul dari tugas perencanaan elemen mesin ini

B. Tujuan dan Manfaat Penulisan

Sasaran yang hendak dicapai dengan diadakannya Tugas Perencanaan Kinematika dan Dinamika ini adalah sebagai berikut :

1. Menerapakan kajian teoritis dalam bentuk rancang bangun elemen mesin khususnya pada rem tromol pada motor supra x 125.

2. Mampu merencanakan elemen-elemen mesin yang berdasarkan pada perhitungan-perhitungan yang bersumber dari literatur sekaligus mengaplikasikan teori yang dilihat langsung di lapangan.

C. Perbatasan Masalah

Berdasarkan pada pembagian rem yang terdiri dari beberapa jenis maka permasalahan yang akan dibahas adalah :

1. Prinsip kerja rem tromol pada motor Kinematika dan Dinamika

2. Ukuran-ukuran rem tromol motor Kinematika dan Dinamika dari hasil perhitungan.

2

3. Gambar kerja dengan ukurannya berdasarkan hasil survey.

D. Metode Pembahasan

Pada perencanaan rem tromol motor supra x 125 ini, pembahasan akan dilakukan dengan menggunakan literatur yang memuat data-data serta rumus-rumus yang berkaitan dengan masalah yang diambil serta dilengkapi dengan studi lapangan.

E. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam laporan ini adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

B. Tujuan dan Manfaat Penulisan

C. Pembatasan Masalah

D. Metode Pembahasan

E. Sistematika Penulisan

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Rem

B. Macam – macam rem

C. Elemen Rem Cakram motor

BAB III : PERENCANAAN REM

A. Rem Cakram

B. Poros

BAB IV KESIMPULAN

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Rem

Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau memperlambat putaran dari suatu poros yang berputar dengan perantara gesekan Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan secara listrik dengan serbuk magnet, arus putar, fasa yang dibalik, arus searah yang dibalik atau penukaran katup dan lain-lain.

Karena itu dalam banyak hal rem tidak bertindak sebagai rem penyetop, dalam hal instalasi dihentikan oleh gaya rem, melainkan mempunyai tugas untuk mempertahankan pesawat dalam suatu kedudukan tertentu (rem penahan).

Momen rem terkecil terjadi pada poros yang berputar paling cepat. Karena itulah maka rem sedapat mungkin kebanyakan dipasang pada poros yang digerakkan oleh motor.

Syarat paling utama yang harus dipenuhi oleh rem ialah kelembutan artinya tidak ada tumbukan ketika menghubungkan dan melepaskan rem, pelepasan kalor yang cukup ketika terjadi kemungkinan penyetelan ulang setelah aus.

Pada mesin pengangkat, rem digunakan untuk mengatur kecepatan penurunan muatan atau untuk menahan muatan agar diam dan untuk menyerap inersia massa yang bergerak seperti truk, crane, muatan dan sebagainya.

Berdasarkan fungsinya, rem dapat diklasifkasikan sebagai berikut :

1. Jenis penahan.

2. Jenis penurunan.

3. Jenis penahan dan penurunan, rem ini melayani kedua fungsi penghentian muatan dan mengatur kecepatan penurunan.

B. Macam-macam Rem

Menurut efek pengereman secara mekanis rem terbagi beberapa golongan. Masing-masing golongan terdiri dari beberapa jenis rem.

4

Rem gesek berguna untuk menghentikan poros, mengatur putaran poros, mencegah putaran yang tidak dikehendaki agar tidak terjadinya slip, dimana poros tersebut terletak pada suatu garus lurus atau sedikit berbeda.

Macam-macam rem gesek :

1. Rem Blok

a. Rem Blok Tunggal

Rem ini merupakan rem yang paling sederhana yang terdiri dari satu blok rem, pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek yang dapat diganti bila aus. Suatu hal yang kurang menguntungkan pada rem blok tunggal adalah gaya tekan yang bekerja dalam satu arah saja pada drum, sehingga pada poros timbul momen lentur serta gaya tambahan pada bantalan yang tidak dikehendaki. Demikian pula dengan pelayanan manual jika diperlukan gaya pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat panjang sehingga kurang ringkas.

Macam-macam rem

Pada dasarnya rem blok tunggal beroperasi karena aksi satu arah blok tunggal sehingga menimbulkan lenturan pada poros rem. Rem blok tunggal hanya dapat dipakai untuk menahan momen gaya yang kecil pada penggerak tangan bila diameter poros tidak melebihi lima puluh milimeter. Tekanan yang diberikan oleh blok besi cor pada rem

haruslah sedemikian rupa sehingga gaya gesek yang dihasilkan pada permukaan roda mengimbangi gaya sekelilingnya.

b. Rem Blok Ganda

Kekurangan rem blok tunggal yang hanya mendapat gaya tekan dalam arah saja hingga menimbulkan momen lentur yang besar pada poros serta gaya tambahan pada bantalan, dapat diatasi jika dipakai dua blok rem yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan baik dari sebelah dalam atau dari sebelah luar drum.

Rem blok ganda sering digunakan pada mekanisme pengangkat, pemindahan dan pemutaran crane yang berbeda dengan rem blok tunggal. Rem blok ganda tidak menimbulkan defleksi pada poros rem. Penjepit dan crane yang digerakkan listrik hampir selalu didesain dengan rem blok ganda. Rem digerakkan oleh pemberat dan dilepaskan oleh elektromagnet, akibatnya pengereman permanen hanya bekerja bila elektromagnet.

5

Biasanya rangkaian listriknya dibuat saling mengunci antara motor dan magnet sehingga secara otomatis menghasilkan aksi pengereman walaupun motor berhenti secara mendadak.

Pengoperasian rem dengan pemberat yang dipasang pada tuas rem mempunyai kelemahan yaitu setelah arus diputuskan dan pemberatnya jatuh, pemberat ini akan bergetar bersama dengan tangkainya, menurunkan dan menaikkan tekanan sepatu roda dan akan mengubah besarnya momen gaya pengereman. Perubahan secara

periodik pada momen gaya pengereman ini merupakan fenomena yang tidak dikehendaki pada mekanisme pemindah.

2. Rem Drum

Rem yang biasa digunakan untuk otomobil berbentuk rem drum (macam ekspansi) dan rem cakera (disc). Rem drum mempunyai ciri lapisan rem yang terlindungi, dapat menghasilkan gaya yang besar untuk ukuran rem yang kecil, dan umur lapisan rem yang cukup panjang. Suatu kelemahan rem ini ialah pemancar panasnya buruk. Blok rem dari rem ini disebut sepatu rem dan silinder hidrolik serta arah putaran roda.

Biasanya rem ini banyak dipakai dengan sepatu depan dan sepatu belakang. Pada rem sjenis ini, meskipun roda berputar pada arah yang berlawanan, besar gaya rem tetap karena memakai dua sepatu depan, dimana gaya rem dalam arah putaran jauh lebih besar daripada dalam arah yang berlawanan. Ada juga rem yang disebut dengan duo servo.

Cara kerjanya :

Pada umumnya perencanaan rem drum menggunakan perhitungan yang sederhana dan akan diperoleh ukuran bagian-bagian yang bersangkutan serta gaya untuk menekan sepatu.

Tekanan minyak dalam silinder diperbesar atau diperkecil olek gaya injakan pada pedal rem yang menggerakkan piston silinder master rem, secara langsung atau penguat gaya. Untuk mencegah kenaikan gaya rem yang terlalu melonjak pada saat pengereman darurat maka kenaikan

tekanan minyak yang ditimbulkan oleh injakan pedal akan lebih lunak daripada injakan dibawah.

Perbandingan gaya rem tetap sama, namun demikian untuk kontruksi, baru menjaga agar pada waktu pengereman tidak terjadi slip antara telapak ban

6

dan permukaan jalan, maka pengurangan kenaikan tekanan minyak diatas pedal tertentu dikemukakan diatas.

3. Rem Cakera

Rem cakera terdiri atas sebuah cakera dari baja yang dijepit lapisan rem kedua sisinya pada waktu pengereman. Rem ini mempunyai sifat-sifat yang baik seperti mudah dikendaikan, pengereman yang stabil, radiasi panas yang baik sehingga banyak dipakai untuk rem depan. Adapun kelemahannya yaitu umur lapisan yang pendek serta ukuran silinder rem yang besar pada roda.

Dibandingkan dengan macam rem yang lain, rem cakera mempunyai harga FER terendah karena pemancaran panas yang baik.

4. Rem Pita

Rem pita pada dasarnya terdiri dari sebuah pita baja yang disebelah dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem dan tuas. Gaya rem akan timbul bila pita dikaitkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung pita tersebut. Salah satu atau kedua pita dikaitkan pada tuas.

Rem pita mempunyai beberapa keuntungan seperti luas lapisan permukaan dapar dibuat besar, pembuatan mudah, pemasangan tidak sukar, gaya rem besar dalam keadaan berhenti. Tetapi karena sukar

dikendalikan rem ini tidak cocok untuk putaran tinggi, karena pita dapat mengalami putus. Rem semacam ini dipandang tidak cocok untuk alat-alat pengangkut manusia, rem pita banyak dipakai untuk derek. Rem sebuah derek dimaksudkan untuk menghentikan putaran drum penggulung kabel dan mencegah beban turun sendiri.

B. Elemen Rem Sepatu

Pada rem sepatu terdapat bagian atau elemen yang sangat penting, elemen tersebut terdiri dari :

1. Roda Rem

Biasanya mesin pengangkat yang digerakkan tangan didesain dengan roda dari besi cor dan digerakkan oleh penggerak daya. Roda yang dipakai tersebut dari baja cor dengan tingkat diatas 55J I grup III, atau baja tempa dengan 45 sesuai dengan standar Soviet dengan kekerasan minimum permukaan gesek 280 BHN.

7

Lebar roda boleh melebihi lebar sepatu sebesar lima sampai sepuluh milimeter. Roda rem harus diberi sirip untuk pelepasan kalor yang lebih baik dan dilengkapi dengan lubang diantara siripnya untuk mendapatkan sirkulasi udara yang lebih baik dan untuk melepaskan kalor lebih efektif ke atmosfer.

2. Sepatu Rem

Sepatu rem dibuat dari kayu mapel atau poplar yang dipasang pada tuas dengan baut. Untuk mekanisme penggerak sepatu dibuat dari besi cor

(dengan cetakan permanen, tingkat CH 12-28) dan diberikan lapisan rem khusus. Lapisan tersebut dapat diikat dengan paku keling ataupun dengan sekrup yang terbenam.

3. Lapisan Rem

Lapisan rem harus memenuhi syarat sebagai berikut:

a. Mempunyai koefisien gesek yang besar

b. Mampu bekerja dengan baik sampai temperatur tiga ratus derajat celcius

c. Dapat menahan keausan pada kecepatan, tekanan, satuan, dan temperatur tinggi

d. Mudah dibuat dan murah

Saat ini bahan yang paling banyak dipakai ialah pita canai. Pita canai dibuat dengan mesin canai dari asbes non tekstil yang murah dengan karet dan ditambahkan belerang untuk proses vulkanisir. Pita canai dibuat dengan ketebalan sampai delapan milimeter dan lebar sampai seratus milimeter. Pita canai sangat elastis dan dapat ditengkuk dengan mudah, mempunyai koefisien gesek yang stabil dan tinggi antara 0,42 - 0,53 dan dapat menahan temperatur sampai 2200 C.

Percobaan-percobaan menyarankan nilai koefisisen gesek untuk berbagai bahan tanpa pelumasan sebagai berikut :

1. Besi cor dengan besi cor 0,15

2. Baja dengan besi cor 0,15

3. Pita rem asbes tipe A dengan besi cor atau baja 0,37

4. Pita rema asbes tipe B dengan besi cor atau baja 0,37

8

5. Pita canai dengan besi cor atau baja 0,42

6. Kayu dengan besi cor 0,3

7. Kayu dengan baja 0,25

8. Kulit dengan besi cor 0,20

9. Kulit dan baja 0,20

10. Kuningan dan kuningan 0,17

11. Kuningan dan baja 0,16

12. Baja padat serat 0,17

Material sebagai permukaan pengereman

Tekanan per unit Kg/cm2

Tuas rem dan batang tarik

Tuas rem dibuat dari baja tuang-tempa cetak. Tegangan lentur aman tuas dengan memperhitungkan kejutan patahnya bernilai antara empat ratus sampai delapan ratus kilogram per sentimeter bujur sangkar tergantung ukuran rem tersebut. Tuas baja tuang lebih mahal tetapi memiliki kekakuan yang lebih baik dan lebih sedikit gerakannya ketika berputar.

Macam – macam rem drum

(a) sepatu depan belakang (b) dua sepatu depan (c) duo servo Rem pita

9

BAB III

PERENCANAAN REM

A.Rem Sepatu

Dalam perencanaan rem ada beberapa macam persyaratan penting yang harus dipenuhi yaitu besarnya momen pengereman, besarnya energi yang diubah menjadi panas terutama bahan gesek yang dipakai. Pemanasan yang berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem, tetapi juga akan menurunkan koefisien gesekannya.

Bahan rem harus memenuhi syarat keamanan, ketahanan dan dapat melakukan proses pengereman dengan halus. Disamping itu bahan rem juga harus memiliki koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat dan tidak melukai permukaan drum dan dapat menyerap getaran yang timbul.

Pada perencanaan rem sepatu dalam diketahui data-data sebagai berikut :

r = 54 mm = 0,054 m

a = 42 mm = 0,042 m

f = 0,47 (Tabel. 2)

Pa = 690 Kpa (Tabel. 2)

θ1 = 00

θ2 = 1450

θa = 900 (karena θ2 ≥ 900)

Dari data yang didapat kita dapat mengetahui persamaan gaya gerak untuk dapat menggerakkan rem pegas tarik umumnya dipandang kurang aman dibandingkan dengan pegas ulir tekan. Karena itu, tegangan yang diizinkan pada pegas tarik diambil 20% lebih redah dari pegas tekan.

Pegas tarik harus mempunya beberapa alat untuk memindahkan beban dari tumpuannya kebadan pegas. Walaupun

berulir atau suatu cantelan berputar. Hal ini menambahkan biaya pada produksi akhir dan karenanya salah satu dari metode biasanya dipakai dalam merencanakan suatu pegas dengan suatu cantelan, pengaruh pusat tegangan perlu diperhatikan. Data-data yang dimiliki dalam merencanakan pegas antara lain : d = 1,4 mm D = (8,5 - 1,4) mm =

10

A = 1750 Mp (abl

m = 0,192 (Tabel. 3)

Maka didapat :

S = mdA = 192,0)4,1(1750 = 067,11750

tarik, didapat :

Sy = 0,75 . Sut .................................................... (Literatur 2 – hal 12) = 0,75 . 164

Sy = 1230 Mpa

Dengan menggunakan te

Ssy = 0,577 . Sy

= 0,577 . 1230 Mpa

Ssy = 709,71 Mpa

Indeks pegas adalah :

d

D

=

C = 571

Ks = 1 + C ..............................................

= 1 + 5,

= 1 + 0

Ks= 1,098

Sehingga Fmax

mengalah puntir, didapat : Fmax = dSsy..3π ..........

3

Besarnya gaya yang ujung cantelan, adalah : Dimana :

11

D ⎟⎠⎞⎜⎝⎛2d ⎟⎞⎜⎝a : K =

irmr ...................................................................... (Literatur 2 - Hal 8) = 775,1

K = 1,65

Dimana K = Ks

Jadi :

Fmax = ............................................. (Literatur 2 - Hal 13)

=

=

Fmax = 62,247 N

Tegangan normal pada cantelan diperoleh dari gaya untuk menimbulkan tegangan normal yang mencapai kekuatan mengalah :

Dimana :

rm =

rm =

= 3,55 mm

ri = rm -

= 3,55 –

= 3,55 – 0,7

ri = 2,85 mm

maka :

K =

K = 1,245

Dengan memasukkan τ = Sy dan harga-harga yang diketahui dalam persamaan :

12

τ = AF+ = + ............ (Literatur 2 - Hal 16)

1230 = ,1(14,3.32.245,1F

1230 =

1230 = 16,415 . F + 0,65 . F 1230

Maka reaksi gaya-gaya pada pena engsel sepanjang sumbu x dan y adalah :

asinθ

= D (A – f.B) - Fx

= 0,81972 (0,165 – 0,47 . 1

= 0,81972 (0

= -0,44 kN

Ry= D (B + f A) – Fy

= 0,81972 (1,5 + 0,47 . 0,165)

= 0,81972(1

= 1,09 kN

Resultan dari gaya-gaya pada pena engsel sumbu x dan y adalah :

= )

= 3817,1

= 1,175 kN Dimana momen gesek (MF) dan normal (Mn) adalah perbandingan lurus dengan tekanan sehingga daya putar sebelahnya

Mf = 1000

Maka tekanan pada sepatu sebelah kiri sebesar :

0,206 = 5

0,0165 = 100

16,5 = 86,82 Pa

82,86

13

Pa = 0,19 kPa asinr.b.Paθ

090sin

D = 0,00022572 kN Maka reaksi gaya-gaya pada pena engsel sepanjang sum

putaran yang berlawanan dengan arah jarum jam sebesar :

Rx = D (A + f.B) - Fx ............................

= 0,00022572 (0,165

= 0,00022572 (0,

= 1,96 . 10-4 kN

Ry= D (B - f.A) – Fy

= 0,00022572 (1,5 - 0,47 . 0,165) –

= 0,00022572 (

= - 0,2057 kN

Resultan dari gaya-gaya pada pena engsel sumbu x dan y adalah :

= )

= 042312,0

R = 0,206 kN

Momen yang terjadi paa

M = R1 . 1 - R2 . 1

= 1,175 . 0,0151 – 0,206 . 0

= 0,0177425 – 0,0031106

M = 0,0146319 kNm = 14,63 kNmm

Bahan dari pena pin adalah Baja A

= ZM

= 1060095400

14

d = 0,00762 m

d = 7,62 mm ≈ 8 mm

b.Poros

merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Panjang dari poros yang direncanakan adalah sepanjang 160 mm dengan bahan poros berupa Baja AIS atau setara dengan = 2motorsepedakosongBerat +

21409,98kg kg+

= 2

m = 119,45 kg

F = m . g = 119,45 . 9,8

Reaksi pada batang poros :

½ F A

½ F B

L/4

L

ΣFy = 0

RA – ½ F - 21 F + RB

RA – F + RB =

RA + RB = F

RA + RB =

A = 218FL F

Perhitungan gaa geseomen untuk daerah Diagram gaya

V (N)

-585,305

15

Diagram momen :

M

23412,2 3)2,23412(32

dπ

4996,562

C. Bantalan

Pada bantalan. terutama luncur ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas.

Pada perencanaan ini didapat data-data sebagai berikut :

m = 119,45 kg

N = 7500 rpm

(pv)a = 1,5 (Tabel. 4)

l ≥ ................................................ (Literatur 3 - Hal 114)

l ≥ 100014,3

l ≥

l ≥

l≥ 31,26 mm ≈ 32 mm

Asumsikan harga l/d = 2,5

Maka :

≈ 13 mm

Diameter bantalan yang digunakan adalah 12,5 mm.

16

BAB IV

PENUTUP

KESIMPULAN

Berdasarkan perhitungan-perhitungan pada bab terdahulu didapat data sebagai bahan untuk merencanakan rem tromol yaitu :

1. Perencanaan Sepatu rem

Data yang diambil dari literature didapat sebagai berikut :

r = 54 mm

a = 42 mm

f = 0,47

Pa = 690 kPa

Dari data di atas didapat lebar muka sepatu rem (b) = 22 mm.

2. Perencanaan Pegas

Data yang diambil adalah sebagai berikut :

d = 1,4 mm

D = 7,1 mm

A = 1750 Mpa

m = 0,192

Dari data di atas didapat :

Fmax = 62,247 N (diambil dari F1max = 98,0498 N ; F2max = 62,247 N ; F3max = 72,07 N)

3. Perencanaan Pin Penahan

Pin penahan terbuat dari bahan Baja AISI 1050

Mn = 51,64 Nm

Mf = 35,18 Nm

c = 0,08011 m

17

σ = 49 kPsi = 33761 . 104 Pa

Dari hasil perhitungan didapat diameter pin (d) = 8 mm.

4. Perencanaan Poros

Bahan poros terbuat dari Baja AISI 1010

σ = 26 kPsi = 179,14 N/mm2

L = 160 mm

m = 119,45 kg

Maka didapat diameter poros (d) = 12 mm

5. Perencanaan Bantalan

Bantalan terbuat dari besi cor.

τ = 0,3 - 0,6

m = 119,45 kg

N = 7500 rpm

(pv)a = 1,5

Dari hasil perhitungan didapat diameter dalam bantalan (d) = 13 mm.

Terlihat bahwa perhitungan poros dan bantalan sesuai, karena diameter poros lebih kecil daripada diameter bantalan.

18

19

DAFTAR PUSTAKA

1. Khurmi, RS, Gupto JK, “A Text Book Of Machine Design”, Eurasia Publishing House, New Delhi, 1982.

2. Shigley, Joseph, L.D Mitchell, “Perencanaan Teknik Mesin”, Jilid 2, Edisi 4, Erlangga, Jakarta, 1994.

3. Sularso, Ir, MSME, “Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin”, PT Pradya Paramitha, Jakarta, 1981.

4. PT Astra Honda Motor, “Panduan Penjualan Supra x 125”, Jakarta, 2002.

5. PT Astra Honda Motor, “Buku Pedoman Reparasi Honda Supra x 125”, Jakarta, 2002.

6. PT Astra Honda Motor, “Parts Katalog Honda Supra x 125”, Edisi 1, Jakarta, 2002.

20