PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN TERHADAP …eprints.ums.ac.id/32203/1/4. HALAMAN DEPAN.pdf · Uji...
18
i TUGAS AKHIR PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN TERHADAP KETAHANAN AUS, KOEFISIEN GESEK, DAN KEKERASAN KAMPAS REM Diajukan guna memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun : MUH. HUSNI MUBARROK NIM : D.200.08.0111 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2014
Transcript of PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN TERHADAP …eprints.ums.ac.id/32203/1/4. HALAMAN DEPAN.pdf · Uji...
i
TUGAS AKHIR
PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN
TERHADAP KETAHANAN AUS, KOEFISIEN
GESEK, DAN KEKERASAN KAMPAS REM
Diajukan guna memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Disusun :
MUH. HUSNI MUBARROK
NIM : D.200.08.0111
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
ii
iii
iv
v
vi
MOTTO
Sesungguhnya Allah tidak mengubah keadaan suatu kaum, sehingga
mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri.
(Q.S. Ar-Ra’d : 11)
Barang siapa ia keluar mencari ilmu,
Maka ia akan berada dijalan Allah sampai ia kembali
(HR Trimidzi)
Sukses dicapai dengan mengembangkan kelebihan kita,
bukan dengan menghilangkan kelemahan kita
(Muh. Husni Mubarrok)
vii
PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN TERHADAP KETAHANAN AUS, KOEFISIEN GESEK, DAN KEKERASAN
KAMPAS REM M Husni Mubarrok, Bambang Waluyo F, Agus Hariayanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : [email protected]
ABTRAKSI
Kampas rem merupakan salah satu komponen dari kendaraan bermotor yang berfungsi menghentikan laju kendaraan sepeda motor. Pada penelitian ini pembuatan kampas rem dengan variasi ukuran serbuk kuningan bertujuan untuk meneliti performakampas rem dengan perekat resin ripoxy r-802 dibandingkan dengan kampas rem indopart.
Proses pembuatan kampas rem diawali dengan persiapanbahan yang akan digunakan yaitu fiberglass, serbuk kuningan mesh 30,40 atau 50, serbuk alumunium, serbuk kalsium karbonat, serbuk barium sulfat, serbuk silika, resin ripoxy r-802 dan katalis. Setelah itu bahan kampas remdicampur sesuai komposisi. Selanjutnya dipres dengan gaya 2 ton selama 30 menit. Kemudian disintering dengan suhu 80ºC selama 20 menit. Pengujian spesimen yang dilakukan adalah uji gesek dengan standar SNI 09-2663-1992. Lalu dihitung keausan dan koefisien geseknya, dan diuji kekerasan Brinell dengan gaya 613 N,mengacu standar ASTM E 10-01.
Dari hasil penelitian menunjukan bahwa ketahanan aus pada pengujian gesek kering, uji oli dan uji minyak rem, tingkat ketahanan aus kampas rem indopart masih lebih baik dibandingkan kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan. Untuk pengujian gesek pengaruh air, kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki tingkat ketahanan aus yang lebih tinggi dibandingkan kampas rem indopart sebesar 29,44 mm³/jam, untuk indopart sebesar 32,12 mm³/jam. Untuk pengujian gesek pengaruh air garam, kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki ketahanan aus yang sama dengan kampas rem indopart yaitu 34,79 mm³/jam. Koefisien gesek pada pengujian gesek disemua kondisi, kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki koefisien gesek yang paling mendekati kampas rem indopart. Nilai kekerasan brinnel kampas rem indopart lebih baik dibandingkan dengan kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan sebesar 23,532 BHN sedangkan nilai kekerasan yang mendekati pada kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 sebesar 20,743 BHN. Untuk hasil dari foto mikro kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 30 dan mesh 40 terjadi fenomena kegagalan bonding kohesive. Sedangkan pada kampas rem variasi kuningan mesh 50 terjadi fenomena kegagalan bonding adhesive.
Kata kunci : kampas rem, serbuk kuningan,mesh,keausan
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 UKURAN SERBUK
KUNINGAN TERHADAP KETAHANAN AUS, KOEFISIEN GESEK, DAN
KEKERASAN KAMPAS REM”dapat terselesaikan atas dukungan dari
berbagai pihak. Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan
hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Sri Sunarjono, MT., PhD. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Tri Widodo Besar Riyadi, ST., MSc., PhD. selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin.
3. Bambang Waluyo F, ST., MT. Selaku pembimbing utamayang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hinggaTugas Akhir
ini dapat terselesaikan.
4. Ir. Agus Hariyanto, MT. selaku pembimbing pendamping yang
telahbanyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran
dalampenyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak,Ibu, dan Keluarga tercinta, yang tiada hentinya
memberikandoa, cinta, dan kasih sayang serta motivasi yang tak
ternilai.
6. Teman satu tim Munir, terimakasih untuk semangat,kerja keras dan
kerjasamanya.
7. Keluarga Bapak, Ibu Bambang Waluyo,terima kasih atas tempat,
dan waktunya semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari
Allah SWT. Aamiin
ix
x
DAFTAR ISI Hal
Halaman Judul ................................................................................. i
Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................ ii
Halaman Persetujuan ...................................................................... iii
Halaman Pengesahan ..................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................ v
Lembar Motto ................................................................................... vi
Abstrak ............................................................................................. vii
Kata Pengantar ................................................................................ viii
Daftar Isi .......................................................................................... x
Daftar Gambar ................................................................................. xii
Daftar Tabel ..................................................................................... xiv
Daftar Simbol ................................................................................... xv
Daftar Lampiran ............................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Tujuan Penelitian .................................................................. 2
1.3 Manfaat Penelitian ................................................................ 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................... 5
2.2 DasarTeori ............................................................................. 6
2.2.1 Rem ............................................................................. 6
2.2.2 Rem Cakram ................................................................ 7
2.2.3 Komposit ....................................................................... 8
2.2.4 Metalurgi Serbuk ........................................................... 11
2.2.5 Proses Kompaksi .......................................................... 15
2.2.6 Sintering ........................................................................ 17
2.2.7 Bonding (Ikatan) ............................................................ 18
2.2.8 Gesekan ...................................................................... 20
2.2.9 Koefisien Gesek ............................................................ 21
xi
2.2.10 Keausan .................................................................... 24
2.2.11 Kekerasan Brinell ....................................................... 27
2.2.12 Vinylester Resin Type Ripoxy ..................................... 28
2.2.13 Kuningan .................................................................... 30
2.2.14 Alumunium ................................................................. 31
2.2.15 Silika ........................................................................... 31
2.2.16 Barium Sulfat .............................................................. 32
2.2.17 Fiberglass ................................................................... 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir ........................................................................... 34
3.2 Penguraian Diagram Alir Penelitian ....................................... 36
3.3 Bahan dan Alat ...................................................................... 37
3.3.1 Bahan ........................................................................... 37
3.3.2 Alat ................................................................................ 43
3.4 Instalasi Pengujian ................................................................ 48
3.4.1 Alat Uji Gesek ............................................................... 48
3.3.2 Alat Uji Kekerasan ........................................................ 49
3.5 Spesimen Uji ........................................................................ 50
3.6 Lokasi Penelitian .................................................................. 52
3.7 Prosedur Penelitian .............................................................. 53
3.8 Analisa Data ......................................................................... 58
3.9 Kesulitan ............................................................................... 59
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Dan Analisisa ............................................... 60
4.1.1 Hasil Pengujian Keausan Rata-rata .............................. 60
4.1.2 Hasil Perhitungan Koefisien Gesek ............................... 67
4.1.3 Hasil Pengujian Kekerasan Brinell ................................ 73
4.1.4 Foto Mikro ..................................................................... 75
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................. 82
5.2 Saran .......................................................................................... 83
xii
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rem Cakram ................................................................ 8
Gambar 2.2 Fibrous Composite ....................................................... 10
Gambar 2.3 Particulate Composite .................................................. 10
Gambar 2.4 Laminated Composite .................................................. 10
Gambar 2.5 Layar Mesh .................................................................. 12
Gambar 2.6 Bentuk Partikel Dalam Metalurgi Serbuk ...................... 14
Gambar 2.7 Proses Kompaksi ......................................................... 15
Gambar 2.8 Uji Gesekan Kampas Rem ........................................... 22
Gambar 2.9 Hubungan antara gaya keliling, daya, dan
kecepatan sudut........................................................... 23
Gambar 2.10 Keausan Abrasif........................................................... 25
Gambar 2.11 Keausan Adhesive ......................................................25
Gambar 2.12 Keausan Fatique(lelah)............................................... 26
Gambar 2.13 Keausan Korosif........................................................... 27
Gambar 2.14 Asas pengukuran Kekerasan...................................... 27
Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Penelitian .................................... 35
Gambar 3.2 ResinRipoxy R-802 ..................................................... 38
Gambar 3.3 Katalis .......................................................................... 38
Gambar 3.4 Fiberglass .................................................................... 39
Gambar 3.5 Serbuk Almunium ......................................................... 39
Gambar 3.6 Serbuk Kuningan.......................................................... 40
Gambar 3.7 Silika ............................................................................ 40
Gambar 3.8 Calcium Carbonat(CaCo3) ........................................... 41
Gambar 3.9 Graphite ....................................................................... 41
Gambar 3.10 Barium Sulfat ............................................................. 42
Gambar 3.11 Dexton Plastic Stell .................................................... 42
Gambar 3.12 Plat Kampas Indopart ................................................. 43
Gambar 3.13 Saringan Mesh Serbuk ............................................... 43
Gambar 3.14 Mesin Press ............................................................... 44
Gambar 3.15 Cetakan ...................................................................... 44
xiv
Gambar 3.16 Cetakan Kampas Rem ............................................... 45
Gambar 3.17Oven ........................................................................... 45
Gambar 3.18Non-contact Infrared Thermometer ............................. 46
Gambar 3.19Clamp Meter ............................................................... 47
Gambar 3.20Digital Tachometer ...................................................... 47
Gambar 3.21Jangka Sorong ............................................................ 48
Gambar 3.22Timbangan Digital ....................................................... 48
Gambar 3.23Alat Pengujian Gesek .................................................. 49
Gambar 3.24Instalasi Pengujian Gesek ........................................... 49
Gambar 3.25Alat Pengujian KekerasanBrinell ................................. 50
Gambar 3.26Mikroskop .................................................................... 50
Gambar 3.27Kampas Rem Indopart ................................................ 51
Gambar 3.28Kampas Rem Variasi Ukuran Serbuk Kuningan ......... 52
Gambar 3.29Tombol Pemilihan Beban Uji Kekerasan Brinell .......... 56
Gambar 4.1 Histogram Perbandingan Keausan Rata-rata dari
Kampas RemPada Uji Gesek Kondisi Kering ............... 60
Gambar 4.2 Histogram Perbandingan Keausan Rata-rata dari
Kampas RemPada Uji Gesek Pengaruh Air ................. 61
Gambar 4.3 Histogram Perbandingan Keausan Rata-rata dari
Kampas RemPada Uji Gesek Pengaruh Air Garam. ..... 62
Gambar 4.4 Histogram Perbandingan Keausan Rata-rata dari
Kampas RemPada Uji Gesek Pengaruh Oli ................. 63
Gambar 4.5 Histogram Perbandingan Keausan Rata-rata dari
Kampas RemPada Uji Gesek Pengaruh Minyak Rem .. 64
Gambar 4.6 Grafik Hasil Keseluruhan Keausan Pada Uji Gesek
Selama 3 Jam ............................................................... 65
Gambar 4.7 Histogram Hasil Perbandingan Koefisien Gesek Kampas
Rem Pada Uji Gesek Kondisi Kering ............................ 68
Gambar 4.8Histogram Hasil Perbandingan Koefisien Gesek Kampas
Rem Pada Uji Gesek Pengaruh Air ............................... 69
Gambar 4.9Histogram Hasil Perbandingan Koefisien Gesek Kampas
Rem Pada Uji Gesek Pengaruh Air Garam ................... 70
xv
Gambar 4.10Histogram Hasil Perbandingan Koefisien Gesek Kampas
Rem Pada Uji Gesek pengaruhOli ................................ 71
Gambar 4.11Histogram Hasil Perbandingan Koefisien Gesek Kampas
Rem Pada Uji Gesek Pengaruh Minyak Rem ............... 72
Gambar 4.12Histogram Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas
Rem Pada Uji Gesek Disemua Kondisi ........................ 73
Gambar 4,13Histogram Hubungan Antara Jenis Kampas Rem
Terhadap Kekerasan Brinell ......................................... 74
Gambar 4.14 Foto Mikro Kampas Rem Variasi Kuningan Mesh 30
Sebelum Diuji Gesek .................................................... 75
Gambar 4.14 Foto Mikro Kampas Rem Variasi Kuningan Mesh 30
Setelah Diuji Gesek ...................................................... 76
Gambar 4.15Foto Mikro Kampas Rem Variasi Kuningan Mesh 40
Sebelum Diuji Gesek .................................................... 76
Gambar 4.14 Foto Mikro Kampas Rem Variasi Kuningan Mesh 40
Setelah Diuji Gesek ...................................................... 77
Gambar 4.16Foto Mikro Kampas Rem Variasi Kuningan Mesh 50
Sebelum Diuji Gesek .................................................... 77
Gambar 4.14 Foto Mikro Kampas Rem Variasi Kuningan Mesh 50
Setelah Diuji Gesek ...................................................... 78
Gambar 4.14 Foto Mikro Kampas Rem IndopartSebelum
Diuji Gesek.................................................................... 78
Gambar 4.17Foto Mikro Kampas Rem IndopartSetelah
Diuji Gesek.................................................................... 79
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Nomor Mesh Menurut Standar ASTM E11 ....................... 13
Tabel 2.2 Karakteristik ResinRipoxy R-802 ..................................... 29
Tabel 3.1 Komposisi Material Kampas Rem .................................... 51
Tabel 4.1 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada
Uji Gesek Kondisi Kering. ................................................. 60
Tabel 4.2 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada
Uji Gesek pengaruh Air. .................................................... 61
Tabel 4.3 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada
Uji Gesek Pengaruh Air Garam. ........................................ 62
Tabel 4.4 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada
Uji Gesek Pengaruh Oli ..................................................... 63
Tabel 4.5 Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada
Uji Gesek Pengaruh Minyak Rem ..................................... 64
Tabel 4.6 Hasil Keseluruhan Penelitian Keausan Rata-Rata
Kampas Rem Pada Pengujian Gesek. .............................. 65
Tabel 4.7Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Uji Gesek
Kondisi Kering ................................................................... 67
Tabel 4.8Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Uji Gesek
Pengaruh Air ..................................................................... 68
Tabel 4.9Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Uji Gesek
Pengaruh Air Garam ......................................................... 69
Tabel 4.10Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Uji Gesek
Pengaruh Oli ..................................................................... 70
Tabel 4.11Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Uji Gesek
Pengaruh Minyak Rem ...................................................... 71
Tabel 4.12 Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Uji
Gesek Disemua Kondisi .................................................... 72
Tabel 4.13Hasil Perhitungan Hubungan antara Jenis Kampas Rem
Terhadap Kekerasan Brinell ............................................ 73
xvii
DAFTAR SIMBOL
P = Daya (Watt)
V = Tegangan (Volt)
ω = kecepatan sudut rad/s
I = Kuat arus (Ampere)
μ = Koefisien
F = Gaya gesek (Newton)
N = Gaya normal (Newton)
T = Torsi (kg.mm)
n = Putaran (rpm)
p = Beban (kg)
w = Berat (N)
xviii
Daftar Lampiran
Data Hasil Perhitungan Keausan Rata-rata
Data Hasil Koefisien Gesek
Data Hasil Kekerasan Brinell
