PENGARUH CAMPURAN SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA HIBRIDA DAN SERBUK ALUMINIUM SEBAGAI MATERIAL ALTERNATIF KAMPAS REM SEPEDA MOTOR NON-ASBESTOS

Transkripsi

1 PENGARUH CAMPURAN SERBUK ARANG TEMPURUNG KELAPA HIBRIDA DAN SERBUK ALUMINIUM SEBAGAI MATERIAL ALTERNATIF KAMPAS REM SEPEDA MOTOR NON-ASBESTOS SKRIPSI Skripsi yang diajukan untuk melengkapi Syarat untuk memperoleh sarjana teknik Oleh : YOSIA TARIGAN DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2016

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala karunia dan anugerah-nya yang senantiasa diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik,. Adapun Skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Proses Produksi Non Logam, yaitu Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida Dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos. Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Dosen Pembimbing. Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak. Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. sebagai dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar membimbing saya hingga tugas ini dapat terselesaikan. 2. Bapak Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. 3. Bapak M.Bisrul Hapis Tambunan dari Universitas Negeri Medan yang telah berkenan membantu penulis dalam pembutan spesimen dan pengujian kekerasan. 4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. 5. Kedua orang tua tercinta atas segala pengorbanan dan doanya yang tidak tergantikan. i

3 6. Kepada abang dan kakak yang telah banyak memberikan dukungan baik dalam bentuk moril, materil dan doa 7. Kepada teman-teman mahasiswa teknik mesin khususnya stambuk 2010 yang selalu mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas skripsi ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi penyempurnaan di masa mendatang. Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, Maret 2016 Penulis, YOSIA TARIGAN NIM: ii

4 ABSTRAK Kampas rem dari bahan asbestos hanya memiliki satu jenis fiber yaitu asbes yang merupakan komponen yang menimbulkan karsinogenik yang dituding sebagai salah satu zat penyebab kangker paru-paru. Serbuk arang tempurung kelapa hibrida dapat digunakan sebagai material alternatif kampas rem sepeda motor non-asbestos. Dalam penelitian ini, pembuatan spesimen dengan menggunakan metoda Proses Cetakan Tekan (Compression Molding). Proses cetakan ini menggunakan ragum sebagai penekannya. Pada komposisi 51% tempurung kelapa + 5% serbuk aluminium + 40% resin phenolic + 4% katalis atau spesimen F1 memiliki tingkat kekerasan yang paling tinggi yaitu, HRL, dan memiliki tingkat keausan yang paling rendah yaitu, 1.96 x 10-7 gram/mm2.detik. Dengan melakukan variasi komposisi akan didapat angka kekerasan dan keausan yang paling optimum. Variasi komposisi serbuk arang tempurung kelapa sangat berpengaruh terhadap angka kekerasan dan angka keausan kampas rem. Kata kunci : serbuk arang tempurung kelapa hibrida, serbuk aluminium,kekerasan, keausan, kampas rem sepeda motor non-asbestos. iii

5 ABSTRACT The brake shoes of the asbestos material has only one type of fiber that is asbestos which is a component that raises carcinogenic substance has been blamed as one cause of lung cancer. Hybrid coconut shell charcoal powder can be used as an alternative material brake shoes motorcycle non asbestos.in this study, the manufacture of the specimen using the method Process Matter Press (Compression Molding). This molding process using a vise as it suppressed. On the composition of 51% + 5% coconut shell aluminum powder + 40% + 4% phenolic resin catalyst or specimen F1 has the highest levels of violence, namely, HRL, and has the wear rate is the lowest that is, 1.96 x 10-7 g / mm2.detik. By doing variations of the composition will be obtained of violence and the most optimum wear. Variations in the composition of coconut shell charcoal powder affects the level of violence and number of brake lining wear. Keywords: hybrid coconut shell charcoal powder, aluminum powder, hardness, wear, brake lining of non-asbestos motorcycle. iv

6 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... ABSTRAK. DAFTAR ISI.. DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI... i iii v viii xi xii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan. 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Bahan Komposit Tinjauan Umum Tanaman Kelapa Jenis Tumbuhan Kelapa Kelapa Hibrida.. 9 v

7 2.2.3 Syarat Pertumbuhan Kelapa Hibrida Manfaat Kelapa Hibrida Karakteristik Pohon Kelapa Hibrida Tempurung Kelapa Komposit Matrik Logam Aluminium Sifat-sifat Aluminium Paduan Aluminium Polyester Resin Tak Jenuh Katalis MEKPO (Metyiel Ethyil Ketone Perioksida Kampas Rem Material Komposit Untuk Kampas Rem Mekanisme Kerja Pengereman Pada Sepeda Motor Sifat Mekanik Kampas Rem Pengujian Sifat Mekanik Pengujian Kekerasan Pengujian Keausan BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Metoda Waktu dan Tempat.. 37 vi

8 3.3 Alat Dan Bahan Alat Bahan Prosedur Penelitian Penyiapan Bahan Baku Variabel Penelitian Pengujian Sifat Mekanik Pengujian Kekerasan Pengujian Keausan Diagram Alir Penelitian. 48 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Hasil Pengujian Kekerasan Hasil Pengujian Laju Keausan Pembahasan Pengujian kekerasan Pengujian laju keausan.. 56 vii

9 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran.. 59 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 diagram komposit berdasarkan bahan penyusunnya(gibson,1984) 5 Gambar 2.2 klasifikasi/skema struktur komposit (Callister, 1994)... 6 Gambar 2.3 Pohon Kelapa Gambar 2.4 Mekanisme penyetelan sepatu rem Gambar 2.5bagian-bagian kampas rem Gambar 2.6Pengujian Brinell (Callister, 2001) Gambar 2.7Prinsip Kerja Metode Kekerasan Rockwell(Callister, 2001) Gambar 2.8Pengujian Vickers (Callister, 2001) Gambar 2.9Bentuk Identor Knoop (Callister, 2001) Gambar 2.10Keausan Metode Adhesive(Callister, 2001) Gambar 2.11Keausan Metode Abrasive(Callister, 2001) Gambar Mekanisme Keausan Lelah(Callister, 2001) Gambar 2.13Mekanisme Keausan Oksidasi(Callister, 2001) Gambar 2.14 Skematis Keausan Erosi(Callister, 2001) Gambar 2.15 Pengujian Pin on Disk(Sumber: ASTM G 99-04) Gambar 3.1 Mesin penggiling Gambar 3.2Timbangan Digital Gambar 3.3 Mesh ukuran 0.841mm Gambar 3.4Cetakan Untuk Uji Kekerasan Gambar 3.5Cetakan Untuk Uji Keausan Gambar 3.6Alat Uji Kekerasan Gambar 3.7Alat Ujikeausan Gambar 3.8Serbuk arang tempurung kelapa Gambar 3.9 Serbuk aluminium Gambar 3.10Resin Unsaturated Polyester BQTN ix

11 Gambar 3.11 Methyl Ethyl Ketone Peroksida (MEKPO) Gambar 3.12Wax Gambar 3.13 Spesimen uji kekerasan standart ASTM E Gambar 3.14Pengujian kekerasan Gambar 3.15 Spesimen uji keausan standar ASTM G Gambar 3.16 Pengujian keausan dengan metode pin on disk Gambar 3.17 Diagram alir penelitian Gambar 4.1 Grafik Uji Kekerasan F Gambar 4.2 Grafik Uji Kekerasan F Gambar 4.3 Grafik Uji Kekerasan F Gambar 4.4 Grafik Laju Keausan F Gambar 4.5 Grafik Laju Keausan F Gambar 4.6 Grafik Laju Keausan F Gambar 4.7 Grafik Rata-rata Uji Kekerasan Gambar 4.8 Spesimen Uji Kekerasan Gambar 4.9 Grafik Rata-rata Laju Keausan Gambar 4.10 Spesimen Uji Keausan x

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa hibrida Tabel 2.2 Sifat-sifat fisik Aluminium Tabel 2.3 Sifat-sifat mekanik Aluminium Tabel 2.4Kelompok Paduan Aluminium Tabel 2.5. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh Tabel 2.6Rockwell Hardness Scales Tabel 3.1 Diameter Mesh Table 3.2 Variasi Komposisi Antar Sampel Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kekerasan Tabel 4.2 Hasil Pengujian Laju Keausan xi

13 DAFTAR NOTASI SIMBOL KETERANGAN SATUAN A Luas penampang mm 2 A Luas bidang kontak pengausan mm 2 b Lebar specimen Mm d Tebal specimen Mm D Diameter bola Mm F Beban Kgf F Gaya N F0 Beban minor Kgf F1 Beban mayor Kgf HB Hardness Brinell Kgf/mm 2 HR Hardness Rockwell Kgf/mm 2 HV Hardness Vickerss Kgf/mm 2 L Panjang specimen mm L Jarak penampang mm xii

14 L0 Panjang awal specimen mm P Tekanan N P Beban yang di gunakan Kg S Tegangan Lentur N/mm 2 t Waktu/lama pengausan Detik W Laju Keausan Gram/mm 2.det\k W0 Berat awal spesimen Gram W1 Berat akhir spesimen Gram θ Sudut antara permukaan intan yang berlawanan xiii