TUGAS AKHIR PENGARUH VARIASI KUNINGAN 2 GRAM, 4 GRAM, 6 GRAM PADA PEMBUATAN KAMPAS REM TERHADAP KEAUSAN, SUHU, DAN KEKERASAN DENGAN PERBANDINGAN KAMPAS REM YAMAHAPART Diajukan guna memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun : FAHRUDIN AFENDIYANTO NIM : D200.07.0037 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012 i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : PENGARUH VARIASI KUNINGAN 2 GRAM, 4 GRAM, 6 GRAM PADA PEMBUATAN KAMPAS REM TERHADAP KEAUSAN, SUHU, DAN KEKERASAN DENGAN PERBANDINGAN KAMPAS REM YAMAHAPART Yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 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, Februari 2012 Yang menyatakan, Fahrudin Afendiyanto ii
HALAMAN PERSETUJUAN Tugas akhir berjudul PENGARUH VARIASI KUNINGAN 2 GRAM, 4 GRAM, 6 GRAM PADA PEMBUATAN KAMPAS REM TERHADAP KEAUSAN, SUHU, DAN KEKERASAN DENGAN PERBANDINGAN KAMPAS REM YAMAHAPART, telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh : Nama : FAHRUDIN AFENDIYANTO NIM : D200.07.0037 Disetujui pada Hari : Tanggal : Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Bambang,W. Febriantoko, ST. MT Wijianto, ST. M.Eng.Sc iii
HALAMAN PENGESAHAN Tugas Akhir berjudul berjudul PENGARUH VARIASI KUNINGAN 2 GRAM, 4 GRAM, 6 GRAM PADA PEMBUATAN KAMPAS REM TERHADAP KEAUSAN, SUHU, DAN KEKERASAN DENGAN PERBANDINGAN KAMPAS REM YAMAHAPART, telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh : Nama : Fahrudin Afendiyanto NIM : D200.07.0037 Disahkan pada Hari : Tanggal : Tim Penguji : Ketua : Bambang,W. Febriantoko, ST., MT... Anggota 1 : Wijianto, ST. M.Eng.Sc... Anggota 2 : Ir. Agus Hariyanto., MT... Dekan, Ketua Jurusan, Ir. Agus Riyanto, MT. Ir. Sartono Putro, MT iv
v
MOTTO Jangan pernah menyerah dalam suatu masalah jika ada niat,usaha dan doa pasti akan ada jalan ( Afendiyanto ) Percaya diri adalah kunci kesuksesan, Jadikanlah kegagalan hari ini untuk memperbaiki kesalahan dikemudian hari, Jangan pernah Putus asa. ( Afendiyanto ) vi
PENGARUH VARIASI KUNINGAN 2 GRAM, 4 GRAM, 6 GRAM PADA PEMBUATAN KAMPAS REM TERHADAP KEAUSAN, SUHU, DAN KEKERASAN DENGAN PERBANDINGAN KAMPAS YAMAHAPART Fahrudin Afendiyanto, Bambang,W. Febriantoko, Wijianto Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email : fahrudin_afendiyanto@yahoo.co.id ABTRAKSI Pada pembuatan kampas rem dengan variasi komposisi 2, 4, 6 gram kuningan bertujuan untuk mengetahui tingkat performa dari kampas rem non asbes dengan perekat resin Ripoxy R-802 dibandingkan dengan kampas rem yamahapart. Penelitian ini diawali dengan pembuatan kampas rem non-asbes dengan bahan yaitu fiberglass, kuningan, alumunium, tembaga, karbon, kalsium karbonat, barium sulfat, serbuk silika dan resin ripoxy +katalis. Setelah itu mencampur bahan kampas rem sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. Kemudian dipress dengan beban 2 ton selama 25 menit kemudian dipanaskan (sinter) dengan suhu 80 ºC selama 25 menit. Setelah spesimen jadi kemudian diuji gesek dengan beban 18 kg selama 3 jam dengan uji kering,penyemprotan air, air laut, oli, minyak rem dan diukur keausan, Suhu kampas rem,dan diuji kekerasan Brinell dengan gaya 613 Newton. Hasil penelitian menunjukan bahwa kampas rem yamahapart lebih tahan aus dari pada kampas rem variasi kuningan pada uji gesek selama 3 jam disemua kondisi. Dengan memvariasi kuningan 2 gram, 4 gram, 6 gram pada komposisi kampas rem mampu mempengaruhi ketahanan aus dari kampas rem tersebut. Suhu kampas rem variasi kuningan lebih rendah dan lebih baik dibandingkan dengan kampas rem yamahapart pada uji gesek selama 3 jam disemua kondisi. Nilai kekerasan kampas rem dengan variasi kuningan yaitu sebesar 10.916 BHN sedangkan kampas rem yamahapart yaitu sebesar 12.487 BHN. Kata kunci : kampas rem, kuningan, uji gesek vii
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 VARIASI KUNINGAN 2 GRAM, 4 GRAM, 6 GRAM PADA PEMBUATAN KAMPAS REM TERHADAP KEAUSAN, SUHU, DAN KEKERASAN DENGAN PERBANDINGAN KAMPAS REM YAMAHAPART, 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. Agus Riyanto, MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Ir.Sartono Putro, MT 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. 4. Wijianto, ST.M.Eng.Sc selaku pembimbing pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 5. Bapak,Ibu dan Keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada penulis. 6. Vaisal adik tercinta yang selalu memberikan semangat dan doa untuk terus maju. 7. Teman satu tim Dediana pajar sasmito, terimakasih untuk semangat, kerja keras dan kerjasamanya. viii
8. Team rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2007 ikut memberi saran dan motivasi. 9. 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, Februari 2012 Penulis ix
DAFTAR ISI Hal Halaman Judul... i Pernyataan Keaslian Skripsi... ii Halaman Persetujuan...iii Halaman Pengesahan... iv Lembar Soal Tugas Akhir... v Lembar Motto dan Persembahan... vi Abstrak... vii Kata Pengantar... viii Daftar Isi... x Daftar Gambar... xii Daftar Tabel... xv Daftar Simbol... xvii Daftar Lampiran... xviii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan Penelitian... 3 1.3. Manfaat Penelitian... 3 1.4. Batasan Masalah... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kajian Pustaka... 6 2.2. Landasan Teori... 7 2.2.1. Rem... 7 2.2.2. Gesekan... 12 2.2.3. Keausan... 16 2.2.4. Kekerasan... 19 2.2.5. Komposit... 22 2.2.6. Serat... 25 2.2.7. Matrik... 26 2.2.8. Fiberglass... 27 x
2.2.9. Ripoxy... 28 2.2.10. Silika... 30 2.2.11. kuningan... 31 2.2.12. Aluminium... 31 2.2.13. Tembaga... 32 2.2.14. Barium Sulfat... 33 2.2.14. Sintering... 33 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Rancangan Penelitian... 35 3.2. Bahan dan Alat... 38 3.3. Instalasi Pengujian... 50 3.3.1. Alat Uji Gesek... 50 3.3.2. Alat Uji Kekerasan... 51 3.4. Spesimen Uji... 53 3.5. Lokasi Penelitian... 54 3.6. Prosedur Penelitian... 54 3.7. Metode Pengambilan Data... 60 3.8. Kesulitan... 60 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian Dan Analisisa... 62 1. Hasil Pengujian Gesek... 62 a) Hasil Pengujian Keausan Rata-rata... 62 b) Hasil Pengujian Suhu Pengereman Rata-rata. 71 2. Hasil Pengujian Kekerasan Brinell... 78 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 80 5.2. Saran... 80 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Rem Tromol... 8 Gambar 2.2 Brake Shoe dan Lining Rem Tromol... 9 Gambar 2.3 Rem Cakram... 11 Gambar 2.4 Keausan Abrasif... 17 Gambar 2.5 Keausan Adhesive... 17 Gambar 2.6 Keausan Fatique Lelah... 18 Gambar 2.7 Keausan Korosif... 19 Gambar 2.8 Asas Pengukuran Kekerasan Menurut Brinell... 21 Gambar 2.9 Fibrous Composites... 24 Gambar 2.10 Particulate Composites... 24 Gambar 2.11 Laminated Composites...... 25 Gambar 2.12 Jenis-jenis Komposit Serat... 26 Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Penelitian... 36 Gambar 3.2 Fiberglass... 38 Gambar 3.3 Resin Ripoxy R-802... 39 Gambar 3.4 Serbuk Kuningan Acak... 39 Gambar 3.5 Barium Sulfat... 40 Gambar 3.6 Graphite... 40 Gambar 3.7 Serbuk Tembaga... 41 Gambar 3.8 Kalsium Karbonat... 41 Gambar 3.9 Serbuk Aluminium... 42 Gambar 3.10 Serbuk Silika... 43 Gambar 3.11 Dexton Plastic Steel Epoxy... 43 Gambar 3.12 Plat Kampas... 44 Gambar 3.13 Mesin Press... 45 Gambar 3.14 Cetakan Kampas Rem... 45 Gambar 3.15 Oven... 46 Gambar 3.16 Non-Contact Infrared Thermometer... 47 Gambar 3.17 Digital Tachometer... 47 Gambar 3.18 Digital Clamp Meter... 48 xii
Gambar 3.19 Vernier Caliper... 49 Gambar 3.20 Timbangan Digital... 50 Gambar 3.21 Alat Pengujian Gesek... 50 Gambar 3.22 Instalasi Pengujian Gesek... 51 Gambar 3.23 Alat Pengujian Kekerasan Brinell... 52 Gambar 3.24 Mikroskop... 52 Gambar 3.25 Spesimen... 54 Gambar 3.26 Tombol Pemilihan Beban Pada Alat Uji Kekerasan Brinell... 58 Gambar 4.1 Histogram perbandingan keausan dari kampas rem pada uji gesek kering... 62 Gambar 4.2 Histogram perbandingan keausan dari kampas rem pada uji gesek air... 63 Gambar 4.3 Histogram perbandingan keausan dari kampas rem pada uji gesek air garam... 64 Gambar 4.4 Histogram perbandingan keausan dari kampas rem pada uji gesek Oli... 66 Gambar 4.5 Histogram perbandingan keausan dari kampas rem pada uji gesek minyak rem... 67 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Keausan Rata-rata Dari Kampas Rem Pada Uji Gesek Selama 3 Jam Disemua Kondisi... 68 Gambar 4.5 Histogram perbandingan keausan dari kampas rem pada uji gesek minyak rem... 67 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Keausan Rata-rata Dari Kampas Rem Pada Uji Gesek Selama 3 Jam Disemua Kondisi... 68 Gambar 4.7 Histogram Hasil Suhu Pengereman Kampas Rem Uji Kering... 71 Gambar 4.8 Histogram Hasil Suhu Pengereman Kampas Rem Uji Air... 72 Gambar 4.9 Histogram Hasil Suhu Pengereman Kampas xiii
Rem Uji Air Garam... 73 Gambar 4.10 Histogram Hasil Suhu Pengereman Kampas Rem Uji Oli... 74 Gambar 4.11 Histogram Hasil Suhu Pengereman Kampas Rem Uji Minyak Rem... 75 Gambar 4.12 Grafik Hasil Suhu Pengereman Kampas Rem Pada Uji Gesek Selama 3 Jam Disemua Kondisi... 76 Gambar 4.13 Histogram Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap Kekerasan Brinell... 78 xiv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kelas dan Karakteristik Ripoxy... 28 Tabel 3.1 Komposisi Material Kampas Rem... 53 Tabel 4.1 Hasil Penelitian Keausan Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Pengujian Kering Selama 3 Jam... 62 Tabel 4.2 Hasil Penelitian Keausan Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Pengujian Air Selama 3 Jam... 63 Tabel 4.3 Hasil Penelitian Keausan Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Pengujian Air Garam Selama 3 Jam... 64 Tabel 4.4 Hasil Penelitian Keausan Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Pengujian Oli Selama 3 Jam... 65 Tabel 4.5 Hasil Penelitian Keausan Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Pengujian Minyak Rem Selama 3 Jam... 67 Tabel 4.6 Hasil Keseluruhan Penelitian Keausan Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Pengujian Gesek Selama 3 Jam... 68 Tabel 4.7 Hasil Suhu Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Uji Kering Selama 3 Jam... 70 Tabel 4.8 Hasil Suhu Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Uji Air Selama 3 Jam... 72 Tabel 4.9 Hasil Suhu Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Uji Air Garam Selama 3 Jam... 73 Tabel 4.10 Hasil Suhu Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Uji Oli Selama 3 Jam... 74 Tabel 4.11 Hasil Suhu Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Uji Minyak Rem Selama 3 Jam... 75 Tabel 4.12 Hasil Keseluruhan Suhu Pengereman Rata-rata Kampas Rem Variasi Kuningan Dan Yamahapart Pada Uji Gesek Selama 3 Jam... 76 xv
Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap Kekerasan Brinell... 78 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) BHN = Brinell Hardness Number (BHN) P = gaya injakan (Newton atau kgf) D = diameter penetrator (mm) d = diameter hasil injakan (mm) xvii
DAFTAR LAMPIRAN Data Hasil Penelitian Keausan... lampiran Data Penelitian Suhu Akhir Pengereman Kampas Rem lampiran Data Pengujian Kekerasan Brinell... lampiran Data Perhitungan Daya..... lampiran Data Perhitungan Koefisien Gesek...... lampiran Gambar Detail Cetakan... lampiran Spesifikasi Bahan Kampas Rem Non-Asbes... lampiran Standar Kampas Rem.. lampiran xviii