BAB III PERANCANGAN SISTEM REM DAN PERHITUNGAN DATA PEGUJIAN

BAB III PERANCANGAN SISTEM REM DAN PERHITUNGAN DATA PEGUJIAN 3.1 METODE PERANCANGAN Metode perancangan yang dipakai dalam perancangan ini adalah metode sistematis.

34

Gambar 3.1 Tahap –tahap perancangan atau Flow Chart

Mulai

PENJABARAN TUGAS

PERANCANGAN KONSEP

PERANCANGAN WUJUD

PERANCANGAN TERPERINCI

PENGUJIAN

Selesai

Tahap –tahap perancangan yang harus dilakukan adalah: 3.1.1

Penjabaran tugas (clarification of the task)

Tahap ini meliputi pengumpulan informasi tentang syarat-syarat yang diharapkan dipenuhi oleh solusi akhir. Dari informasi yang diperoleh kemudian yang disusun dalam daftar syarat-syarat daftar spesifikasi . a. Kampas rem terbuat dari bahan ferodo/asbes karena tahan terhadap gesekan dan panas 35

b. Pirigan cakram menggunakan bahan besi tuang c. Kaliper yang dipakai dengan tipe Floating Caliper

3.1.2

Perancangan konsep (conceptual design)

Perancangan konsep meliputi pembuatan struktur-struktur fungsi, mencari prinsip-prinsip pemecahan masalah dan mengkombinasikan menjadi beberapa konsep (consep t varian). Solusi terbaik dipilih berdasarkan hasil analisis konsep varian tersebut.

3.1.3

Perancangan wujud (embodiment design)

Perancangan wujud meliputi pengembangan perancangan dengan menggunakan kriteria teknik dan ekonomi. Hasil dari tahap ini berupa lay out yaitu penggambaran dengan jelas rangkaian dan bentuk elemen suatu produk,pemilihan bahan dan proses produksi.

3.1.4

Perancangan terperinci (detail design).

Bentuk dimensi dan sifat permukaan semua komponen ditetapkan dalam tahap ini. Kemungkinan produk tersebut dapat dibuat secara ekonomis dan teknis diperiksa kembali, kemudian semua gambar dan dokumen produksi diselesaikan.

36

3.2

Perancangan Wujud Sistem Pengereman

3.2.1

Perancangan Strukur Dudukan Rem Rangka yang digunakan dalam perancangan sistem pengereman adalah

besi pipa. Rangka ini berfungsi sebagai dudukan sistem pengereman.

3.2.2

Perencanaan Rem yang Digunakan pada sistem pengereman Pada sistem pengereman ini ,jenis rem yang digunakan adalah rem

cakram. Rem jenis ini dipilih karena strukturnya yang sederhana dan mudah dalam perawatan.

3.2.3. Perencanaan Bantalan Pada perencanaan sistem,jenis bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding. Keuntungan dari bantalan gelinding ini adalah gesekanya sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur, juga mampu menahan beban radial dan aksial.karena gesekanya sangat kecil maka kerugian energi yang terjadi juga relatif kecil. Jenis bantalan gelinding yang digunakan adalah bantalan bola. Bantalan bola di gunakan sebagai dudukan kerangka pada poros roda.

37

3.2.4. Perencanaan Poros Roda Poros roda yang digunakan merupakan poros yang mengunakan baja carbon dengan type SC 45 JIS G 5101 dimana bahan tersebut mampu menahan beban yang cukup besar dan dimensinyatelah disesuaikan dengan diameter bantalan dan lebar kendaraaan.

3.2.5

perencanaan pasak Pasak yang akan digunakan sebagai penyambung system rem dan poros

roda menggunakan bahan SKD11 dengan dimensi yang sesuai dengan beban yang bekerja ,dan bentuk yang sederhana sehingga dapatdibuat dengan proses pemesinan biasa.

3.3 Pengujian Sistem Pengereman dan Perawatan 3.3.1

Tujuan Pengujian Pengujian yang dilakukan pada sistem pengereman ini bertujuan untuk

mengetahui apakah sistem pengereman dapat bekerja atau tidak. Apakah bisa bekerja sesuai fungsi yaitu untuk memperlambat laju kendaraan atau menghentikan laju kendaraan. Pengujian dilakukan dengan beban satu penumpang yaitu pengemudi.

38

Untuk melakukan pengujian pengereman terlebih dahulu perlu dilakukan proses pengujian akselerasi kendaraan agar dapat dipastikan bahwa kendaraan yang di uji dapat melaju sesuai kemampuan. Data 3.1 Tabel Kecepatan pengereman Kecepatan( km/jam)

Gaya rem (N)

10

22,393

20

66,905

30

124,187

40

228,0285

50

334,883

400 350

Gaya (N)

300 250 200

Kecepatan( m/s)

150

Gaya rem (N)

100 50 0 1

2

3

4

5

Kecepatan (m/s)

Gambar 3.2 Grafik gaya terhadap kecepatan

39

3.3.2 Pengujian Akselerasi Pengujian akselerasi merupakan pengujian untuk mengetahui kecepatan kendaraan dengan jarak tertentu. Dalam pengujian ini diperlukan jalur dengan panjang tertentu sebagai lintasan pengujian dan stopwatch sebgai alat pengukur waktu dan metering untuk mengukur jarak pengereman dan panjang lintasan serta alat pengukur kecepatan.

Gambar 3.3 stopwatch Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Stopwatch

40

Gambar 3.4 alat pengukur jarak (metering) Sumber: http://gokidsgo.org/pictionary/pictionary_kk.htm Besarnya gaya gesek adalah

Dimana :

𝑓𝑓 = 𝜇𝜇 × 𝑁𝑁

f = besarnya gaya gesek

N

𝜇𝜇= koefesien gaya gesek antara dua permukaan N= Gaya normal

N

41

Gbr. 2.12 Karakteristik gesekan yang tergantung pada bahan gesek Daerah tekanan yang diizinkan untuk bahan – bahan yang bersangkutan diperlihatkan dalam Tabel 2.1. Sudut kontak α dapat diambil antara 50° sampai dengan 70°.

Tabel 3.2 Koefisien gesek dan tekanan rem (Ref.7) Bahan drum

Bahan gesek

Besi cor

Koefisien

Tekanan permukaan

gesek µ

Pa (N/mm² )

0,10 - 0,20

Keterangan Kering

0,08 - 0,12

0,9 – 1,7

Dilumasi

Besi cor,

Perunggu

0,10 - 0,20

0,5 - 0,8

Kering - dilumasi

Baja cor,

kayu

0,10 - 0,35

0,2 - 0,3

Dilumasi

Besi cor khusus

Tenunan

0,35 - 0,60

0,07 - 0,7

kapas, asbes

Cetakan (pasta)

0,30 - 0,60

0,03 – 1,8

Damar, asbes, setengah logam

Paduan sinter

0,20 - 0,50

0,03 - 1,0

Logam

Catatan : Jika kecepatan slip dan gaya tekan bertambah, maka µ berkurang

42

𝑓𝑓 = 𝜇𝜇𝜇𝜇𝜇𝜇

𝑁𝑁 = 𝑚𝑚. 𝑔𝑔

Dimana = m

= masa dari kendaraan

kg

g

= grafitasi

m/s2

𝑁𝑁 = 𝑚𝑚. 𝑔𝑔

𝑁𝑁 = (𝑚𝑚1 + 𝑚𝑚2 ). 9,8𝑚𝑚/𝑠𝑠 2 𝑁𝑁 = (72 + 70). 9,8

𝑁𝑁 = 1391,6 𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛

Koefisien gesek antara ban dan jalan sesungguhnya tidak konstan (tetap)

karena ban bukan benda frigid, tetapi dalam perhitungan dianggap tetap, untuk jalan datar koefisien gesek, μ = 0,2 Jadi besarnya gaya gesek 𝑓𝑓 = 𝜇𝜇𝜇𝜇𝜇𝜇

𝑓𝑓 = 0,2𝑥𝑥1391,6

𝑓𝑓 = 278,32 newton

43

𝜇𝜇𝜇𝜇 +2𝑘𝑘

𝜔𝜔 =

𝐷𝐷

Dimana : 𝜔𝜔

= koefesien tahanan gerak

µ

=koefesien gesek

D

= Diameter roda ban

cm

d

= diameterbantalan roda

cm

koefesien gesek µ =0,2 pada jalan, untuk bantalan luncur :0,01 untuk bantalan peluru dan rol 0,015 untuk bantalan rol fleksibel(pada bantalan gesek rol µ dianggap sebagai koefesien gesek ). Koefesien gesek rol k diansumsikan sebesar 0,05 cm. Maka : 𝜔𝜔 =

𝜇𝜇𝜇𝜇 +2𝑘𝑘

𝜔𝜔 = 𝜔𝜔 =

𝐷𝐷

0,2𝑥𝑥3+2𝑥𝑥0,05 0,7

30

30

𝜔𝜔 = 0,023

44

Untuk mengetahui kecepatan dan percepatan kendaraan menggunakan rumus sebagai berikut :

𝑉𝑉 =

𝑠𝑠 𝑡𝑡

dan 𝑎𝑎 =

∆𝑣𝑣 ∆𝑡𝑡

..................................................(16)

Selanjutnya terlebih dahulu menentukan data-data sebagai berikut : S = 100 m Dari hasil pengujian didapat data-datasebagai berikut : Data 3.5 Tabel Data Hasil Pengujian akselerasi pada jarak 100 m V No (km/jam)

Pengujian I

Pengujian II

Pengujian III

t

S pengereman

t

S pengereman

t

S pengereman

(detik)

(m)

(detik)

(m)

(detik)

(m)

1

10

32,12

1,80

32,03

1,75

32,31

1,85

2

20

22,62

3,65

21,07

3,70

20,88

3,70

3

30

17,77

6,85

17,16

6,90

17,25

6,90

4

40

12,85

9,00

12,42

9,10

12,62

9,05

5

50

11,05

11,50

10,65

11,60

10,55

11,65

45

Data 3.6 Tabel Data Hasil Pengujian rata-rata akselerasi pada jarak 100 m. No

pengujian S pengereman rataV(km/jam)

t (detik) rata-rata

rata(m)

1

10

32,153

1,8

2

20

21,523

3,583

3

30

17,393

6,883

4

40

12,63

9,05

5

50

10,75

11,83

Sehingga dengan rumus 𝑉𝑉 =

𝑠𝑠 𝑡𝑡

dan 𝑎𝑎 =

m akan didapat data analisa sebagai berikut : 𝑆𝑆 = Dimana :

∆𝑣𝑣 ∆𝑡𝑡

Dimana Vo = 0 m/s dan S =100

𝑣𝑣 𝑡𝑡

S

= jarak tempuh kendaraan

(m)

t

= waktu pengereman

(t)

a

= perlambatan

( m/s2)

46

1.) 𝑆𝑆 = 10

𝑣𝑣 𝑡𝑡

𝑘𝑘𝑘𝑘 = 2,778𝑚𝑚 /𝑠𝑠 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗 𝑠𝑠 =

2,778 32,153

S = 0,0863994 m akselerasi pada kecepatan 10 km/jam

𝐴𝐴 =

(2∗𝑠𝑠) 𝑡𝑡 2

Dimana : A = akselerasi

( m/s2)

S = jarak tempuh yang diukur

(m)

t= catatan waktu dalam jarak tertentu yang diukur

(s)

𝐴𝐴 =

(2×0,0863994 ) 32,153

A =0,0053743 m/s

2.) 𝑆𝑆 =

2

𝑣𝑣 𝑡𝑡

𝑘𝑘𝑘𝑘

20 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗 = 5,556 𝑚𝑚/𝑠𝑠 47

𝑠𝑠 =

5,556 21,523

𝑠𝑠 = 0,258 m/s2

Akselerasi pada kecepatan 20 km/jam

𝐴𝐴 =

(2∗𝑠𝑠) 𝑡𝑡 2


( m/s2)


(m)


(s)

𝐴𝐴 =

(2×0,258 ) 21,523

A =0,02397 m/s

3.) 𝑆𝑆 =

2

𝑣𝑣 𝑡𝑡

𝑘𝑘𝑘𝑘

30 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗 = 8,334 𝑚𝑚/𝑠𝑠 𝑠𝑠 =

8,334 17,393

𝑠𝑠 = 0,479 m/s2 48

Akselerasi pada kecepatan 30 km/jam

𝐴𝐴 =

(2∗𝑠𝑠) 𝑡𝑡 2


( m/s2)


(m)


(s)

𝐴𝐴 =

(2× 0,479) 17,393

A =0,055 m/s2

4.) 𝑆𝑆 =

𝑣𝑣 𝑡𝑡

𝑘𝑘𝑘𝑘


11,112 12,63

𝑠𝑠 = 0,8797 m/s2 Akselerasi pada kecepatan 40 km/jam

𝐴𝐴 =

(2∗𝑠𝑠) 𝑡𝑡 2

49


( m/s2)


(m)


(s)

𝐴𝐴 =

(2× 0,8797 ) 12,63

A =0,1393 m/s2

5.) 𝑆𝑆 =

𝑣𝑣 𝑡𝑡

𝑘𝑘𝑘𝑘


13,8889 10,75

𝑠𝑠 = 1,291 m/s2 Akselerasi pada kecepatan 40 km/jam

𝐴𝐴 =

(2∗𝑠𝑠) 𝑡𝑡 2


( m/s2)

50


(m)


(s)

𝐴𝐴 =

(2× 1,291 ) 10,75

A =0,2403 m/s2

Tabel 3.7 Pengujian Akselerasi t(detik)

A(m/s2)

1

32,153

0,0053743

2

21,523

0,02397

3

17,393

0,055

4

12,63

0,1393

5

10,75

0,2403

∑

∑ =18,8898

∑ =0,0927

Pengujian Ke -

Dari perhitungan tersebut dapat diketahui akselerasi dalam menempuh jarak 100 m dengan kecepatan awal nol (0 m/s) adalah sebesar:

Sedangkan percepatan rata-rata adalah sebagai berikut :

51

A rata-rata =∑ a / 5 =0,0927 m/s2

35 30

t (detik)

25 20 15 10 5 0

A(m/s 2)

0,005 3743

0,023 97

0,055

0,139 3

A(m/s2)

0.00537 0.02397

0.055

0.1393

0.2403

0

t(detik)

32.153

17.393

12.63

10.75

0

∑ ∑ =18,8898

21.523

0

Gambar 3.8 Grafik pengujian akselerasi 3.3.3 Pengujian Deselerasi Pengujian deselerasi merupakan pengujian untuk mengetahui jarak pengereman dengan kecepatan tertentu . pada pengujian deselerasi mengunakan beban satu penumpang yaitu pengemudi. Perlengkapan yang diperlukan dalam pengujian deselerasi adalah lintasn pengujian, stopwatch sebagai pengukur waktu,dan ditambahkan sebuah sepeda motor untuk mengetahui kecepatan awal dimana pengereman dimulai dengan menggunakan rumus

Vt = Vo + a . t dan S = Vo.t + 1/2 .a . t2 untuk mengetahui

percepatan dan jarak henti. Selanjutnya data awal yang diberikan adalah : 52

Vo = 40 km/jam = 11,111 m/s Vt = 0 km /jam Dari hasil pengujian didapat data-data sebagai berikut : Tabel 3.9 data hasil pengujian deselerasi Pengujian ke-

t(detik)

1

1,56

2

1,62

3

1,48

4

1,61

5

1,57

Sehingga dengan rumus Vt =Vo + a . t dan S = Vo . t + 1/2 . a . t2 Dimana Vt = 0 m/sdan Vo =11,111 m/s akan didapat dta analisa sebagai berikut :

Vt = Vo+a.t Dimana : Vt = kecepatan rata-rata

( m/ s)

Vo = kecepatan Awal

( m/s)

a

(m/s2)

= percepatan

53

1.) Vt = Vo + a.t 0 = 11,111 + a. 1,56 -a.1,56 = 11,111 -a

= 11,111/1,56

-a

= 7,12244

a

= -7,12244

S = Vo.t + ½.a.t2 S = 11,111.1,56 + ½ .-7,12244. 1,562 S = 8,66658 m 2.) Vt = 0 = -a.1,62 =

Vo + a.t 11,111 + a.1,62 11,111

-a =

11,111/1,62

-a =

6,85864

a =

6,85864

S=

Vo.t + ½.a.t2

S=

11,111.1,62 + ½ .-7,12244. 1,622

S=

8,99991 m

54

3.) Vt = 0= -a.1,48=

Vo + a.t 11,111 + a.1,48 11,111

-a=

11,111/1,48

-a =

7,50743

a=

-7,50743

S=

Vo.t + ½.a.t2

S=

11,111.1,48 + ½ .-7,50743. 1,482

S=

8,22214 m 4.) Vt = 0 =

-a.1,61 =

Vo + a.t 11,111 + a.1,61 11,111

-a=

11,111/1,61

-a =

6,90124

a=

-6,90124

S=

Vo.t + ½.a.t2

S=

11,111.1,61 + ½ .-7,12244. 1,612

S=

8,94436 m

55

5.) Vt = 0 = -a.1,57=

Vo + a.t 11,111 + a.1,57 11,111

-a=

11,111/1,57

-a =

7,07707

a=

-7,07707

S =

Vo.t + ½.a.t2

S =

11,111.1,57 + ½ .-7,12244. 1,572

S =

8,72214 m Tabel 3.10 Data Analisa Pengujian Deselerasi

Pengujian ke-

t(detik)

a(m/s)

S (m)

1

1,56

-7,12244

8,66658

2

1,62

-6,85864

8,99991

3

1,48

-7,50743

8,22214

4

1,61

-6,90124

8,94436

5

1,57

-7,07707

8,72214

∑

∑t = 7,84

∑a = -35,46682

∑S =43,55513

56

Dari perhitungan tersebut dapat diketahuai jarak pengereman rata-ratadan perlambatan rata-rata yang diperlukan untuk pengereman dengan kecepatan awal 11,111 m/s atau kecepatan awal 40km/jam adalah : S rata-rata = ∑ S / 5 = 43,55513/ 5 = 8,71 m

a rata-rata= ∑a / 5 = -35,46682 / 5 = -7,093363 m/s2 (perlambatan)

trata-rata =∑ t / 5

= 7,84 / 5 = 1,568detik

Pengujian Deselerasi 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10

1

2

3

4

5

t(detik)

1.56

1.62

1.48

1.61

1.57

a(m/s)

-7.12244

-6.85864

-7.50743

-6.90124

-7.07707

S (m)

8.66658

8.99991

8.22214

8.94436

8.72214

Gambar 3.11 Grafik pengujian deselerasi. 57

3.3.4

Teori perawatan Perawatan adalah suatu usaha untuk memperpanjang umur serta

mempertahankan kondisi suatu alat dalam keadaan siap beroperasi dengan baik disamping itu merupakan usaha untuk memperkecil biaya dalam hal pemeliharaan suatu alat tersebut. Perawatan yang dilakukan pada suatu alat adalah perawatan yang mengupayakan pencegahan kerusakan atau preventif. Alasan dari perawatan jenis ini adalah : 1. Biaya yang dibutuhkan lebih kecil dibanding daripada harus menggantinya saat terjadi keresakan . 2. Mengurangi waktu yang terbuang akibat penggantian komponen apabila terjadi kerusakan. 3. Suatu alat akan menjadi lebih awet dan tidak akan terganggu operasionalnya bila tidak terjadi kerusakan.

3.34

Perawatan Rem

Rem adalah suatu alat keamanan pada kendaraan yang harus dijaga dalam keadaan terbaik agar selalu siap untuk dioperasikan setiap saat diperlukan . hal-hal yang perlu dilakukan perawatan rem adalah sebagai berikut : 1. Periksa sistem rem dari kebocoran minyak rem 2. Periksa keretakan atau kebocoran pada selang rem 3. Periksa fungsi tuas rem atau pedal rem

58

4. Periksa keausan atau kerusakan pada pad set dan piringan rem 5. Periksa ketinggian permukaan minyak rem 6. Bersihkan kotoran atau minyak yang melekat pada piringan atau pad set

Gambar 3.12 pemeriksaan keausan atau kerusakan piringan rem dan pad

Gambar 3.13 Pemeriksaan kebocoran pada selang rem

59

Gmbar 3.14 . Pemeriksaan Tinggi minyak rem

3.3.5

Tujuan Pengujian Tujuan Pengujian ini adalah untuk mengetahui keefektifan rem cakram

pada kendaraan All Therrain Vehicles (ATV) . sehingga aplikasi rem cakram pada kendaraan All Therrain Vehicles (ATV) dapat menunjang keselamatan dan kenyamanan bagi para pengguna kendaraan tersebut.

60

BAB III PERANCANGAN SISTEM REM DAN PERHITUNGAN DATA PEGUJIAN

Recommend Documents