Fakultas Teknik Unjani

1

Fakultas Teknik Unjani

2

I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Sering kita dengar salah satu faktor penyebab kecelakaan pada kendaraan bermotor adalah sistem rem yang tidak dapat berfungsi dengan baik, yang dapat mengakibatkan pegemudi atau kendaraan mengalami hal-hal yang tidak diinginkan, maka dari itu perlunya analisa terhadap rem yang dapat memberikan kenyamanan bagi pemakai kendaraan. Pada tugas praktikum ini dilakukan suatu analisis tentang suatu elemen mesin yaitu rem yang lazim digunakan pada suatu kendaraan, suatu komponen mesin di katakan layak pakai yaitu apabila memenuhi berbagai yang antara lain aspek ekonomis, keindahan bentuk dan aspek teknik. Untuk mendapatkan suatu elemen mesin yang seperti persyaratan tersebut maka diperlukan perhitunganperhitungan. Frekuensi penggunaan rem pada kendaraan bermotor sangat tinggi terutama pada pemakaian terus menerus (continue) hal ini akan menyebakan umur menjadi singkat karena aus/gesekan yang terjadi. Pada kesempatan ini penulis mencoba menganalisa rem tromol pada kendaraan bermotor sebagai komparasi untuk yang lebih baik. Oleh karena itu dalam tugas Desain Elemen Mesin 2 ini membahas topik tentang “Analisa Rem Tromol Belakang pada Motor Automatic Scoppy Tahun 2012”.

I.2 Tujuan Analisa Fakultas Teknik Unjani

3

Dari berbagai masalah yang terjadi pada analisa ini tujuannya penulis hanya akan menganalisa ulang sebuah rem tromol pada motor matik dan parameterparameter yang berkaitan dengan rem tromol. Adapun tujuan dari analisa rem tromol pada motor matik adalah :  Menentukan kapasitas pengereman dengan beban berlebih.  Menentukan umur pemakaian kampas rem tromol.  Menentukan material kanvas rem tromol. I.3 Ruang Lingkup 

Menentukan koefisien gesek, sehingga didapat daya pengereman yang

 

maksimal. Menentukan umur komponen rem. Diharapkan material kanvas mempunyai sifat bahan yang tidak dipengaruhi oleh lingkungan seperti kelembaban, mempunyai daya tahan terhadap suhu tinggi, dan ketahanan yang baik terhadap keausan.

I.4 Prinsip Kerja Prinsip kerja rem tromol adalah rem bekerja atas dasar gesekan antara sepatu rem dan drum yang ikut berputar dengan putaran roda kendaraan, agar gesekan dapat memperlambat kendaraan dengan baik,sepatu rem di buat dari bahan yang mempunyai koefisien gesek yang tinggi. Umumnya rem bekerja disebabkan oleh adanya sistem gabungan penekanan melawan sistem gerak putar. I.5 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan pada laporan ini adalah sebagai berikut : a) I. PENDAHULUAN Pada Bab Pendahuluan ini memaparkan latar belakang masalah, tujuan analisa, ruang lingkup kajian dan sistematika penulisan. Bab ini memberikan gambaran umum mengenai isi dari laporan ini. b) II. LANDASAN TEORI


4

Bab ini menjelaskan tentang teori-teori dasar yang menyangkut rem tromol dan bagian-bagiannya, serta persamaan-persamaan yang akan digunakan pada perhitungan-perhitungan mengenai kinerja rem. c) III. TAHAPAN ANALISIS Bab ini berisikan tahapan-tahapan yang dimulai pada penyusunan laporan serta besaran yang diperlukan untuk penganalisaan. d) IV. PERHITUNGAN ANALISIS Bab ini berisikan perhitungan-perhitungan yang berkaitan dengan proses pengereman. e) V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini memuat kesimpulan dari seluruh hasil atau temuan yang ditulis secara singkat dan padat berdasarkan hasil perhitungan dan pembahasan serta kesimpulan hasil analisa yang dilakukan.

II. LANDASAN TEORI 2.1

Klasifikasi Rem Fungsi utama rem adalah menghentikan putaran poros, mengatur putaran

poros, dan juga mencegah putaran yang tidak dikehendaki, seperti telah di kemukakan di muka. Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan,


5

dan secara listrik dengan serbuk magnet, arus putar, fasa yang di balik, arus searah yang di balik atau penukaran kutup, dll. Rem gesekan dapat di klasifikasikan lebih lanjut di atas a) Rem blok, yang dapat di bagi lagi atas rem blok tunggal, dan ganda b) Rem drum c) Rem cakera d) Rem pita, dan beberapa macam lain nya. 1. Rem blok tunggal Rem blok macam yang paling sederhana terdiri dari satu blok rem yang ditekan terhadap drum rem, biasanya pada blok rem tersebut pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek yang dapat diganti bila telah aus.Jika gaya tekan blok terhadap drum adalah Q (kg), koefisien gesek adalah µ, dan gaya gesek yang di timbulkan pada rem adalah ƒ (kg), maka ƒ = µQ

(1.1)

Momen T yang diserap oleh drum rem adalah T = ƒ.(D/2) atau T = µQ.(D/2)

(1.2)

Jika panjang tuas rem adalah ɩ1, jarak engsel tuas sampai garis kerja Q adalah ɩ2, dan gaya yang diberikan kepada tuas adalah F, dan jika garis kerja gaya ƒ melalui engsel tuas, maka dari keseimbangan momen.(Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita)


6

Gambar. 1.1 Rem blok tunggal. Sumber: Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita

Gambar. 1.2. Rem blok ganda. Sumber: Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita

2. Rem Drum atau Rem tromol Tromol rem (brake drum) pada umumnya dibuat dari besi tuang (cast iron). Tromol rem ini dipasangkan hanya diberi sedikit renggang dengan sepatu rem dan tromol yang berputar bersama roda. Bila rem ditekan maka firodo rem akan menekan terhadap permukaan dalam tromol, mengakibatkan terjadinya gesekan dan menimbulkan panas pada tromol tinggi 200 -300C. karena itu, untuk mencegah tromol ini terlalu panas ada semacam tromol yang disekeliling bagian luarnya di beri sirif, dan ada pula yang dibuat dari paduan aluminium yang mempunyai daya hantar panas yang tinggi. Permukaan tromol rem dapat menjadi tergores atau cacat, tetapi hal ini dapat diperbaiki dengan jalan membubut bila goresan itu tidak terlalu dalam.(Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita)


7

Gambar. 1.3 Rem Drum. Sumber: Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita 3. Rem Cakera Rem cakera terdiri atas sebuah cakera dari baja yang di jepit oleh lapisan rem dari kedua sisinya pada waktu pengereman, rem ini mempunyai sifat-sifat yang baik seperti mudah di kendalikan, pengereman yang stabil, radiasi panas yang baik, dll.., sehingga sangat banyak dipakai untuk roda depan. Adapun kelemahannya adalah umur lapisan yang pendek, serta ukuran silinder rem yang besar pada roda.(Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita

Gambar. 1.4. Rem Cakera. Sumber: Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita 4. Rem Pita


8

Rem pita pada dasarnya terdiri dari pita baja yang di sebelah dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem, dan tuas, Gaya rem akan timbu bila pita dikaitkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung pita tersebut. Jika gaya tarik pada kedua ujung pita adalah F 1 dan F2 (kg), maka besarnya gaya gesek adalah sama dengan (F1 – F2). (Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita)

Gambar. 1.5. Macam-macam rem pita. Sumber: Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita 2.2 Cara Kerja Sistem Rem Tromol Rem tromol merupakan sistem rem yang telah menjadi metode pengereman standar yang digunakan sepeda motor kapasitas kecil pada beberapa tahun belakangan ini. Alasannya adalah karena rem tromol sederhana dan murah. Konstruksi rem tromol umumnya terdiri dari komponen-komponen seperti: sepatu rem (brake shoe), tromol (drum), pegas pengembali (return springs), tuas penggerak (lever), dudukan rem tromol (backplate), dan cam/nok penggerak. Cara pengoperasian rem tromol pada umumnya secara mekanik yang terdiri dari; pedal rem (brake pedal) dan batang (rod) penggerak. Konstruksi dan cara kerja rem tromol seperti terlihat pada gambar di bawah ini:


9

Gambar 1.6 Kontruksi rem tromol Sumber: Adiwibowo. R, (n.d). at 6:46 pm. Cara kerja rem tromol, http://trampilan.blogspot.co.id/2013/07/cara-kerja-rem-sepeda-motor.html. Pada saat kabel atau batang penghubung (tidak ditarik), sepatu rem dan tromol tidak saling kontak. Tromol rem berputar bebas mengikuti putaran roda.Tetapi saat kabel rem atau batang penghubung ditarik, lengan rem atau tuas rem memutar cam/nok pada sepatu rem sehingga sepatu rem menjadi mengembang dan kanvas rem (pirodo)nya bergesekan dengan tromol. Akibatnya putaran tromol dapat ditahan atau dihentikan, dan ini juga berarti menahan atau menghentikan putaran roda.Adiwibowo. R, (n.d). at 6:46 pm. Cara kerja rem tromol,http://trampilan.blogspot.co.id/2013/07/cara-kerja-rem-sepeda-motor.html. 2.2.1 Komponen Utama Sistem Rem Tromol


10

Gambar 1.7 Komponen Rem Tromol Sumber: Adiwibowo. R, (n.d). at 6:46 pm. Cara kerja rem tromol, http://trampilan.blogspot.co.id/2013/07/cara-kerja-rem-sepeda-motor.html. Ket: 1. Brake Pedal (Pedal Rem), 2. Operating Rod (Batang Penghubung), 3. Brake Lever (Tuas Rem), 4. Brake Shoe (sepatu rem) 5. Drum (Tromol). 2.2.2 Cara Kerja Rem Tromol Motor Matik Ketika handle rem ditekan kemudian kabel rem belakang menarik tuas rem dan menggerakan kedua kanvas rem sehingga bergesekan dengan drum sehingga menghentikan putaran ban, seperti terlihat pada gambar berikut:


11

Gambar 1.8 Rem tromol automatic Sumber: Stolk dan Kros, Elemen Mesin, Edisi ke-21, Erlangga, Jakarta (1994). Ket: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

brake shoes lining brake brake cam shaft pivot side brake lever CVT stang

8. rear brake cable 9. brake handle


12

Gambar 1.9 Bagian dalam rem tromol Sumber: Stolk dan Kros, Elemen Mesin, Edisi ke-21, Erlangga, Jakarta (1994). 2.4 Kekurangan dan Kelebihan Rem tromol 

Kelebihan: dari rem tromol adalah dapat di gunakan pada beban angkut yang berat (heavy duty) dengan bekerja secara maksimal.di gunakan untuk kendaraan yang memerlukan kerja ekstra dalam pengereman.contoh: kendaraan operasional seperti bus,truk,minibus dan sejenisnya.



Kekurangan: rem tromol yang masih menggunakan sistem tertutup dalam prosesnya dalam sistem ini membuat partikel kotoran dalam sistem tersebut.jadi untuk perawatan membersihkannya harus membuka roda agar rumah rem dapat di bersihkan dari kotoran dan debu.pada saat banjir air akan berkumpul pada ruang tromolsehingga air akan menyulitkan sistem pengereman untuk bekerja,jadi setelah rem tromol menerjang banjir maka harus mengeringkannya dengan menginjak setengah rem pada saat melaju


13

sehingga rem tromol akan kering karena panas akibat gesekan setelah itu rem dapat digunakan kembali. Stolk dan Kros, Elemen Mesin, Edisi ke-21, Erlangga, Jakarta (1994). 2.5 Efek Pengereman Suatu kendaraan yang sedang bergerak memiliki energi kinetik. Energi kinetik ini berbanding lurus dengan massa dan kuadrat kecepatannya. Untuk memperlambat atau menghentikan kendaraan yang sedang bergerak diperlukan suatu mekanisme pengereman sehingga energi kinetik dapat diubah menjadi energi lain. Perubahan energi kinetik tersebut dapat terjadi karena adanya gesekan antara material gesek rem dengan tromol atau drum pada kendaraan yang menghasilkan panas. Kemampuan rem meredam energi kinetik kendaran per satuan waktu dinamakan daya pengereman. Untuk memperbesar daya pengereman, maka gaya gesek antara bidang gesek perlu diperbesar pula, oleh sebab itu gaya penekanan pada sepatu rem terhadap tromol harus besar. Gaya gesek yang terjadi dipengaruhi pula oleh material yang bersinggungan atau berkontak, oleh sebab itu harus dipilih suatu material yang memiliki koefisien gesek yang besar dan permukaan yang halus agar dapat meningkatkan gaya gesek serta meringankan pengemudi dalam mengoperasikan kendaraannya. Selain itu perlu juga dipertimbangkan masalah tekanan maksimum yang dapat diterima material gesek, karena setiap material mempunyai batas kerja maksimumnya. Stolk dan Kros, Elemen Mesin, Edisi ke-21, Erlangga, Jakarta (1994). 2.6 Bahan Benda Gesek Bahan benda gesek untuk rem atau klos harus mempunyai perilaku berikut, sampai suatu tingkat yang tidak tergantung pada berat pelayanannya: 1. Koefisien gesekan yang tinggi dan merata. 2. Sifat bahan yang tidak dipengaruhi oleh lingkungan, kondisi, seperti kelembaban. 3. Daya tahan

terhadap

suhu

yang

tinggi,

bersama-sama

dengan

penghantaran (conductivity) panas yang baik. Fakultas Teknik Unjani

14

4. Kekenyalan (resilency) yang baik 5. Ketahanan yang tinggi terhadap keausan, goresan, penggumpalan. Tabel 2.1 mencatat sifat-sifat dari lapisan rem yang khas. Lapisan tersebut bisa terdiri dari campuran serat asbes untuk membuat kekuatan dan kemampuan bertahan terhadap suhu yang tinggi, berbagai partikel-partikel gesekan untuk mendapatkan suatu tingkat ketahanan terhadap keausan dan juga koefisien gesek yang lebih tinggidan bahan pengikat. Tabel 2.1 Beberapa sifat lapisan rem

Sumber: Shigley Joseph E, “Perancangan Teknik Mesin Edisi ke Empat Jilid 2. Erlangga, Jakarta (1983).

2.7 Rumus-Rumus


15



momen akibat gaya normal,



momen akibat gaya gesek,



besar gaya pengereman,F: F=



MF :

M N −M F c

daya putar yang diberikan oleh sepatu sebelah kanan, T R : TR =



MN :

f p a b r 2 (cos θ 1−cos θ 2) sin θ

daya putar yang diberikan oleh sepatu sebelah kiri, T L : f p a b r 2 (cos θ 1−cosθ 2) T L= sinθ



kapasitas pengereman, T: T =T R +T L

 

 

Pv  Wtot Gaya pengereman : Momen gesek pengereman :

bv g M R  1,1  Pv

D 2

tR  Waktu pengereman yang di butuhkan : Jarak Pengereman :

SR 

Vmax bv

Vmax  t R 2


16



Kerja kinetik :

Am 

1,1  Wtot  (Vmax ) 2 2 g NR 

Am  z 27  10 4



Daya yang hilang selama slip :



Luas permukaan gesek :



Volume material gesek yang boleh aus : Vv = F . Sv





Tebal keausan Rem :

LB  Umur material :

F  2  L  b  G

ta 

VV L b

Vv qv  N R

Sumber: Shigley Joseph E, “Perancangan Teknik Mesin Edisi ke Empat Jilid 2. Erlangga, Jakarta (1983).


17

III. TAHAPAN ANALISIS 3.1 Diagram Alir Proses Analisis

Studi Pendahuluan

Identifikasi Masalah

Tujuan Analisis

Pengumpulan Data Studi Pustaka Analisis Data Hasil Percobaan Kesimpulan

3.2

Studi Pendahuluan Studi pendahuluan menjelaskan tentang latar belakang analisis pada sistem

kerja rem tromol, ruang lingkup kajian merupakan batasan dari masalah sehingga dapat ditekankan pada suatu pokok bahasan, cara kerja dari sistem pengereman rem tromol dan sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan. 3.3

Identifikasi Masalah Sub bab ini membahas tentang permasalahan pada rem tromol dan

penyebab dari permasalahan yang akan di analisis sehingga menjadi acuan dalam proses analisa.


18

3.4

Studi Pustaka Berisi tentang literatur yang digunakan dalam penyusunan serta teori-

teori pendukung untuk menunjang laporan yang digunakan penulis sebagai landasan dasar dalam proses analisa. 3.5

Tujuan Analisis Pada sub bab ini di jelaskan tentang sasaran dalam proses analisa,

sehingga dapat menjawab permasalahan yang terjadi dalam sistem pengereman rem tromol pada motor scoppy 2012. 3.6

Pengumpulan Data Landasan teori dari literatur yang digunakan sebagai pembanding,

sehingga dapat ditarik suatu kesimpulan sebagai acuan yang akan dianalisa dalam proses analisis. 3.7

Analisis Data Hasil Percobaan Berisi data tentang hasil analisa dari percobaan yang telah dibandingkan

dengan literatur yang digunakan sebagai acuan dasar serta pembahasan lebih lanjut dari hasil percobaan yang dilakukan sehingga dapat ditarik suatu kesimpulan. 3.8

Kesimpulan Bagian ini berisi rangkuman hasil analisis untuk menjawab rumusan

masalah, tujuan dari analisa yang telah dibandingkan dengan landasan teori dari literatur serta percobaan yang dilakukan.


19

3.9 Flowchart proses perhitungan Mulai

Berat sepeda motor ( Wm ) Kecepatan Maksimum(Vmaks) Operasi pengereman (z) Perlambatan (bv) Tekanan maks. Bahan kanvas (P.maks) Koefisien gesek () Dimensi rem tromol Diagram benda bebas Gaya pengereman roda belakang (Pv) Momen gesek pengereman (MR) Waktu pengereman yang dibutuhkan (tR) Jarak pengereman (SR) Momen akibat gaya normal () Momen akibat gaya gesek () Daya putar yang diberikan oleh sepatu sebelah kanan () Daya putar yang diberikan oleh sepatu sebelah kiri () Kerja kinetik (Am) Daya yang hilang selama slip (NR) Luas permukaan gesek (F) Volume material gesek yang boleh aus (Vv) Umur material (LB) Umur rem (bulan)

Kapasitas pengereman Umur rem Material Kanvas

Selesai


20

3.10 Spesifikasi Teknik Kendaraan - Panjang X lebar X tinggi

: 1.844 x 699 x 1070 mm

- Jarak Sumbu Roda

: 1240 mm

- Jarak terendah ke tanah

: 150 mm

- Berat kosong

: 94 kg

- Tipe rangka

: Tulang punggung

- Tipe suspensi depan

: Teleskopik

- Tipe suspensi belakang

: Lengan ayun dengan sokbreker tunggal

- Ukuran ban depan

: 80/90 - 14 M/C 40P

- Ukuran ban belakang

: 80/90 - 14 M/C 46P

- Rem depan

: Cakram hidrolik dengan piston tunggal

- Rem belakang

: Tromol

- Kapasitas tangki bahan bakar

: 3,5 liter

- Tipe mesin

: 4 langkah, SOHC

- Diameter x langkah

: 50 x 55 mm

- Volume langkah

: 108 cc

- Perbandingan Kompresi

: 9,2 : 1

- Daya Maksimum

: 8,28 PS/8.000 rpm

- Torsi Maksimum

: 0,85 kgf.m/5.500 rpm

- Kapasitas Minyak Pelumas Mesin : 0,7 liter pada penggantian periodik - Kopling Otomatis

: otomatis, sentrifugal, tipe kering

- Gigi Transmsi

: Otomatis V-Matic

- Starter

: Pedal dan Elektrik

- Aki

: MF 12 V - 3 Ah

- Busi

: ND U24EPR9, NGK CPRBEA-9

- Sistem Pengapian

: DC-CDI, Baterai


21

3.11 Identifikasi Masalah Dalam analisa rem ada beberapa macam persyaratan penting yang harus dipenuhi yaitu besarnya momen pengereman, besarnya energi yang di ubah menjadi panas terutama bahan gesek yang dipakai. Pemanasan yang berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem, tetapi juga akan menurunkan koefisien gesekannya, dan menentukannya yaitu :

indikator

Gambar 3.1 Indikator Rem Tromol Indikator adalah bagian dari komponen rem tromol, yang harus diperhatikan adalah letaknya menentukan utama dari bahan gesek. Tepat nya tanda panah ke bawah yang menjadi pengguna bahwa letak tuas penarik rem berada pada posisi normal. Semakin maju ke kanan maka di dapat gesekan akan mengalami gaya tekanan gesek yang semakin dalam tuas rem ditarik. Bila dalam kondisi indikator melebihi kapasitas normal,maka tidak menimbulkan gesekan.


22

Baut Rem

Gambar 3.2 Baut Tuas Rem Tromol Pada baut tuas rem digunakan bagian dari rangkaian mekanisme tekanan baut tuas ke indikator. Sehingga penyalur ini untuk menghubungakan pada indicator bersamaan akan membentuk tekanan yang sederhana. Semakin dalam memutarkan baut akan memberi tekanan tuas baut,bila akibat tuas baut terjadi indikasi rem tersebut maka tidak untuk menutup kemungkinan rem tromol menjadi panas.


23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah melakukan proses perhitungan dalam perancangan rem teromol, ternyata didapatkan beberapa ukuran dimensi yang tidak sesuai dengan dimensi teromol yang sebenarnya. Diantaranya kanvas rem tromol yang diukur bukan bukan kanvas rem tromol baru sehingga umur pakainya pun hanya tinggal sebentar. Namun perbedaan ini tidak terlalu jauh atau tidak terlalu besar. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal yaitu: -

Adanya ketidaksamaan atau kesalahan dalam menentukan angka faktor koreksi maupun angka konstanta dari tabel yang ada.

-

Kesalahan pembulatan angka hasil perhitungan yang didapatkan.

-

Asumsi-asumsi yang dilakukan dalam perhitungan.

-

Ukuran benda asli yang telah mengalami pengujian yang berulang kali, sehingga mendekati kesempurnaan secara teoritis.

-

Penentuan metoda dalam melakukan perhitungan


24

4.1 Diagram Benda Bebas Rem Tromol

Gambar 4.1 DBB rem tromol


25

4.2 Perhitungan 4.2.1 Kapasitas pengereman

Gambar 4.2 Dimensi rem tromol HONDA Scoopy 2012 Dari hasil pengukuran didapat data sebagai berikut (gambar): r = 65 mm

θ1 = 0 °

b = 25 mm

θ2 = 120 °

f = 0,32

Ɵa= 90 °

Pa = 1000 kPa


c = 52 + 50 = 102 mm

√ 502+ 202

a=

= 53,85 = 54 mm

ubah satuan ke (m) : r = 65 mm = 0,065 m b = 25 mm = 0,025 m a = 54 mm = 0,054 m

Penyelesaian : 

MN

momen akibat gaya normal, MN =

MN =

p a .b .r .a θ 1 − sin 2 θ2 sinθ a 2 4

[

❑

]

❑

1000.10 (¿¿ 3)(0,025)(0,065)(0,054) π 120 1 . − sin 2. 120 ° sin 90 ° 2 180 4 ¿

(

)

M N = 110,89 N.m = 111 N.m 

momen akibat gaya gesek, MF =

MF

f . pa. b . r a r .r cos θ 2− sin 2 θ2 sinθ a 2

(

)

MF = 1000.10 (¿¿ 3)(0,25)(0,065) 0,054 2 (0,32) 0.065−0,065 cos 120° − sin 120 ° sin 90 ° 2 ¿ M F = 40,17 N.m = 40 N.m

(

 F=

besar gaya pengereman, F M N −M F c F=



111−40 = 0,7kN 102

Daya putar yang diberikan oleh sepatu sebelah kanan :

)

TR =

TR

f p a b r 2 (cos θ 1−cos θ 2) sin θ2

1000.10 2 = (0,32) (¿¿ 3)(0,025) ( 0,065 ) (cos 0 °−cos 120° ) sin 90 ° ¿

T R = 50,7 N.m = 51 N.m 

Daya putar yang diberikan oleh sepatu sebelah kiri : Tek. operasi max sepatu kiri MN= F=

0,7 =

111 p a 1000

MF =

40 p a 1000

M N+MF C 111 pa 40 pa + 1000 1000 102 Pa =

(

= Pa

0,7−102 111+ 40 1000

)

(

111+40 1000 102

)

= 472,8 kPa = 473 kPa

2

f p a b r (cos θ 1−cos θ 2) sin θ2

TC

=

TC

473.10 2 = (0,32) (¿¿ 3)(0,025) ( 0,065 ) (cos 0 °−cos 120° ) sin 90 ° ¿

T C = 23,98 N.m = 24 N.m 

Kapasitas pengereman, T : T = T R + TC

= 51 + 24 = 75 N.m

A=

1 2 sin θ 2 = 2

B=

θ2 1 − sin 2 θ2 = 2 4

Tek. 1000 kPa :

1 2 sin 120 ° = 0,375 2 π (120) 1 − sin ⁡( 2.120 °) = 1,264 2(180) 4

D=

pa. b . r sin θa

=

(1000)(0,025)(0,065) sin 90 °

= 1,6 kN

Rx= D (A – f . B) - Fx = 1,6 (0,375 – 0,32 (1,264)) – 0,7 sin 30 ° = -0,397 kN Ry= D (B + f . A) - Fy = 1,6 (1,264 – 0,32 (0,375)) – 0,7 cos 30 ° = 1,6 kN Resultan pada pena engsel : R =

√ 0,3972 +1,62

= 1,648 kN

Tek. 473 kPa : D=

pa. b . r sin θa

=

(473)(0,032)(0,065) sin 90 °

= 0,98 kN

Rx= D (A +f . B) - Fx = 0,98 (0,375 – 0,32 (1,264)) – 0,7 sin 30 ° = 0,413 kN Ry= D (B -f . A) - Fy = 0,98 (1,264 – 0,32 (0,375)) – 0,7 cos 30 ° = 0,514 kN Resultan pada pena engsel : R =

√ 0,4132+ 0,5142

4.2.2 DBB Skuter dan Perhitungannya

= 0,659 kN

Gambar 4.1 DBB Honda Scoopy

+ ∑fx = 0 – Br – RRf – RRr + (W1 sin α) + (W2 sin α) + (W3 sin α) + (Wbb sin α) + (Wb sin α) + (Wm sin α) + Ri w1 + Ri w2 + Ri w3 + Ri wbb

+ Ri wb + Ri wm = 0

Br + RRf + RRr = (441,45 sin 22°) + (441,45 sin 22°) + (441,5 sin 22°) + (28,25 sin 22°) + (245,25 sin 22°) + (922,14 sin 22°) + (–48) + (–48) + (–48) + (–2,3) + (–20) + (–75,2) Br + RRf + RRr = 183,7 + 183,7 +183,7 + 10,58 + 91,8 + 345,5 –48 –48 –48 –2,3 –20 –75,2 = 701,28

RRf = μ . Nf = 0,07 . Nf

;

RRfr = μ . Nr = 0,07 . Nr

Br = 867,8 – RRf – RRr

Br = 867,8 – 0,07 . Nf – 0,07 . Nr . . . . . . . . . .1 +

∑fx = 0

– Nr – Nf + (W1 cos α) + (W2 cos α) + (W3 cos α) + (Wbb cos α) + (Wb cos α) + (Wm cos α) = 0 Nr + Nf = (441,45 cos 22°) + (441,45 cos 22°) + (441,45 cos 22°) + (28,25 cos 22°) + (245,25 cos 22°) + (922,14 cos 22°) Nr + Nf = 545,7 + 554,7 + 545,7 + 26,2 + 227,4 + 855 = 2237,2

Nr = 2237,2 – Nf . . . . . . . . . . 2 +

∑M / Terhadap Roda Belakang dan Jalan = 0

Nf . 1,24 – ((W1 cos α) 0,049 – (W1 sin α) 0,056 – (m1 . a) 0,064) – ((W2 cos α) 0,022 – (W2 sin α) 0,029 – (m2 . a) 0,037) – ((W3cos α) 0,008 – (W3 sin α) 0,001 – (m3 . a) 0,007) – ((Wbb cos α) 0,008 – (Wbb sin α) 0,015 – (mbb . a) 0,022) – ((Wb cos α) 0,071 – (Wb sin α) 0,07 – (mb. a) 0,078) + ((Wm cos α) 0,061 – (Wm sin α) 0,06 – (mm . a) 0,068) = 0 Nf . 1,24 – 17,462 – 7,486 – 0,101 – 11,27 – 36,544 + 3,73 =0 1,24 Nf = 17,467 + 7,486 + 0,101 + 11,27 + 36,544 – 4,476 Nf =

61,304 1,24

Persamaan 3

= 49,43 N. . . . . . . . . . 3 Persamaan 2

Nr = 2237,2 – Nf = 2237,2 – 49,43 = 2187,77 N Nilai Nr dan Nf

Persamaan 1

Br = 701,28 – 0,07 . Nf – 0,07 . Nr = 781,38 – 0,07 . 49,43 – 0,07 . 2187,77 = 544,67 N Torsi Tromol Aktual TBr = Br . r = 608,29 N . 0,065 m = 43,91 N.m

4.2.3 Umur kanvas rem Untuk mencari umur rem dapat diasumsikan sebagai berikut : 

Kecepatan maksimum :

Vmax = 100 km/jam = 27,8 m/s



Operasi pengereman :

z = 20 kali/jam



Perlambatan

bv = 5 m/s2



Efesiensi mekanisme :

G = 0,9



W1 (orang)

:

45 kg



W2 (orang)

:

45 kg



W3 (orang)

:

45 kg



Wb (berat barang)

:

25 kg



Wm (berat motor)

:

94 kg



Lebar muka

:

b = 22mm = 2,5 cm

:

Untuk materialnya didapat dari tabel : Asbestos pressed hydroulically with plastic 

Koefesien gesek kering

: 0,47



Tebal yang akan aus (Sv)

: 0,2 cm



Keausan spesifik (qv)

: 0,19 cm3

Beban total yang diperoleh : Wtot = W1 + W2+ W3+ Wb+ Wm = 45 + 45 + 45 + 25 + 94 = 254 Kg Gaya inersia :

F

Wtot  bv g =

254 .5 9.81

= 129 N

Kerja kinetik (Am) Am 

1,1  F  (Vmax ) 2 1,1 129  (100) 2 2 g 2  9,81 = = 72324

Daya yang hilang selama slip (NR) NR 

72324  20 Am  z  27  10 4 = 5,3 27  10 4

Luas permukaan gesek (F)

F  2  L  b  G  2  9,5  2,85  0,9

= 48,735

dimana : G = 0,9 L = 9,5 cm Volume material gesek yang boleh aus (Vv) Vv = F . Sv =48,735.0,2 = 9,747 Umur material (LB)

LB 

9,747 Vv  0,19  5,3 qv  N R = 9,67

artinya jika sepeda motor tersebut dioperasikan selama 4 jam per hari dengan 20 kali pengereman tiap jam, dan setiap pengereman lamanya 6,95 detik maka setiap harinya rem akan mengalami pengereman selama :



1 jam  jam 1    jam   6,95 det ik     4  0,154    hari  3600 det ik   hari   jam 

Jmlpengereman  20

Dengan demikian umur pemakaian rem tersebut adalah : 

Umur Rem 

LB  jam  Jmlpengereman   hari 

9,67 jam  62  jam  0,154     hari  hari

 1bulan    2bulan  30hari 

 62hari  

V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Kapasitas pengereman T=75 N.m 2. Umur pemakaian kanvas rem = 2 bulan 3. Material kanvas yang digunakan adalah Asbestos pressed hydroulically with plastic Koefesien gesek kering

: 0,47

Tebal yang akan aus (Sv)

: 0,2 cm

Keausan spesifik (qv)

: 0,19 cm3

5.2 Saran Saran penulis mengenai Praktikum Disain Elemen Mesin 2 ini adalah agar pengerjaan praktikum ini lebih sistematis dan terarah, sehingga mahasiswa bisa lebih mengerti dengan proses-proses yang ada pada Praktikum ini. Untuk menyempurnakan hasil penelitian ini, maka beberapa hal berikut perlu dipertimbangkan. 1. Pada penelitian ini perlu diketahui terdapat kesulitan dalam melakukan pengukuran pengurangan tebal kampas rem di profil proyektor dibutuhkan

ketelitian yang tinggi untuk menepatkan titik acuan untuk menentukan ukuran selanjutnya. 2. Perbandingan pengukuran harus dengan kampas rem yang baru, agar terlihat selisih yang terjadi pada kampas rem yang sudah terpakai.

DAFTAR PUSTAKA 1. Shigley Joseph E, “Perancangan Teknik Mesin Edisi ke Empat Jilid 2. Erlangga, Jakarta (1983). 2. Stolk dan Kros, Elemen Mesin, Edisi ke-21, Erlangga, Jakarta (1994). 3. Sularso, K. S. (1997). Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Cet: 9. Jakarta: Pradnya Paramita. 4. Adiwibowo.

R,

(n.d).

at

6:46

pm.

Cara

kerja

rem

tromol,

http://trampilan.blogspot.co.id/2013/07/cara-kerja-rem-sepeda-motor.html.

LAMPIRAN Rem Tromol belakang Honda Scoopy tahun 2012

Fakultas Teknik Unjani

Recommend Documents