NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR
KARAKTERISASI MEKANIS BAHAN KAMPAS KOPLING (CLUTCH) SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN SERAT KELAPA, ARANG TEMPURUNG KELAPA, SERBUK ALUMINIUM DAN RESIN PHENOLIC
Diajukan untuk memenuhi tugas dan syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana S1Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh: QOSIM AHMADI NIM : D200090008
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA MARET 2014
ii
KARAKTERISASI MEKANIS BAHAN KAMPAS KOPLING (CLUTCH) SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN SERAT KELAPA, ARANG TEMPURUNG KELAPA, SERBUK ALUMINIUM DAN RESIN PHENOLIC Qosim Ahmadi, Pramuko Ilmu Purboputro, Bambang Waluyo F Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. YaniTromol Pos I Pabelan, Kartosuro email :
[email protected]
ABSTRAKSI Penelitian ini untuk mengetahui harga kekerasan, serta keausan kampas kopling dengan variasi komposisi serbuk aluminium, serbuk arang tempurung kelapa, serat kelapa dan resin phenolic kemudian dibandingkan dengan kampas kopling yang ada dipasaran yaitu kampas kopling indopart. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kelapa, serbuk arang tempurung kelapa, serbuk aluminium, dan resin phenolic. Kemudian dalam pembuatan dilakukan proses kompaksi dengan gaya sebesar 2,5 ton dan ditahan selama 60 menit. di dalam proses kompaksi ini kita mengunakan hieter dengan suhu 1300 C agar campuranya bisa menjadi lebih padat dan menyatu. Setelah mencapai holding tim yang di inginkan, dies dilepas kemudian dilakukan proses sintering yaitu dengan dimasukkan kedalam oven. Suhu disetting 190ºC selama 30 menit dan specsimen dikeluarkan dari cetakan. Setelah didapat spesimen kampas kopling variasi serat kelapa, serbuk arang tempurung kelapa, serbuk aluminium, dan resin phenolic kemudian dilakukam pengujian kekerasan brinell, pengujian keausan dan koefisien gesek serta dilakukan uji foto struktur mikro untuk melihat kepadatan dan sifat masing-masing bahan penyusun spesimen kampas kopling sepeda motor. Hasil pengujian ini menunjukkan bahwa komposisi bahan dengan variasi serat sabut kelapa sebesar 40 %, serbuk arang tempurung kelapa sebesar 15 %, serbuk aluminium sebesar 15 %, dan resin phenolic 30% didapat harga kekerasan 15,86 kg/mm2, harga keausan uji kering sebesar 0,223 mm/jm dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,197 mm/jm. Sehingga mendekati harga kampas kopling indopart dengan harga kekerasan 13,27 kg/mm2, harga keausan uji kering sebesar 0,21 mm/jm dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,18 mm/jm.
Kata kunci : kampas kopling, kekerasan, keausan, koefisien gesek.
iii
berbahaya dan tidak membahayakan kesehatan manusia yaitu dengan bahan komposit. Komposit adalah terobosan baru dalam ilmu bahan sebagai bahan konstruksi selain logam (metal). Komposit merupakan bahan yang dihasilkan dari penggabungan dua atau lebih bahan dasar yang disusun sehingga mendapatkan bahan yang baru (Gibson, 1994).
PENDAHULUAN Latar Belakang Perkembangan teknologi yang semakin berkembang diberbagai bidang terutama dalam bidang otomotif, memicu para produsen perakitan kendaraan bermotor untuk mengembangkan kemampuan performa mesin dan teknologi yang mendukung kian pesat. Setiap tahun permintaan suku cadang kendaraan bermotor terutama pada sepeda motor mengalami kenaikan yang cukup signifikan. Oleh karena itu para produsen berlomba-lomba untuk membuat komponen kendaraan yang berteknologi tinggi dan mempunyai kualitas yang baik. Akan tetapi banyak produsen yang kurang memperhatikan materialnya. Sebagai contoh penggunaan material pada kampas kopling kendaraan yang menggunakan bahan asbes. Menurut pakar kesehatan dari Teknik Lingkungan Institut Teknologi Nasional (ITENAS) Bandung, Juli Soemirat menjelaskan, asbestos ialah bahan bangunan yang karena sifatnya yang tahan asam, panas, fleksibel, tidak menguap, tidak mudah dihancurkan di alam yang biasa digunakan untuk mobil, plafon, pelapis dan kabel listrik. Juli mengatakan, asbestos jika masuk ke dalam paru-paru akan melekat atau menusuk sel paru-paru, dan tetap di sana karena tubuh tidak dapat menghancurkannya. Jika asbestos dalam paru-paru mengendap setelah 2 sampai 5 tahun kemudian maka akan banyak sel mati dan mengakibatkan tidak dapat bernapas. Dengan demikian diperlukan penelitian bagaimana mencari alternatif pembuatan kampas kopling dengan material yang tidak
Batasan Masalah Agar penelitian ini sesuai dengan yang diinginkan dan tidak meluas pada pembahasan yang lain, maka dilakukan batasan masalah antara lain : 1. Bahan Bahan yang digunakan untuk pembuatan kampas kopling non asbes ini adalah serat sabut kelapa, serbuk arang tempurung kelapa dan serbuk Aluminium dengan pengikat Resin phenolic. 2. Perbandingan komposisi bahan yang digunakan sebagai berikut: 1. 20% serat sabut kelapa + 25% tempurung kelapa + 25% serbuk aluminium + 30% resin phenolic 2. 30% serat sabut kelapa + 20% tempurung kelapa + 20% serbuk aluminium + 30% resin phenolic 3. 40% serat sabut kelapa + 15% tempurung kelapa +15% serbuk aluminium + 30% resin phenolic 3. Pengujian yang dilakukan adalah a. Uji keausan b. Koofisien gesek c. Uji kekerasan metode Brinell d. Foto struktur mikro
1
berpengaruh pada kekerasan kampas. Semakin tinggi suhu sinteringnya maka nilai kekerasan akan semakin menurun. Menurut Wahyudi, T. (2010), pembuatan dan pengujian sifat fisis dan mekanis kampas kopling dengan bahan dasar serbuk aluminium dan arang tempurung kelapa dengan matriks resin, komposisi serbuk arang dan aluminium mempengaruhi tingkat kekerasan dari kampas.
Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui harga kekerasan kampas kopling bahan non asbes dengan variasi bahan serat sabut kelapa, serbuk arang tempurung kelapa, serbuk aluminium dan resin phenolic kemudian dibandingkan dengan kampas kopling indopart. 2. Untuk mengetahui harga keausan kampas kopling variasi bahan serat sabut kelapa, serbuk arang tempurung kelapa, serbuk aluminium dan resin phenolic, kemudian dibandingkan dengan kampas kopling indopart. 3. Mengetahui komposisi yang paling baik dan mendekati terhadap kampas kopling acuan.
LANDASAN TEORI 1. Prinsip Kerja Kopling Kopling tidak tetap adalah suatu elemen mesin yang menghubungkan poros penggerak dengan poros yang digerakkan dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya, serta dapat melepaskan hubungan antara kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. (Sularso, 1997). Kopling plat adalah suatu kopling yang menggunakan satu plat atau lebih yang dipasangkan diantara kedua poros serta membuat kontak dengan pooros tersebut , sehingga terjadi penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya. Konstruksi kopling ini cukup sederhana dan dapat dihubungkan dan dilepaskan dalam keadaan berputar. Karena itu kopling ini sangat banyak digunakan. (Sularso, 1997).
Tinjauan Pustaka Menurut Bahrun Na’im, A. (2012), kampas kopling sepeda motor dapat dibuat dengan material komposit yaitu memanfatkan serabut kelapa serbuk tembaga dan serbuk aluminium sebagai penguatnya dan resin phenolic sebagai matriksnya. Selain ramah lingkungan, pemanfaatan sampah serabut kelapa memiliki kelebihan dalam hal biaya produksi yang lebih murah dibandingkan kampas kopling yang berbahan asbestos. Imam, Pramuko I.P., (2009), melakukan penelitian tentang kampas rem gesek dengan memberikan peningkatan sintering. Dengan semakin tinggi suhu sintering berpengaruh pada tingkat keausan. Jika semakn tinggi suhu sinteringnya maka menyebabkan nilai keausan meningkat. Maka keausan semakin tinggi. Peningkatan suhu sintering juga
2. Komposit Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Composite ini berasal dari kata kerja to compose yang berarti menyusun atau menggabung Jadi definisi komposit dalam lingkup ilmu material
2
adalah gabungan dua buah material atau lebih yang digabung pada skala makroskopis untuk membentuk material baru yang lebih bermanfaat. (Gibson,R.F, 1994). Bahan komposit secara umum terdiri dari dua unsur yaitu serat (fiber) dan matrik. Serat merupakan unsur utama dari bahan komposit, serat ini adalah yang nantinya menentukan sifat karakteristik suatu bahan seperti kekuatan, keuletan, dan sifat mekanik yang lain. Serat berfungsi menahan sebagian besar gaya yang bekerja pada komposit, sedangkan matrik mengikat serat, melindungi, dan meneruskan gaya antar serat.
4. Proses kompaksi Kompaksi merupakan proses pemampatan serbuk material dalam dies (cetakan) dengan gaya tekan dari mesin kompaksi dan besarnya gaya tekan sesuai ketentuan dalam penelitian yang dilakukan, kompaksi mempunyai tujuan untuk mendapatkan green body dari spesimen benda uji yang dihasilkan dari campuran homogen tersebut.Proses pemampatan adalah suatu proses mesin yang memberikan gaya penekanan uniaksial. (German, 1984). 5. Proses sintering Menurut Amstead (1993), Sintering merupakan metode pembuatan material dari serbuk dengan pemanasan sehingga terbentuk ikatan partikel dalam suhu yang tinggi. Panas menyebabkan bersatunya partikel dan efektifitas reaksi tegangan permukaan meningkat. Dengan perkataan lain proses sinter menyebabkan bersatunya partikel sedemikian rupa sehingga kepadatan bertambah. Selama proses ini, terbentuklah batas-batas butir yang merupakan tahap permulaan rekristalisasi, disamping itu gas yang ada juga menguap. Suhu sinter umumnya dibawah titik cair unsur serbuk utama.
3. Metalurgi serbuk Menurut Amstead (1993), metalurgi serbuk adalah suatu kegiatan yang mencangkup pembuatan benda dari serbuk logam dengan penekanan. Proses ini dapat disertai pemanasan, akan tetapi suhu yang dipakai harus berada dibawah titik cair serbuk. Pemanasan selama proses penekanan atau sesudah penekanan yang dikenal dengan istilah sinter akan menghasilkan pengikatan partikel yang halus. Dengan demikian kekuatan dan sifat-sifat fisis lainya meningkat. Produk hasil metalurgi serbuk dapat terdiri dari produk campuran serbuk berbagai logam atau dapat pula terdiri dari campuran bahan bukan logam, yang berguna untuk meningkatkan ikatan partikel dan mutu benda jadi secara keseluruhan. Bentuk partikel serbuk tergantung pada cara pembuatanya dapat bulat, tak teratur, pipih atau bersudut tajam (Amstead, 1993).
6. Pengujian Keekerasan Brinell Metode ini diperkenalkan pertama kali oleh J.A. Brinell pada tahun 1900. Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball) dengan beban dan waktu indentasi tertentu. Hasil penekanan adalah jejak berbentuk lingkaran bulat, yang harus dihitung diameternya dibawah 3
N = gaya normal (Newton)
mikroskop khusus pengukur jejak. Pengukuran nilai kekerasan suatu material diberikan oleh rumus: (Van Vliet, G. L. T, dkk, 1984) . .
Rumus koefisien gesekpada uji kampas kopling:
… 1
√
dimana : BHN : adalah harga kekerasan spesifik (Kg/mm2) P : adalah beban (Kg) D : diameter indentor (mm) d : diameter jejak (mm).
T = Torsi (kg.mm) p = Tekanan (kg/mm2) ro= Radius injakan kampas kopling(mm) =Radius luar injakan ri kampas kopling (mm)
7. Keausan
= Efisiensi luas kampas kopling
Keausan umumnya didefinisikan sebagai kehilangan material secara progesif atau pemindahan sejumlah material dari suatu permukaan sebagai suatu hasil pergerakan relative antara permukaan tersebut dan permukaan lainnya. (Kenneth G,1999). Untuk mengetahui harga keausan menggunakan rumus yaitu : 1
2
dimana : WR X1 X2 T
3.
: : : :
..............(4)
2
dimana torsi (T) diperoleh dengan rumus :
… … … ….(5) P = Daya (watt) P = V.I V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) ω= Omega
2
n = Putaran (rpm)
keausan tebal awal (mm) tebal akhir (mm) durasi (jam)
dimana tekanan dengan rumus :
(p) diperoleh
8. Koefisien Gesek Gesekan adalah suatu pergeseran dua benda yang bersentuhan. Koefisien gesek disimbolkan dengan huruf Yunani µ, yaitu suatu skala dimensional bernilai kecil yang menjelaskan perbandingan gaya gesek antara dua bagian dan gaya tekan keduanya. (Niemann, G, 1981). Rumus koefisien gesek dasar ( µ ):
F = Gaya (kg) dimana efisiensi luas2 ( ) diperoleh dengan rumus :
A = Luasan kampas (mm2)
…………(3) F = gaya gesek (Newton)
4
b. Mempersiapkan alat dan membuat cetakan kampas kopling. c. Mempersiapkan bahan antara lain serbuk tembaga, serbuk arang tempurung kelapa, serat sabut kelapa, resin polyester dan kampas koplin indopart yang digunakan untuk pembanding.
METODOLOGI PENELITIAN Tahapan Penelitian
Mulai
Studi Lapangan dan Daftar Pustaka
Persiapan Alat dan Bahan
Pencampuran Bahan Baku:
Serat Kelapa 20 % 30 % 40 %
Arang
Serbuk
Tempurung
Aluminium
Kelapa
(al)
25 % 20 % 15 %
25 % 20 % 15 %
Resin Phenolic
2. Proses pembuatan
30 % 30 % 30 %
Pembuatan Specimen Kopling
Pengujian kering dan diberi oli Kopling pembanding
Uji kekerasan
Uji Koofisien Gesek
Uji Keausan
Foto Mikro
Hasil Pengujian Analisa Data dan Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
3. Pengujian Pengujian yang dilakukan: a. Pengujian kekerasan Brinell b. Pengujian keausan c. Pengujian Koefisien gesek d. Foto stuktur mikro
Tahap Penelitian 1. Persiapan Penelitian a. Mencari referensi yang terkait dengan pembuatan kampas kopling baik studi pustaka dan studi lapangan. 5
a. Pencampuran semua bahan dengan komposisi variasi yang telah ditentukan dengan menggunakan fraksi berat yaitu: • 20% serat kelapa, 25% arang tempurung kelapa, 25% serbuk aluminium, 30% resin phenolic. • 30% serat kelapa, 20% arang tempurung kelapa, 20% serbuk aluminium,30% resin phenolic. • 40% serat kelapa,15% arang tempurung kelapa, 15% serbuk aluminium,30% resin phenolic. b. Proses pengepresan spesimen dengan tekanan 2,5 ton dalam waktu 60 menit. c. Dilakukan proses sintering dengan suhu 1900C selama 30 menit. d. Tunggu sampai dingin kemudian dilepas kan dari cetakanya.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan
Instalasi Pengujiaan :
1. MBT Sieve Shaker AG – 515 sebagai alat penyaring 2. Timbangan (Berat Digital) 3. Cetakan (Dies) 4. Gelas dan sendok. 5. Mesin press 6. Oven 7. Infrared Thermometer 8. Digital Tachometer 9. Clamp Meter 10. Vernier Caliper Bahan-bahan yang digunakan : Gambar 2. Alat Uji Kekerasan Brinell
1. Serat Sabut Kelapa 2. Serbuk Arang Tempurung Kelapa. 3. Serbuk Aluminium 4. Resin Phenolic 5. Dexton Plastic Stell Epoxy 6. Plat Kampas Spesimen Uji Spesimen 1
Spesimen 2
Gambar 3. Alat Pengujian Gesek
Spsimen 3
Gambar 1. Sampel kampas.
Gambar 4. Alat Inverted Metalurgy Microscope 6
Data Hasil Pembahasan
Penelitian
kelapa, 20% tempurung kelapa, 20% serbuk aluminium, 30% resin phenolic yaitu dengan harga kekerasan sebesar 18,6 Kg/mm2, sedangkan harga kekerasan yang paling rendah yaitu adalah variasi bahan 3 dengan variasi komposisi bahan 40% serat kelapa, 15% tempurung kelapa, 15% serbuk aluminium, 30% resin phenolic dengan harga kekerasan 15,86 pengujian Kg/mm2. Dari hasil kampas kopling produk indopart dengan perlakuan yang sama didapat harga kekerasan sebesar 13,27 Kg/mm2, jadi specimen yang baik untuk diaplikasikan ke kendaraan yaitu spesimen 3 dengan harga kekerasan sebesar 15,86 Kg/mm2.
Dan
1. Data Hasil Pengujian Kekerasan Brinell Tabel 1. Hasil Pengujian kekerasan Brinell
2
3
Ind opa rt
d(mm) diamet er injaka n
HB Kg/m 2 m
41
39
39,67
1,043
17,52
38
38
40
38,67
1,018
18,13
39
38
40
39
1,026
17,91
2,5
38
38
39
38,34
1,008
18,58
2,5
39
38
40
39
1.026
18,03
15,6
2,5
36
38
39
37,67
0,991
19,2
15,6
2,5
41
40
40
40,33
1,061
16,84
15,6
2,5
41
43
40
41,33
1,088
16,03
15,6
2,5
43
41
43
42,33
1.114
14,71
15,6
2,5
45
45
45
45
1.184
13,27
15,6
2,5
45
45
45
45
1.184
13,27
15,6
2,5
45
45
45
45
1.184
13,27
Diam eter pene trator (mm)
d1
d2
15,6
2,5
39
15,6
2,5
15,6
2,5
15,6 15,6
HB ratarata (Kg/m 2 m)
17,85
18,6
15,86
2. Data Hasil Pengujian Keausan a. Hasil Pengujian Keausan Kering
13,27
Table 2. Hasil Penelitian Keausan kering No
21 18 15 12 9 6 3 0
17.85
15.86 13.27
Variasi Bahan 1
Variasi Bahan 2
Keausan rata-
kering
rata (mm/jam)
1
Variasi bahan1
0,187
2
Variasi bahan 2
0,153
3
Variasi bahan 3
0,223
4
Indopart
0,21
Variasi Indopart Bahan 3
0.25
Jenis Kampas Kopling
Gambar 5. Histogram Hasil uji kekerasan
0.2
0.223
0.21
Variasi Bahan 3
Indopart
0.187 0.153
0.15 0.1 0.05 0 Variasi Bahan1
Dari gambar 5 diatas terlihat hasil pengujian kekerasan brinell yaitu harga kekerasan yang paling tinggi adalah variasi bahan 2 dengan komposisi bahan yaitu 30% serat
Variasi Bahan 2
Jenis Kampas Kopling Gambar 6. Histogram Hasil Pengujian Keausan kering 7
Kampas kopling uji keausan
18.6
Harga Keausan rata‐rata(mm/jm)
1
d3
d rata-rata
Beba n (kg)
Kekerasan rata‐rata (kg/mm2)
Var iasi bah an
Dari gambar histogram 6. pengujian keausan kering dengan beban 15 kg selama 1 jam didapat harga keausan variasi bahan 1 sebesar 0,187 mm/jm, variasi bahan 2 sebesar 0,153 mm/jm, variasi bahan 3 sebesar 0,223 mm/jm dan kampas kopling indopart sebesar 0,21 mm/jm. Jadi komposisi yang dapat diambil untuk diaplikasikan ke kendaraan yaitu komposisi 3 dengan 40% serat kelapa, 15% arang tempurung kelapa, 15% serbuk aluminium, 30% resin phenolic sebesar 0,223 mm/jam sedangkan kampas kopling produk indopart dengan harga keausan sebesar 0,21 mm/jam .
Dari gambar histogram 4.4. pengujian keausan penyemprot oli dengan beban yang sama 15 kg selama 1 jam didapat harga keausan variasi bahan 1 sebesar 0,157 mm/jm, variasi bahan 2 sebesar 0,13 mm/jm, variasi bahan 3 sebesar 0,197 mm/jm dan kampas kopling indopart sebesar 0,18 mm/jm. Jadi komposisi yang dapat diaplikasikan ke sepeda motor yaitu kampas kopling 3 dengan variasi bahan 40% serat kelapa, 15% arang tempurung kelapa, 15% serbuk aluminium, 30% resin phenolic sebesar 0,197 mm/jam sedangkan kampas koling produk indopart dengan harga keausan sebesar 0,18 mm/jam.
b. Hasil Pengujian Keausan Pengaruh Oli Tabel 3. Hasil Penelitian Keausan Pengaruh Oli No
Kampas kopling uji
Keausan rata-
keausan kering
rata (mm/jam)
1
Variasi bahan1
0,157
2
Variasi bahan 2
0,13
3
Variasi bahan 3
0,197
4
Indopart
0,18
0.2
0.197
a. Hasil Pengujian Gesek Kering Tabel 4. Hasil Penelitian Koefisien Gesek (µ) No
0.13
0.15 0.1 0.05 0 Variasi Bahan 1
Variasi Bahan 2
Variasi Bahan 3
Indopart
2
Variasi bahan 2
0,594
3
Variasi bahan 3
0,587
4
Indopart
0,498
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0.589
0.594
0.587 0.498
Variasi Bahan 2
Variasi Bahan 3
Indopart
Jenis Kampas Kopling
Gambar 7. Histogram Hasil uji Keausan Pengaruh Oli
Gambar 8. Histogram Hasil koefisien gesek kering
8
0,589
Variasi Bahan 1
Jenis Kampas Kopling
Koefisien Gesek rata-rata (µ)
Variasi bahan 1
0.18
0.157
Variasi kampas kopling
1
koefisien gesek (µ)
Harga Keausan rata‐rata(mm/jm)
0.25
3. Data Hasil Pengujian Gesek
Dari gambar histogram 8. pengujian koefisien gesek kering didapat harga koefisien gesek variasi bahan 1 sebesar 0,589, variasi bahan 2 sebesar 0,594, variasi bahan 3 sebesar 0,587 dan hasil pengujian kampas kopling indopart dengan perlakuan yang sama didapat harga koefisien gesek sebesar 0,498. Jadi harga koefisien gesek yang mendekati kampas kopling indopart adalah variasi bahan 3 dengan harga koefisien sebesar 0,587
perlakuan yang sama didapat harga koefisien gesek sebesar 0,51. Jadi harga koefisien gesek yang mendekati kampas kopling indopart adalah variasi bahan 3 dengan harga koefisien sebesar 0,526. 4. Hasil Uji Foto Mikro ¾ Foto mikro I (20% serat kelapa + 25% tempurung kelapa + 25% serbuk aluminium + 30% resin phenolic)
b. Hasil Pengujian Gesek Pengaruh Oli Tabel 5. Hasil penelitian Koefisien Gesek (µ) oli No
Kampas kopling
0,603
2
Variasi bahan 2
0,610
3
Variasi bahan 3
0,526
4
Indopart
0,510
koefisien gesek (µ)
Variasi bahan 1
0.603
0.61
Variasi Variasi Bahan 1 Bahan 2
0.526
4 100µm
Gambar 10. Foto Mikro Spesimen 1 ¾ Foto mikro II (30% serat kelapa+ 20% tempurung kelapa+ 20% serbuk aluminium + 30% resin phenolic)
0.51
1
Variasi Indopart Bahan 3
Jenis Kampas Kopling
Gambar 9. Histogram Hasil koefisien gesek oli Dari gambar histogram 9. pengujian koefisien gesek dengan penyemprot oli didapat harga koefisien gesek variasi bahan 1 sebesar 0,603, variasi bahan 2 sebesar 0,61, variasi bahan 3 sebesar 0,526 dan hasil pengujian kampas kopling indopart dengan
2 3 4 100 µm
Gambar 11. Foto Mikro Spesimen 2
9
3
1
Koefisien Gesek rata-rata (µ)
1
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
2
Waktu Gesek (dtk)
¾ Foto mikro III (40% serat kelapa + 15%% serbuk Arang Tempurung Kelapa+15%serbuk Aluminium + 30% phenolic)
1
2
1.86
1.92
1.8
1.72
Variasi Bahan 1
Variasi Bahan 2
Variasi Bahan 3
Indopart
1.5 1 0.5 0
2
Jenis Kampas Kopling Gambar 13 Histogram tsentuh Pengujian Kering
4 3 100 µm
Gambar 12. Foto Mikro Spesimen 3 Keterangan: 1. Serat Sabut Kelapa. 2. Serbuk Arang Tempurung Kelapa. 3. Serbuk Aluminium. 4. Resin phenolic.
Dari gambar histogram 13 pengujian tsentuh didapat Variasi bahan 1 waktunya sebesar 1,86 detik , Variasi bahan 2 sebesar 1,92 detik Variasi bahan 3 sebesar 1,8 detik dan indopart waktunya mencapai 1,72 detik. Maka dari semua hasil pencarian tsentuh yang paling cepat dan mendekati kampas kopling indopart adalah Variasi bahan 3 dengan waktu 1,8 detik.
5. Data Hasil Pengujian tsentuh
b. Pengujian tsentuh dengan oli
a. Pengujian tsentuh kering
Tabel 7 Data Hasil Mencari tsentuh Pengujian Oli
Tabel 6 Data Hasil Mencari tsentuh Pengujian Kering
No
1
2
3 Indo part
Arus tanpa pembebanan (A)
Arus dengan Pembbanan (A)
2,9 2,7 2,8 2,8 2,9 2,8 2,8 2,6 2,7 2,7 2,7 2,8
3,1 3 3,1 3 3,2 3,1 2,9 2,9 3 2,9 2,8 3,0
tsentuh (detik)
1,9 1,86 1,82 1,97 1,87 1,92 1,79 1,81 1,80 1,75 1,69 1,72
tsentuh Ratarata (detik)
No
1 1,86 2 1,92 3 1,8 Indo part
1,72
10
Arus tanpa pembebanan (A) 2,9 2,9 2,8 2,8 2,9 2,9 2,9 2,6 2,7 3,0 2,7 2,8
Arus dengan Pembbanan (A) 3,0 3,1 3,0 3,1 3,0 3,1 3,1 2,9 3,0 3,2 2,8 3,0
tsentuh (detik)
1,81 1,80 1,86 1,86 1,85 1,93 1,74 1,76 1,71 1,65 1,69 1,70
tsentuh Ratarata (detik) 1,82
1,88
1,74
1,68
1.88
Variasi Bahan 1
Variasi Bahan 2
1.74
1.68
Variasi Bahan 3
Indopart
70 60 50 40 30 20 10 0
1.5 1 0.5 0
Jenis Kampas Kopling Gambar 14. Histogram Pengujian Pengaruh Oli
1 2 3
Indopart
62.3
Variasi Bahan 1
Variasi Bahan 2
Variasi Bahan 3
Indopart
Dari gambar 15. terlihat bahwa Variasi bahan 2 memiliki temperatur yang paling tinggi yaitu sebesar 69,30C dan yang paling rendah adalah Variasi bahan 3 yaitu 66,30C. Sementara dari kampas kopling indopart memiliki temperatur 62,30C, sehingga dari ketiga Variasi bahan yang bisa diaplikasikan dikendaraan bermotor adalah Variasi bahan 3 karena yang paling mendekati kampas kopling indopart. Tabel 9. Data temperatur kampas kopling saat gesekan pengaruh oli
Temperatur Kampas kopling 0 Rata-rata( C )
Variasi bahan
67,67
1
69,3 2 66,3 3 62,3 indopart
11
66.3
Gambar 15. Histogram temperatur kampas kopling saat gesekan kering
tsentuh
6. Data Temperatur Kampas Kopling Saat Gesekan Tabel 8. Data temperatur kampas saat gesekan kering Temperatur Kampas 0 kopling ( C ) 69 66 68 71 68 69 66 68 65 62 64 61
69.3
Jenis Kampas Kopling
Dari gambar histogram 14. pengujian tsentuh Variasi bahan 1 sebesar 1,82 detik , Variasi bahan 2 sebesar 1,88 detik, Variasi bahan 3 sebesar 1,69 detik dan indopart sebesar 1,45 detik. Maka dari semua hasil pencarian tsentuh yang paling cepat dan mendekati kampas kopling indopart adalah Variasi bahan 3 dengan waktu 1,69 detik.
Variasi Bahan
67.67
Temperature (0C)
Waktu Gesek (dtk)
1.82
2
Temperatur Kampas 0 kopling ( C ) 58 60 63 60 65 66 60 56 61 56 54 57
Temperatur Kampas kopling Rata-rata( 0C ) 60,3
63,7
59
55,7
Temperature (0C)
70 60 50 40 30 20 10 0
60.3
63.7
Variasi Bahan 1
Variasi Bahan 2
59
55.7
Variasi Bahan 3
Indopart
Indopart yaitu kampas 3 sebesar 15,86 kg/mm2. 2. Dari data hasil pengujian keausan, didapat nilai keausan uji kering paling tinggi adalah variasi 3 sebesar 0,223 mm/jm, sedangkan hasil paling rendah yaitu variasi 2 sebesar 0,153 mm/jm dan kampas kopling indopart sebesar 0,21 mm/jm. Harga keausan uji dengan oli didapat harga keausan paling tinggi adalah variasi 3 sebesar 0,197 mm/jm, sedangkan hasil uji paling rendah yaitu variasi 2 sebesar 0,13 mm/jm dan kampas kopling indopart sebesar 0,17 mm/jm. Jadi yang paling mendekati kampas kopling indopart adalah variasi bahan kampas 3. 3. Dari penelitian yang sudah dilakukan dan dengan data yang sudah ada kampas kopling yang paling baik dan mendekati dengan kampas kopling acuan yaitu komposisi 3 dengan variasi bahan 40% serat kelapa + 15% tempurung kelapa + 15% serbuk aluminium + 30% resin phenolic.
Jenis Kampas Kopling Gambar 16. Histogram temperatur kampas kopling saat gesekan pengaruh oli Dari gambar 16. terlihat bahwa Variasi bahan 1 memiliki temperatur sebesar 60,30C, Variasi bahan sebesar 63,70 C, Variasi bahan 3 sebesar 59 0C Sementara dari kampas kopling indopart memiliki temperatur 55,70C, sehingga dari ketiga Variasi bahan yang bisa diaplikasikan dikendaraan bermotor adalah Variasi bahan 3 karena yang paling mendekati kampas kopling indopart. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil penelitian spesimen kampas kopling, dapat ditarik kesimpulan, yaitu :
Saran Berdasarkan analisa dan pembahasan diatas, maka saran yang dapat diberikan guna untuk mengembangkan penelitianpenelitian selanjutnya, yaitu :
1. Hasil pengujian kekerasan brinell yang paling tinggi adalah komposisi 1 sebesar 17,58 kg/mm2, sedangkan harga yang paling rendah adalah komposisi 3 sebesar 15,86 kg/mm2. Dari hasil pengujian kampas kopling indopart dengan didapat harga kekerasan sebesar 13,27 2 kg/mm . Jadi dari ketiga sampel variasi komposisi diatas harga kekerasan yang paling mendekati kampas kopling
1. Sebelum melakukan penelitian hendaknya mempelajari bukubuku serta teori yang dapat menunjang dan berkaitan dengan penelitian ini. 2. Proses pencampuran bahan harus dilakukan dengan hati-hati dan dipastikan campuran telah tercampur merata.
12
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad Bahrun Na’im (2012), Pengaruh Variasi
Komposisi Serbuk
Kayu Jati, Serbuk Alumunium, Dan Serbuk Tembaga Terhadap Kekuatan Aus Dan Kekerasan Kampas Kopling Gesek Sepeda Motor. Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin UMS, Surakarta. Annual Book of ASTM Standards, ASTM D3702-94, 1999, Standart Test Method For Wear Rate Coefficient Of Materials In Self Lubricated Rubbing Contact Using A Thrust Washer Testing Machine. ASTM international, United States. Annual Book of ASTM Standards, ASTM F 1957 – 99, 1999, Standard Test Method for Composite Foam Hardness-Durometer Hardness. ASTM international, United States. Gibson, R.F., 1994, Principle of Composite Material Mechanics, McGraw-Hill International Book Company, New York. Kenneth G and Michael K,1999. Engineering Materials. Upper River,New Jersey. Niemann, G, 1981, Machine Element, Spirnger-Verlag, New Delhi. Rahmat Kusuma, Pramuko I.P, (2012) Pengaruh Variasi Bahan Terhadap Sifat Fisis Dan Sifat Mekanis Kopling Gesek Sepeda Motor Dengan Bahan Dasar Fiberglass, Serbuk Alumunium, Serbuk Tembaga Dan Resin Phenolic. Laporan Tugas Akhir Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin UMS, Surakarta. Suga, Kiyokatsu dan Sularso., 1997., Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin., Pradnya Paramita, Jakarta Surdia, T dan saito, s, 1995, Pengetahuan Bahan Teknik.,pradnya paramita, Jakarta.
