TUGAS AKHIR
PENGARUH WAKTU SINTERING DENGAN VARIASI 60, 90, DAN 120 MENIT DENGAN SUHU 250°C PADA PEMBUATAN BRAKEPAD DENGAN MATRIK PHENOLIC RESIN
Disusun :
TOTOK SUSILO PRASETYO NIM : D200080128
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
ii
iii
iv
MOTTO
Lakukan dahulu jangan mundur, karena semua perlu dicoba, agar kita dapat mengerti (Totok Susilo Prasetyo) Memulai dengan penuh keyakinan Menjalankan dengan penuh keikhlasan Menyelesaikan dengan penuh kebahagiaan (Totok Susilo Prasetyo)
v
PENGARUH WAKTU SINTERING DENGAN VARIASI 60, 90, DAN 120 MENIT DENGAN SUHU 250°C PADA PEMBUATAN BRAKEPAD DENGAN MATRIK PHENOLIC RESIN Totok Susilo Prasetyo, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email :
[email protected] ABSTRAKSI Kampas rem merupakan salah satu komponen dari kendaraan bermotor yang berfungsi menghentikan laju kendaraan sepeda motor. Saat laju kendaraan berkecepatan tinggi kampas rem memiliki peranan penting, bahkan keselamatan pengendara tergantung dari kualitas kampas rem tersebut .Tujuan penelitian ini adalah membandingkan kampas rem dengan variasi waktu sintering dengan kampas pasaran merk Indopart. Peneliti akan mengadakan penelitian diawali dengan pembuatan kampas bervariasi waktu sintering dengan bahan yaitu fiberglass, serbuk alumunium, serbuk kuningan, graphite, kalsium karbonat, barium sulfat, dan phenolic resin. Setelah itu mencampur bahan kampas rem sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. Kemudian diberi tekanan sekaligus dipanaskan (sintering) dengan beban 7,5 ton selama 7 menit dengan variasi waktu sintering 60 menit, 90 menit dan 120 menit, dengan suhu 250ºC. Kemudian diuji gesek dengan beban 15 kg selama 60 menit dengan uji kering, penyemprotan air, dengan standart pengujian SNI 092663-1992 lalu dihitung keausan dan koefisien geseknya, dan diuji kekerasan dengan menggunakan alat Durometer. Dari hasil penelitian keausan rata-rata bahwa kampas rem Indopart lebih rendah dan lebih baik dari kampas rem dengan variasi waktu sintering pada uji gesek selama 60 menit. Koefisien gesek kampas rem Indopart lebih tinggi dibandingkan dengan kampas rem dengan variasi waktu sintering pada uji gesek selama 60 menit, nilai koefisien gesek Indopart tertinggi sebesar 0.6708 sedangkan yang mendekati sebesar 0.6357 pada kampas rem dengan variasi waktu 60 menit dengan suhu 250°C pada pengujian kering. Nilai kekerasan kampas rem Indopart lebih baik dibandingkan dengan kampas rem dengan variasi waktu sintering sebesar 94 ShoreD, sedangkan nilai kekerasan yang mendekati pada kampas rem dengan variasi waktu sintering 60 menit dengn suhu sintering 250°C sebesar 88 ShoreD
Kata kunci : kampas rem, waktu sintering, uji gesek, kekerasan
vi
PENGARUH WAKTU SINTERING DENGAN VARIASI 60, 90, DAN 120 MENIT DENGAN SUHU 250°C PADA PEMBUATAN BRAKEPAD DENGAN MATRIK PHENOLIC RESIN Totok Susilo Prasetyo, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email :
[email protected] ABSTRAKSI Brake is one component of a motor vehicle which serves to stop the vehicle speed motorcycle. When the rate of high-speed vehicle brake has an important role, even the safety of the rider depends on the quality of the brake lining The aim of this study was to compare the brake with the time variation of sintering to canvass the market for the brand Indopart. Researchers will conduct research begins with making canvass sintering time varies with materials such as fiberglass, aluminum powder, brass powder, graphite, calcium carbonate, barium sulfate, and phenolic resin. After that mix the brake lining material in accordance with a predetermined composition. Then given the pressure while heated (sintering) with a load of 7.5 tons for 7 minutes with a variation of sintering time of 60 minutes, 90 minutes and 120 minutes, with a temperature of 250ºC. Then tested friction with a load of 15 kg for 60 minutes with dry test, spraying of water, with a standard testing SNI 09-2663-1992 then calculated wear and coefficient geseknya, and tested by using a Durometer hardness. From the research that the average wear of the brake lining Indopart lower and better than the brake with the sintering time variation in the friction test for 60 minutes. The coefficient of friction brake Indopart higher than the brake with the variation of sintering time on tests of friction for 60 minutes, the coefficient of friction Indopart high of 0.6708 while approaching at 0.6357 on the brake with a variation of 60 minutes at a temperature of 250 ° C on a test dry , Hardness values Indopart brake better than the brake with the variation of sintering time was 94 shored up, while the value of hardness approaching the brake with the variation of sintering time of 60 minutes dengn sintering temperature of 250 ° C for 88 shored Keywords: brake, sintering time, swipe test, hardness 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 Waktu Sintering Dengan Variasi 60, 90, dan 120 Menit Dengan Suhu 250°c Pada Pembuatan Brakepad Dengan Matrik Phenolic Resin“, 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. Sri Sunarjono, MT., Ph.D sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Tri Widodo Besar Riyadi, ST, M.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D.
Selaku pembimbing utama
yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. 4. Nur Aklis, ST, M.Eng Selaku pembimbing akademik yang selalu memberikan masukan – masukan dan dorongan yang mendukung kepada penulis. 5. Bapak Dan Ibu tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, cinta, dan kasih sayang yang tulus serta motivasi yang tak ternilai kepada penulis. 6. Novan Andre Praditya adik tercinta yang selalu memberikan semangat dan doa untuk terus maju. 7. Bekti Catur Sukowati terima kasih untuk Do’a, dukungan, motivasi, dan kasih sayangnya kepada penulis.
viii viii viii
8. Ana Langgeng Purnomo, ST yang selalu memberikan dukungan dan Do’a kepada penulis. 9. Sunarno, ST Dan Suwarno, ST. Teman angktan 2008, terima kasih atas bantuan dan dukungannya selama ini, semoga kebaikan kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin 10. Keluarga Bapak, Ibu Bambang Waluyo F. Terima kasih atas tempat praktek dan
waktunya
semoga
kebaikan
kalian
mendapatkan
balasan dari Allah SWT. Amin 11. Teman-teman
satu
tim
Rizky
Adrianto,
Darmawan
Budianto,
Supriyanto, Eko Susilo, Lanang Bagus Yulqa (2007), terima kasih untuk semangat, kerja keras dan kerjasamanya. 12. Choirul Listianto, ST angkatan 2007, yang selalu memberikan masukan
–
masukan
yang dapat
penulis
terima,
dan dapat
menyelesaikan tugas akhir ini sampai selesai. 13. Team rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2008 14. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu – persatu 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, 18 Februari 2016
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Hal Halaman Judul .................................................................................. i Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................. ii Halaman Persetujuan ...................................................................... iii Halaman Pengesahan ...................................................................... iv Lembar Motto.................................................................................... v Abstraksi ........................................................................................... vi Kata Pengantar ................................................................................. viii Daftar Isi ........................................................................................... x Daftar Gambar .................................................................................. xii Daftar Tabel ...................................................................................... xiv Daftar Simbol .................................................................................... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang ............................................................ 1
1.2.
Tujuan Penelitian......................................................... 2
1.3.
Manfaat Penelitian....................................................... 3
1.4.
Batasan Masalah......................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Tinjauan Pustaka ............................................................. 5 2.2.Landasan Teori ................................................................ 6 2.2.1.Rem ....................................................................... 6 2.2.2.Gesekan ................................................................. 12 2.2.3.Gesekan Statik ....................................................... 13 2.2.4.Gesekan Kinetik .................................................... 14 2.2.5.Koefisien Gesek ..................................................... 16 2.2.6.Keausan ................................................................. 18 2.2.7.Kekerasan .............................................................. 22 2.2.8.Proses Kompaksi.................................................... 24 2.2.9.Sintering ................................................................. 25 2.2.10. Komposit.............................................................. 28
x
2.2.11. Serat .................................................................... 32 2.2.12. Matrik................................................................... 33 2.2.13. Fiberglass ............................................................ 34 2.2.14. Barium Sulfat ....................................................... 36 2.2.15. Aluminium............................................................ 36 2.2.16.Kuningan .............................................................. 37 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Rancangan Penelitian ..................................................... 39 3.2.Bahan dan Alat ............................................................... 42 3.2.1.Bahan.................................................................... 42 3.2.2.Alat ........................................................................ 47 3.3.Instalasi Pengujian .......................................................... 53 3.3.1.Alat Uji Gesek ....................................................... 53 3.3.2.Alat Uji Kekerasan................................................. 55 3.4.Spesimen Uji................................................................... 55 3.5.Lokasi Penelitian............................................................. 57 3.6.Prosedur Penelitian......................................................... 57 3.7.Analisis Data ................................................................... 60 3.8.Kesulitan ......................................................................... 61 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Hasil Pengujian ............................................................... 62 4.1.1.Hasil Pengujian Gesek .......................................... 62 4.1.2.Hasil Pengujian Koefisien Gesek .......................... 66 4.1.3. Hasil Pengujian Kekerasan Durometer ............... 70 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ..................................................................... 72 5.2.Saran .............................................................................. 73 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 Uji Gesek Kampas Rem ............................................. 17 Gambar 2.5 Keausan Abrasive ....................................................... 19 Gambar 2.6 Keausan Adhesive ...................................................... 20 Gambar 2.7 Keausan Lelah ............................................................ 21 Gambar 2.8 Keausan Korosif.......................................................... 22 Gambar 2.9 Asas Pengukuran Kekerasan Dengan Durometer ...... 23 Gambar 2.10 Proses Kompaksi ....................................................... 25 Gambar 2.11 Proses Pemadatan Sintering .................................... 26 Gambar 2.12 Fibrous Composites ................................................... 31 Gambar 2.13 Particulate Composite ................................................ 31 Gambar 2.14 Laminated Composite ................................................ 32 Gambar 2.15 Jenis – Jenis Komposit Serat ..................................... 33 Gambar 2.16 Fiberglass .................................................................. 36 Gambar 3.1
Skema Diagram Alir Penelitian.................................. 40
Gambar 3.2
Fiberglass .................................................................. 42
Gambar 3.3
Pnenolic Resin Dalam Bentuk Serbuk ....................... 43
Gambar 3.4
Serbuk Kuningan........................................................ 43
Gambar 3.5
Serbuk Aluminium ...................................................... 44
Gambar 3.6
Barium Sulphate......................................................... 44
Gambar 3.7
Graphite ..................................................................... 45
Gambar 3.8 Calcium Carbonat (CaCo3) ......................................... 45 Gambar 3.9 Resin Epoxy ................................................................ 46 Gambar 3.10 Plat Kampas Honda .................................................... 46 Gambar 3.11 Mesin Press ................................................................ 47 Gambar 3.12 Cetakan Kampas Rem Honda .................................... 48 Gambar 3.13 Heater ......................................................................... 48 Gambar 3.14 Thermocontrol ............................................................. 49
xii
Gambar 3.15 Non-Contact Infrared Thermometer ........................... 49 Gambar 3.16 Digital Tachometer ..................................................... 50 Gambar 3.17 Digital Clamp Meter.................................................... 51 Gambar 3.18 Vernier Caliper ........................................................... 51 Gambar 3.19 Timbangan Digital ...................................................... 52 Gambar 3.20 Oven .......................................................................... 52 Gambar 3.21 Mixer Bahan ............................................................... 53 Gambar 3.22 Alat Pengujian Gesek................................................. 54 Gambar 3.23 Instalasi Pengujian Gesek......................................... 54 Gambar 3.24 Alat Pengujian Kekerasan Durometer ........................ 55 Gambar 3.25 Kampas Rem Indopart ............................................... 56 Gambar 3.26 Kampas Rem Suhu Sintering ..................................... 57 Gambar 4.1 Histogram Hasil Penelitian Keausan Rata – rata Kampas Rem Pada Pengujian Kering ...................................... 62 Gambar 4.2
Histogram Hasil Penelitian Keausan Rata – rata Kampas Rem Pada Pengujian Air ............................................ 64
Gambar 4.3
Histogram Hasil Keseluruhan Penelitian Keausan Rata – rata Kampas Rem Pada Pengujian Gesek.............. 65
Gambar 4.4
Histogram Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian Kering ........................................................ 67
Gambar 4.5
Histogram Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian Air.............................................................. 68
Gambar 4.6
Histogram Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian Gesek ...................................... 69
Gambar 4.7
Histogram Hasil Pengujian Kekerasan ....................... 70
xiii xiii xiii
DAFTAR TABEL
Table 3.1
Komposisi Material Kampas Rem……………………………56
Table 4.1
Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada Pengujian Kering……………………………………………….62
Tabel 4.2
Hasil Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada Pengujian Basah Dengan Air…………………………………63
Tabel 4.3
Hasil Keseluruhan Penelitian Keausan Rata-rata Kampas Rem Pada Pengujian Gesek………………………………….65
Tabe 4.4
Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian Kering……………………………………………………………66
Table 4.5
Hasil Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian Basah Dengan Air………………………………………………...……68
Tabel 4.6
Hasil Keseluruhan Koefisien Gesek Kampas Rem Pada Pengujian Gesek……………………………………………….69
Tabel 4.7
Hasil Perhitungan Kekerasan Durometer pada kampas rem………………………………………………………………70
xiv xiv xiv
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)
xv xv
