25
PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP NILAI KEKERASAN, KEAUSAN, DAN KOEFISIEN GESEK KAMPAS REM Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata I Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Disusun oleh : KHOIRUL D 200 130 020 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP

NILAI KEKERASAN, KEAUSAN, DAN KOEFISIEN GESEK KAMPAS

REM

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata I

Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Disusun oleh :

KHOIRUL

D 200 130 020

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

Page 2: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena
Page 3: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena
Page 4: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena
Page 5: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

1

PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP

NILAI KEKERASAN, KEAUSAN, DAN KOEFISIEN GESEK KAMPAS

REM

Abstrak

Pada penelitian ini peneliti ingin memahami dan membuat sampel kampas rem

sepeda motor dengan menggunakan bahan komposit yang ramah lingkungan

dengan beberapa variasi komposisi bahan untuk mengetahui tingkat kekerasan ,

keausan dan koefisien gesek kampas rem tersebut.Bahan yang digunakan dalam

penelitian ini adalah yaitu fiberglass, serbuk tembaga variasi mesh 50, 60 , 70 dan

100, karbon kulit bambu, kalsium karbonat, barium sulfat dan resin polyester

dengan katalis sebagai pengikat/matriks.

Kemudian diuji gesek dengan beban 15 kg selama 3 jam dengan uji kering,

penyemprotan air dan penyemprotan oli lalu dihitung keausan dan koefisien

geseknya, dan diuji kekerasan dengan menggunakan alat Durometer dengan standar

ASTM D2240.

Dari hasil penelitian keausan rata-rata pada pengujian pengaruh kering,air dan

oli bahwa kampas rem tembaga mesh 100 lebih rendah dibandingkan dengan

kampas rem variasi yang lain yaitu sebesar 49,7576 mm3/jam ,60,1238 mm3/jam

dan 60,0783 mm3/jam pada uji gesek selama 3 jam. Koefisien gesek pada pengujian

pengaruh kering kampas rem variasi tembaga mesh 100 paling tinggi,pada uji gesek

selama 3 jam yaitu sebesar 0,8857, pada pengujian gesek pengaruh air kampas rem

variasi tembaga mesh 60 memiliki koefisien gesek paling tinggi sebesar 0,8297,

pada pengujian pengaruh oli kampas rem variasi tembaga mesh 70 memiliki

koefisien gesek paling tinggi sebesar 0,8663 . Nilai kekerasan kampas rem variasi

tembaga mesh 100 lebih baik dibandingkan dengan kampas rem lainnya sebesar

87,83 ShoreD, pada pengujian foto mikro sesudah pengujian gesek kampas rem

variasi tembaga mesh 70 mengalami kegagalan bonding adhesive sedangkan

kampas rem variasi tembaga mesh 100, 60, 50 mengalami kegagalan bonding

kohesive.

Kata kunci : serbuk tembaga,polyester, uji gesek, kekerasan, foto mikro

Abstract

In this research, the researcher want to understand and make sample of

motorcycle brake lining by using environmentally friendly composite material with

some variation of material composition to know the level of hardness, wear and

coefficient of friction of the brake pad. The material used in this research is

fiberglass, copper powder variation of mesh 50, 60, 70 and 100, bamboo skin

carbon, calcium carbonate, barium sulfate and polyester resin with catalyst as

binder / matrix.

Then tested friction with 15 kg load for 3 hours with dry test, water spraying

and oil spraying then calculated the wear and coefficient of friction, and tested the

hardness by using Durometer tool with ASTM standard D2240.

Page 6: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

2

From the result of the average wear and tear on testing the effect of dry,

water and oil that brake copper mesh 100 is lower than with other variation brake

lining that is equal to 49,7576 mm3 / hour, 60,1238 mm3 / hour and 60,0783 mm3

/ h on friction test for 3 hours. The coefficient of friction on the test of the influence

of dry brake lining bridge variation of copper mesh 100 highest, on the friction test

for 3 hours that is equal to 0.8857, on the friction test of brake fluid water variation

of copper mesh 60 has the highest coefficient of friction of 0.8297, brake fluid brake

fluid variation variation mesh 70 has the highest friction coefficient of 0.8663. The

hardness of brake liner bracelet variation of copper mesh 100 is better than the

other brake lining of 87,83 ShoreD, in micro photo testing after brake fluid brake

variation variation of copper mesh 70 having adhesive bonding failure while brake

lining of copper mesh variation of 100, 60, 50 experienced cohesive bonding

failure.

Keywords: copper powder, polyester, friction test, hardness, micro photo

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rem berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan gerakan

dari roda sehingga gerak roda menjadi lambat. Energi kinetik yang hilang

dari benda yang bergerak ini diubah menjadi panas karena adanya gesekan.

Jika rem tidak berfungsi dengan baik, maka dipastikan akan berakhir dengan

kecelakaan. Faktor keamanan dari pengendara adalah hal yang sangat

penting. Sehingga setiap produsen kendaraan bermotor merancang sistem

dan menggunakan komponen rem (kampas rem) yang sesuai dengan

kemampuan kendaraan.Beredarnya kampas rem jenis asbestos banyak

beredar dengan harga yang murah dan menjamin keawetan kampas rem,

akan tetapi hasil dari serbuk gesekan yang berupa partikel kecil sangat

berbahaya bagi kesehatan manusia.

Kampas rem asbestos akan terjadi blong atau tidak bekerja pada

suhu pengereman 200oC yang berakibat tingkat kecelakaan akan mudah

terjadi. Sedangkan untuk kampas rem yang terbuat dari non asbestos lebih

tahan panas dan terjadi rem blong pada saat suhu pengereman di atas 3000C

hal ini karena serat selulosa dan serat lainnya dapat meredam panas lebih

baik dibandingkan serat asbes

Page 7: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

3

Tembaga merupakan logam kemerahan dengan stuktur kristal kubus

,logam ini mudah ditempa ,ulet, dan merupakan konduktor panas dan listrik

yang baik .Faktor ukuran butir serbuk mempengaruhi melekatnya serbuk

dan resin sebagai penguat dan juga mempengaruhi nilai yang dihasilkan

semakin kecil ukuran serbuk maka akan merekat semakin kuat. disamping

itu serbuk yang tidak merata di dalam komposit menyebabkan penumpukan

serbuk pada titik – titik tertentu yang mengakibatkan serbuk kurang mampu

menahan beban yang diberikan. Kekuatan bahan komposit partikel rem,

sangat dipengaruhi besar partikel, bahan matriknya dan proses

pembuatannya, maka diambil langkah untuk mengatasi hal tersebut dengan

membuat kampas rem yang ramah lingkungan dengan menggunakan bahan

karbon kulit bambu, fiberglass, barium sulfat, kalsium karbonat dan serbuk

tembaga (Cu) dengan ukuran butir mesh 50,60,70, dan 100 dengan matriks

polyester.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas , dapat

dirumuskan permasalahan dalam penelitian , yaitu:

1) Bagaimana pengaruh variasi butiran tembaga mesh terhadap tingkat

kekerasan kampas rem sebagai alternatif kampas rem non asbestos?

2) Bagaimana pengaruh variasi butiran tembaga terhadap tingkat keausan

kampas rem sebagai alternatif kampas rem non asbestos?

3) Bagaimana pengaruh variasi butiran tembaga terhadap koefisien gesek

sebagai alternatif kampas rem non asbestos?

1.3 Batasan Masalah

Agar memudahkan pelaksanaan penelitian, sehingga yujuan penelitian

dapat dicapai serta pembatasan masalah tidak meluas, maka perlu adanya

batasan masalah. Batasan masalah yang di ambil dalam penelitian ini, antara

lain:

1) Bahan

Pada penelitian ini bahan yang digunakan yaitu butiran tembaga

dengan variasi mesh 50,60,70 dan 100, serbuk karbon kulit

Page 8: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

4

bambu,serbuk fiber glass, polyester , serbuk kalsium karbonat , serbuk

barium sulfat.

2) Pengujian

Pada penelitian ini difokuskan pada pengujian kekerasan dengan

standar ASTM D2240, foto mikro dan pengujian gesek. Pengujian gesek

dilakukan dengan berbagai pengaruh yaitu uji gesek pada kondisi kering,

air, dan oli

1.4 Tujuan Penelitian

Berdasarkan latar belakang dan perumusan masalah di atas , maka

tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah mengetahui nilai

kekerasan, keausan dan koefisien gesek kampas rem, dengan variasi sebagai

berikut :

1) Variasi 1 : komposisi sebesar 40% karbon kulit bambu, 15% fiberglass, 15%

tembaga (Cu) ukuran butiran 100 mesh, 30% polyester.

2) Variasi 2 : komposisi sebesar 40% karbon kulit bambu, 15% fiberglass, 15%

tembaga (Cu) ukuran butiran 80 mesh, 30% polyester.

3) Variasi 3 : komposisi sebesar 40% karbon kulit bambu, 15% fiberglass, 15%

tembaga (Cu) ukuran butiran 60 mesh, 30% polyester.

4) Variasi 4 : komposisi sebesar 40% karbon kulit bambu, 15% fiberglass, 15%

tembaga (Cu) ukuran butiran 50 mesh, 30% polyester.

1.5 Tinjauan Pustaka

Kampas rem berbahan asbestos hanya mampu bertahan pada suhu

200 0C dan debu dari kampas rem ini sangat beracun yang dapat

menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila

kampas rem ini terkena air maka daya pengeremannya akan terganggu,

berbeda dengan kampas rem berbahan non asbestos yang mampu bertahan

hingga suhu diatas 300 0C dan kampas rem berbahan non asbestos tidak

menghasilkan debu yang beracun sehingga ramah lingkungan dan apabila

terkena air daya pengeremannya masih bisa optimal (Desi Kiswiranti, 2007)

Page 9: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

5

Kekuatan bahan komposit partikel rem, sangat dipengaruhi besar

partikel,bahan matriknya dan proses pembuatannya. Kekuatan komposit

partikel diperoleh maksimal pada ukuran 0,01 sampai 0,1 mm dan kekuatan

surface bonding, pengepresan, dan sintering (Calister,2005).

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 semakin tinggi

suhu sinteringnya maka menyebabkan nilai keausan meningkat. Maka

keausan semakin tinggi. Peningkatan suhu sintering juga berpengaruh pada

kekerasan kampas. Semakin tinggi suhu sinteringnya maka nilai

kekerasannya akan semakin menurun.

Van Vliet, G,L.J,dkk,(1984) 50% lebih tembaga dipakai dalam

teknik listrik, karena mempuyai kemampuan penghantar listrik yang sangat

baik dan penghantar panas yang sangat baik juga. Tembaga sangat tahan

terhadap korosi sehingga juga sering dipakai untuk penerapan arsitektonis

dan sebagai bahan pipa air. Tembaga murni mudah sekali diubah bentuknya

sehingga cocok sebagai bahan perapat, Tembaga murni dapat dikokohkan

sampai 450 N/mm2 tetapi tanpa batas dapat diubah bentuk secara dingin,

karena regangannya sangat kuat, oleh sebab itu banyak dipakai dalam

keadaan dicanai dingin atau ditarik dingin. Tembaga memiliki massa jenis

8900 kg/ m3 , titik lebur 10830 C, kekuatan tarik mencapai 200N/mm2 dan

regangan patah sampai 40%.

Zhang & Wang, 2007). Beberapa serat seperti gelas, karbon, silika,

aluminosilikat, dan silikon karbida merupakan hasil sintetis baik dari bahan

oganik maupun non organik.

Page 10: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

6

2. METODE PENELITIAN

2.1 Diagram Alir Penelitian

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

Page 11: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

7

2.2 Bahan dan Alat Penelitian

1) Bahan

Serbuk Tembaga Variasi Mesh 50, 60, 70 dan 100, Polyester BQTN 157

, Fiberglass, karbon kulit bambu, serbuk CaCO3, Serbuk Barium Sulfat,

epoxy resin (A) dan epoxy hardener (B),

2) Alat

Mesin press , heater, dies (cetakan), thermocontrol, Plat kampas,jangka

sorong , oven, blender , non-contac infrared thermometer, clamp meter,

digital tachometer,timbangan digital

3) Alat Pengujian

Alat uji kekerasan Durometer Shore D, alat uji gesek dan alat uji foto

mikro

2.3 Langkah Penelitian

2.3.1 Prosedur Pembuatan Kampas

Penelitian kampas rem ini menggunakan kampas rem variasi ukuran

besar butir tembaga sebanyak 24 spesimen. Enam spesimen dari masing-

masing jenis variasi kampas rem digunakan untuk pengujian gesek, satu

spesimen dari masing-masing jenis variasi kampas rem digunakan untuk

pengujian kekerasan durometer shore D dan satu spesimen dari masing-

masing variasi digunakan untuk pengujian foto mikro setelah dilakukan

pengujian selanjutnya dibandingkan dengan kampas pasaran.

Gambar 2 Kampas Rem Variasi Ukuran Besar Butir Tembaga

Page 12: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

8

Langkah-langkah pembuatan kampas rem sebagai berikut:

1) Mempersiapkan bahan dan alat

2) Setelah bahan-bahan siap maka dilakukan penimbangan

menggunakan timbangan digital sesuai dengan komposisi

masing-masing bahan.

3) Kemudian proses pencampuran bahan-bahan material kering,

dicampur dengan menggunakan mesin blender agar hasil dari

pencampuran material dapat bercampur secara merata seperti

fiberglass, serbuk tembaga, barium sulfat, graphite, calsium

carbonate.

4) Setelah bahan-bahan kering tercampur semua, selanjutnya

mencampur dengan polyester secara manual di aduk-aduk

sampai merata, kemudian bahan dimasukkan kedalam cetakan

yang sebelumnya telah dipasangi plat kampas sebagai tempat

bahan kampas rem yang telah diberi perekat.

5) Langkah selanjutnya yaitu pengepresan dengan beban 4,5

ton selama 15 menit dengan suhu 80° C, lalu kampas dilepas

dari cetakan dan disintering di oven dengan suhu 180° C

dengan waktu 15 menit.

6) Setelah dicetak dan di oven kampas rem kemudian melakukan

pengujian kekerasan, foto mikro sebelum pegujian gesek,

pegujian gesek, foto mikro setelah pegujian gesek, setelah itu

diambil data dari pengujian tersebut.

2.3.2 Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui hasil

kekerasan dari kampas rem pada beberapa bagian sehingga

dapat diketahui distribusi kekerasan rata-ratanya dari semua

bagian yang di uji. Kekerasan merupakan ketahanan bahan

terhadap goresan atau penetrasi pada permukaanya. Pengujian

kekerasan menggunakan durometer shore D.

Page 13: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

9

2.3.3 Pengujian Gesek

Pengujian gesek dilakukan untuk mengetahui nilai

keausan dan koefisien gesek kampas rem. Untuk menghitung

nilai keausan menggunakan rumus:

Ket :T₀ = Tinggi awal kampas (mm)

T₁ = Tinggi akhir kampas (mm)

t = Lama waktu pengujian (Jam)

A = Luas permukaan kampas (mm²)

𝜇 = 𝑇

2 × 𝐹𝑛 × 𝑟

Ket : µ = Koefisien gesek

𝑇 = Torsi (Nm)

𝐹𝑛 = Gaya normal (N)

𝑟 = Jari – jari lintasan (m)

𝐾𝑒𝑎𝑢𝑠𝑎𝑛 =(𝑇₀ − 𝑇₁)𝐴

𝑡

Page 14: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

10

3.HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Pengujian Kekerasan

Gambar 3. Histogram Perbandingan Kekerasan

Hasil pengujian kekerasan didapatkan nilai kekerasan yaitu kampas variasi

tembaga mesh 100 sebesar 87,83 HD , variasi tembaga mesh 70 sebesar 85,87

HD,variasi tembaga mesh 60 sebesar 84 HD, variasi tembaga mesh 50 sebesar 82,9

dan kampas pasaran sebesar 89,75 HD. Dari semua pengujian yang telah dilakukan

nilai kekerasan yang paling besar adalah kampas pasaran , kampas rem variasi

tembaga mesh 50,60, 70 dan 100 mempunyai kekerasan yang lebih rendah

dibandingkan kampas rem pasaran. Kekerasan kampas rem variasi tembaga mesh

100 mendekati kekerasan kampas pasaran, dikarenkan kampas variasi tembaga

mesh 100 memiliki ukuran butiran tembaga yang lebih kecil, sehingga pada proses

pengepresan didapatkan kampas dengan struktur lebih padat .

87,8385,87

84 82,9

89,75

60

65

70

75

80

85

90

95

Nila

i Kek

eras

an D

uro

met

er (

HD

)

Histogram Perbandingan Nilai Kekerasan Durometer

100 mesh 70 mesh 60 mesh 50 mesh kampas pasaran

Page 15: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

11

3.2 Perhitungan Keausan

Gambar 4. Histogram Perbandingan Keausan Pada Pengujian Gesek Kondisi

Kering , Air dan Oli

Dari grafik diatas menunjukkan bahwa pada pengujian gesek kering

keausan terendah adalah kampas rem variasi tembaga mesh 100 yaitu sebesar

49,7576 mm3/,pada pengujian gesek pengaruh air kampas rem pasaran memiliki

keausan terendah 56,25, untuk pengujian gesek pengaruh oli kampas rem tembaga

mesh 70 memiliki keausan terendah sebesar 58,0067 mm3/jam, dikarenakan

struktur permukaan kampas lebih halus dan memiliki struktur padat dan keras,

sehingga pori-pori pada permukaan kampas lebih kecil .

49,7576

60,123868,4167 69,4533

65,6260,1238

71,5266 72,5632

85,0026

56,2560,0783 58,0067

62,1567,3292

62,5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

mesh 100 mesh 70 mesh 60 mesh 50 kampaspasaran

Kea

usa

n (

mm

3/j

am)

Histogram Perbandingan Keausan Pada Semua Kondisi

Pengujian Kering Pengujian Air Pengujian Oli

Page 16: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

12

3.3 Perhitungan Koefisien Gesek

Gambar 5. Histogram perbandingan Koefisien Pada Semua Kondisi Pengujian

Gesek

Dari grafik diatas menunjukan bahwa pada pengujian gesek kering

koefisisen gesek paling tinggi adalah kampas rem variasi tembaga mesh 100

sebesar 0,8857 , pada pengujian gesek pengaruh air koefisien gesek paling

tinggi adalah kampas rem variasi tembaga mesh 60 sebesar 0,8297 dan pada

pengujian gesek pengaruh oli koefisien gesek paling tinggi adalah kampas

rem variasi tembaga mesh 70 sebesar 0,8663, pada semua kondisi pengujian

koefisien gesek kampas rem variasi tembaga lebih besar diandingkan

dengan kampas pasaran, pada grafik tersebut koefisien gesek pada kondisi

pengujian pengaruh oli lebih besar dibandingkan dengan pengujian gesek

pengaruh air dikarenakan pada saat pengujian dilakukan debit air yang

digunakan lebih besar dibandingkan dengan oli, hal ini berpengaruh pada

hasil perhitungan koefisien gesek, dapat disimpulkan jika koefisien gesek

semakin besar maka pengereman lebih cepat .

0,8857 0,8686 0,839 0,8468 0,82380,8005 0,77450,8297 0,803 0,786

0,8372 0,8663

0,7709 0,80190,72

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

mesh 100 mesh 70 mesh 60 mesh 50 kampas pasaran

Ko

efis

ien

Ges

ek (𝜇

)

Histogram Perbandingan Koefisien Gesek Pada Semua Kondisi Pengujian

Pengujian Kering Pengujian Air Pengujian Oli

Page 17: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

13

3.4 Pengamatan Suhu Akhir Kampas Rem

Gambar 6. Histogram Suhu Akhir Pada Semua Kondisi Pengujian Gesek

Dari grafik diatas menunjukkan kampas rem variasi tembaga mesh 100

memiliki suhu yang paling rendah pada pengujian gesek kondisi kering dan air,

pada pengujian oli kampas rem variasi tembaga mesh 100 dan 70 memiliki suhu

yang sama,pada kampas rem pasaran didapatkan suhu akhir yang tinggi

dikarenakan komposisi logam lebih sedikit, jadi ukuran besar butir tembaga dapat

mempengaruhi suhu kampas rem , semakin kecil ukuran butiran tembaga maka

suhu kampas semakin rendah , karena lebih mudah menyerap panas dan cepat

dalam melepaskan panas pula.

114,5 109,7102

94,5

148

38,5 36,5 34,5 33,5 3542 41,5 40 40

58

0

20

40

60

80

100

120

140

160

mesh 50 mesh 60 mesh 70 mesh 100 KampasPasaran

Suh

u (oC

)

Histogram Perbandingan Suhu Pada Semua Kondisi

Pengujian kering Pengujian Air Pengujian Oli

Page 18: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

14

3.5 Hasil Foto Mikro

3.5.1 Foto Mikro Sebelum Pengujian Gesek

Gambar 7. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 50 (pembesaaran 100x )

Gambar 8. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 60 (pembesaaran 100x)

Fiber Glass

Polyester

Tembaga

Karbon

Polyester

Fiber glass

Tembaga

Karbon

Page 19: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

15

Gambar 9. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 70 (pembesaaran 100x )

Gambar 10. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 100 (pembesaaran 100x )

Fiber Glass

Polyester

Tembaga

Karbon

Tembaga

Karbon

Polyester

Fiber Glass

Page 20: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

16

3.5.2 Hasil Foto Mikro Sesudah Pengujian Gesek

Gambar 11. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 50 (pembesaaran 100x )

Gambar 12. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 60 (pembesaaran 100x )

Kegagalan

Bonding Kohesif

Kegagalan

Bonding Kohesif

Page 21: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

17

Gambar 13. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 70 (pembesaaran 100x )

Gambar 14. Foto Mikro Kampas Rem Mesh 100 (pembesaaran 100x )

Dari hasil pengujian foto mikro sebelum pengujian gesek dapat dilihat

bawasannya untuk kampas rem variasi tembaga mesh 50 , 60, 70 dan 100

memiliki ikatan partikel antar material yang kuat dan bahan tercampur rata.

Setelah pengujian gesek selama 3 jam pada permukaan kampas rem variasi

tembaga mesh 50, 60 dan 100 terjadi kegagalan bonding kohesive yaitu

Kegagalan

Bonding Adhesive

Kegagalan

Bonding Kohesif

Page 22: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

18

fenomena pecah patahnya ikatan polyester pada kampas rem yang kurang kuat

dan juga dapat dikarenakan oleh serbuk tembaga bersifat lebih kuat dari

polyester, sedangkan pada kampas rem variasi tembaga mesh 70 terjadi

kegagalan bonding adhesive yaitu terjadi fenomena lepasnya ikatan antar

material dikarenakan polyester dengan butiran tembaga tidak menyatu dengan

baik sehingga butiran tembaga mudah lepas.

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambiil dari laporan penelitian ini adalah sebagai

berikut :

1) Hasil pengujian kekerasan kampas rem dengan menggunakan alat uji

Durometer Shore D menunjukkan bahwa kekerasan kampas rem variasi

tembaga mesh 100 memiliki kekerasan yang mendekati nilai kekerasan

kampas rem pasaran . Dimana nilai kekerasan rata-rata kampas rem variasi

tembaga mesh 100 sebesar 87,83 HD sedangkan kampas rem pasaran

sebesar 89,75 HD, jadi dari hasil dapat dideskripsikan bahwa semakin kecil

serbuk tembaga dapat meningkatkan nilai kekerasan kampas rem

dikarenakan ikatan antar material lebih kuat.

2) Hasil pengujian keausan menunjukkan kampas rem variasi tembaga mesh

100 lebih sedikit laju rata – rata keausannya pada semua kondisi yaitu

56,6532 mm3/jam diandingkan dengan kampas rem pasaran sebesar

61,4567 mm3/jam , dikarenakan struktur yang keras dan padat, jadi dapat

dideskripsikan bahwa variasi besar serbuk tembaga dapat dapat

memperlambat laju keausan kampas rem.

3) Berdasarkan hasil pengujian gesek menunjukkan bahwa nilai koefisien

tertinggi pada pengujian gesek kering paling tinggi adalah kampas rem

variasi tembaga mesh 100 sebesar 0,8857 , pada pengujian gesek pengaruh

air koefisien gesek paling tinggi adalah kampas rem variasi tembaga mesh

Page 23: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

19

60 sebesar 0,8297 dan pada pengujian gesek pengaruh oli koefisien gesek

paling tinggi adalah kampas rem variasi tembaga mesh 70 sebesar 0,8663

sedangkan kampas rem pasaran memiliki koefisien gesek lebih rendah

dibandingkan dengan kampas rem variasi tembaga, hal ini berpengaruh

pada hasil pengereman, jika koefisien gesek semakin besar maka

pengereman lebih cepat , hasil ini diperoleh dari hasil perhitungan torsi jika

semakin besar torsi maka koefisien gesek semakin besar.

PERSANTUNAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala

rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesikan Tugas Akhir ini

dengan tepat waktu dan tanpa halangan yang berarti dengan judul “Pengaruh

Ukuran Besar Butir Tembaga (Cu) Terhadap Nilai Kekerasan, Keausan, Dan

Koefisien Gesek Kampas Rem”.

Selama proses penyusunan Tugas Akhir penulis sadar bahwa banyak

hambatan dan kesulitan yang dialami. Bantuan dorongan semangat serta bantuan

baik moril maupun materiil tidak lepas dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada

kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1) Allah S.W.T yang senantiasa melimpahkan rahmat, nikmat, karunia dan

kasih sayang-Nya

2) Ibu dan Bapak tercinta atas segala perhatian, doa, dan dukungan yang selalu

diberikan baik moril maupun materiil.

3) Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4) Bapak Ir. Subroto, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

5) Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro MT. selaku pembimbing yang telah

membimbing serta memberikan kritik dan saran yang membangun dalam

proses penelitian dan penulisan Tugas Akhir.

Page 24: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

20

6) Bapak Bambang Waluyo F, ST.MT yang telah membantu dalam penyediaan

alat-alat penelitian sehingga penulis dapa menyelesaikan Tugas Akhir

7) Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah begitu banyak memberikan

pengetahuan yang tidak ternilai.

8) Seluruh rekan-rekan Mahasiswa Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang senantiasa membantu proses penelitian ini hingga selesai.

9) Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu penulis dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM D2240-Durometer Hardness.

ASTM E 11- SIEVES SPECIFICATION

Calister, Mc. Graw Hill. 2005. Material Science, London.

Desi Ki, 2007. Pemanfaatan Serbuk Tempurung Kelapa Sebagai Alternatif Serat

Penguat Bahan Friksi Non-Asbes Pada Pembuatan Kampas Rem

Sepeda Motor. Laporan Tugas Akhir Jurusan Fisika, Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang (Unnes),

Semarang

German. R.M., 1984. Powder Metallurgi Science. Metal Power Federation.

Pricenton, New Jersey.

Gibson, R.F., 1994. Principle Of Composite Material Mechanic. McGraw-Hill

Interrnational Book Company, New York.

Pramuko I.P, Setiawan,Irfan,2009.Pengaruh Variasi Tekanan Kompaksi

Terhadap Ketahanan Kampas Rem Gesek Sepatu. Laporan Tugas Akhir

Fakultas Teknik Mesin UMS, Agustus 2009, Surakarta

Pramuko I.P, Imam Setiyanto, 2009. Pengaruh Variasi Temperatur Sintering

Terhadap Ketahanan Aus Bahan Rem Gesek Sepatu. Laporan Tugas

Akhir Fakultas Teknik Mesin UMS, Agustus 2009, Surakarta

Setiaji, Rahmawan. 2009. Pengujian Keausan. (www.scribd.com). Diakses pada

tanggal 5 Agustus 2017

Page 25: PENGARUH UKURAN BESAR BUTIR TEMBAGA (CU) TERHADAP …eprints.ums.ac.id/56668/16/jos.pdf · menyebabkan fibrosis (penebalan dan luka gores pada paru-paru) apabila kampas rem ini terkena

21

Smith, William F. (1990). Principles of Material Science and Engineering, second

edition. Mc. Graw Hill Publishing Company.

Stolk, Kros., 1994, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin, Elemen mesin.

Erlangga, Jakarta.

Van Vliet, G.L.J, dan Both, W., 1984, Teknologi Untuk Bangunan Mesin, Bahan-

Bahan 1, Pradnya Paramita, Jakarta