i

TUGAS AKHIR

PENGUJIAN PERFORMA KAMPAS REM NON ASBES VARIASI CALCIUM CARBONATE

DENGAN PEREKAT PHENOLIC RESIN

Disusun :

SUPRIYANTO NIM : D200080086

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :

PENGUJIAN PERFORMA KAtIfrPAS REIiI ,{ON, ASBES VARIASI CALCIUMCARBONATE DENGAN PEREKN PHENOLIC RES,,V

yang dibuat untuk memenuhi syarat memperoleh derajat sarjana 51 pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi

dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk

mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah

Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya

saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Maret 2016

SUPRIYANTO

Yang menyatakan

W

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul "Pengujian Performa Kampas Rem non Asbes

Variasi Calcium Carbonate dengan Perckat Phenolic Resin', telah

disetujui Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh derajat sarjana 51 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : SUPRIYANTO

NIM : D200080086

Disetujui pada

Hari : Se n,,t

Tanggal , lY hAqret 1o tb

Pembimbing Utama

Bambanq W. Febriantoko. ST.. MT

t1t

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul "Pengujian Performa Kampas Rem non Asbes

Variasi Calcium Carbonate dengan Perekat Phenolic Resir?", telah

dipertahankan dihadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk

memenuhi syarat memperoleh derajat sarjana 51 pada Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Khua Jurusan,It-t aJ-V'

-/TriWidodo Besar R. ST. M.Enq. Ph.D

iv

Nama

NIM

: SUPRIYANTO

: D200080086

Disetujui pada

Hari , Scn-*

Tanggal , L? tt\qYzL Zoib

Tim Penguji :

Ketua : Bambang W. Febriantoko, ST., MT

Anggota 1 : Joko Sedyono, Ph.D

Anggota 2 : lr. Pramuko llmu Purboputro, MTb

v

MOTTO

Yakin dan Ikhlas Adalah Kunci Dari Segala

Permasalahan Yang Kita Hadapi

Kemauan Untuk Mengenal Serta Memahami Akan

Menjadikan Kita Sukses

Kesempatan Tidak Hanya Datang Sekali,

Bahkan Berkali-kali

Tetapi Apakah Kita Akan Memilih Menunggu Sampai

Kesempatan Yang Terakhir ??

( Supriyanto )

vi

PENGUJIAN PERFORMA KAMPAS REM NON ASBES VARIASI CALCIUM CARBONATE DENGAN PEREKAT PHENOLIC

RESIN

Supriyanto, Bambang W. Febriantoko Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura email : yantosupri380@yahoo.com

ABSTRAKSI

Kampas rem merupakan salah satu komponen kendaraan bermotor yang berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan laju kendaraan khususnya kendaraan darat. Terutama pada saat kendaraan berkecepatan tinggi fungsi kampas rem memiliki peranan penting, bahkan keselamatan jiwa manusia tergantung pada keampuhan dari bahan kampas rem. Maka diperlukan rancangan khusus pada bahan kampas tersebut.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk aluminium,

serbuk karbon, serat fiberglass, serbuk kuningan, graphite, barium sulfat, CaCO3 dan phenolic resin sebagai pengikatnya. Pembuatan kampas rem dipress dengan beban 7,5 ton selama 7 menit, disintering selama 60 menit dengan temperature 200 °C.

Pengujian yang dilakukan meliputi uji kekerasan Digital Shore

Durometer dan uji gesek. Dari data hasil penelitian uji kekerasan dan gesek diketahui bahwa serbuk CaCO3 mempengaruhi harga kekerasan dan keausan spesimen kampas, dimana dari serbuk CaCO3 yang divariasikan dengan berat 3 gram, 4 gram, dan 5 gram daya yang paling baik yaitu serbuk CaCO3 berat 3 gram. Namun tingkat keausan masih lebih tinggi jika dibandingkan dengan kampas Indopart.

Kata kunci : Kampas rem, Komposisi, serbuk, kekerasan, keausan

vii

PENGUJIAN PERFORMA KAMPAS REM NON ASBES VARIASI CALCIUM CARBONATE DENGAN PEREKAT PHENOLIC

RESIN

Supriyanto, Bambang W. Febriantoko Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura email : yantosupri380@yahoo.com

ABSTRACT

Brake is one component of a motor vehicle that serves to slow or stop the vehicle, especially a ground vehicle. Especially when a high-speed vehicle brake function has an important role, even human lives depend on the efficacy of the brake lining material. It would require a special design on the canvas material.

The materials used in this study is the aluminum powder, carbon powder, fiberglass fibers, brass powder, graphite, barium sulfate, CaCO3 and phenolic resins as a binder. Manufacture of brake pressed with a load of 7.5 tons for 7 minutes, sintering for 60 minutes with a temperature of 200 ° C.

Tests performed include Digital Shore Durometer hardness test and friction test. From the research data hardness and friction is known that affect the price of CaCO3 powder hardness and wear canvas specimens, which varied from CaCO3 powder weighing 3 grams, 4 grams and 5 grams of the most excellent power ie CaCO3 powder weighing 3 grams. However, the wear rate is still higher than the canvass Indopart.

Keywords: brake lining, composition, powder, hardness, wear

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas nikmat

dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat

terselesaikan.

Tugas akhir berjudul “Pengujian Performa Kampas Rem non

Asbes Variasi Calcium Carbonate Dengan Perekat 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 Riyanto, ST, M.Eng, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik

Mesin.

3. Bambang Waluyo Febriantoko, ST., MT. Selaku pembimbing utama yang

telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir

ini dapat terselesaikan. Terima kasih banyak pak, atas segala kebaikan

dan bantuan bapak, sehingga saya belajar banyak hal dari bapak.

4. Kepada Bapak, Ibu dan saudaraku dirumah Alhamdulillah jaza kumullahu

khoiro, Amiiin. Berkat semua do’a dan bantuan yang telah diberikan

akhirnya skripsi bisa diselesaikan.

5. Keluarga Bapak Bambang W. Febriantoko dirumah, yang telah banyak

membantu selama proses penelitian.

ix

6. Teman-teman satu tim kampas rem Rizky Adrianto, Totok Susilo

Prasetyo, Darmawan Budianto, Lanang Bagus Yulqa dan Eko Susilo,

terima kasih untuk semangat, kerja keras dan kerja samanya.

7. Choirul Listiyanto, ST angkatan 2007 yang telah membantu memberi

solusi dan nasehat.

8. Suwarno, ST dan Sunarno, ST terimakasih atas dukugan dan bantuanya.

9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2008 yang telah ikut

memberi bantuan, saran dan motivasi.

10. Semua pihak 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, Maret 2016

Penulis

x

DAFTAR ISI

Halaman Judul ....................................................................................... i

Halaman Keaslian Skripsi ..................................................................... ii

Halaman Persetujuan ........................................................................... iii

Halaman Pengesahan .......................................................................... iv

Motto ...................... .............................................................................. v

Abstraksi ………………………………………………….. ........................ vi

Kata Pengantar ..................................................................................... vii

Daftar Isi ............................................................................................... ix

Daftar Gambar ...................................................................................... xii

Daftar Tabel .......................................................................................... xiv

Daftar Simbol ........................................................................................ xv

Daftar Lampiran ..................................................................................... xvi

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................. 1

1.2. Tujuan Penelitiaan ............................................................ 3

1.3. Manfaat Penelitian ............................................................ 4

1.4. Batasan Masalah .............................................................. 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kajian Pustaka ................................................................. 5

2.2. Landasan Teori ............................................................... 6

2.2.1. Rem ........................................................................ 6

2.2.2. Gesekan ................................................................. 12

2.2.3. Gesekan Statik ....................................................... 14

2.2.4. Gesekan Kinetik ..................................................... 15

2.2.5. Koefisien Gesek ..................................................... 15

xi

2.2.6. Keausan ................................................................. 18

2.2.7. Kekerasan .............................................................. 22

2.2.8. Komposit ................................................................ 24

2.2.9. Serat ....................................................................... 29

2.2.10. Matrik Phenolic Resin............................................ 30

2.2.11. Calcium Carbonate (CaCo3)................................. 31

2.2.12. Sintering................................................................. 34

2.2.13. Proses Kompaksi................................................... 35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian ...................................................... 37

3.2 Penguraian Diagram Alir Penelitian.................................... 39

3.3. Bahan dan Alat.................................................................... 40

3.3.1. Bahan ...................................................................... 40

3.3.2. Alat ........................................................................... 44

3.4. Instalasi Pengujian.............................................................. 49

3.4.1. Alat Uji Gesek ......................................................... 49

3.4.2. Alat Uji Kekerasan ................................................. 50

3.5. Spesimen Uji ……................................................................ 51

3.6. Lokasi Penelitian ….............................................................. 53

3.7. Prosedur Penelitian.............................................................. 53

3.8. Analisis Data ………………………………………………….. 57

3.9. Kesulitan ….. .................................................................... .. 58

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian .................................................................... 59

4.1.1. Hasil Pengujian Gesek .............................................. 59

4.1.2. Hasil Pengujian Kekerasan Durometer ..................... 62

4.2. Analisis Data ........................................................................ 64

4.3. Pembahasan ........................................................................ 66

xii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan .......................................................................... 69

5.2. Saran ................................................................................... 70

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rem Tromol ................................................................ 8

Gambar 2.2 Brake Shoe…………………………….......................... 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 ...................................................... 19

Gambar 2.7 Keausan Lelah ............................................................ 21

Gambar 2.8 Keausan Korosif ......................................................... 22

Gambar 2.9 Pengujian Menggunakan Digital Shore Durometer.. 24

Gambar 2.10 Fibrous Composites ................................................... 27

Gambar 2.11 Particulate Composites .............................................. 28

Gambar 2.12 Laminated Composites..... .......................................... 28

Gambar 2.13 Jenis-jenis Komposit Serat ......................................... 30

Gambar 3.1 Skema Diagram Alir ……………….............................. 38

Gambar 3.2 Phenolic Resin ............................................................ 40

Gambar 3.3 Barium Sulfat .............................................................. 41

Gambar 3.4 Fiberglass………………………………………..………. 41

Gambar 3.5 Serbuk Almunium……................................................. 42

Gambar 3.6 Serbuk Kuningan......................................................... 42

Gambar 3.7 Graphite ...................................................................... 43

Gambar 3.8 Calcium Carbonat (CaCo3) ........................................ 43

Gambar 3.9 Plat Kampas Honda..................................................... 44

Gambar 3.10 Mesin Press ……………….......................................... 45

Gambar 3.11 Cetakan ...................................................................... 45

Gambar 3.12 Oven …....................................................................... 46

Gambar 3.13 Non-contact Infrared Thermometer ……..……………. 46

Gambar 3.14 Clamp Meter ............................................................... 47

Gambar 3.15 Digital Tachometer …….............................................. 48

Gambar 3.16 Jangka Sorong............................................................ 48

xiv

Gambar 3.17 Timbangan Digital …………………............................. 49

Gambar 3.18 Alat Pengujian Gesek ................................................. 49

Gambar 3.19 Instalasi Pengujian Gesek .......................................... 50

Gambar 3.20 Alat Pengujian Kekerasan Durometer ........................ 51

Gambar 3.21 Kampas Rem Indopart ............................................... 52

Gambar 3.22 Spesimen Kampas Rem ............................................. 52

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap

Keausan …................................................................. 59

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap

Daya ........................................................................... 60

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap

Koefisien Gesek ....................................................... 61

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap

Suhu Pengereman... ................................................... 62

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem

Terhadap Kekerasan Durometer

Sebelum Sintering....................................................... 63

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Jenis Kampas Rem Terhadap Kekerasan Durometer Setelah Sintering...................................................................... 65

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Komposisi Material Kampas Rem................................. 50

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Keausan Rata-rata.......................... 59

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Daya Rata-rata ............................... 60

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Koefisien Gesek ............................. 60

Tabel 4.4 Hasil Penelitian Suhu Akhir Kampas Rem ………..... 61

Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan Durometer ................................... 64

xvi

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)

rc = Radius injakan (mm)

A = Luasan kampas (mm2)

S = Radius yang tidak terkena injakan (mm)

rd = Radius kampas rem (mm)

BHN = Brinell Hardness Number (HB)

P = gaya injakan (Newton atau kgf)

D = diameter penetrator (mm)

d = diameter jejak (mm)