PROSES PRODUKSI DUDUKAN KALIPER DAN NAPEL (PEMBAGI) PADA SISTEM PENGEREMAN MOBIL LISTRIK JENIS URBAN
PROSES PRODUKSI DUDUKAN KALIPER DAN NAPEL
(PEMBAGI) PADA SISTEM PENGEREMAN
MOBIL LISTRIK JENIS URBAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu
Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Delly Prajatiana
07510083
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014
1
2
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PROSES PRODUKSI DUDUKAN KALIPER DAN NAPEL (PEMBAGI)
PADA SISTEM PENGEREMAN MOBIL LISTRIK JENIS URBAN
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu
Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh:
Nama
: Delly Prajatiana
Nim
: 07510083
Telah Diperiksa, Disetujui, dan Disahkan oleh:
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Drs. Moh. Jufri, ST, MT)
(Ir. Ali Saifullah, MT)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
3
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala taufik dan hidayah - Nya
yang selalu diberikan kepada kita tanpa pernah terputus. Serta karena semua
berkat dan nikmat-Nya, baik berupa kesehatan, kekuatan maupun segala
kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta penulisan
laporan ini tepat pada waktunya.
Laporan ini disusun guna memenuhi mata kuliah Tugas Akhir yang
berbobot 4 SKS dan merupakan syarat kelulusan S1 Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang. Tersusunnya Tugas Akhir ini tentu saja tidak terlepas
dari dukungan berbagai pihak yang telah turut membantu penulis, untuk itu
penulis dengan kerendahan hati menyampaikan banyak terima kasih kepada :
1. Ayah & Ibu tercinta dirumah, beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang
saya sayangi sebagai motivasi terbesar saya selama ini, yang telah
memberikan doa, restu dan juga dukungan baik moril maupun materil.
2. Bapak Drs. Moh. Jufri, ST, MT., selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana
serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT., selaku dosen pembimbing II yang juga telah
banyak membantu dengan memberikan semangat dan motivasi, serta
bimbingan dan pengarahan dengan sabar dalam penulisan Tugas Akhir ini.
4. Bapak. Ir. Daryono, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang
5. Bpk. Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
7
6. Bapak dan Ibu Dosen khususnya Jurusan Teknik Mesin yang telah
memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat
perkuliahan.
7. Teman – teman angkatan 2007 dan LSO Mekatron, yang selalu mendukung
saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat baik
diri pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan rekan – rekan semuanya
mendapatkan pahala dari Allah SWT dengan berlipat ganda. Amin.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Malang, Mei 2014
Penulis
8
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
POSTER .......................................................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN......................................................................
iii
LEMBAR ASISTENSI................................................................................
iv
SURAT PERNYATAAN .............................................................................
v
ABSTRACT .................................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ..................................................................................
vii
DAFTAR ISI ................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah.....................................................................
5
1.3 Tujuan .......................................................................................
5
1.4 Manfaat ....................................................................................
6
1.5 Batasan Masalah........................................................................
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Peraturan Teknis Sistem Pengereman pada Regulasi IEMC
2013............................................................................................
8
2.2. Sistem Rem...............................................................................
13
2.2.1 Prinsip Dasar Rem...........................................................
15
2.3. Jenis Rem..................................................................................
13
2.3.1 Rem Menurut Mekanismenya..........................................
14
2.3.2 Rem Menurut Penggunaannya.........................................
15
2.3.3 Rem Berdasarkan Letaknya.............................................
15
9
2.3.4 Rem Berdasarkan Konstruksinya....................................
17
2.4. Komponen Rem Cakram...........................................................
21
2.4.1 Komponen Pedal Rem.....................................................
21
2.4.2 Master Rem......................................................................
22
2.4.3 Selang Rem......................................................................
23
2.4.4 Kampas Rem....................................................................
24
2.4.5 Piringan (Disk Motor).....................................................
25
2.4.6 Kaliper.............................................................................
26
2.4.7 Minyak Rem....................................................................
26
2.4.8 Reservoar (Tabung MasterRem) .....................................
27
2.5. Gambar Desain Sistem Pengereman Dinamis pada Motor
Listrik.........................................................................................
28
2.5.1 Prinsip Kerja Pengereman Dinamis.................................
28
2.6. Analisa Dasar pada Sistem Pengereman....................................
29
2.7. Analisa Hubungan Antara Gaya Pengereman Dengan Beban
Kendaraan.................................................................................
31
2.8. Analisa Gaya Dan Beban Pada Roda Depan (Wf) Belakang
(Wr) .......................................................................................
33
2.9. Analisa Gaya Pengereman Pada Rem Cakram..........................
35
BAB III PROSEDUR PEMBUATAN
3.1. Identifikasi Gambar....................................................................
38
3.2. Identifikasi Bahan ......................................................................
39
3.3. Alat Yang Digunakan...................................................................
39
3.4. Alur Proses Garis Besar Pembuatan Dudukan Rem dan Nepel.
49
3.5. Gambar Produk Yang Dihasikan.................................................
50
3.6. Gambar Letak Pemasangan Nepel dan Dudukan Kaliper Pada
Mobil Urban................................................................................
10
51
BAB IV PERHITUNGAN DAN BIAYA PEMBUATAN
4.1. Proses Pemersinan Pembuatan Nepel........................................
52
4.2. Proses Pemersinan Pembuatan Dudukan Kaliper Depan...........
57
4.3. Proses Pemersinan Pembuatan Dudukan Kaliper Belakang.......
58
4.4. Menentukan Harga Pokok Produksi...........................................
59
4.4.1 Unsur-unsur biaya dalam Penentuan Harga Pokok
Produksi............................................................................
59
4.4.2 Biaya Kelistrikan...............................................................
60
4.4.3 Biaya Material...................................................................
63
4.5. Total Biaya Keseluruhan.............................................................
63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan.................................................................................
64
5.2. Saran...........................................................................................
64
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
65
LAMPIRAN
Riwayat Hidup
Gambar Desain
Naskah Publikasi
Makalah Power point
Pengumuman Hasil Ujian
Berita Acara
11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Rem ................................................................
13
Gambar 2.2 Rem Tromol ..........................................................................
19
Gambar 2.3 Rem Cakram .........................................................................
20
Gambar 2.4 Pedal Rem ............................................................................
22
Gambar 2.5 Master Rem ..........................................................................
22
Gambar 2.6 Proses Kerja Rem .................................................................
23
Gambar 2.7 Slang Rem.............................................................................
23
Gambar 2.8 Kampas Rem Tromol.............................................................
24
Gambar 2.9 Kampas Rem Cakram............................................................
25
Gambar 2.10 Piringan Cakram...................................................................
25
Gambar 2.11 Kaliper..................................................................................
26
Gambar 2.12 Minyak Rem...........................................................................
27
Gambar 2.13 Resevoar................................................................................
28
Gambar 2.14 Rangka Mobil Listrik............................................................
26
Gambar 2.15 Rangkaian Pedal Rem...........................................................
29
Gambar 2.16 Gaya Tekan Pedal KeMaster Silinder...................................
30
Gambar 2.17 Beban Dinamis Kendaraan...................................................
31
Gambar 3.10 Diagram Benda Beban Kendaraan Yang Bergerak Dengan
Kecepatan Konstan .....................................................................
32
Gambar 2.19 Potongan Rem Cakram.........................................................
35
Gambar 3.1 Napel ....................................................................................
38
Gambar 3.2 Dudukan kaliper Depan dan Belakang.................................
39
Gambar 3.3 Mesin Bubut .........................................................................
41
Gambar 3.4 Proses Pembubutan ..............................................................
42
Gambar 3.5 Mesin Frais Vertikal .............................................................
43
Gambar 3.6 Proses Pengefrasian .............................................................
44
Gambar 3.7 Alur Proses Pembuatan Dudukan Rem Dan Napel..............
49
Gambar 3.8 (a) Napel (b) Dudukan caliper depan (c) Dudukan Caliper
belakang ..............................................................................
50
Gambar 3.9 Desain Peletakan Nepel dan Dudukan Kaliper....................
51
12
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Daftar Alat dan Mesin Untuk Membuat Napel dan Dudukan
Kaliper ................................................................................
40
Proses Pembuatan ................................................................
48
13
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Riwayat Hidup .....................................................................
Lampiran 2
Gambar Desain .....................................................................
Lampiran 3
Naskah Publikasi ..................................................................
Lampiran 4
Makalah Seminar PPT .........................................................
Lampiran 5
Lembar Pengumuman Hasil Ujian Tugas Akhir ..................
Lampiran 6
Berita Acara ..........................................................................
14
DAFTAR PUSTAKA
Sutantra Nyoman I, Sampurno Bambang, “Teknologi Otomotif Edisi Pertama”,
GunaWidya, 2001.
Sutantra Nyoman I, Sampurno Bambang, “Teknologi Otomotif Edisi Kedua”,
GunaWidya, 2010.
Subekti Agus, Regulasi Indonesia Energy Marathon Challenge (IEMC) 2012,
DPPKM, Surabaya, 2012.
Drs. Mukaswan, Drs. Boentarto, “Teknik Chasis Mobil”, C.V Aneka, 1995.
Sularso & Suga, K, ,Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, PT Pradnya
Paramita, Jakarta, 1987.
Mustofa & Awal Syahrani Sirajuddin, Analisis sistem pengereman pada mobil
Mitsubishi L-300 jenis pick-up, , Universitas Tadulako).
(http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/Mekanikal/article/download/125/1
48).
Yefri Chan, ST, MT, “ Teori Dasar Rem, Universitas Darma Persada
( http://yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/teori-dasar-rem.pdf).
Pramuko Ilmu Purboputro, 2012 Universitas Muhammadiyah Surakarta
(http://repository.akprind.ac.id/sites/files/conferenceproceedings/2012/purbo
putro_14388.pdf).
Nobuyoshi Mutoh, Kota Suzuki, Kazuya Kawaguchi Graduate School, Tokyo
MetropolitanUniversity.(http://178.22.59.152/documents/Front%20and
%20Rear%20Wheel%20Independent%20Drive%20Type.pdf).
Frederick , 2012 University Cyprus (Aerodynamics)
(http://id.wikipedia.org/wiki/Mobil_listrik.12)
http://web.iitd.ac.in/~achawla/public_html/736/3-Automotive_chassis-designv2.pdf.Industrial Brakes “GEMCO”TMBrake System Application Guide.
(http://www.gemcodirect.com/products/brakes/guide/guide.pdf).
.
(http://staff.fit.ac.cy/eng.fm/classes/auto400/AUTO400%20Homework%20
Assignment%201%20SOLUTION.pdf).
http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-13539-Enclosure_List.pdf
Studikaitan parameter pengereman dengan beban dinamis pada kendaraan).
(http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/Mekanikal/article/download/125/1
48).
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Diera globalisasi seperti sekarang ini, alat - alat elektronik telah banyak
digunakan oleh manusia. Karena manusia selalu dituntut untuk meningkatkan
efektivitas kerja, manajemen waktu yang baik untuk dapat meningkatkan efisiensi
kerjanya serta untuk menjaga keselamatan sumber daya manusia itu sendiri.
Teknologi yang canggih telah menggantikan peralatan-peralatan manual yang
membutuhkan banyak tenaga manusia untuk dioperasikan, salah satunya yaitu
penggunaan mobil listrik. Mobil listrik adalah sebuah alat mekanik yang dapat
melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia,
ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan
buatan). Mobil listrik juga kendaraan yang menggunakan tenaga listrik dalam
pengoperasiaannya dan sudah lazim digunakan, sebagai alternatif pengganti
kendaraan berbahan bakar minyak.
Indonesia Energy Marathon Challenge (IEMC) 2013 merupakan kegiatan
yang diadakan untuk menguji kemampuan merancang dan membangun kendaraan
yang aman, irit dan ramah lingkungan. Kegiatan ini dapat diikuti oleh seluruh
Universitas/Institut/Politeknik di Indonesia yang memenuhi kriteria yang
ditetapkan oleh panitia.
Mobil listrik sangat populer pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20,
tapi kemudian popularitasnya meredup karena teknologi mesin pembakaran dalam
1
2
yang semakin maju dan harga kendaraan berbahan bakar bensin yang semakin
murah.
Krisis energi pada tahun 1970-an dan 1980-an pernah membangkitkan
sedikit minat pada mobil-mobil listrik, tapi baru pada tahun 2000-an para
produsen kendaraan baru menaruh perhatian yang serius pada kendaraan listrik
listrik. Hal ini disebabkan karena harga minyak yang melambung tinggi pada
tahun 2000-an serta banyak masyarakat dunia yang sudah sadar akan buruknya
dampak emisigas rumah kaca. Sampai bulan November 2011, model-model mobil
listrik yang tersedia dan dijual di pasaran beberapa negara adalah Tesla Roadster,
REVAi, Renault Fluence Z.E., Buddy, Mitsubishi i MiEV, Tazzari Zero, Nissan
Leaf, Smart ED, Wheego Whip LiFe, Mia listrik, dan BYD e6. Nissan Leaf,
dengan penjualan lebih dari 20.000 unit di seluruh dunia (sampai November
2011), dan Mitsubishi i-MiEV, dengan penjualan global lebih dari 17.000 unit
(sampai Oktober 2011), adalah kedua mobil listrik paling laris di dunia.
Mobil
listrik
memiliki
beberapa
kelebihan
yang
potensial
jika
dibandingkan dengan mobil bermesin pembakaran dalam biasa menggunakan
penggerak utama berupa motor listrik yang sumber energi dari baterai (accu).
Mobil listrik tidak menghasilkan panas mesin, karena tidak ada pembakaran.
Selain itu mobil listrik tidak menimbulkan emisi CO (karbon monoksida), Nox
(senyawa nitrogen oksida), dan Sox (sulfur) dan partikulat debu termasuk timbel
(PB). Selain itu, mobil jenis ini juga dapat mengurangi emisi gas rumah kaca
karena tidak membutuhkan bahan bakar fosil sebagai penggerak utamanya. Pada
akhirnya, ketergantungan minyak dari luar negeri pun berkurang, karena bagi
3
beberapa negara maju seperti Amerika Serikat dan banyak negara Eropa, kenaikan
harga minyak dapat memukul ekonomi mereka. Bagi negara berkembang, harga
minyak yang tinggi semakin memberatkan neraca pembayaran mereka, sehingga
menghambat pertumbuhan ekonomi mereka.
Konsumsi energi yang digunakan mobil listrik pada saat mobil listrik
dalam keadaan berhenti dan dalam keadaan parkir adalah sama. Hal itu
dikarenakan tidak terjadi pergerakan pada motor listik. Mobil listrik juga memiliki
potensi yang sangat besar sebagai pilihan utama kendaraan masyarakat Indonesia
di kemudian hari, seiring dengan berkurangnya ketersediaan minyak di dunia.
Suatu kendaraan dapat dikatakan baik apabila bisa memberikan rasa
nyaman dan aman bagi pengendara. Semua jenis kendaraan baik roda dua maupun
roda empat dilengkapi dengan berbagai macam sistem, salah satunya dari sistem
itu adalah sistem pengereman. Pada mobil listrik selain harus nyaman dan aman
dikendarai juga harus ada kelengkapan kendaraan seperti: spion, sabuk pengaman,
lampu, baik lampu utama dan lampu sein juga wajib memiliki sistem pengereman
yang baik pula karena rem menyangkut keselamatan pengemudi dan penumpang.
Sistem rem adalah salah satu bagian pada kendaraan yang sangat penting
pada sebuah kendaraan baik roda dua maupun roda empat yang saat ini banyak
digunakan oleh masyarakat yang berfungsi untuk mengurangi, memperlambat dan
menghentikan laju kendaraan baik pada jalan lurus maupun berbelok, bahkan
memungkinkan memarkirkan kendaraan pada tempat yang menurun. Sistem rem
merupakan kebutuhan yang penting untuk menjaga keselamatan pada saat
mengemudikan kendaraan. Sistem rem ada yang menggunakan tromol dan ada
4
yang menggunakan piringan. Media untuk tenaga penekanan ada yang
menggunakan sistem pneumatis, ada juga yang menggunakan sistem hidrolis.
Sistem rem dengan media penekanan hidrolis mempunyai respon yang bertahap
atau langsung dari pada media penekanan pneumatik yang mempunyai respon
cepat, maka rem hidrolis banyak digunakan.
Tujuan dipasangnya rem pada kendaraan adalah untuk memperlambat
jalannya kendaraan atau mengurangi kecepatan, berhenti atau memarkir
kendaraan pada jalan yang mendaki. Dengan kata lain melakukan kontrol terhadap
kecepatan kendaraan untuk menghindari kecelakaan dan merupakan alat
pengaman yang berguna untuk menghentikan kendaraan secara berkala. Oleh
karena itu baik atau tidaknya kemampuan rem secara langsung menjadi persoalan
yang sangat penting bagi pengemudi diwaktu mengendarai kendaraan. Jadi fungsi
rem harus dapat mengatasi kecepatan kendaraan yang meningkat. Untuk
memenuhi kebutuhan tersebut di atas maka rem dipasangkan pada keempat
rodanya. Bila muatan pada roda - roda sama besar, maka gaya pengeremannya
harus sama besar pula, bila tidak harus sebanding dengan muatan yang diterima
oleh roda - roda tersebut.
Pada dasarnya besar beban pada kendaraan yang ideal dibutuhkan setiap
kendaraan adalah berbeda, begitu juga distribusi gaya pengereman pada setiap
roda untuk setiap kendaraan berbeda. Hal ini mengandung arti bahwa sistem rem
dari satu kendaraan tidak langsung memenuhi kebutuhan pengereman untuk
kendaraan lain. Dan juga posisi atau letak dudukan caliper sangat mendukung
dalam proses kerja suatu sistem pengereman.
5
Oleh sebab itu dalam tugas akhir ini akandibahas tentang “Proses
Produksi Dudukan Kaliper dan Napel (Pembagi) Pada Sistem Pengereman Mobil
Listrik Jenis Urban”. Hal ini tidak lepas dari bagian - bagian pada sistem
pengereman yang membantu demi sempurnanya sebuah sistem pengereman.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat dirumuskan berdasarkan latar belakang di atas
adalah:
1. Bagaimana prosedur proses produksi dudukan caliper dan napel pada
sistem pengereman dinamis mobil listrik dengan menggunakan motor DC
48 Volt 500 Watt.
2. Berapa biaya yang dibutuhkan untuk memproduksi dudukan caliper dan
napel pada sistem pengereman dinamis yang digunakan pada mobil listrik
dengan menggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
3. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk memproduksi dudukan kaliper
dan napel pada sistem pengereman dinamis yang digunakan pada mobil
listrik dengan menggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam proses produksi ini adalah :
1. Mendapatkan prosedur pembuatan sistem pengereman dinamis (dudukan
caliper dan napel) pada mobil listrik dengan menggunakan motor DC 48
Volt 500 Watt.
6
2. Mengetahui biaya yang di perlukan dalam proses produksi dudukan
caliper dan napel pada sistem pengereman mobil listrik jenis urban
yangmenggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
3. Mengetahui waktu yang diperlukan dalam proses produksi dudukan
caliper dan napel pada sistem pengereman mobil listrik jenis urban yang
menggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
1.4 Manfaat
Dalam setiap penulisan pasti memiliki manfaat baik untuk penulis dan
untuk khalayak umum, adapun manfaat dari penulisan ini yang dapat dirasakan
oleh khalayak umum adalah :
1. Dalam bidang IPTEK, menjadi bahan penyempurnaan dalam sistem
pengereman pada mobil listrik satu tempat duduk sebelumnya, juga dapat
digunakan sebagai referensi untuk pembuatan dudukan kaliper dan napel
(pembagi) pada sistem pengereman selanjutnya.
2. Bagi masyarakat, dapat digunakan sebagai kendaraan alternatif di saat
terjadinya kelangkaan BBM yang biasa terjadi di negeri ini. Dan juga sebagai
solusi masa depan di mana semakin berkurangnya cadangan minyak dunia
yang semakin menipis di setiap tahunnya.
3. Penggunaan mobil listrik sebagai kendaraan energi alternatif yang ramah
lingkungan tidak menimbulkan polusi suara dan udara. Karena pada saat ini
sudah terlalu banyak polusi udara yang telah mencemari lingkungan di sekitar
kita, baik yang ditimbulkan oleh asap pabrik - pabrik maupun kendaraan
buatan manusia yangsemakin hari semakin bertambah jumlahnya sehingga
7
berakibat penggunaan bahan bakar fosil yang semakin meningkat, yang
berdampak pada iklim bumi kita seperti pemanasan global.
1.5 Batasan Masalah
Mekanisme proses produksi dudukan kaliper dan napel (pembagi) pada
sistem sengereman batasan masalah sebagai berikut :
1. Peraturan teknis pada regulasi IEMC 2013.
2. Analisis hanya dilakukan pada proses permesinan ( bubut, frais, bor) meliputi
kecepatan potong, kedalaman sayat, waktu, dan putaran.
3. Analisa saya hanya fokus dan menitik beratkan pembahasan tentang proses
produksi dudukan caliper dan napel (pembagi) pada sistem pengereman.
4. Pemilihan material dasar pada pembuatan dudukan kaliper dan napel.
5. Analisa saya tidak membahas tentang perhitungan aliran fluida pada sistem
pengereman.
(PEMBAGI) PADA SISTEM PENGEREMAN
MOBIL LISTRIK JENIS URBAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu
Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Delly Prajatiana
07510083
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014
1
2
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PROSES PRODUKSI DUDUKAN KALIPER DAN NAPEL (PEMBAGI)
PADA SISTEM PENGEREMAN MOBIL LISTRIK JENIS URBAN
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu
Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh:
Nama
: Delly Prajatiana
Nim
: 07510083
Telah Diperiksa, Disetujui, dan Disahkan oleh:
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Drs. Moh. Jufri, ST, MT)
(Ir. Ali Saifullah, MT)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT)
3
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala taufik dan hidayah - Nya
yang selalu diberikan kepada kita tanpa pernah terputus. Serta karena semua
berkat dan nikmat-Nya, baik berupa kesehatan, kekuatan maupun segala
kemudahan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta penulisan
laporan ini tepat pada waktunya.
Laporan ini disusun guna memenuhi mata kuliah Tugas Akhir yang
berbobot 4 SKS dan merupakan syarat kelulusan S1 Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang. Tersusunnya Tugas Akhir ini tentu saja tidak terlepas
dari dukungan berbagai pihak yang telah turut membantu penulis, untuk itu
penulis dengan kerendahan hati menyampaikan banyak terima kasih kepada :
1. Ayah & Ibu tercinta dirumah, beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang
saya sayangi sebagai motivasi terbesar saya selama ini, yang telah
memberikan doa, restu dan juga dukungan baik moril maupun materil.
2. Bapak Drs. Moh. Jufri, ST, MT., selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana
serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT., selaku dosen pembimbing II yang juga telah
banyak membantu dengan memberikan semangat dan motivasi, serta
bimbingan dan pengarahan dengan sabar dalam penulisan Tugas Akhir ini.
4. Bapak. Ir. Daryono, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang
5. Bpk. Ir. Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang.
7
6. Bapak dan Ibu Dosen khususnya Jurusan Teknik Mesin yang telah
memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat
perkuliahan.
7. Teman – teman angkatan 2007 dan LSO Mekatron, yang selalu mendukung
saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat baik
diri pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan rekan – rekan semuanya
mendapatkan pahala dari Allah SWT dengan berlipat ganda. Amin.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Malang, Mei 2014
Penulis
8
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................
i
POSTER .......................................................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN......................................................................
iii
LEMBAR ASISTENSI................................................................................
iv
SURAT PERNYATAAN .............................................................................
v
ABSTRACT .................................................................................................
vi
KATA PENGANTAR ..................................................................................
vii
DAFTAR ISI ................................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
xii
DAFTAR TABEL ........................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang..........................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah.....................................................................
5
1.3 Tujuan .......................................................................................
5
1.4 Manfaat ....................................................................................
6
1.5 Batasan Masalah........................................................................
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Peraturan Teknis Sistem Pengereman pada Regulasi IEMC
2013............................................................................................
8
2.2. Sistem Rem...............................................................................
13
2.2.1 Prinsip Dasar Rem...........................................................
15
2.3. Jenis Rem..................................................................................
13
2.3.1 Rem Menurut Mekanismenya..........................................
14
2.3.2 Rem Menurut Penggunaannya.........................................
15
2.3.3 Rem Berdasarkan Letaknya.............................................
15
9
2.3.4 Rem Berdasarkan Konstruksinya....................................
17
2.4. Komponen Rem Cakram...........................................................
21
2.4.1 Komponen Pedal Rem.....................................................
21
2.4.2 Master Rem......................................................................
22
2.4.3 Selang Rem......................................................................
23
2.4.4 Kampas Rem....................................................................
24
2.4.5 Piringan (Disk Motor).....................................................
25
2.4.6 Kaliper.............................................................................
26
2.4.7 Minyak Rem....................................................................
26
2.4.8 Reservoar (Tabung MasterRem) .....................................
27
2.5. Gambar Desain Sistem Pengereman Dinamis pada Motor
Listrik.........................................................................................
28
2.5.1 Prinsip Kerja Pengereman Dinamis.................................
28
2.6. Analisa Dasar pada Sistem Pengereman....................................
29
2.7. Analisa Hubungan Antara Gaya Pengereman Dengan Beban
Kendaraan.................................................................................
31
2.8. Analisa Gaya Dan Beban Pada Roda Depan (Wf) Belakang
(Wr) .......................................................................................
33
2.9. Analisa Gaya Pengereman Pada Rem Cakram..........................
35
BAB III PROSEDUR PEMBUATAN
3.1. Identifikasi Gambar....................................................................
38
3.2. Identifikasi Bahan ......................................................................
39
3.3. Alat Yang Digunakan...................................................................
39
3.4. Alur Proses Garis Besar Pembuatan Dudukan Rem dan Nepel.
49
3.5. Gambar Produk Yang Dihasikan.................................................
50
3.6. Gambar Letak Pemasangan Nepel dan Dudukan Kaliper Pada
Mobil Urban................................................................................
10
51
BAB IV PERHITUNGAN DAN BIAYA PEMBUATAN
4.1. Proses Pemersinan Pembuatan Nepel........................................
52
4.2. Proses Pemersinan Pembuatan Dudukan Kaliper Depan...........
57
4.3. Proses Pemersinan Pembuatan Dudukan Kaliper Belakang.......
58
4.4. Menentukan Harga Pokok Produksi...........................................
59
4.4.1 Unsur-unsur biaya dalam Penentuan Harga Pokok
Produksi............................................................................
59
4.4.2 Biaya Kelistrikan...............................................................
60
4.4.3 Biaya Material...................................................................
63
4.5. Total Biaya Keseluruhan.............................................................
63
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan.................................................................................
64
5.2. Saran...........................................................................................
64
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
65
LAMPIRAN
Riwayat Hidup
Gambar Desain
Naskah Publikasi
Makalah Power point
Pengumuman Hasil Ujian
Berita Acara
11
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Rem ................................................................
13
Gambar 2.2 Rem Tromol ..........................................................................
19
Gambar 2.3 Rem Cakram .........................................................................
20
Gambar 2.4 Pedal Rem ............................................................................
22
Gambar 2.5 Master Rem ..........................................................................
22
Gambar 2.6 Proses Kerja Rem .................................................................
23
Gambar 2.7 Slang Rem.............................................................................
23
Gambar 2.8 Kampas Rem Tromol.............................................................
24
Gambar 2.9 Kampas Rem Cakram............................................................
25
Gambar 2.10 Piringan Cakram...................................................................
25
Gambar 2.11 Kaliper..................................................................................
26
Gambar 2.12 Minyak Rem...........................................................................
27
Gambar 2.13 Resevoar................................................................................
28
Gambar 2.14 Rangka Mobil Listrik............................................................
26
Gambar 2.15 Rangkaian Pedal Rem...........................................................
29
Gambar 2.16 Gaya Tekan Pedal KeMaster Silinder...................................
30
Gambar 2.17 Beban Dinamis Kendaraan...................................................
31
Gambar 3.10 Diagram Benda Beban Kendaraan Yang Bergerak Dengan
Kecepatan Konstan .....................................................................
32
Gambar 2.19 Potongan Rem Cakram.........................................................
35
Gambar 3.1 Napel ....................................................................................
38
Gambar 3.2 Dudukan kaliper Depan dan Belakang.................................
39
Gambar 3.3 Mesin Bubut .........................................................................
41
Gambar 3.4 Proses Pembubutan ..............................................................
42
Gambar 3.5 Mesin Frais Vertikal .............................................................
43
Gambar 3.6 Proses Pengefrasian .............................................................
44
Gambar 3.7 Alur Proses Pembuatan Dudukan Rem Dan Napel..............
49
Gambar 3.8 (a) Napel (b) Dudukan caliper depan (c) Dudukan Caliper
belakang ..............................................................................
50
Gambar 3.9 Desain Peletakan Nepel dan Dudukan Kaliper....................
51
12
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Tabel 3.2
Daftar Alat dan Mesin Untuk Membuat Napel dan Dudukan
Kaliper ................................................................................
40
Proses Pembuatan ................................................................
48
13
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Riwayat Hidup .....................................................................
Lampiran 2
Gambar Desain .....................................................................
Lampiran 3
Naskah Publikasi ..................................................................
Lampiran 4
Makalah Seminar PPT .........................................................
Lampiran 5
Lembar Pengumuman Hasil Ujian Tugas Akhir ..................
Lampiran 6
Berita Acara ..........................................................................
14
DAFTAR PUSTAKA
Sutantra Nyoman I, Sampurno Bambang, “Teknologi Otomotif Edisi Pertama”,
GunaWidya, 2001.
Sutantra Nyoman I, Sampurno Bambang, “Teknologi Otomotif Edisi Kedua”,
GunaWidya, 2010.
Subekti Agus, Regulasi Indonesia Energy Marathon Challenge (IEMC) 2012,
DPPKM, Surabaya, 2012.
Drs. Mukaswan, Drs. Boentarto, “Teknik Chasis Mobil”, C.V Aneka, 1995.
Sularso & Suga, K, ,Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, PT Pradnya
Paramita, Jakarta, 1987.
Mustofa & Awal Syahrani Sirajuddin, Analisis sistem pengereman pada mobil
Mitsubishi L-300 jenis pick-up, , Universitas Tadulako).
(http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/Mekanikal/article/download/125/1
48).
Yefri Chan, ST, MT, “ Teori Dasar Rem, Universitas Darma Persada
( http://yefrichan.files.wordpress.com/2010/05/teori-dasar-rem.pdf).
Pramuko Ilmu Purboputro, 2012 Universitas Muhammadiyah Surakarta
(http://repository.akprind.ac.id/sites/files/conferenceproceedings/2012/purbo
putro_14388.pdf).
Nobuyoshi Mutoh, Kota Suzuki, Kazuya Kawaguchi Graduate School, Tokyo
MetropolitanUniversity.(http://178.22.59.152/documents/Front%20and
%20Rear%20Wheel%20Independent%20Drive%20Type.pdf).
Frederick , 2012 University Cyprus (Aerodynamics)
(http://id.wikipedia.org/wiki/Mobil_listrik.12)
http://web.iitd.ac.in/~achawla/public_html/736/3-Automotive_chassis-designv2.pdf.Industrial Brakes “GEMCO”TMBrake System Application Guide.
(http://www.gemcodirect.com/products/brakes/guide/guide.pdf).
.
(http://staff.fit.ac.cy/eng.fm/classes/auto400/AUTO400%20Homework%20
Assignment%201%20SOLUTION.pdf).
http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-13539-Enclosure_List.pdf
Studikaitan parameter pengereman dengan beban dinamis pada kendaraan).
(http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/Mekanikal/article/download/125/1
48).
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Diera globalisasi seperti sekarang ini, alat - alat elektronik telah banyak
digunakan oleh manusia. Karena manusia selalu dituntut untuk meningkatkan
efektivitas kerja, manajemen waktu yang baik untuk dapat meningkatkan efisiensi
kerjanya serta untuk menjaga keselamatan sumber daya manusia itu sendiri.
Teknologi yang canggih telah menggantikan peralatan-peralatan manual yang
membutuhkan banyak tenaga manusia untuk dioperasikan, salah satunya yaitu
penggunaan mobil listrik. Mobil listrik adalah sebuah alat mekanik yang dapat
melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia,
ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan
buatan). Mobil listrik juga kendaraan yang menggunakan tenaga listrik dalam
pengoperasiaannya dan sudah lazim digunakan, sebagai alternatif pengganti
kendaraan berbahan bakar minyak.
Indonesia Energy Marathon Challenge (IEMC) 2013 merupakan kegiatan
yang diadakan untuk menguji kemampuan merancang dan membangun kendaraan
yang aman, irit dan ramah lingkungan. Kegiatan ini dapat diikuti oleh seluruh
Universitas/Institut/Politeknik di Indonesia yang memenuhi kriteria yang
ditetapkan oleh panitia.
Mobil listrik sangat populer pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20,
tapi kemudian popularitasnya meredup karena teknologi mesin pembakaran dalam
1
2
yang semakin maju dan harga kendaraan berbahan bakar bensin yang semakin
murah.
Krisis energi pada tahun 1970-an dan 1980-an pernah membangkitkan
sedikit minat pada mobil-mobil listrik, tapi baru pada tahun 2000-an para
produsen kendaraan baru menaruh perhatian yang serius pada kendaraan listrik
listrik. Hal ini disebabkan karena harga minyak yang melambung tinggi pada
tahun 2000-an serta banyak masyarakat dunia yang sudah sadar akan buruknya
dampak emisigas rumah kaca. Sampai bulan November 2011, model-model mobil
listrik yang tersedia dan dijual di pasaran beberapa negara adalah Tesla Roadster,
REVAi, Renault Fluence Z.E., Buddy, Mitsubishi i MiEV, Tazzari Zero, Nissan
Leaf, Smart ED, Wheego Whip LiFe, Mia listrik, dan BYD e6. Nissan Leaf,
dengan penjualan lebih dari 20.000 unit di seluruh dunia (sampai November
2011), dan Mitsubishi i-MiEV, dengan penjualan global lebih dari 17.000 unit
(sampai Oktober 2011), adalah kedua mobil listrik paling laris di dunia.
Mobil
listrik
memiliki
beberapa
kelebihan
yang
potensial
jika
dibandingkan dengan mobil bermesin pembakaran dalam biasa menggunakan
penggerak utama berupa motor listrik yang sumber energi dari baterai (accu).
Mobil listrik tidak menghasilkan panas mesin, karena tidak ada pembakaran.
Selain itu mobil listrik tidak menimbulkan emisi CO (karbon monoksida), Nox
(senyawa nitrogen oksida), dan Sox (sulfur) dan partikulat debu termasuk timbel
(PB). Selain itu, mobil jenis ini juga dapat mengurangi emisi gas rumah kaca
karena tidak membutuhkan bahan bakar fosil sebagai penggerak utamanya. Pada
akhirnya, ketergantungan minyak dari luar negeri pun berkurang, karena bagi
3
beberapa negara maju seperti Amerika Serikat dan banyak negara Eropa, kenaikan
harga minyak dapat memukul ekonomi mereka. Bagi negara berkembang, harga
minyak yang tinggi semakin memberatkan neraca pembayaran mereka, sehingga
menghambat pertumbuhan ekonomi mereka.
Konsumsi energi yang digunakan mobil listrik pada saat mobil listrik
dalam keadaan berhenti dan dalam keadaan parkir adalah sama. Hal itu
dikarenakan tidak terjadi pergerakan pada motor listik. Mobil listrik juga memiliki
potensi yang sangat besar sebagai pilihan utama kendaraan masyarakat Indonesia
di kemudian hari, seiring dengan berkurangnya ketersediaan minyak di dunia.
Suatu kendaraan dapat dikatakan baik apabila bisa memberikan rasa
nyaman dan aman bagi pengendara. Semua jenis kendaraan baik roda dua maupun
roda empat dilengkapi dengan berbagai macam sistem, salah satunya dari sistem
itu adalah sistem pengereman. Pada mobil listrik selain harus nyaman dan aman
dikendarai juga harus ada kelengkapan kendaraan seperti: spion, sabuk pengaman,
lampu, baik lampu utama dan lampu sein juga wajib memiliki sistem pengereman
yang baik pula karena rem menyangkut keselamatan pengemudi dan penumpang.
Sistem rem adalah salah satu bagian pada kendaraan yang sangat penting
pada sebuah kendaraan baik roda dua maupun roda empat yang saat ini banyak
digunakan oleh masyarakat yang berfungsi untuk mengurangi, memperlambat dan
menghentikan laju kendaraan baik pada jalan lurus maupun berbelok, bahkan
memungkinkan memarkirkan kendaraan pada tempat yang menurun. Sistem rem
merupakan kebutuhan yang penting untuk menjaga keselamatan pada saat
mengemudikan kendaraan. Sistem rem ada yang menggunakan tromol dan ada
4
yang menggunakan piringan. Media untuk tenaga penekanan ada yang
menggunakan sistem pneumatis, ada juga yang menggunakan sistem hidrolis.
Sistem rem dengan media penekanan hidrolis mempunyai respon yang bertahap
atau langsung dari pada media penekanan pneumatik yang mempunyai respon
cepat, maka rem hidrolis banyak digunakan.
Tujuan dipasangnya rem pada kendaraan adalah untuk memperlambat
jalannya kendaraan atau mengurangi kecepatan, berhenti atau memarkir
kendaraan pada jalan yang mendaki. Dengan kata lain melakukan kontrol terhadap
kecepatan kendaraan untuk menghindari kecelakaan dan merupakan alat
pengaman yang berguna untuk menghentikan kendaraan secara berkala. Oleh
karena itu baik atau tidaknya kemampuan rem secara langsung menjadi persoalan
yang sangat penting bagi pengemudi diwaktu mengendarai kendaraan. Jadi fungsi
rem harus dapat mengatasi kecepatan kendaraan yang meningkat. Untuk
memenuhi kebutuhan tersebut di atas maka rem dipasangkan pada keempat
rodanya. Bila muatan pada roda - roda sama besar, maka gaya pengeremannya
harus sama besar pula, bila tidak harus sebanding dengan muatan yang diterima
oleh roda - roda tersebut.
Pada dasarnya besar beban pada kendaraan yang ideal dibutuhkan setiap
kendaraan adalah berbeda, begitu juga distribusi gaya pengereman pada setiap
roda untuk setiap kendaraan berbeda. Hal ini mengandung arti bahwa sistem rem
dari satu kendaraan tidak langsung memenuhi kebutuhan pengereman untuk
kendaraan lain. Dan juga posisi atau letak dudukan caliper sangat mendukung
dalam proses kerja suatu sistem pengereman.
5
Oleh sebab itu dalam tugas akhir ini akandibahas tentang “Proses
Produksi Dudukan Kaliper dan Napel (Pembagi) Pada Sistem Pengereman Mobil
Listrik Jenis Urban”. Hal ini tidak lepas dari bagian - bagian pada sistem
pengereman yang membantu demi sempurnanya sebuah sistem pengereman.
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat dirumuskan berdasarkan latar belakang di atas
adalah:
1. Bagaimana prosedur proses produksi dudukan caliper dan napel pada
sistem pengereman dinamis mobil listrik dengan menggunakan motor DC
48 Volt 500 Watt.
2. Berapa biaya yang dibutuhkan untuk memproduksi dudukan caliper dan
napel pada sistem pengereman dinamis yang digunakan pada mobil listrik
dengan menggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
3. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk memproduksi dudukan kaliper
dan napel pada sistem pengereman dinamis yang digunakan pada mobil
listrik dengan menggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam proses produksi ini adalah :
1. Mendapatkan prosedur pembuatan sistem pengereman dinamis (dudukan
caliper dan napel) pada mobil listrik dengan menggunakan motor DC 48
Volt 500 Watt.
6
2. Mengetahui biaya yang di perlukan dalam proses produksi dudukan
caliper dan napel pada sistem pengereman mobil listrik jenis urban
yangmenggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
3. Mengetahui waktu yang diperlukan dalam proses produksi dudukan
caliper dan napel pada sistem pengereman mobil listrik jenis urban yang
menggunakan motor DC 48 Volt 500 Watt.
1.4 Manfaat
Dalam setiap penulisan pasti memiliki manfaat baik untuk penulis dan
untuk khalayak umum, adapun manfaat dari penulisan ini yang dapat dirasakan
oleh khalayak umum adalah :
1. Dalam bidang IPTEK, menjadi bahan penyempurnaan dalam sistem
pengereman pada mobil listrik satu tempat duduk sebelumnya, juga dapat
digunakan sebagai referensi untuk pembuatan dudukan kaliper dan napel
(pembagi) pada sistem pengereman selanjutnya.
2. Bagi masyarakat, dapat digunakan sebagai kendaraan alternatif di saat
terjadinya kelangkaan BBM yang biasa terjadi di negeri ini. Dan juga sebagai
solusi masa depan di mana semakin berkurangnya cadangan minyak dunia
yang semakin menipis di setiap tahunnya.
3. Penggunaan mobil listrik sebagai kendaraan energi alternatif yang ramah
lingkungan tidak menimbulkan polusi suara dan udara. Karena pada saat ini
sudah terlalu banyak polusi udara yang telah mencemari lingkungan di sekitar
kita, baik yang ditimbulkan oleh asap pabrik - pabrik maupun kendaraan
buatan manusia yangsemakin hari semakin bertambah jumlahnya sehingga
7
berakibat penggunaan bahan bakar fosil yang semakin meningkat, yang
berdampak pada iklim bumi kita seperti pemanasan global.
1.5 Batasan Masalah
Mekanisme proses produksi dudukan kaliper dan napel (pembagi) pada
sistem sengereman batasan masalah sebagai berikut :
1. Peraturan teknis pada regulasi IEMC 2013.
2. Analisis hanya dilakukan pada proses permesinan ( bubut, frais, bor) meliputi
kecepatan potong, kedalaman sayat, waktu, dan putaran.
3. Analisa saya hanya fokus dan menitik beratkan pembahasan tentang proses
produksi dudukan caliper dan napel (pembagi) pada sistem pengereman.
4. Pemilihan material dasar pada pembuatan dudukan kaliper dan napel.
5. Analisa saya tidak membahas tentang perhitungan aliran fluida pada sistem
pengereman.