NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR Pengaruh Ukuran Serbuk Kuningan Terhadap Ketahanan Aus, Koefisien Gesek, Dan Kekerasan Kampas Rem.
NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR
PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN
TERHADAP KETAHANAN AUS, KOEFISIEN
GESEK, DAN KEKERASAN KAMPAS REM
Diajukan guna memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Disusun :
MUH. HUSNI MUBARROK
NIM : D.200.08.0111
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN TERHADAP
KETAHANAN AUS, KOEFISIEN GESEK, DAN KEKERASAN
KAMPAS REM
M Husni Mubarrok, Bambang Waluyo F, Agus Hariayanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : husnipendakigunung@gmail.com
ABTRAKSI
Kampas rem merupakan salah satu komponen dari kendaraan
bermotor yang berfungsi menghentikan laju kendaraan sepeda motor.
Pada penelitian ini pembuatan kampas rem dengan variasi ukuran serbuk
kuningan bertujuan untuk meneliti performa kampas rem dengan perekat
resin ripoxy r-802 dibandingkan dengan kampas rem indopart.
Proses pembuatan kampas rem diawali dengan persiapan bahan
yang akan digunakan yaitu fiberglass, serbuk kuningan mesh 30,40 atau
50, serbuk alumunium, serbuk kalsium karbonat, serbuk barium sulfat,
serbuk silika, resin ripoxy r-802 dan katalis. Setelah itu bahan kampas rem
dicampur sesuai komposisi. Selanjutnya dipres dengan gaya 2 ton selama
30 menit. Kemudian disintering dengan suhu 80ºC selama 20 menit.
Pengujian spesimen yang dilakukan adalah uji gesek dengan standar SNI
09-2663-1992. Lalu dihitung keausan dan koefisien geseknya, dan diuji
kekerasan Brinell dengan gaya 613 N, mengacu standar ASTM E 10-01.
Dari hasil penelitian menunjukan bahwa ketahanan aus pada
pengujian gesek kering, uji oli dan uji minyak rem, tingkat ketahanan aus
kampas rem indopart masih lebih baik dibandingkan kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningan. Untuk pengujian gesek pengaruh air, kampas
rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki tingkat ketahanan
aus yang lebih tinggi dibandingkan kampas rem indopart sebesar 29,44
mm³/jam, untuk indopart sebesar 32,12 mm³/jam. Untuk pengujian gesek
pengaruh air garam, kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40
memiliki ketahanan aus yang sama dengan kampas rem indopart yaitu
34,79 mm³/jam. Koefisien gesek pada pengujian gesek disemua kondisi,
kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki koefisien
gesek yang paling mendekati kampas rem indopart. Nilai kekerasan
brinnel kampas rem indopart lebih baik dibandingkan dengan kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan sebesar 23,532 BHN sedangkan nilai
kekerasan yang mendekati pada kampas rem variasi ukuran serbuk
kuningan mesh 40 sebesar 20,743 BHN. Untuk hasil dari foto mikro
kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 30 dan mesh 40 terjadi
fenomena kegagalan bonding kohesive. Sedangkan pada kampas rem
variasi kuningan mesh 50 terjadi fenomena kegagalan bonding adhesive.
Kata kunci : kampas rem, serbuk kuningan, mesh, keausan
PENDAHULUAN
Seiring
dengan
pesatnya
peningkatan
volumekendaraan
memberikan peluang usaha dibidang
produksi sparepart atau suku cadang.
Suku cadang yang sering kali diganti
adalah kampas rem. Rem merupakan
salah satu komponen vital di kendaraan.
Rem
berfungsiuntukmemperlambatataumeng
hentikangerakandarirodasehinggagerakr
odamenjadilambat.Energikinetik
yang
hilangdaribenda
yang
bergerakinidiubahmenjadipanaskarenaa
danyagesekan. Jika rem tidak berfungsi
dengan baik, maka dipastikan akan
berakhair 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
(Hamdi, 2013).
Kampas rem dapat dibuat dari
berbagai jenis bahan dan kuningan serat
adalah salah satu materi tersebut.
Kampas rem terbuat dari campuran
kuningan serat yang berkualitas tinggi
dan cukup handal. Bentuk dari kuningan
yang terdapat didalam kampas rem
biasanya adalah serbuk. Kampas rem
kendaraan biasanya terbuat dari material
komposit serbuk (partikularcomposit)
karena memiliki sifat yang lebih
homogen(Setiawan,2009).
Campuran bahan metal sangat
berpengaruh pada tingkat keausn dari
kampas rem. Namun komposisi bahan
logam yang terlalu banyak akan
menyebabkan kampas rem menjadi
terlalu keras. Dengan meningkatnya
kekerasan suatu kampas rem maka
akan berakibat pada terkikisnya piringan
cakram. Di samping itu ukuran serbuk
yang berbeda juga akan berpengaruh
terhadap kenyamanan pada saat
pengereman (Nugroho A,2012).
Dengan adanya problem yang
terjadi maka penulis akan membuat
kampas rem dengan menggunakan
variasikan ukuran serbuk kuningan yaitu
dengan mesh 30, 40, dan 50. Untuk
mencari pengaruhya pada keausan dari
kampas rem. Agar mendapatkan hasil
yang
lebih
baik,
efektif
dalam
pengereman dan tetap mengutamakan
kualitas.
TUJUAN PENELITIAN
Berdasarkan latar belakang yang
telah diuraikan, maka penelitian ini
bertujuan untuk :
1. Mencari pengaruh ukuran serbuk
kuningan mesh 30, 40, dan 50
dengan matrik vinylester resin ripoxy
R-802. Terhadap ketahanan aus
kampas rem dengan melakuan
pengujian gesek kondisi kering,
pengaruh air, pengaruh air garam,
pengaruh oli, dan pengaruh minyak
rem.
Serta
membandingkan
keseluruhan variasi dengan kampas
rem merk indopart.
2. Mencari
perbandingan
koefisien
gesek pada masing-masing variasi
ukuran serbuk kuningan dengan
kampas rem indopart pada pengujian
gesek kondisi kering, pengaruh air,
pengaruh air garam, pengaruh oli,
dan pengaruh minyak rem.
3. Mencari kualitas kekerasan pada
kampas rem yang menggunakan
variasi ukuran serbuk kuningan mesh
30, 40, dan 50 dengan matrik
vinylester resin ripoxy R-802 dengan
kampas rem indopart.
4. Mengidentifikasi
kerusakan
permukaan pada kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningan mesh 30, 40,
dan 50 serta kampas rem indopart
dengan melakukan uji foto mikro.
BATASAN MASALAH
Untuk mendapatkan hasil pengujian
yang tidak melebar, maka perlu adanya
pembatasan masalah. Adapun batasanbatasan penelitian tersebut antara lain :
1. Bahan
Pada penelitian ini bahan yang
digunakan yaitu serbuk kuningan,
serbuk alumunium, serbukcalsium
carbonate, serkuk barite, serbuk
graphite,
serbuk
silica,
serat
fiberglass, sedangkan matrik yang
digunakan adalah Vinylester resin
type ripoxy R-802 dan katalis.
2. Pengujian
Pada penelitian ini diitik
beratkan pada pengujian gesek dan
pengujian kekerasan Brilell. Pengujian
gesek mengacu pada standart SNI
09-2663-1992. Alat yang digunakan
sesuai standart CNS (China National
Standartd) GB 5763. Pengujian
kekerasan Brinell mengacu pada
setandar ASTM E 10-01. Pada
penelitian ini menggunakan kampas
rem yang umum dipakai merk
indopart sebagai kontrol atau media
pembanding.
3. Pada bahan serbuk kuningan disaring
dengan variasi ukuran mesh 30
menghasilkan opening 600 µm, mesh
40 opening 425 µm,dan mesh 50
opening 300 µm.
MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Bagi ilmu pengetahuan
Memberikan sumbangan informasi
tentang manfaat yang bisa digunakan
dari hasil pengujian spesimen yang
telah dibuat.
2. Bagi dunia pendidikan
Memberikan
kontribusi
terhadap
perkembangan material alternatif
selain material yang sudah ada
sekarang dengan kualitas yang lebih
baik serta harga yang relatif murah.
TINJAUAN PUSTAKA
Menurut Eltayeb, N.S.M. dkk
(2008) meneliti kampas rem mengenai
pengaruh penyemprotan air terhadap
kualitas gesek dan keausan kampas
rem. Adapun bahan atau komposisi yang
digunakan yaitusteel fiber, graphite,
baryte,
rubber,
aramid,
calsium
carbonate,zircon, brass, dan cashew
dust, adapun matrik atau pengikat
dipakai
adalah
resin
phenolic.
Berdasarkan pengamatan danpengujian
yang dilakukan, pada kondisi kering nilai
frictioncoeffisien kampas rem tersebut
senilai 0,39 dan nilai 0,43 adalahfriction
coeffisien
tertinggi
kampas
rem,
sedangkan pada kondisibasah nilai
friction coeffisien kampas rem tersebut
adalah senilai0,02 dan nilai friction
coeffisien tertinggi kampas rem 0,27.
Menurut Riyanto (2011), meneliti
tentang variasi komposisi kuningan pada
pembuatan kampas rem non asbes.
Jumlah kuningan divariasikan yaitu 4, 5,
dan 6 gram. matrik yang di gunakan
adalah resin vinylester tipe ripoxy r-802.
Hasil keausan pada uji gesek kondisi
kering, uji gesek pengaruh air garam,
dan uji gesek pengaruh oli, kampas rem
indopart memiliki nilai terkecil yaitu
masing-masing 0.0028 mm3/Nm, 0.0048
mm3/Nm, dan 0.0027 mm3/Nm. Pada
pengujian yang sama, kampas rem
variasi kuningan 6 gram memiliki nilai
keausan yang mendekati kampas rem
Indopart yang masing-masing besarnya
0.0054 mm3/Nm, 0.0054 mm3/Nm, dan
0.0035 mm3/Nm.
Menurut Bijwe J. dkk (2007),
meneliti tentang efek dari variasi
kuningan yang mampu meningkatkan
performa keausan dari material non
asbes. Jumlah kuningan divariasikan
pada 4, 8, dan 12% serta memvariasikan
barit pada 27,31, dan 35%. Matrik yang
digunakan adalah phenolic resin.
Dengan
alat
scenning
elektron
microscopy dan energy dispersive X-ray
analysis (EDAX), hasil pengujian didapat
nilai kekerasan masing-masing 1,83.10-6
m3, 1,67.10-6 m3, dan 2,01. 10-6 m3.
METODOLOGI PENELITIAN
Gambar 1. Diagram Alir
Penelitian dilakukan dengan cara
mencari
bahan-bahan
pembuatan
kampas rem dan mencari referensi yang
ada untuk menunjang validasi data.
Setelah
bahan-bahan
didapatkan
kemudian diproses sesuai dengan
bentuk yang diinginkan. Sebelum
digunakan,
untuk
bahan
serbuk
kuningan dan alumunium dilakukan
proses penyaringan terlebih dahulu.
Proses
penyaringan
dilakukan
menggunakan empat tingkat saringan
dengan ukuran yang berbeda dan
diambil tiga variasi ukuran. Ukuran yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu
mesh 30, 40 dan 50. Setelah bahanbahan
siap
maka
dilakukan
penimbangan menggunakan timbangan
digital sesuai dengan komposisi masingmasing dari bahan yaitu almunium (1,5
gram),
kuningan
(6
gram),
fiberglass(0,6), resin ripoxy R- 802 (7
gram), katalis (2,5 gram) , kalsium
karbonat (0.7 gram), barium sulfat (1
gram), dan graphite (1,5 gram), silika
(1,2 gram). Untuk proses pencampuran
bahan-bahan material, dicampur secara
manual agar hasil dari pencampuran
material dapat
bercampur secara
merata. Setelah bahan-bahan tercampur
semua, bahan dimasukkan kedalam
dies atau cetakan. Langahselanjutnya
yaitu pengepressa dengan tekanan
kompaksi 2 ton selama 30 Menit.
Setelah spesimen dicetak kemudian
dilakuan proses sintering dengan suhu
80 °C selama 20 menit.
Kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan dicetak sebanyak, tiga
puluh tiga spesimen danenam spesimen
kampas rem indopart
dengan jumlah
spesimen uji adalah tiga puluh sembilan
spesimen. Sepuluh spesimen dari
masing-masing jenis kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningandan enam
spesimen lain yaitu kampas rem
yamahapartdigunakan untuk pengujian
gesek. Satu spesimen dari masingmasing jenis kampas rem digunakan
untuk
pengujian
kekerasan
Brinelldengan standar ASTM E 10-01.
Setelah semua spesimen selesai dibuat
maka
spesimen diuji gesek tanpa
diberikan efek apa-apa (kering). Setelah
itu spesimen diuji gesek dengan
diberikan efek penyemprotan air, air
garam, minyak rem dan oli dengan
mengacu pada standar SNI 09-26631992.
Pada
saat
pengujian
gesek
dilakukan, maka piringan cakram
berputar dan kampas rem mulai diuji.
Pada saat piringan cakram berputar
maka akan terjadi gesekan dan
menimbulkan panas. Untuk mengetahui
panas yang terjadi pada piringan cakram
dan panas kampas rem maka dilakukan
pembacaan suhu dengan menggunakan
infrared thermometer yaitu dengan
menyorotkan laser kepiringan dan
kampas maka akan diketahui berapa
suhu yang diukur.
Untuk mengetahui berapa putaran
piringan cakram, maka digunakan alat
pengukur putaran atau tachometer.
Tachometer ini berjenis non-contacd
yaitu menggunakkan sinar laser yang
ditembakkan ke benda yang akan diukur
yang sebelumnya telah diberi stiker.
Stiker ini berfungsi sebagai sensor pada
tachometer jenis ini.
Untuk mengetahui voltase dan
ampere yang di derita oleh mesin gesek,
maka digunakkan Clamp meter. Untuk
pembacaan
ampere,clampmeter di
jepitkan ke salah satu kabel. Sedangkan
untuk pembacaan voltasenya alat ini
menggunakaan kabel kontak yang di
kontakkan pada sumber dari motor atau
dinamo. Untuk mengetahui ketinggian
spesimen sebelum pengujian gesek dan
setelah
pengujian
gesek,
maka
digunakan vernier caliper (Jangka
Sorong).
Pengujian Kekerasan, letakkan
spesimen diatas anvil kemudian putar
roda pengatur anvil. Untuk gerak keatas
sesuai dengan arah jarum jam, bila
menurunkan anvil putar roda tangan
berlawanan arah jarum jam. Naikkan
anvil perlahan-lahan sehingga spesimen
menyentuh penetrator. Jarum kecil dan
jarum panjang bergerak. Amati jarum
kecil dan tepatkan pada titik tiga dititik
merah. Amati jarum panjang yang harus
berhenti pada angka nol (0) pada skala
hitam. Tekan tombol perlahan-lahan
selama ± 1 detik kemudian lepaskan.
Jika jarum panjang belum bergerak
berarti alat belum bekerja maka diulangi
lagi untuk penekanan.
Setelah jarum bergerak tunggu
sampai ada bunyi tik = 15 detik dari on.
Turunkan anvilperlahan-lahan dengan
memutar roda tangan berlawanan arah
jarum jam.Bekas injakan penetrator
kemudian dipoles menggunakan pensil
agar diameter hasil penginjakan dapat
terlihat secara jelas di mikroskop.
Bekas injakan penetrator yang
dihasilkan
diukur
kemudian
hasil
pengukuran digunakan untuk mencari
harga kekerasan melalui rumus masingmasing. Pengukuran bekas
injakan
penetrator
dilakukan
dengan
menggunakan
mikroskop
dengan
pembesaran 50 kali yang berarti 1 strip
pada skala mikroskop sama dengan 19
mm.
1. Bahan dan Alat penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah
a. Resin Ripoxy R-802
b. Katalis
c. Fiberglass
d. Serbuk alumunium (Al)
e. Serbuk kuningan (CU-Zn)
f. Silika (Si)
g. Calcium Karbonat(CaCo3)
h. Grafite (C)
i. Barium sulfat (BaSO4)
Alat yang digunakan dalam pembuatan
kompon adalah
a. Saringan Serbuk
b. AlatPress
c. Cetakan
d. Oven
e. Non-contact Infrared Thermometer
f. Clamp Meter
g. Digital Tachometer
h. Jangka Sorong
i. Timbangan Digital
2. Spesimen
Penelitian ini akan menguji tiga
jenis spesimen kampas rem buatan dan
satu kampas rem pabrikan.
Gambar 2. Kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan mesh 30, 40, 50 dan
kampas rem pabrikan.
B. Hasil pengujian
1. Hasil keausan pada uji gesek
Data hasil pengujian keausan
didapatkan dari pengujian pada masingmasing spesimen dengan mengacu
pada standar SNI 09-2663-1992. Berikut
adalah hasil pengujian keausan kondisi
kering, pengaruh air, pengaruh air
garam, pengaruh oli dan pengaruh
minyak rem.
Keaausan (mm3/jam)
60
50
40
48.16
34.79
37.47
26.77
30
20
10
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
Kuningan
mesh 50
Indopart
37.47
35
32.12 32.12
29.44
30
Kuningan
mesh 30
25
Kuningan
mesh 40
20
Kuningan
mesh 50
15
Indopart
10
Jenis kampas
Gambar 4. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh air
Keausan (mm3/jam)
39
37.47
37.47
37
34.79
34.79
35
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
33
31
Kuningan
mesh 50
29
Indopart
27
25
Jenis kampas
Gambar 5. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh air garam.
40
Keausan (mm3/jam)
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Formulasi kampas rem
Tabel 1. Formulasi kampas rem
Berat
No.
Nama Bahan
(gram)
1.
Serbuk Kuningan
6
2.
Serbuk Alumunium
1,5
Fiberglass
3.
0,6
4.
Silika
1,2
Grafit
5.
1,5
6.
CaCo3
0,7
7.
Barium Sulfat
1
8. Resin Ripoxy R-802
7
Katalis
9.
2,5
Plastic Stell
10.
2,2
Keausan (mm3/jam)
40
34.79
35
32.12
29.44
30
26.77
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
25
20
Kuningan
mesh 50
15
10
Indopart
5
0
Jenis kampas
Gambar 6. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh oli.
0
Jenis kampas
Keausan (mm3/jam)
Gambar 3. Histogram hasil keausan uji
gesek kondisi kering
50
40
45.5
34.79
37.47
Kuningan
mesh 30
26.77
30
20
Kuningan
mesh 40
Kuningan
mesh 50
10
Indopart
0
Jenis kampas
Gambar 7. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh minyak rem.
keadaan dingin dan melapisi permukaan
kampas. Kemudian untuk pengujian
pengaruh air garam tingkat keausan
terendah terletak pada kampas rem
variasi kuningan mesh 40 sama dengan
kampas rem indopart, hal ini bisa terjadi
karena
adanya
beberapa
faktor
diantaranya adalah kandungan garam
(NaCl), dimana partikel-partikel dari
garam melapisi kedua sisi yeng
bergesekan antara piringan cakram
dengan kampas rem. Partikel dari garam
ini pula yang akhirnya mengisi celahcelah yang kosong pada permukaan
kampas rem. Untuk kampas rem yang
menggunakan variasi ukuran kuningan
mesh 30 rata-rata memiliki keausan
yang paling tinggi, hal itu disebabkan
serbuk yang lebih besar memiliki
kerapatan yang kurang maksimal dan
ikatan antara material serbuk dan
penguat kurang baik. akibatnya terjadi
pelepasan serbuk kuningan dari kampas
rem.
2. Hasil pengujian Koefisien gesek
Berikut adalah grafik hasil pengujian
koefisien gesek pada kampas rem.
Nilai Koefisien Gesek (µ)
Dari grafik diatas menunjukan
bahwa pada pengujian gesek kering, oli
dan minyak rem keausan terendah
adalah kampas rem indopart. Kemudian
untuk pengujian gesek pengaruh air,
kampas rem yang memiliki keausan
terendah adalah kampas rem dengan
variasi kuningan mesh 40 lebih rendah
keausanya
dibandingkan
dengan
kampas indopart. Untuk pengujian gesek
pengaruh air garam, kampas rem variasi
kuningan mesh 40 memiliki keausan
yang sama dengan keausan kampas
rem indopart, dikarenakan ikatan antara
partikel dan perekat lebih kuat.
Dari hasil penelitian keausan yang
dilakukan dalam beberapa pengujian
kampas rem seperti uji kondisi kering, uji
pengaruh air, uji pengaruh air garam, uji
pengaruh oli, dan uji pengaruh minyak
rem, didapatkan hasil keausan pada
spesimen uji kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan mesh (30, 40, dan 50)
dan kampas rem indopart sebagai
pembanding. Untuk uji kondisi kering, uji
pengaruh oli dan uji pengaruh minyak
rem kampas indopart lebih dominan bila
dibandingkan dengan kampas rem
variasi ukuran serbuk kuninganmesh
(30, 40, dan 50). Karena tingkat
keausanya lebih rendah, hal ini
disebabkan komposisi dari kampas
indopart yang terdapat didalamnya,
seperti resin, campuran logam dan
bahan-bahan pengisi dapat menyatu
dengan baik dan menghasilkan ikatan
yang kuat, sehingga kampas rem
menjadi lebih padat, serta tingkat
kekerasan kampas yang lebih tinggi
dibanding kampas rem dengan variasi
ukuran serbuk kuningan. Pada pengujian
pengaruh air dan uji pengaruh air garam
kampas rem variasi ukuran serbuk
kuningan lebih rendah tingkat keausanya
dibandingkan dengan kampas rem
indopart, dimana tingkat keausan
terendah pada pengujian pengaruh air
terletak pada kampas rem variasi
kuningan mesh 40. Hal ini karena air
membuat suhu kampas rem tetap dalam
0.560
0.550
0.552
0.548
0.544
0.541
Kuningan
mesh 30
0.540
Kuningan
mesh 40
0.530
Kuningan
mesh 50
0.520
Indopart
0.510
Jenis Kampas
Gambar 8. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji kondisi kering
0.530
0.520
0.531
0.526
0.519
0.517
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
0.510
0.500
Kuningan
mesh 50
0.490
0.480
Indopart
0.470
0.460
Jenis Kampas
Gambar 9. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh air.
Nilai Koefisien Gesek (µ)
0.540
0.537
0.533
0.531
Kuningan
mesh 30
0.525
0.530
0.520
Kuningan
mesh 40
0.510
0.500
0.490
Kuningan
mesh 50
0.480
Indopart
0.470
Jenis Kampas
Nilai Koefisien Gesek (µ)
Gambar 10. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh air garam
0.464
0.470
0.460
0.458
0.454
0.451
0.450
Kuningan
mesh 30
Gambar 12. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh minyak rem
Dari grafik diatas menunjukan
bahwa pada pengujian gesek kering,
dan pengaruh air, koefisien gesek
tertinggi adalah kampas rem indopart,
dengan nilaisebesar 0,552 µ dan 0,531
µ. Untuk pengujian gesek pengaruh air
gram, oli dan minyak rem koefisien
gesek tertinggi adalah kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan mesh 30
dengan nilai sebesar 0,537 µ dan mesh
40 sebesr 0,533 µ. Disebabkan karena
ukuran serbuk yang besar memiliki
gesekan yang besar pula. Untuk uji
gesek pengaruh air garam , kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40
dengan nilai sebesar 0,464 µ untuk
pengujian oli, kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan mesh 40 dengan nilai
sebesar 0,467 µ, lebih besar dari
kampas rem indopart.
3. Hasil kekerasanBrinell
Berikut ini adalah grafik hasil
kekerasan Brinell yang dilakukan
mengacu pada standar ASTM E 10-01.
Kuningan
mesh 40
0.440
Kuningan
mesh 50
0.430
0.420
Indopart
0.410
0.400
Jenis Kampas
Gambar 11. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh oli
Nilai Kekerasan Brinell
(BHN)
Nilai Koefisien Gesek (µ)
0.540
23.532
25
20.743
20
15
17.083
14.077
kuningan
mesh 30
kuningan
mesh 40
10
kuningan
mesh 50
5
indopart
0
Nilai Koefisien Gesek (µ)
Jenis Kampas
0.470
0.464
0.467
0.466
0.462
0.460
Kuningan
mesh 30
0.450
Kuningan
mesh 40
0.440
Kuningan
mesh 50
0.430
Indopart
0.420
Jenis Kampas
Gambar 13. Histogram hasil antara jenis
kampas rem dengan kekerasan Brinell.
Dari
grafik
hasil
pengujian
kekerasan Brinell dengan tekanan 613 N
didapat nilai kekerasan kampas rem
variasi kuningan mesh 30 sebesar
14,077 BHN, variasi kuningan mesh 40
sebesar 20,743 BHN, variasi kuningan
mesh 50 sebesar 17,083 BHN, dan
kampas indopart sebesar 23,532 BHN.
Dari semua pengujian kekerasan Brinell
nilai yang paling keras adalah kampas
indopart. Dilihat dari besarnya nilai
kekerasan Brinell (BHN), kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan mesh
30, mesh 40 dan mesh 50 mempunyai
nilai kekerasan yang lebih rendah
dibandingkan dengan kampas rem
indopart.
Karena
pada
saat
pencampuran
bahan
dan
proses
pengadukanya
kurang
maksimal
sehingga resin dan bahan lainya kurang
menyatu. Ukuran dari serbuk kuningan
sangat berpengaruh pada kepadatan
bahan kampas rem. Karena ukuran
serbuk
yang
terlalu
besar
pendistribusian partikel serbuk kurang
merata. Bila ukuran serbuk terlalu kecil
maka serbuk akan mudah keluar dari
dalam
cetakan
ketika
proses
pengepresan.
4. Foto mikro
a. kampas rem variasi sebuk kuningan
mesh 30.
alumunium
grafit
resin
20ᶙ
Gambar 16. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 40 sebelum diuji
gesek (pembesaran 200x).
Kerusakan
bondingko
hesive
20ᶙ
Gambar 17. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 40 setelah diuji
gesek (pembesaran 200x).
c. kampas rem variasi sebuk kuningan
mesh 50.
grafit
Kuningan
resin
resin
alumunium
Kuningan
grafit
alumunium
20ᶙ
20ᶙ
Gambar 14. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 30 sebelum diuji
gesek (pembesaran 200x).
Gambar 18. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 50 sebelum diuji
gesek (pembesaran 200x).
Kerusakan
bondingko
hesive
Kerusakan
bondingad
hesive
20ᶙ
20ᶙ
Gambar 15. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 30 setelah diuji
gesek (pembesaran 200x).
b. kampas rem variasi sebuk kuningan
mesh 40.
Kuningan
Gambar 19. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 50 setelah diuji
gesek (pembesaran 200x).
d. kampas rem Indoparat.
alumunium
Kuningan
resin
grafit
20ᶙ
Gambar 20. Foto mikro kampas rem
indopart
sebelum
diuji
gesek
(pembesaran 200x).
20ᶙ
Gambar 21. Foto mikro kampas rem
indopart
setelah
diuji
gesek
(pembesaran 200x).
PENUTUP
Kesimpulan
Dari penelitian ini penulis dapat
mengambil kesimpulan,yaitu
1. Dari hasil penelitian menunjukan
bahwa
ketahanan
aus
pada
pengujian gesek kering, uji oli dan uji
minyak rem, tingkat ketahanan aus
kampas rem indopartmasihlebih baik
dibandingkan kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningan. Untuk
pengujian gesek pengaruh air,
kampas rem variasi ukuran serbuk
kuningan mesh 40 memiliki tingkat
ketahanan aus yang lebih tinggi
dibandingkan kampas rem indopart
sebesar 29,44 mm³/jam, untuk
indopart
sebesar
32,12
mm³/jam.Untuk pengujian gesek
pengaruh air garam, kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan
mesh 40 memiliki ketahanan aus
yang sama dengan kampas rem
indopart yaitu 34,79 mm³/jam.
2. Hasil koefisien gesek kampas rem
pada pengujian gesek kering dan
pengaruh air nilai koefisien gesek
tertinggi
adalah
kampas
rem
indopart sebesar 0,552 dan 0,531.
Untuk pengujian gesek pengaruh air
garam, pengaruh oli dan pengaruh
minyak rem koefisien gesek tertinggi
adalah kampas rem variasi kuningan
mesh 30 dengan nilai sebesar 0,537.
Pengaruh
oli
tertinggi
variasi
kuningan mesh 40 dengan nilai
sebesar 0,464, dan pengaruh oli
tertinggi variasi kuningan mesh 40
dengan
nilai
sebesar
0,467.
Koefisien gesek tertinggi adalah
kampas rem variasi kuningan karena
lebih besar dari kampas rem
indopart sebesar uji pengaruh air
garam 0,531, uji gesek pengaruh oli
0,458 dan uji gesek pengaruh
minyak rem 0,466.
3. Nilai kekerasan brinnel kampas rem
indopart lebih baik dibandingkan
dengan kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan sebesar 23,532
BHN sedangkan nilai kekerasan
yang mendekati pada kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan
mesh 40 sebesar 20,743 BHN.
4. Dilihat dari foto mikro, kerusakan
pada permukaan kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan
mesh 30 dan 40 terjadi kegagalan
bondingkohesive. Untuk kampas
rem variasi ukuran serbuk kuningan
mesh
50
terjadi
kegagalan
bondingadhesive.
Sedangkan
kampas rem indopart tampak solid
dan tidak terjadi kerusakan.
Saran
Dalam
penelitian
selanjutnya,
penulis mempunyai beberapa saran
yang dapat dipakai untuk proses
pengembangan dan pembuatan kampas
rem, yaitu :
1. Perlunya pengujian yang lebih
akurat, seperti pengujian pada
kendaraan atau sepeda motor agar
data yang didapat lebih akurat dan
sesuai pada kondisi pengaplikasian.
2. Ukuran cetakan yang presisi dan
tepat akan menghasilkan kampas
rem yang bagus.
3. Keselamatan dan keamanan perlu
diperhatikan dengan menggunakan
alat perlindungan keselamatan diri
agar
dapat
mencegah
dan
mengurangi resiko kecelakaan pada
waktu penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
Annual Book of ASTM Standart, ASTM E1001, Standart Test Method for Brinell
Hardness of Metallic Materials. ASTM
international, Unites States.
Bijwe J, dkk., 2007, Optimization of brass
contents for best combination of
tribo-performance
and
thermal
conductivity of non-asbestos organic
(NAO) friction composites, Diakses 10
Januari
2014
jam
15:05
dari
(http://www.sciencedirect.com/science/a
rticle/pii/S004316480700779X),
JurusanTeknikMesin Universitas Sultan
Ageng Tirtayasa.
Herman,
U.T.,
2010,
Pengaruh
Lingkungan
Terhadap
Keausan,
Daya,
Koefisien
Gesek,
Suhu
Kampas
Rem,
dan
Waktu
Pengereman Kampas Rem Berbahan
Fiberglass, Universitas Muhammadiyah
Surakarta, Surakarta.
Hidayat, 2009, Definisi Rem, Diakses 10
Desember 2013 jam 16:25 dari
(http://sadrihidayat.blogspot.com/).
James, 2003, Stability Analysis of Disk
Brake Model. Diakses 04 Febuari 2013
jam
20:30
dari
(www.fkm.utm.my/arahim/chapter6.pdf).
Nugroho A.,
2012, Informasi
dan
Teknologi, Diakses 10 Febuari 2014
jam
12:05
darihttp://ariefcrb.blogspot.com/.
Riyanto,
2011,
Variasi
Komposisi
Kuningan Pada Pembuatan Kampas
Rem Non Asbes Bermatrik Resin
Vinylester
Tipe
Ripoxy
R-802,
Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Surakarta.
Eltayeb, N.S.M., Liew, K.W., 2008, Effect of
Water Spray on Friction and Wear
Behaviour of Noncommercial and
Comercial Brake pad Materials,
Elsevier, p. 135-144.
Setiawan I., 2009. Pengaruh Variasi
Tekanan
Kompaksi
Terhadap
Ketahanan Aus Bahan Rem Gesek
Sepatu, Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
German. R.M,1984. Powder Metalurgi
Science. Metal Powder Federation.
Pricenton, New York.
SNI 09-2663-1992, Cara Uji Ketahanan
Terhadap
Air,
Larutan
Garam,
Minyak Pelumas Dan Cairan Rem
Untuk
Kampas
RemKendaraanBermotor, Diakses 17
November 2013 jam 18:05 dari
(www.SNI_kampas_rem.com/en/file/en.
pdf/SNI_09-2663-1992).
Gibson, R.F., 1994, Principle of Composite
Material
Mechanics,
McGraw-Hill
International Book Company, New York.
Groover, M.P., 1996, Fundamentals of
Modern Manufacturing, Prentice-Hall,
Inc. A Simon and Schuster company,
Upper Saddle River, New Jersey.
Hamdi, 2013, Pengaruh Variasi Tekanan
Kompaksi Terhadap Karakteristik
Komposit Bahan Alternatif Kampas
Rem Berpenguat Serat Bambu,
Sutrisno, 1997, Fisika Dasar Mekanika.
Erlangga, Bandung.
PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN
TERHADAP KETAHANAN AUS, KOEFISIEN
GESEK, DAN KEKERASAN KAMPAS REM
Diajukan guna memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta
Disusun :
MUH. HUSNI MUBARROK
NIM : D.200.08.0111
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2014
PENGARUH UKURAN SERBUK KUNINGAN TERHADAP
KETAHANAN AUS, KOEFISIEN GESEK, DAN KEKERASAN
KAMPAS REM
M Husni Mubarrok, Bambang Waluyo F, Agus Hariayanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : husnipendakigunung@gmail.com
ABTRAKSI
Kampas rem merupakan salah satu komponen dari kendaraan
bermotor yang berfungsi menghentikan laju kendaraan sepeda motor.
Pada penelitian ini pembuatan kampas rem dengan variasi ukuran serbuk
kuningan bertujuan untuk meneliti performa kampas rem dengan perekat
resin ripoxy r-802 dibandingkan dengan kampas rem indopart.
Proses pembuatan kampas rem diawali dengan persiapan bahan
yang akan digunakan yaitu fiberglass, serbuk kuningan mesh 30,40 atau
50, serbuk alumunium, serbuk kalsium karbonat, serbuk barium sulfat,
serbuk silika, resin ripoxy r-802 dan katalis. Setelah itu bahan kampas rem
dicampur sesuai komposisi. Selanjutnya dipres dengan gaya 2 ton selama
30 menit. Kemudian disintering dengan suhu 80ºC selama 20 menit.
Pengujian spesimen yang dilakukan adalah uji gesek dengan standar SNI
09-2663-1992. Lalu dihitung keausan dan koefisien geseknya, dan diuji
kekerasan Brinell dengan gaya 613 N, mengacu standar ASTM E 10-01.
Dari hasil penelitian menunjukan bahwa ketahanan aus pada
pengujian gesek kering, uji oli dan uji minyak rem, tingkat ketahanan aus
kampas rem indopart masih lebih baik dibandingkan kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningan. Untuk pengujian gesek pengaruh air, kampas
rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki tingkat ketahanan
aus yang lebih tinggi dibandingkan kampas rem indopart sebesar 29,44
mm³/jam, untuk indopart sebesar 32,12 mm³/jam. Untuk pengujian gesek
pengaruh air garam, kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40
memiliki ketahanan aus yang sama dengan kampas rem indopart yaitu
34,79 mm³/jam. Koefisien gesek pada pengujian gesek disemua kondisi,
kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40 memiliki koefisien
gesek yang paling mendekati kampas rem indopart. Nilai kekerasan
brinnel kampas rem indopart lebih baik dibandingkan dengan kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan sebesar 23,532 BHN sedangkan nilai
kekerasan yang mendekati pada kampas rem variasi ukuran serbuk
kuningan mesh 40 sebesar 20,743 BHN. Untuk hasil dari foto mikro
kampas rem variasi ukuran serbuk kuningan mesh 30 dan mesh 40 terjadi
fenomena kegagalan bonding kohesive. Sedangkan pada kampas rem
variasi kuningan mesh 50 terjadi fenomena kegagalan bonding adhesive.
Kata kunci : kampas rem, serbuk kuningan, mesh, keausan
PENDAHULUAN
Seiring
dengan
pesatnya
peningkatan
volumekendaraan
memberikan peluang usaha dibidang
produksi sparepart atau suku cadang.
Suku cadang yang sering kali diganti
adalah kampas rem. Rem merupakan
salah satu komponen vital di kendaraan.
Rem
berfungsiuntukmemperlambatataumeng
hentikangerakandarirodasehinggagerakr
odamenjadilambat.Energikinetik
yang
hilangdaribenda
yang
bergerakinidiubahmenjadipanaskarenaa
danyagesekan. Jika rem tidak berfungsi
dengan baik, maka dipastikan akan
berakhair 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
(Hamdi, 2013).
Kampas rem dapat dibuat dari
berbagai jenis bahan dan kuningan serat
adalah salah satu materi tersebut.
Kampas rem terbuat dari campuran
kuningan serat yang berkualitas tinggi
dan cukup handal. Bentuk dari kuningan
yang terdapat didalam kampas rem
biasanya adalah serbuk. Kampas rem
kendaraan biasanya terbuat dari material
komposit serbuk (partikularcomposit)
karena memiliki sifat yang lebih
homogen(Setiawan,2009).
Campuran bahan metal sangat
berpengaruh pada tingkat keausn dari
kampas rem. Namun komposisi bahan
logam yang terlalu banyak akan
menyebabkan kampas rem menjadi
terlalu keras. Dengan meningkatnya
kekerasan suatu kampas rem maka
akan berakibat pada terkikisnya piringan
cakram. Di samping itu ukuran serbuk
yang berbeda juga akan berpengaruh
terhadap kenyamanan pada saat
pengereman (Nugroho A,2012).
Dengan adanya problem yang
terjadi maka penulis akan membuat
kampas rem dengan menggunakan
variasikan ukuran serbuk kuningan yaitu
dengan mesh 30, 40, dan 50. Untuk
mencari pengaruhya pada keausan dari
kampas rem. Agar mendapatkan hasil
yang
lebih
baik,
efektif
dalam
pengereman dan tetap mengutamakan
kualitas.
TUJUAN PENELITIAN
Berdasarkan latar belakang yang
telah diuraikan, maka penelitian ini
bertujuan untuk :
1. Mencari pengaruh ukuran serbuk
kuningan mesh 30, 40, dan 50
dengan matrik vinylester resin ripoxy
R-802. Terhadap ketahanan aus
kampas rem dengan melakuan
pengujian gesek kondisi kering,
pengaruh air, pengaruh air garam,
pengaruh oli, dan pengaruh minyak
rem.
Serta
membandingkan
keseluruhan variasi dengan kampas
rem merk indopart.
2. Mencari
perbandingan
koefisien
gesek pada masing-masing variasi
ukuran serbuk kuningan dengan
kampas rem indopart pada pengujian
gesek kondisi kering, pengaruh air,
pengaruh air garam, pengaruh oli,
dan pengaruh minyak rem.
3. Mencari kualitas kekerasan pada
kampas rem yang menggunakan
variasi ukuran serbuk kuningan mesh
30, 40, dan 50 dengan matrik
vinylester resin ripoxy R-802 dengan
kampas rem indopart.
4. Mengidentifikasi
kerusakan
permukaan pada kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningan mesh 30, 40,
dan 50 serta kampas rem indopart
dengan melakukan uji foto mikro.
BATASAN MASALAH
Untuk mendapatkan hasil pengujian
yang tidak melebar, maka perlu adanya
pembatasan masalah. Adapun batasanbatasan penelitian tersebut antara lain :
1. Bahan
Pada penelitian ini bahan yang
digunakan yaitu serbuk kuningan,
serbuk alumunium, serbukcalsium
carbonate, serkuk barite, serbuk
graphite,
serbuk
silica,
serat
fiberglass, sedangkan matrik yang
digunakan adalah Vinylester resin
type ripoxy R-802 dan katalis.
2. Pengujian
Pada penelitian ini diitik
beratkan pada pengujian gesek dan
pengujian kekerasan Brilell. Pengujian
gesek mengacu pada standart SNI
09-2663-1992. Alat yang digunakan
sesuai standart CNS (China National
Standartd) GB 5763. Pengujian
kekerasan Brinell mengacu pada
setandar ASTM E 10-01. Pada
penelitian ini menggunakan kampas
rem yang umum dipakai merk
indopart sebagai kontrol atau media
pembanding.
3. Pada bahan serbuk kuningan disaring
dengan variasi ukuran mesh 30
menghasilkan opening 600 µm, mesh
40 opening 425 µm,dan mesh 50
opening 300 µm.
MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Bagi ilmu pengetahuan
Memberikan sumbangan informasi
tentang manfaat yang bisa digunakan
dari hasil pengujian spesimen yang
telah dibuat.
2. Bagi dunia pendidikan
Memberikan
kontribusi
terhadap
perkembangan material alternatif
selain material yang sudah ada
sekarang dengan kualitas yang lebih
baik serta harga yang relatif murah.
TINJAUAN PUSTAKA
Menurut Eltayeb, N.S.M. dkk
(2008) meneliti kampas rem mengenai
pengaruh penyemprotan air terhadap
kualitas gesek dan keausan kampas
rem. Adapun bahan atau komposisi yang
digunakan yaitusteel fiber, graphite,
baryte,
rubber,
aramid,
calsium
carbonate,zircon, brass, dan cashew
dust, adapun matrik atau pengikat
dipakai
adalah
resin
phenolic.
Berdasarkan pengamatan danpengujian
yang dilakukan, pada kondisi kering nilai
frictioncoeffisien kampas rem tersebut
senilai 0,39 dan nilai 0,43 adalahfriction
coeffisien
tertinggi
kampas
rem,
sedangkan pada kondisibasah nilai
friction coeffisien kampas rem tersebut
adalah senilai0,02 dan nilai friction
coeffisien tertinggi kampas rem 0,27.
Menurut Riyanto (2011), meneliti
tentang variasi komposisi kuningan pada
pembuatan kampas rem non asbes.
Jumlah kuningan divariasikan yaitu 4, 5,
dan 6 gram. matrik yang di gunakan
adalah resin vinylester tipe ripoxy r-802.
Hasil keausan pada uji gesek kondisi
kering, uji gesek pengaruh air garam,
dan uji gesek pengaruh oli, kampas rem
indopart memiliki nilai terkecil yaitu
masing-masing 0.0028 mm3/Nm, 0.0048
mm3/Nm, dan 0.0027 mm3/Nm. Pada
pengujian yang sama, kampas rem
variasi kuningan 6 gram memiliki nilai
keausan yang mendekati kampas rem
Indopart yang masing-masing besarnya
0.0054 mm3/Nm, 0.0054 mm3/Nm, dan
0.0035 mm3/Nm.
Menurut Bijwe J. dkk (2007),
meneliti tentang efek dari variasi
kuningan yang mampu meningkatkan
performa keausan dari material non
asbes. Jumlah kuningan divariasikan
pada 4, 8, dan 12% serta memvariasikan
barit pada 27,31, dan 35%. Matrik yang
digunakan adalah phenolic resin.
Dengan
alat
scenning
elektron
microscopy dan energy dispersive X-ray
analysis (EDAX), hasil pengujian didapat
nilai kekerasan masing-masing 1,83.10-6
m3, 1,67.10-6 m3, dan 2,01. 10-6 m3.
METODOLOGI PENELITIAN
Gambar 1. Diagram Alir
Penelitian dilakukan dengan cara
mencari
bahan-bahan
pembuatan
kampas rem dan mencari referensi yang
ada untuk menunjang validasi data.
Setelah
bahan-bahan
didapatkan
kemudian diproses sesuai dengan
bentuk yang diinginkan. Sebelum
digunakan,
untuk
bahan
serbuk
kuningan dan alumunium dilakukan
proses penyaringan terlebih dahulu.
Proses
penyaringan
dilakukan
menggunakan empat tingkat saringan
dengan ukuran yang berbeda dan
diambil tiga variasi ukuran. Ukuran yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu
mesh 30, 40 dan 50. Setelah bahanbahan
siap
maka
dilakukan
penimbangan menggunakan timbangan
digital sesuai dengan komposisi masingmasing dari bahan yaitu almunium (1,5
gram),
kuningan
(6
gram),
fiberglass(0,6), resin ripoxy R- 802 (7
gram), katalis (2,5 gram) , kalsium
karbonat (0.7 gram), barium sulfat (1
gram), dan graphite (1,5 gram), silika
(1,2 gram). Untuk proses pencampuran
bahan-bahan material, dicampur secara
manual agar hasil dari pencampuran
material dapat
bercampur secara
merata. Setelah bahan-bahan tercampur
semua, bahan dimasukkan kedalam
dies atau cetakan. Langahselanjutnya
yaitu pengepressa dengan tekanan
kompaksi 2 ton selama 30 Menit.
Setelah spesimen dicetak kemudian
dilakuan proses sintering dengan suhu
80 °C selama 20 menit.
Kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan dicetak sebanyak, tiga
puluh tiga spesimen danenam spesimen
kampas rem indopart
dengan jumlah
spesimen uji adalah tiga puluh sembilan
spesimen. Sepuluh spesimen dari
masing-masing jenis kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningandan enam
spesimen lain yaitu kampas rem
yamahapartdigunakan untuk pengujian
gesek. Satu spesimen dari masingmasing jenis kampas rem digunakan
untuk
pengujian
kekerasan
Brinelldengan standar ASTM E 10-01.
Setelah semua spesimen selesai dibuat
maka
spesimen diuji gesek tanpa
diberikan efek apa-apa (kering). Setelah
itu spesimen diuji gesek dengan
diberikan efek penyemprotan air, air
garam, minyak rem dan oli dengan
mengacu pada standar SNI 09-26631992.
Pada
saat
pengujian
gesek
dilakukan, maka piringan cakram
berputar dan kampas rem mulai diuji.
Pada saat piringan cakram berputar
maka akan terjadi gesekan dan
menimbulkan panas. Untuk mengetahui
panas yang terjadi pada piringan cakram
dan panas kampas rem maka dilakukan
pembacaan suhu dengan menggunakan
infrared thermometer yaitu dengan
menyorotkan laser kepiringan dan
kampas maka akan diketahui berapa
suhu yang diukur.
Untuk mengetahui berapa putaran
piringan cakram, maka digunakan alat
pengukur putaran atau tachometer.
Tachometer ini berjenis non-contacd
yaitu menggunakkan sinar laser yang
ditembakkan ke benda yang akan diukur
yang sebelumnya telah diberi stiker.
Stiker ini berfungsi sebagai sensor pada
tachometer jenis ini.
Untuk mengetahui voltase dan
ampere yang di derita oleh mesin gesek,
maka digunakkan Clamp meter. Untuk
pembacaan
ampere,clampmeter di
jepitkan ke salah satu kabel. Sedangkan
untuk pembacaan voltasenya alat ini
menggunakaan kabel kontak yang di
kontakkan pada sumber dari motor atau
dinamo. Untuk mengetahui ketinggian
spesimen sebelum pengujian gesek dan
setelah
pengujian
gesek,
maka
digunakan vernier caliper (Jangka
Sorong).
Pengujian Kekerasan, letakkan
spesimen diatas anvil kemudian putar
roda pengatur anvil. Untuk gerak keatas
sesuai dengan arah jarum jam, bila
menurunkan anvil putar roda tangan
berlawanan arah jarum jam. Naikkan
anvil perlahan-lahan sehingga spesimen
menyentuh penetrator. Jarum kecil dan
jarum panjang bergerak. Amati jarum
kecil dan tepatkan pada titik tiga dititik
merah. Amati jarum panjang yang harus
berhenti pada angka nol (0) pada skala
hitam. Tekan tombol perlahan-lahan
selama ± 1 detik kemudian lepaskan.
Jika jarum panjang belum bergerak
berarti alat belum bekerja maka diulangi
lagi untuk penekanan.
Setelah jarum bergerak tunggu
sampai ada bunyi tik = 15 detik dari on.
Turunkan anvilperlahan-lahan dengan
memutar roda tangan berlawanan arah
jarum jam.Bekas injakan penetrator
kemudian dipoles menggunakan pensil
agar diameter hasil penginjakan dapat
terlihat secara jelas di mikroskop.
Bekas injakan penetrator yang
dihasilkan
diukur
kemudian
hasil
pengukuran digunakan untuk mencari
harga kekerasan melalui rumus masingmasing. Pengukuran bekas
injakan
penetrator
dilakukan
dengan
menggunakan
mikroskop
dengan
pembesaran 50 kali yang berarti 1 strip
pada skala mikroskop sama dengan 19
mm.
1. Bahan dan Alat penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah
a. Resin Ripoxy R-802
b. Katalis
c. Fiberglass
d. Serbuk alumunium (Al)
e. Serbuk kuningan (CU-Zn)
f. Silika (Si)
g. Calcium Karbonat(CaCo3)
h. Grafite (C)
i. Barium sulfat (BaSO4)
Alat yang digunakan dalam pembuatan
kompon adalah
a. Saringan Serbuk
b. AlatPress
c. Cetakan
d. Oven
e. Non-contact Infrared Thermometer
f. Clamp Meter
g. Digital Tachometer
h. Jangka Sorong
i. Timbangan Digital
2. Spesimen
Penelitian ini akan menguji tiga
jenis spesimen kampas rem buatan dan
satu kampas rem pabrikan.
Gambar 2. Kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan mesh 30, 40, 50 dan
kampas rem pabrikan.
B. Hasil pengujian
1. Hasil keausan pada uji gesek
Data hasil pengujian keausan
didapatkan dari pengujian pada masingmasing spesimen dengan mengacu
pada standar SNI 09-2663-1992. Berikut
adalah hasil pengujian keausan kondisi
kering, pengaruh air, pengaruh air
garam, pengaruh oli dan pengaruh
minyak rem.
Keaausan (mm3/jam)
60
50
40
48.16
34.79
37.47
26.77
30
20
10
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
Kuningan
mesh 50
Indopart
37.47
35
32.12 32.12
29.44
30
Kuningan
mesh 30
25
Kuningan
mesh 40
20
Kuningan
mesh 50
15
Indopart
10
Jenis kampas
Gambar 4. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh air
Keausan (mm3/jam)
39
37.47
37.47
37
34.79
34.79
35
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
33
31
Kuningan
mesh 50
29
Indopart
27
25
Jenis kampas
Gambar 5. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh air garam.
40
Keausan (mm3/jam)
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Formulasi kampas rem
Tabel 1. Formulasi kampas rem
Berat
No.
Nama Bahan
(gram)
1.
Serbuk Kuningan
6
2.
Serbuk Alumunium
1,5
Fiberglass
3.
0,6
4.
Silika
1,2
Grafit
5.
1,5
6.
CaCo3
0,7
7.
Barium Sulfat
1
8. Resin Ripoxy R-802
7
Katalis
9.
2,5
Plastic Stell
10.
2,2
Keausan (mm3/jam)
40
34.79
35
32.12
29.44
30
26.77
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
25
20
Kuningan
mesh 50
15
10
Indopart
5
0
Jenis kampas
Gambar 6. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh oli.
0
Jenis kampas
Keausan (mm3/jam)
Gambar 3. Histogram hasil keausan uji
gesek kondisi kering
50
40
45.5
34.79
37.47
Kuningan
mesh 30
26.77
30
20
Kuningan
mesh 40
Kuningan
mesh 50
10
Indopart
0
Jenis kampas
Gambar 7. Histogram hasil keausan uji
gesek pengaruh minyak rem.
keadaan dingin dan melapisi permukaan
kampas. Kemudian untuk pengujian
pengaruh air garam tingkat keausan
terendah terletak pada kampas rem
variasi kuningan mesh 40 sama dengan
kampas rem indopart, hal ini bisa terjadi
karena
adanya
beberapa
faktor
diantaranya adalah kandungan garam
(NaCl), dimana partikel-partikel dari
garam melapisi kedua sisi yeng
bergesekan antara piringan cakram
dengan kampas rem. Partikel dari garam
ini pula yang akhirnya mengisi celahcelah yang kosong pada permukaan
kampas rem. Untuk kampas rem yang
menggunakan variasi ukuran kuningan
mesh 30 rata-rata memiliki keausan
yang paling tinggi, hal itu disebabkan
serbuk yang lebih besar memiliki
kerapatan yang kurang maksimal dan
ikatan antara material serbuk dan
penguat kurang baik. akibatnya terjadi
pelepasan serbuk kuningan dari kampas
rem.
2. Hasil pengujian Koefisien gesek
Berikut adalah grafik hasil pengujian
koefisien gesek pada kampas rem.
Nilai Koefisien Gesek (µ)
Dari grafik diatas menunjukan
bahwa pada pengujian gesek kering, oli
dan minyak rem keausan terendah
adalah kampas rem indopart. Kemudian
untuk pengujian gesek pengaruh air,
kampas rem yang memiliki keausan
terendah adalah kampas rem dengan
variasi kuningan mesh 40 lebih rendah
keausanya
dibandingkan
dengan
kampas indopart. Untuk pengujian gesek
pengaruh air garam, kampas rem variasi
kuningan mesh 40 memiliki keausan
yang sama dengan keausan kampas
rem indopart, dikarenakan ikatan antara
partikel dan perekat lebih kuat.
Dari hasil penelitian keausan yang
dilakukan dalam beberapa pengujian
kampas rem seperti uji kondisi kering, uji
pengaruh air, uji pengaruh air garam, uji
pengaruh oli, dan uji pengaruh minyak
rem, didapatkan hasil keausan pada
spesimen uji kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan mesh (30, 40, dan 50)
dan kampas rem indopart sebagai
pembanding. Untuk uji kondisi kering, uji
pengaruh oli dan uji pengaruh minyak
rem kampas indopart lebih dominan bila
dibandingkan dengan kampas rem
variasi ukuran serbuk kuninganmesh
(30, 40, dan 50). Karena tingkat
keausanya lebih rendah, hal ini
disebabkan komposisi dari kampas
indopart yang terdapat didalamnya,
seperti resin, campuran logam dan
bahan-bahan pengisi dapat menyatu
dengan baik dan menghasilkan ikatan
yang kuat, sehingga kampas rem
menjadi lebih padat, serta tingkat
kekerasan kampas yang lebih tinggi
dibanding kampas rem dengan variasi
ukuran serbuk kuningan. Pada pengujian
pengaruh air dan uji pengaruh air garam
kampas rem variasi ukuran serbuk
kuningan lebih rendah tingkat keausanya
dibandingkan dengan kampas rem
indopart, dimana tingkat keausan
terendah pada pengujian pengaruh air
terletak pada kampas rem variasi
kuningan mesh 40. Hal ini karena air
membuat suhu kampas rem tetap dalam
0.560
0.550
0.552
0.548
0.544
0.541
Kuningan
mesh 30
0.540
Kuningan
mesh 40
0.530
Kuningan
mesh 50
0.520
Indopart
0.510
Jenis Kampas
Gambar 8. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji kondisi kering
0.530
0.520
0.531
0.526
0.519
0.517
Kuningan
mesh 30
Kuningan
mesh 40
0.510
0.500
Kuningan
mesh 50
0.490
0.480
Indopart
0.470
0.460
Jenis Kampas
Gambar 9. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh air.
Nilai Koefisien Gesek (µ)
0.540
0.537
0.533
0.531
Kuningan
mesh 30
0.525
0.530
0.520
Kuningan
mesh 40
0.510
0.500
0.490
Kuningan
mesh 50
0.480
Indopart
0.470
Jenis Kampas
Nilai Koefisien Gesek (µ)
Gambar 10. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh air garam
0.464
0.470
0.460
0.458
0.454
0.451
0.450
Kuningan
mesh 30
Gambar 12. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh minyak rem
Dari grafik diatas menunjukan
bahwa pada pengujian gesek kering,
dan pengaruh air, koefisien gesek
tertinggi adalah kampas rem indopart,
dengan nilaisebesar 0,552 µ dan 0,531
µ. Untuk pengujian gesek pengaruh air
gram, oli dan minyak rem koefisien
gesek tertinggi adalah kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan mesh 30
dengan nilai sebesar 0,537 µ dan mesh
40 sebesr 0,533 µ. Disebabkan karena
ukuran serbuk yang besar memiliki
gesekan yang besar pula. Untuk uji
gesek pengaruh air garam , kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan mesh 40
dengan nilai sebesar 0,464 µ untuk
pengujian oli, kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan mesh 40 dengan nilai
sebesar 0,467 µ, lebih besar dari
kampas rem indopart.
3. Hasil kekerasanBrinell
Berikut ini adalah grafik hasil
kekerasan Brinell yang dilakukan
mengacu pada standar ASTM E 10-01.
Kuningan
mesh 40
0.440
Kuningan
mesh 50
0.430
0.420
Indopart
0.410
0.400
Jenis Kampas
Gambar 11. Histogram hasil koefisien
gesek pada uji pengaruh oli
Nilai Kekerasan Brinell
(BHN)
Nilai Koefisien Gesek (µ)
0.540
23.532
25
20.743
20
15
17.083
14.077
kuningan
mesh 30
kuningan
mesh 40
10
kuningan
mesh 50
5
indopart
0
Nilai Koefisien Gesek (µ)
Jenis Kampas
0.470
0.464
0.467
0.466
0.462
0.460
Kuningan
mesh 30
0.450
Kuningan
mesh 40
0.440
Kuningan
mesh 50
0.430
Indopart
0.420
Jenis Kampas
Gambar 13. Histogram hasil antara jenis
kampas rem dengan kekerasan Brinell.
Dari
grafik
hasil
pengujian
kekerasan Brinell dengan tekanan 613 N
didapat nilai kekerasan kampas rem
variasi kuningan mesh 30 sebesar
14,077 BHN, variasi kuningan mesh 40
sebesar 20,743 BHN, variasi kuningan
mesh 50 sebesar 17,083 BHN, dan
kampas indopart sebesar 23,532 BHN.
Dari semua pengujian kekerasan Brinell
nilai yang paling keras adalah kampas
indopart. Dilihat dari besarnya nilai
kekerasan Brinell (BHN), kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan mesh
30, mesh 40 dan mesh 50 mempunyai
nilai kekerasan yang lebih rendah
dibandingkan dengan kampas rem
indopart.
Karena
pada
saat
pencampuran
bahan
dan
proses
pengadukanya
kurang
maksimal
sehingga resin dan bahan lainya kurang
menyatu. Ukuran dari serbuk kuningan
sangat berpengaruh pada kepadatan
bahan kampas rem. Karena ukuran
serbuk
yang
terlalu
besar
pendistribusian partikel serbuk kurang
merata. Bila ukuran serbuk terlalu kecil
maka serbuk akan mudah keluar dari
dalam
cetakan
ketika
proses
pengepresan.
4. Foto mikro
a. kampas rem variasi sebuk kuningan
mesh 30.
alumunium
grafit
resin
20ᶙ
Gambar 16. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 40 sebelum diuji
gesek (pembesaran 200x).
Kerusakan
bondingko
hesive
20ᶙ
Gambar 17. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 40 setelah diuji
gesek (pembesaran 200x).
c. kampas rem variasi sebuk kuningan
mesh 50.
grafit
Kuningan
resin
resin
alumunium
Kuningan
grafit
alumunium
20ᶙ
20ᶙ
Gambar 14. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 30 sebelum diuji
gesek (pembesaran 200x).
Gambar 18. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 50 sebelum diuji
gesek (pembesaran 200x).
Kerusakan
bondingko
hesive
Kerusakan
bondingad
hesive
20ᶙ
20ᶙ
Gambar 15. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 30 setelah diuji
gesek (pembesaran 200x).
b. kampas rem variasi sebuk kuningan
mesh 40.
Kuningan
Gambar 19. Foto mikro kampas rem
variasi kuningan mesh 50 setelah diuji
gesek (pembesaran 200x).
d. kampas rem Indoparat.
alumunium
Kuningan
resin
grafit
20ᶙ
Gambar 20. Foto mikro kampas rem
indopart
sebelum
diuji
gesek
(pembesaran 200x).
20ᶙ
Gambar 21. Foto mikro kampas rem
indopart
setelah
diuji
gesek
(pembesaran 200x).
PENUTUP
Kesimpulan
Dari penelitian ini penulis dapat
mengambil kesimpulan,yaitu
1. Dari hasil penelitian menunjukan
bahwa
ketahanan
aus
pada
pengujian gesek kering, uji oli dan uji
minyak rem, tingkat ketahanan aus
kampas rem indopartmasihlebih baik
dibandingkan kampas rem variasi
ukuran serbuk kuningan. Untuk
pengujian gesek pengaruh air,
kampas rem variasi ukuran serbuk
kuningan mesh 40 memiliki tingkat
ketahanan aus yang lebih tinggi
dibandingkan kampas rem indopart
sebesar 29,44 mm³/jam, untuk
indopart
sebesar
32,12
mm³/jam.Untuk pengujian gesek
pengaruh air garam, kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan
mesh 40 memiliki ketahanan aus
yang sama dengan kampas rem
indopart yaitu 34,79 mm³/jam.
2. Hasil koefisien gesek kampas rem
pada pengujian gesek kering dan
pengaruh air nilai koefisien gesek
tertinggi
adalah
kampas
rem
indopart sebesar 0,552 dan 0,531.
Untuk pengujian gesek pengaruh air
garam, pengaruh oli dan pengaruh
minyak rem koefisien gesek tertinggi
adalah kampas rem variasi kuningan
mesh 30 dengan nilai sebesar 0,537.
Pengaruh
oli
tertinggi
variasi
kuningan mesh 40 dengan nilai
sebesar 0,464, dan pengaruh oli
tertinggi variasi kuningan mesh 40
dengan
nilai
sebesar
0,467.
Koefisien gesek tertinggi adalah
kampas rem variasi kuningan karena
lebih besar dari kampas rem
indopart sebesar uji pengaruh air
garam 0,531, uji gesek pengaruh oli
0,458 dan uji gesek pengaruh
minyak rem 0,466.
3. Nilai kekerasan brinnel kampas rem
indopart lebih baik dibandingkan
dengan kampas rem variasi ukuran
serbuk kuningan sebesar 23,532
BHN sedangkan nilai kekerasan
yang mendekati pada kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan
mesh 40 sebesar 20,743 BHN.
4. Dilihat dari foto mikro, kerusakan
pada permukaan kampas rem
variasi ukuran serbuk kuningan
mesh 30 dan 40 terjadi kegagalan
bondingkohesive. Untuk kampas
rem variasi ukuran serbuk kuningan
mesh
50
terjadi
kegagalan
bondingadhesive.
Sedangkan
kampas rem indopart tampak solid
dan tidak terjadi kerusakan.
Saran
Dalam
penelitian
selanjutnya,
penulis mempunyai beberapa saran
yang dapat dipakai untuk proses
pengembangan dan pembuatan kampas
rem, yaitu :
1. Perlunya pengujian yang lebih
akurat, seperti pengujian pada
kendaraan atau sepeda motor agar
data yang didapat lebih akurat dan
sesuai pada kondisi pengaplikasian.
2. Ukuran cetakan yang presisi dan
tepat akan menghasilkan kampas
rem yang bagus.
3. Keselamatan dan keamanan perlu
diperhatikan dengan menggunakan
alat perlindungan keselamatan diri
agar
dapat
mencegah
dan
mengurangi resiko kecelakaan pada
waktu penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
Annual Book of ASTM Standart, ASTM E1001, Standart Test Method for Brinell
Hardness of Metallic Materials. ASTM
international, Unites States.
Bijwe J, dkk., 2007, Optimization of brass
contents for best combination of
tribo-performance
and
thermal
conductivity of non-asbestos organic
(NAO) friction composites, Diakses 10
Januari
2014
jam
15:05
dari
(http://www.sciencedirect.com/science/a
rticle/pii/S004316480700779X),
JurusanTeknikMesin Universitas Sultan
Ageng Tirtayasa.
Herman,
U.T.,
2010,
Pengaruh
Lingkungan
Terhadap
Keausan,
Daya,
Koefisien
Gesek,
Suhu
Kampas
Rem,
dan
Waktu
Pengereman Kampas Rem Berbahan
Fiberglass, Universitas Muhammadiyah
Surakarta, Surakarta.
Hidayat, 2009, Definisi Rem, Diakses 10
Desember 2013 jam 16:25 dari
(http://sadrihidayat.blogspot.com/).
James, 2003, Stability Analysis of Disk
Brake Model. Diakses 04 Febuari 2013
jam
20:30
dari
(www.fkm.utm.my/arahim/chapter6.pdf).
Nugroho A.,
2012, Informasi
dan
Teknologi, Diakses 10 Febuari 2014
jam
12:05
darihttp://ariefcrb.blogspot.com/.
Riyanto,
2011,
Variasi
Komposisi
Kuningan Pada Pembuatan Kampas
Rem Non Asbes Bermatrik Resin
Vinylester
Tipe
Ripoxy
R-802,
Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Surakarta.
Eltayeb, N.S.M., Liew, K.W., 2008, Effect of
Water Spray on Friction and Wear
Behaviour of Noncommercial and
Comercial Brake pad Materials,
Elsevier, p. 135-144.
Setiawan I., 2009. Pengaruh Variasi
Tekanan
Kompaksi
Terhadap
Ketahanan Aus Bahan Rem Gesek
Sepatu, Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
German. R.M,1984. Powder Metalurgi
Science. Metal Powder Federation.
Pricenton, New York.
SNI 09-2663-1992, Cara Uji Ketahanan
Terhadap
Air,
Larutan
Garam,
Minyak Pelumas Dan Cairan Rem
Untuk
Kampas
RemKendaraanBermotor, Diakses 17
November 2013 jam 18:05 dari
(www.SNI_kampas_rem.com/en/file/en.
pdf/SNI_09-2663-1992).
Gibson, R.F., 1994, Principle of Composite
Material
Mechanics,
McGraw-Hill
International Book Company, New York.
Groover, M.P., 1996, Fundamentals of
Modern Manufacturing, Prentice-Hall,
Inc. A Simon and Schuster company,
Upper Saddle River, New Jersey.
Hamdi, 2013, Pengaruh Variasi Tekanan
Kompaksi Terhadap Karakteristik
Komposit Bahan Alternatif Kampas
Rem Berpenguat Serat Bambu,
Sutrisno, 1997, Fisika Dasar Mekanika.
Erlangga, Bandung.