TUGAS AKHIR Pengaruh Variasi Bahan Terhadap Sifat Fisis Dan Sifat Mekanis Kopling Gesek Sepeda Motor Dengan Bahan Dasar Serat Kelapa Serbuk Baja Serbuk Tembaga Dan Resin Phenolic.
TUGAS AKHIR
PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP
SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK
SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN DASAR SERAT
KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN RESIN
PHENOLIC
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
SRIYONO
D 200 07 0042
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT
MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN
DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN
RESIN PHENOLIC
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana
S1
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 4 April 2012
Yang menyatakan,
Sriyono
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT
FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA
DAN RESIN PHENOLIC”, telah disetujui oleh pembimbing dan diterima
untuk memenuhi persyaratan memperoleh derajat Sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta .
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Sriyono
NIM
: D 200 07 0042
Disetujui pada :
Hari
: ……………………….
Tanggal
: ……………………….
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT
FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
DENGAN BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK
TEMBAGA DAN RESIN PHENOLIC, telah dipertahankan di hadapan Tim
Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat
memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta .
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Sriyono
NIM
: D 200 07 0042
Disahkan pada :
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji :
Ketua
: Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT
Anggota 1
: Ir. Agus Hariyanto, MT.
..............
Anggota 2
: Ir. Masyrukan, MT.
..............
iv
v
MOTTO
“Jagalah Allah, niscaya engkau akan bersama-Nya. Kenalilah Allah
dalam kesenangan niscaya Ia mengenalimu dalam kesempitan.
Ketahuilah bahwa segala perbuatan salahmu belum tentu
mencelakaimu dan musibah yang menimpamu belum tentu akibat
kesalahanmu. Ketahuilah bahwa kemenangan beserta kesabaran,
kebahagiaan
beserta
kedukaan
dan
setiap
kesulitan
ada
kemudahan” (HR. Tarmidzi).
Takutlah
kepada
kesalahanmu
Allah
dengan
dimanapun
kebaikan,
kamu
niscaya
berada,
ia
akan
iringilah
dapat
menghapuskannya, dan pergaulilah semua manusia dengan budi
pekerti yang baik. (HR. Tarmidzi).
Belajarlah untuk ikhlas dengan meyakini bahwa apapun yang
terjadi padamu, entah itu baik atau buruk, itulah yang telah Allah
gariskan, dan itulah yang terbaik untukmu. (BPK)
vi
PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN
SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
DENGAN BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA
SERBUK TEMBAGA DAN RESIN PHENOLIC
Sriyono, Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT , Ir. Agus Hariyanto, MT.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : Sriyono@yahoo.co.id
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
komposisi bahan dengan menggunakan fraksi berat serat kelapa, serbuk
baja, serbuk tembaga dan resin phenolic terhadap kekerasan dan
keausan dari spesimen kampas kopling dan membandingkannya dengan
kampas kopling X.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kelapa,
serbuk baja, serbuk tembaga, yang telah disaring 60 mesh dan resin
phenolic. Bahan ini dicampur kemudian dipress dengan beban 4 Ton
selama 60 menit. Setelah mencapai holding time yang diinginkan, dies
(cetakan) dimasukkan kedalam sintering dengan suhu 800C selama 40
menit dan spesimen dikeluarkan dari cetakan. Setelah didapat tiga
spesimen kampas kopling variasi serbuk baja,dan serbuk tembaga, lalu
dilakukan proses pengujian keausan dengan standart ASTM D 3702-94
dan pengujian kekerasan Brinell dengan standart ASTM F 1957-99
kemudian dilakukan foto makro untuk melihat kepadatan dan sifat masingmasing bahan penyusun spesimen kampas kopling.
Hasil pengujian yang dilakukan meliputi uji keausan dan uji
kekerasan Brinell menunjukan bahwa komposisi bahan dengan
menggunakan fraksi berat serat kelapa sebesar 20 %, dan serbuk baja
sebesar 20 %, serbuk tembaga 40%, resin Phenolic 20% didapat harga
kekerasan 4,080 Kg/mm2, harga keausan uji kering 0,14 mm/jam, dan
harga keausan uji basah pengaruh oli 0,16 mm/jam. Sehingga mendekati
kampas kopling X yaitu dengan harga kekerasan3,974 Kg/mm2 harga
keausan uji kering sebesar 0,15 mm/jam dan harga keausan uji basah
pengaruh oli sebesar 0,20 mm/jam.
Kata kunci : Kampas kopling, Serat kelapa, Serbuk Baja, Serbuk
tembaga, keausan, kekerasan.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu ’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, atas segala
rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan laporan penelitian
ini dapat terselesaikan. Shalawat serta salam semoga selalu dilimpahkan
kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah menyampaikan risalah kepada
seluruh umat manusia di muka bumi dan membawa mereka yang tersesat
ke jalan yang diberkati oleh Allah SWT.
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP
SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA
DAN RESIN PHENOLIC”
dapat terselesaikan atas dukungan dari
beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan
penghargaan kepada:
1. Ir. Agus Riyanto, SR, MT, Sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas
Muhammadiyah.
2. Ir. Sartono Putro, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku selaku pembimbing Utama
yang telah memberikan bimbingan, Ilmu dan pengarahan dalam
penyusunan laporan penelitian ini.
viii
4. Ir. Agus Hariyanto. MT selaku pembimbing Pendamping yang telah
banyak memberikan motivasi, dukungan dan arahan.
5. Bapak Bambang Waluyo F., ST. MT, yang menyediakan alat-alat
untuk menunjang kelancaran praktikum.
6. Seluruh
jajaran
Dosen
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ilmu yang
bermanfaat guna menghadapi masa depan.
7. Tata Usaha Jurusan Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta, Mas Topo Dan Mas dayat sebagai
penunggu
perpustakaan
Teknik
Mesin
yang
telah
banyak
membantu dalam hal referensi dan administrasi.
8. Bapak (Alm) Suparmin adalah cinta dan kasih sayang sejati yang
engkau berikan. Serta yang selalu berdoa dengan ketulusan,
memberikan segala hal dalam kehidupan ananda yang tak
terbandingkan.
9. Bapak dan Ibu Tercinta yang telah membantu baik dukungan materi
maupun non materi, terima kasih atas do‟ a dan bantuannya. serta
selalu memberi semangat sehingga bisa menyelesaikan skripsi ini..
10. Kelompok Tugas Akhirku, Ari Hermawanto Dan Rahmat kusuma
Terimakasih atas kerjasamanya.
11. Temen-temen Seperjuanganku Joko Sriyanto, Dediana, Sigit,
Adi,Efendy, Choirul Kerjasama kita memberikan inspirasi.
ix
12. Semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT membalas
kebaikanmu.
Dalam tugas akhir ini penulis menyadari bahwa masih
terdapat kekeuranga, tetapi semoga dapat bermanfaat. oleh karena
itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan
penulis terima dengan senang hati, terima kasih.
Wasalammu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, 4 April 2012
Penulis
x
DAFTAR ISI
Hal
Halaman Judul .......................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ..................................................................
ii
Halaman Persetujuan ...........................................................................
iii
Halaman Pengesahan ..........................................................................
iv
Lembar Soal Tugas Akhir ......................................................................
v
Lembar Motto .......................................................................................... vi
Abstraksi ............................................................................................... vii
Kata Pengantar ...................................................................................... viii
Daftar Isi ...............................................................................................
xi
Daftar Gambar ...................................................................................... xiv
Daftar Tabel .......................................................................................... xvi
Daftar Simbol ......................................................................................... xvii
Daftar Lampiran .................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.2. Latar Belakang ..................................................................
1
1.3. Tujuan Penelitian ..............................................................
3
1.4. Manfaat Penelitian ............................................................
4
1.5. Batasan Masalah…...........................................................
4
1.6. Sistematika Penulisan.......................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kajian Pustaka .................................................................
7
2.2
Ladasan Teori ..................................................................
8
2.2.1 Komposit ................................................................ 8
2.2.2 Serat ..................................................................... 10
2.2.3 Metalurgi Serbuk .................................................... 12
2.2.4 Mesh ........................................................................ 13
2.2.5 Matrik ...................................................................... 14
2.2.6. Serat Kelapa............................................................ 16
xi
2.2.7. Serbuk Baja ............................................................ 17
2.2.8. Serbuk Tembaga ..................................................
17
2.2.9 Resin Phenolic (Vinylester resin type ripoxy
R-802)......................................................................... 18
2.2.10. Proses Kompaksi ................................................. 20
2.2.11. Proses Sintering ..................................................... 21
2.2.12. Fraksi Berat komposit ............................................ 23
2.2.13. Keausan ................................................................. 24
2.2.14. Pengujian Kekerasan brinell .................................. 31
2.2.15. Prinsip kerja kopling ............................................. 34
BAB III
MET ODOLOGI PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian.................................................... 36
3.2. Bahan dan Alat ............................................................... 38
3.2.1. Bahan .................................................................. 38
3.2.2. Alat Penelitian ....................................................... 43
3.2.3. Proses Pembuatan spesimen ............................... 51
3.3. Instalasi Pengujian.......................................................... 53
3.3.1. Alat Uji Gesek ...................................................... 53
3.3.2. Alat Uji Kekerasan ................................................ 54
3.3.3. Alat Uji Foto makro ............................................... 58
3.4. Spesimen Uji................................................................... 60
3.5. Lokasi Penelitian............................................................. 60
3.6. Prosedur Penelitian ........................................................ 61
3.6.1. Pengujian Keausan ............................................... 62
3.6.2. Pengujian kekerasan (Brinell)................................ 63
3.7. Rancangan Analisis Data ................................................. 66
3.8. Kesulitan ......................................................................... 67
xii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Keausan ........................................................
69
4.1.1. Pengujian Keausan Kering..................................... 69
4.1.2. Pengujian Keausan pengaruh Oli ….................... 70
4.2. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling....... 71
4.2.1. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling
kering ..................................................................... 71
4.2.2. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling
pengaruh oli .......................................................... 72
4.3. Pengujian Kekerasan Brinell ............................................ 73
4.4. Hasil foto makro spesimen ................................................. 75
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpula ....................................................................... 79
5.2. Saran............................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1.
Diagram alir metode metalurgi serbuk........................... 13
Gambar 2.2.
Proses Kompaksi ........................................................... 21
Gambar 2.3.
Keausan metode adhesive .............................................. 25
Gambar 2.4.
Keausan Metode Abrasive .............................................. 27
Gambar 2.5.
Mekanisme Keausan Lelah ............................................. 28
Gambar 2.6
Mekanisme Keausan Oksidasi........................................ 29
Gambar 2.7.
Pengukuran Kekerasan Brinell ....................................... 32
Gambar 3.1.
Skema diagram alir penelitian......................................... 36
Gambar 3.2.
Serat kelapa .................................................................... 39
Gambar 3.3.
Serbuk Baja .................................................................... 40
Gambar 3.4.
Serbuk Tembaga............................................................. 41
Gambar 3.5.
Resin phenolic dan katalis .............................................. 42
Gambar 3.6.
Dexton plastic stell epoxy ................................................ 42
Gambar 3.7.
Plat Kampas .................................................................... 43
Gambar 3.8.
Alat MBT Sieve Shaker AG – 515 ................................... 44
Gambar 3.9.
Timbangan digital ............................................................. 45
Gambar 3.10. Dies (cetakan) spesimen ................................................. 46
Gambar 3.11. Mesin Press .................................................................... 47
Gambar 3.12
Alat Sintering (Oven) ....................................................... 48
Gambar 3.13. Infrared Thermometer ..................................................... 49
Gambar 3.14. Digital Tachometer .......................................................... 49
Gambar 3.15. Clamp Meter ................................................................... 50
Gambar 3.16. Vernier Caliper ................................................................ 51
Gambar 3.17. Alat Pengujian Gesek ...................................................... 53
Gambar 3.18. Alat pengujian Kekerasan Brinell .................................... 54
xiv
Gambar 3.19
Tombol Pemilihan Beban (Load) Alat Uji Kekerasan Brinell
.......................................................................................... 55
Gambar 3.20. Jarum Penunjuk alat Uji Kekerasan Brinell ...................... 56
Gambar 3.21. Tombol Start Alat Uji Kekerasan Brinell .......................... 57
Gambar 3.22. Alat Inverted Metalurgy Microscope .............................. 58
Gambar 3.23. Spesimen Kampas kopling .............................................. 60
Gambar 3.24. Tombol Pemilihan Beban pada Alat Uji Kekerasan Brinell
................................................................................................................. 64
Gambar 4.1
Histogram hasil pengujian Keausan Kering … ................ 69
Gambar 4.2.
Histogram hasil pengujian Keausan Pengaruh oli ….... 70
Gambar 4.3.
Histogram Hasil koefisien gesek kering .......................... 72
Gambar 4.4.
Histogram Hasil koefisien gesek uji oli ………………….. 73
Gambar 4.5.
Histogram Hasil uji kekerasan ......................................... 74
Gambar 4.6.
Foto makro spesimen 1 ................................................... 75
Gambar 4.7.
Foto makro spesimen 2 ................................................... 76
Gambar 4.8.
Foto makro spesimen 3 ................................................... 77
xv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1. Standar Mesh ........................................................................ 14
Tabel 4.1. Hasil penelitian keausan uji kering ....................................... 69
Tabel 4.2 Hasil penelitian keausan pengaruh oli ................................... 70
Tabel 4.3. Hasil penelitian keausan Koefisien gesek (µ) uji kering ......... 71
Tabel 4.4. Hasil penelitian koefisien gesek pengaruh oli..........................72
Tabel 4.5. Data Hasil dari pengujian Brinell ............................................ 73
xvi
DAFTAR SIMBOL
BHN = Harga kekerasan spesifik
(kg/mm2)
P
= Tekanan
(Kg/mm2)
D
= Diameter indentor
(mm)
d
= Diameter jejak
(mm)
µ
= Koefisien gesek
A
= Luas kampas
(mm2)
ro
= Radius luar injakan kampas kopling
(mm)
ri
= Radus tengah injakan kampas kopling
(mm)
T
= Torsi
(rpm )
n
= Putaran
(rpm)
= Daya
(watt)
Ω
= Omega
F
= Gaya
(Kg)
= Efisiensi luas kampas kopling
= 3,14
V
= Tegangan
(volt)
I
= Arus
(Ampere)
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Data Hasil Penelitian Keausan..................................................... lampiran
Data Hasil Perhitungan Daya ……......................................... ...... lampiran
Data Perhitungan Koefisien Gesek............................................... lampiran
Data Pengujian Kekerasan Brinell ……………………………..….. .lampiran
Spesifikasi Bahan Kampas kopling Non-Asbes ……...…………... lampiran
Standar ASTM D3702-94 ……………………………..……………... lampiran
Standar ASTM F1957-99………………………..…………….......... lampiran
xviii
PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP
SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK
SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN DASAR SERAT
KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN RESIN
PHENOLIC
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
SRIYONO
D 200 07 0042
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT
MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN
DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN
RESIN PHENOLIC
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana
S1
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 4 April 2012
Yang menyatakan,
Sriyono
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT
FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA
DAN RESIN PHENOLIC”, telah disetujui oleh pembimbing dan diterima
untuk memenuhi persyaratan memperoleh derajat Sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta .
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Sriyono
NIM
: D 200 07 0042
Disetujui pada :
Hari
: ……………………….
Tanggal
: ……………………….
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT
FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
DENGAN BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK
TEMBAGA DAN RESIN PHENOLIC, telah dipertahankan di hadapan Tim
Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat
memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta .
Dipersiapkan oleh :
Nama
: Sriyono
NIM
: D 200 07 0042
Disahkan pada :
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji :
Ketua
: Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT
Anggota 1
: Ir. Agus Hariyanto, MT.
..............
Anggota 2
: Ir. Masyrukan, MT.
..............
iv
v
MOTTO
“Jagalah Allah, niscaya engkau akan bersama-Nya. Kenalilah Allah
dalam kesenangan niscaya Ia mengenalimu dalam kesempitan.
Ketahuilah bahwa segala perbuatan salahmu belum tentu
mencelakaimu dan musibah yang menimpamu belum tentu akibat
kesalahanmu. Ketahuilah bahwa kemenangan beserta kesabaran,
kebahagiaan
beserta
kedukaan
dan
setiap
kesulitan
ada
kemudahan” (HR. Tarmidzi).
Takutlah
kepada
kesalahanmu
Allah
dengan
dimanapun
kebaikan,
kamu
niscaya
berada,
ia
akan
iringilah
dapat
menghapuskannya, dan pergaulilah semua manusia dengan budi
pekerti yang baik. (HR. Tarmidzi).
Belajarlah untuk ikhlas dengan meyakini bahwa apapun yang
terjadi padamu, entah itu baik atau buruk, itulah yang telah Allah
gariskan, dan itulah yang terbaik untukmu. (BPK)
vi
PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN
SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
DENGAN BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA
SERBUK TEMBAGA DAN RESIN PHENOLIC
Sriyono, Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT , Ir. Agus Hariyanto, MT.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : Sriyono@yahoo.co.id
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
komposisi bahan dengan menggunakan fraksi berat serat kelapa, serbuk
baja, serbuk tembaga dan resin phenolic terhadap kekerasan dan
keausan dari spesimen kampas kopling dan membandingkannya dengan
kampas kopling X.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kelapa,
serbuk baja, serbuk tembaga, yang telah disaring 60 mesh dan resin
phenolic. Bahan ini dicampur kemudian dipress dengan beban 4 Ton
selama 60 menit. Setelah mencapai holding time yang diinginkan, dies
(cetakan) dimasukkan kedalam sintering dengan suhu 800C selama 40
menit dan spesimen dikeluarkan dari cetakan. Setelah didapat tiga
spesimen kampas kopling variasi serbuk baja,dan serbuk tembaga, lalu
dilakukan proses pengujian keausan dengan standart ASTM D 3702-94
dan pengujian kekerasan Brinell dengan standart ASTM F 1957-99
kemudian dilakukan foto makro untuk melihat kepadatan dan sifat masingmasing bahan penyusun spesimen kampas kopling.
Hasil pengujian yang dilakukan meliputi uji keausan dan uji
kekerasan Brinell menunjukan bahwa komposisi bahan dengan
menggunakan fraksi berat serat kelapa sebesar 20 %, dan serbuk baja
sebesar 20 %, serbuk tembaga 40%, resin Phenolic 20% didapat harga
kekerasan 4,080 Kg/mm2, harga keausan uji kering 0,14 mm/jam, dan
harga keausan uji basah pengaruh oli 0,16 mm/jam. Sehingga mendekati
kampas kopling X yaitu dengan harga kekerasan3,974 Kg/mm2 harga
keausan uji kering sebesar 0,15 mm/jam dan harga keausan uji basah
pengaruh oli sebesar 0,20 mm/jam.
Kata kunci : Kampas kopling, Serat kelapa, Serbuk Baja, Serbuk
tembaga, keausan, kekerasan.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu ’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, atas segala
rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan laporan penelitian
ini dapat terselesaikan. Shalawat serta salam semoga selalu dilimpahkan
kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah menyampaikan risalah kepada
seluruh umat manusia di muka bumi dan membawa mereka yang tersesat
ke jalan yang diberkati oleh Allah SWT.
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP
SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR
BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA
DAN RESIN PHENOLIC”
dapat terselesaikan atas dukungan dari
beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan
penghargaan kepada:
1. Ir. Agus Riyanto, SR, MT, Sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas
Muhammadiyah.
2. Ir. Sartono Putro, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku selaku pembimbing Utama
yang telah memberikan bimbingan, Ilmu dan pengarahan dalam
penyusunan laporan penelitian ini.
viii
4. Ir. Agus Hariyanto. MT selaku pembimbing Pendamping yang telah
banyak memberikan motivasi, dukungan dan arahan.
5. Bapak Bambang Waluyo F., ST. MT, yang menyediakan alat-alat
untuk menunjang kelancaran praktikum.
6. Seluruh
jajaran
Dosen
Jurusan
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ilmu yang
bermanfaat guna menghadapi masa depan.
7. Tata Usaha Jurusan Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta, Mas Topo Dan Mas dayat sebagai
penunggu
perpustakaan
Teknik
Mesin
yang
telah
banyak
membantu dalam hal referensi dan administrasi.
8. Bapak (Alm) Suparmin adalah cinta dan kasih sayang sejati yang
engkau berikan. Serta yang selalu berdoa dengan ketulusan,
memberikan segala hal dalam kehidupan ananda yang tak
terbandingkan.
9. Bapak dan Ibu Tercinta yang telah membantu baik dukungan materi
maupun non materi, terima kasih atas do‟ a dan bantuannya. serta
selalu memberi semangat sehingga bisa menyelesaikan skripsi ini..
10. Kelompok Tugas Akhirku, Ari Hermawanto Dan Rahmat kusuma
Terimakasih atas kerjasamanya.
11. Temen-temen Seperjuanganku Joko Sriyanto, Dediana, Sigit,
Adi,Efendy, Choirul Kerjasama kita memberikan inspirasi.
ix
12. Semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT membalas
kebaikanmu.
Dalam tugas akhir ini penulis menyadari bahwa masih
terdapat kekeuranga, tetapi semoga dapat bermanfaat. oleh karena
itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan
penulis terima dengan senang hati, terima kasih.
Wasalammu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, 4 April 2012
Penulis
x
DAFTAR ISI
Hal
Halaman Judul .......................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ..................................................................
ii
Halaman Persetujuan ...........................................................................
iii
Halaman Pengesahan ..........................................................................
iv
Lembar Soal Tugas Akhir ......................................................................
v
Lembar Motto .......................................................................................... vi
Abstraksi ............................................................................................... vii
Kata Pengantar ...................................................................................... viii
Daftar Isi ...............................................................................................
xi
Daftar Gambar ...................................................................................... xiv
Daftar Tabel .......................................................................................... xvi
Daftar Simbol ......................................................................................... xvii
Daftar Lampiran .................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.2. Latar Belakang ..................................................................
1
1.3. Tujuan Penelitian ..............................................................
3
1.4. Manfaat Penelitian ............................................................
4
1.5. Batasan Masalah…...........................................................
4
1.6. Sistematika Penulisan.......................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Kajian Pustaka .................................................................
7
2.2
Ladasan Teori ..................................................................
8
2.2.1 Komposit ................................................................ 8
2.2.2 Serat ..................................................................... 10
2.2.3 Metalurgi Serbuk .................................................... 12
2.2.4 Mesh ........................................................................ 13
2.2.5 Matrik ...................................................................... 14
2.2.6. Serat Kelapa............................................................ 16
xi
2.2.7. Serbuk Baja ............................................................ 17
2.2.8. Serbuk Tembaga ..................................................
17
2.2.9 Resin Phenolic (Vinylester resin type ripoxy
R-802)......................................................................... 18
2.2.10. Proses Kompaksi ................................................. 20
2.2.11. Proses Sintering ..................................................... 21
2.2.12. Fraksi Berat komposit ............................................ 23
2.2.13. Keausan ................................................................. 24
2.2.14. Pengujian Kekerasan brinell .................................. 31
2.2.15. Prinsip kerja kopling ............................................. 34
BAB III
MET ODOLOGI PENELITIAN
3.1. Rancangan Penelitian.................................................... 36
3.2. Bahan dan Alat ............................................................... 38
3.2.1. Bahan .................................................................. 38
3.2.2. Alat Penelitian ....................................................... 43
3.2.3. Proses Pembuatan spesimen ............................... 51
3.3. Instalasi Pengujian.......................................................... 53
3.3.1. Alat Uji Gesek ...................................................... 53
3.3.2. Alat Uji Kekerasan ................................................ 54
3.3.3. Alat Uji Foto makro ............................................... 58
3.4. Spesimen Uji................................................................... 60
3.5. Lokasi Penelitian............................................................. 60
3.6. Prosedur Penelitian ........................................................ 61
3.6.1. Pengujian Keausan ............................................... 62
3.6.2. Pengujian kekerasan (Brinell)................................ 63
3.7. Rancangan Analisis Data ................................................. 66
3.8. Kesulitan ......................................................................... 67
xii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Keausan ........................................................
69
4.1.1. Pengujian Keausan Kering..................................... 69
4.1.2. Pengujian Keausan pengaruh Oli ….................... 70
4.2. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling....... 71
4.2.1. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling
kering ..................................................................... 71
4.2.2. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling
pengaruh oli .......................................................... 72
4.3. Pengujian Kekerasan Brinell ............................................ 73
4.4. Hasil foto makro spesimen ................................................. 75
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpula ....................................................................... 79
5.2. Saran............................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1.
Diagram alir metode metalurgi serbuk........................... 13
Gambar 2.2.
Proses Kompaksi ........................................................... 21
Gambar 2.3.
Keausan metode adhesive .............................................. 25
Gambar 2.4.
Keausan Metode Abrasive .............................................. 27
Gambar 2.5.
Mekanisme Keausan Lelah ............................................. 28
Gambar 2.6
Mekanisme Keausan Oksidasi........................................ 29
Gambar 2.7.
Pengukuran Kekerasan Brinell ....................................... 32
Gambar 3.1.
Skema diagram alir penelitian......................................... 36
Gambar 3.2.
Serat kelapa .................................................................... 39
Gambar 3.3.
Serbuk Baja .................................................................... 40
Gambar 3.4.
Serbuk Tembaga............................................................. 41
Gambar 3.5.
Resin phenolic dan katalis .............................................. 42
Gambar 3.6.
Dexton plastic stell epoxy ................................................ 42
Gambar 3.7.
Plat Kampas .................................................................... 43
Gambar 3.8.
Alat MBT Sieve Shaker AG – 515 ................................... 44
Gambar 3.9.
Timbangan digital ............................................................. 45
Gambar 3.10. Dies (cetakan) spesimen ................................................. 46
Gambar 3.11. Mesin Press .................................................................... 47
Gambar 3.12
Alat Sintering (Oven) ....................................................... 48
Gambar 3.13. Infrared Thermometer ..................................................... 49
Gambar 3.14. Digital Tachometer .......................................................... 49
Gambar 3.15. Clamp Meter ................................................................... 50
Gambar 3.16. Vernier Caliper ................................................................ 51
Gambar 3.17. Alat Pengujian Gesek ...................................................... 53
Gambar 3.18. Alat pengujian Kekerasan Brinell .................................... 54
xiv
Gambar 3.19
Tombol Pemilihan Beban (Load) Alat Uji Kekerasan Brinell
.......................................................................................... 55
Gambar 3.20. Jarum Penunjuk alat Uji Kekerasan Brinell ...................... 56
Gambar 3.21. Tombol Start Alat Uji Kekerasan Brinell .......................... 57
Gambar 3.22. Alat Inverted Metalurgy Microscope .............................. 58
Gambar 3.23. Spesimen Kampas kopling .............................................. 60
Gambar 3.24. Tombol Pemilihan Beban pada Alat Uji Kekerasan Brinell
................................................................................................................. 64
Gambar 4.1
Histogram hasil pengujian Keausan Kering … ................ 69
Gambar 4.2.
Histogram hasil pengujian Keausan Pengaruh oli ….... 70
Gambar 4.3.
Histogram Hasil koefisien gesek kering .......................... 72
Gambar 4.4.
Histogram Hasil koefisien gesek uji oli ………………….. 73
Gambar 4.5.
Histogram Hasil uji kekerasan ......................................... 74
Gambar 4.6.
Foto makro spesimen 1 ................................................... 75
Gambar 4.7.
Foto makro spesimen 2 ................................................... 76
Gambar 4.8.
Foto makro spesimen 3 ................................................... 77
xv
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1. Standar Mesh ........................................................................ 14
Tabel 4.1. Hasil penelitian keausan uji kering ....................................... 69
Tabel 4.2 Hasil penelitian keausan pengaruh oli ................................... 70
Tabel 4.3. Hasil penelitian keausan Koefisien gesek (µ) uji kering ......... 71
Tabel 4.4. Hasil penelitian koefisien gesek pengaruh oli..........................72
Tabel 4.5. Data Hasil dari pengujian Brinell ............................................ 73
xvi
DAFTAR SIMBOL
BHN = Harga kekerasan spesifik
(kg/mm2)
P
= Tekanan
(Kg/mm2)
D
= Diameter indentor
(mm)
d
= Diameter jejak
(mm)
µ
= Koefisien gesek
A
= Luas kampas
(mm2)
ro
= Radius luar injakan kampas kopling
(mm)
ri
= Radus tengah injakan kampas kopling
(mm)
T
= Torsi
(rpm )
n
= Putaran
(rpm)
= Daya
(watt)
Ω
= Omega
F
= Gaya
(Kg)
= Efisiensi luas kampas kopling
= 3,14
V
= Tegangan
(volt)
I
= Arus
(Ampere)
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Data Hasil Penelitian Keausan..................................................... lampiran
Data Hasil Perhitungan Daya ……......................................... ...... lampiran
Data Perhitungan Koefisien Gesek............................................... lampiran
Data Pengujian Kekerasan Brinell ……………………………..….. .lampiran
Spesifikasi Bahan Kampas kopling Non-Asbes ……...…………... lampiran
Standar ASTM D3702-94 ……………………………..……………... lampiran
Standar ASTM F1957-99………………………..…………….......... lampiran
xviii