Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

PENGARUH CAMPURAN SERBUK ARANG TEMPURUNG
KELAPA HIBRIDA DAN SERBUK ALUMINIUM SEBAGAI
MATERIAL ALTERNATIF KAMPAS REM SEPEDA MOTOR
NON-ASBESTOS
SKRIPSI
Skripsi yang diajukan untuk melengkapi
Syarat untuk memperoleh sarjana teknik

Oleh :
YOSIA TARIGAN
100401012

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala
karunia dan anugerah-Nya yang senantiasa diberikan sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun Skripsi
yang dipilih, diambil dari mata kuliah Proses Produksi Non Logam, yaitu “Pengaruh
Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida Dan Serbuk Aluminium Sebagai
Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos”.

Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan
pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari
perkuliahan, menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Dosen
Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak. Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. sebagai dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya dan dengan sabar membimbing saya hingga tugas ini
dapat terselesaikan.
2. Bapak Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik USU.

3. Bapak M.Bisrul Hapis Tambunan dari Universitas Negeri Medan yang telah
berkenan membantu penulis dalam pembutan spesimen dan pengujian kekerasan.
4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Mesin Fakultas
Teknik USU.
5. Kedua orang tua tercinta atas segala pengorbanan dan doanya yang tidak
tergantikan.

i

Universitas Sumatera Utara

6. Kepada abang dan kakak yang telah banyak memberikan dukungan baik dalam
bentuk moril, materil dan doa
7. Kepada teman-teman mahasiswa teknik mesin khususnya stambuk 2010 yang
selalu mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi
penyempurnaan di masa mendatang.
Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.


Medan,

Maret 2016

Penulis,

YOSIA TARIGAN
NIM: 100401012

ii

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Kampas rem dari bahan asbestos hanya memiliki satu jenis fiber yaitu asbes
yang merupakan komponen yang menimbulkan karsinogenik yang dituding sebagai
salah satu zat penyebab kangker paru-paru. Serbuk arang tempurung kelapa hibrida
dapat digunakan sebagai material alternatif kampas rem sepeda motor non-asbestos.
Dalam penelitian ini, pembuatan spesimen dengan menggunakan metoda Proses Cetakan

Tekan (Compression Molding). Proses cetakan ini menggunakan ragum sebagai penekannya.

Pada komposisi 51% tempurung kelapa + 5% serbuk aluminium + 40% resin
phenolic + 4% katalis atau spesimen F1 memiliki tingkat kekerasan yang paling
tinggi yaitu, 100.83 HRL, dan memiliki tingkat keausan yang paling rendah yaitu,
1.96 x 10-7 gram/mm2.detik. Dengan melakukan variasi komposisi akan didapat
angka kekerasan dan keausan yang paling optimum. Variasi komposisi serbuk arang
tempurung kelapa sangat berpengaruh terhadap angka kekerasan dan angka keausan
kampas rem.

Kata kunci : serbuk arang tempurung kelapa hibrida, serbuk aluminium,kekerasan,
keausan, kampas rem sepeda motor non-asbestos.

iii

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

The brake shoes of the asbestos material has only one type of fiber that is

asbestos which is a component that raises carcinogenic substance has been blamed
as one cause of lung cancer. Hybrid coconut shell charcoal powder can be used as an
alternative material brake shoes motorcycle non – asbestos.In this study, the
manufacture of the specimen using the method Process Matter Press (Compression
Molding). This molding process using a vise as it suppressed. On the composition of
51% + 5% coconut shell aluminum powder + 40% + 4% phenolic resin catalyst or
specimen F1 has the highest levels of violence, namely, 100.83 HRL, and has the
wear rate is the lowest that is, 1.96 x 10-7 g / mm2.detik. By doing variations of the
composition will be obtained of violence and the most optimum wear. Variations in
the composition of coconut shell charcoal powder affects the level of violence and
number of brake lining wear.

Keywords: hybrid coconut shell charcoal powder, aluminum powder, hardness, wear,
brake lining of non-asbestos motorcycle.

iv

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI


KATA PENGANTAR ..............................................................................

i

ABSTRAK ……………………………………………………………….

iii

DAFTAR ISI ……………………………………………………………..

v

DAFTAR GAMBAR .................................................................................

viii

DAFTAR TABEL .....................................................................................

xi


DAFTAR NOTASI ……………………………………………………...

xii

BAB 1

BAB 2

PENDAHULUAN ………………………………………….. . 1
1.1 Latar Belakang …………………………………………....

1

1.2 Tujuan Penelitian ………………………………………...

3

1.3 Batasan Masalah…………………………………………..


3

1.4 Sistematika Penulisan…………………………….………

4

TINJAUAN PUSTAKA …………………………………….

5

2.1 Pengertian Bahan Komposit ….……………...…………..

5

2.2 Tinjauan Umum Tanaman Kelapa………………………..

7

2.2.1


Jenis Tumbuhan Kelapa………………………….

8

2.2.2

Kelapa Hibrida…………………………………..

9

v

Universitas Sumatera Utara

2.2.3

Syarat Pertumbuhan Kelapa Hibrida…………….. 10

2.2.4


Manfaat Kelapa Hibrida………………………… 10

2.2.5

Karakteristik Pohon Kelapa Hibrida…………….. 11

2.2.6 Tempurung Kelapa………..……………………….

13

2.3 Komposit Matrik Logam………….……………………..

14

2.4 Aluminium …………………….………………………..

14

2.4.1 Sifat-sifat Aluminium………….…………………..


15

2.4.2 Paduan Aluminium ………….…………………….

17

2.5 Polyester Resin Tak Jenuh ………….…………………...

20

2.6 Katalis MEKPO (Metyiel Ethyil Ketone Perioksida ……

22

2.7 Kampas Rem …………………………..….……………..

22

2.8Material Komposit Untuk Kampas Rem…………..……

23

2.9 Mekanisme Kerja Pengereman Pada Sepeda Motor….…

23

2.10 Sifat Mekanik Kampas Rem …..……………………….. 26
2.11 Pengujian Sifat Mekanik……………..….……………… 28
2.11.1 Pengujian Kekerasan …………….….…………… 28
2.11.2 Pengujian Keausan ……..……..….……………… 32
BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN …………………………… 37
3.1 Metoda……………………………………………………. 37
3.2 Waktu dan Tempat……………………………………….. 37

vi

Universitas Sumatera Utara

3.3 Alat Dan Bahan…………………………………………... 37
3.3.1 Alat ………………………………………………..

37

3.3.2 Bahan………………………………………………

42

3.4 Prosedur Penelitian………………………………………. 44
3.4.1 Penyiapan Bahan Baku…………………………….. 44
3.4.2 Variabel Penelitian…………………………………

44

3.5 Pengujian Sifat Mekanik………………………………...

45

3.5.1 Pengujian Kekerasan……………………………….

45

3.5.2 Pengujian Keausan…………………………………

46

3.6 Diagram Alir Penelitian………………………………….

48

BAB 4

HASIL

DAN PEMBAHASAN…….……………………….. …………..

49

4.1. Hasil……………………………………………………... 49
4.1.1. Hasil Pengujian Kekerasan……………………...… 49
4.1.2 Hasil Pengujian Laju Keausan…………………...… 51
4.2 Pembahasan………………………………………………

54

4.2.1 Pengujian kekerasan……………………………….

54

4.2.2 Pengujian laju keausan……………………………..

56

vii

Universitas Sumatera Utara

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN……………………………...

59

5.1 Kesimpulan ………………………………………………

59

5.2 Saran ……………………………………………………..

59

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

viii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 diagram komposit berdasarkan bahan penyusunnya(Gibson,1984) 5

Gambar 2.2 klasifikasi/skema struktur komposit (Callister, 1994)..................

6

Gambar 2.3 Pohon Kelapa ...............................................................................

12

Gambar 2.4 Mekanisme penyetelan sepatu rem...............................................

24

Gambar 2.5bagian-bagian kampas rem ............................................................

25

Gambar 2.6Pengujian Brinell (Callister, 2001)................................................

29

Gambar 2.7Prinsip Kerja Metode Kekerasan Rockwell(Callister, 2001) ........

30

Gambar 2.8Pengujian Vickers (Callister, 2001) ..............................................

32

Gambar 2.9Bentuk Identor Knoop (Callister, 2001) ........................................

32

Gambar 2.10Keausan Metode Adhesive(Callister, 2001) ................................

33

Gambar 2.11Keausan Metode Abrasive(Callister, 2001) ................................

34

Gambar 2.12. Mekanisme Keausan Lelah(Callister, 2001) .............................

34

Gambar 2.13Mekanisme Keausan Oksidasi(Callister, 2001) ..........................

35

Gambar 2.14 Skematis Keausan Erosi(Callister, 2001) ...................................

35

Gambar 2.15 Pengujian Pin on Disk(Sumber: ASTM G 99-04)......................

36

Gambar 3.1 Mesin penggiling .........................................................................

37

Gambar 3.2Timbangan Digital .........................................................................

38

Gambar 3.3 Mesh ukuran 0.841mm .................................................................

39

Gambar 3.4Cetakan Untuk Uji Kekerasan .......................................................

40

Gambar 3.5Cetakan Untuk Uji Keausan ..........................................................

40

Gambar 3.6Alat Uji Kekerasan. .......................................................................

41

Gambar 3.7Alat Ujikeausan .............................................................................

41

Gambar 3.8Serbuk arang tempurung kelapa ....................................................

42

Gambar 3.9 Serbuk aluminium ........................................................................

42

Gambar 3.10Resin Unsaturated Polyester BQTN-157....................................

43
ix

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.11 Methyl Ethyl Ketone Peroksida (MEKPO) ................................

43

Gambar 3.12Wax .............................................................................................

44

Gambar 3.13 Spesimen uji kekerasan standart ASTM E-10 ............................

46

Gambar 3.14Pengujian kekerasan ....................................................................

46

Gambar 3.15 Spesimen uji keausan standar ASTM G99-0 .............................

47

Gambar 3.16 Pengujian keausan dengan metode pin on disk ..........................

47

Gambar 3.17 Diagram alir penelitian ...............................................................

48

Gambar 4.1 Grafik Uji Kekerasan F1 ..............................................................

50

Gambar 4.2 Grafik Uji Kekerasan F2 ..............................................................

50

Gambar 4.3 Grafik Uji Kekerasan F3 ..............................................................

51

Gambar 4.4 Grafik Laju Keausan F1 ...............................................................

52

Gambar 4.5 Grafik Laju Keausan F2 ...............................................................

53

Gambar 4.6 Grafik Laju Keausan F3 ...............................................................

54

Gambar 4.7 Grafik Rata-rata Uji Kekerasan ....................................................

55

Gambar 4.8 Spesimen Uji Kekerasan ..............................................................

56

Gambar 4.9 Grafik Rata-rata Laju Keausan .....................................................

57

Gambar 4.10 Spesimen Uji Keausan................................................................

58

x

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa hibrida. ................................

13

Tabel 2.2 Sifat-sifat fisik Aluminium ..............................................................

16

Tabel 2.3 Sifat-sifat mekanik Aluminium ........................................................

16

Tabel 2.4Kelompok Paduan Aluminium..........................................................

17

Tabel 2.5. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh .............................

21

Tabel 2.6Rockwell Hardness Scales.................................................................

30

Tabel 3.1 Diameter Mesh .................................................................................

39

Table 3.2 Variasi Komposisi Antar Sampel .....................................................

45

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kekerasan ..............................................................

49

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Laju Keausan .........................................................

52

xi

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR NOTASI
SIMBOL

KETERANGAN

SATUAN

A

Luas penampang

mm

A

Luas bidang kontak pengausan

mm

b

Lebar specimen

Mm

d

Tebal specimen

Mm

D

Diameter bola

Mm

F

Beban

Kgf

F

Gaya

N

F0

Beban minor

Kgf

F1

Beban mayor

Kgf

HB

Hardness Brinell

2
Kgf/mm

HR

Hardness Rockwell

2
Kgf/mm

HV

Hardness Vickerss

2
Kgf/mm

L

Panjang specimen

mm

L

Jarak penampang

mm

2

2

xii

Universitas Sumatera Utara

L0

Panjang awal specimen

mm

P

Tekanan

N

P

Beban yang di gunakan

Kg

S

Tegangan Lentur

2
N/mm

t

Waktu/lama pengausan

Detik

W

Laju Keausan

2
Gram/mm .det\k

W0

Berat awal spesimen

Gram

W1

Berat akhir spesimen

Gram

θ

Sudut antara permukaan intan yang
berlawanan

136

0

xiii

Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

2 14 87

KAJI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI PENGEREMAN KAMPAS REM NON-ASBESTOS BERBAHAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA SEBAGAI BAHAN ALTERNATIF KAMPAS REM MOBIL.

0 3 16

STUDI PEMANFAATAN CAMPURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA-ALUMINIUM SEBAGAI MATERIAL ALTERNATIF KAMPAS REM SEPEDA MOTOR NON-ASBESTOSSTUDI PEMANFAATAN CAMPURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA-ALUMINIUM SEBAGAI MATERIAL ALTERNATIF KAMPAS REM SEPEDA MOTOR NON-ASBESTOS.

1 9 10

PEMANFAATAN SERBUK BAMBU SEBAGAI ALTERNATIF MATERIAL KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR.

1 1 8

Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

0 0 2

Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

0 1 4

Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

0 0 35

Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

0 0 2

Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos

0 0 5

PEMANFAATAN SERBUK BAMBU SEBAGAI ALTERNATIF MATERIAL KAMPAS REM NON-ASBESTOS SEPEDA MOTOR

0 1 70