TUGAS AKHIR Pengaruh Black Carbon Dan Sulfur Terhadap Koefisien Grip Bahan Ban Luar Dengan Batikan Lengkung Pada Lintasan Beton Saat Kondisi Kering Dan Basah.
TUGAS AKHIR
PENGARUH BLACK CARBON DAN SULFUR TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN
LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
DAMAR WARGONO
D.200.10.0084
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“PENGARUH
BLACK
CARBON
DAN
SULFUR
TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN LENGKUNG
PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI KERING DAN BASAH”,
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,
juni 2016
Yang menyatakan,
Damar Wargono
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir berjudul “PENGARUH BLACK CARBON DAN
SULFUR TERHADAP KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN
BATIKAN LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH”, telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima
untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: DAMAR WARGONO
NIM
: D.200.10.0084
Disetujui pada
Hari
: ....................
Tanggal
: ....................
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Pramuko I P, MT
M. Alfatih Hendrawan, ST, MT
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH BLACK CARBON DAN
SULFUR TERHADAP KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN
BATIKAN LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH”, telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan
telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: DAMAR WARGONO
NIM
: D.200.10.0084
Disahkan pada
Hari
: ....................
Tanggal
: ....................
Tim Penguji :
Ketua
: Ir. Pramuko Ilmu Purbo Putro, MT
....................
Anggota 1
: Muh Alfatih Hendrawan.,ST.,MT
....................
Anggota 2
: Agus Yulianto,ST.,MT
....................
Dekan,
Ir. Sri Sunarjono., MT., Ph.D.
Ketua Jurusan,
Tri Widodo Besar R., ST.,M.Sc. Ph.D.
iv
v
MOTTO
“ Barang siapa keluar untuk mencari ilmu maka dia berada di jalan
allah ’’
( HR. Turmudzi )
“ Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, maka apabila
engkau telah selesai dari suatu urusan, tetaplah bekerja keras untuk
urusan yang lain, dan hanya kepada tuhan MU-lah engkau berharap ’’
( Q.S. Al-Insyirah 6-8)
“ Tuntutlah ilmu, tetapi tidak melupakan ibadah , dan kenjakanlah
ibadah, tetapi tidak melupakan ilmu ”
(Hasan al-Bashri)
vi
PENGARUH BLACK CARBON DAN SULFUR TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN
LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH
Damar wargono, Pramuko. I P, M. Alfatih Hendrawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail:damarwargono@gmail.com
ABTRAKSI
Ban merupakan hal penting dari kendaraan. Sistem kerja ban
memanfaatkan gaya gesek antara permukaannya dengan permukaan
jalan yang sering disebut grip. Banyak faktor yang mempengaruhi grip,
salah satunya kualitas dari kompon ban itu sendiri. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui seberapa besar pengaruh black carbon dan sulfur
terhadap nilai koefisien grip ban terhadap batikan lengkung pada lintasan
beton kering dan basah, nilai kekuatan tarik dan nilai kekerasan dari
kompon ban.
Bahan yang digunakan untuk membuat kompon yaitu RSS dan
karet sintetis dicampur dengan bahan kimia black carbon, white oil, ZnO,
stearic acid, paraffin wax, MBTS, resin kumaron dan sulfur. Bahan- bahan
ini dicampur menggunakan two rollmixing hingga menaytu dan
membentuk lembaran kompon. Untuk mengetahui lama pematangan karet
dilakukan proses reomether. Proses selanjutnya vulkanisasi karet dengan
menggunakan mold yang di press dengan suhu 1300C. pengujian tarik
menggunakan alat rubber testing equipment dengan standart SNI.
Pengujian kekerasan menggunakan alat dengan skala Shore A hardness
teste dengan standar SNI. Pengujian koefisien grip dilakukan dengan
beban 16,2 KG selama 30 menit.
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, penambahan black
carbon dan sulfur sangat berpengaruh terhadap nilai koefisien grip, nilai
kuat tarik kompon, nilai keausan dan tingkat keausan kompon ban. Untuk
nilai koefisien grip pada kompon 1 dengan komposisi black carbon dan
sulfur sebesar 50/3 phr memiliki nilai koefisien grip tertinggi sebesar
0,716, sedangkan pada kompon 3 dengan komposisi black carbon dan
sulfur 60/4 phr mempunyai nilai koefisien grip terendah yaitu 0,696 pada
lintasan beton kondisi kering dan pembebanan 16,2 kg.
Kata kunci: black carbon, sulfur ,kompon dan Koefisien Grip
vii
PENGARUH BLACK CARBON DAN SULFUR TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN
LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH
Damar wargono, Pramuko. I P, M. Alfatih Hendrawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail:damarwargono@gmail.com
ABSTRACT
Tires are important from the vehicle. Tire work system utilizing
frictional forces between the surface with the road surface is often called a
grip. Many factors affect the grip, one of which the quality of the compound
of the tire itself. This study aims to determine how much influence black
carbon and sulfur to the coefficient of tire grip on pattern concrete arch in
the track dry and wet, the value of tensile strength and hardness of the tire
compound.
The materials used to make the compound is RSS and synthetic
rubber mixed with chemicals carbon black, white oil, ZnO, stearic acid,
paraffin wax, MBTS, coumarone resin and sulfur. These materials are
mixed using two rollmixing up blended and sheet forming compound. To
determine the length of the ripening process is done reomether rubber.
The next process of vulcanization of rubber using the mold in the press
with a temperature of 1300C. tensile test using a rubber testing equipment
with standard ISO. Hardness testing using a tool with a Shore A hardness
scale teste with ISO standards. Tests conducted by the grip coefficient of
16.2 KG load for 30 minutes.
Based on the results of tests performed, the addition of black
carbon and sulfur influence on the coefficient of grip, compound tensile
strength values, the value of wear and wear rate of the tire compound. For
the coefficient of grip on compound 1 with black carbon and sulfur
composition of 50/3 phr had the highest grip coefficient of 0.716, while the
compound 3 with a composition of black carbon and sulfur phr 60/4 has
the lowest coefficient is 0.696 grip on the concrete track dry conditions and
loading of 16.2 kg.
Keywords: black carbon, sulfur, compounds and coefficient Grip
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “PENGARUH BLACK CARBON DAN
SULFUR TERHADAP KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN
BATIKAN LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH”, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai
pihak. Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin
menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT.,Ph.D. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar R.,ST., M.Sc.,Ph.D selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin.
3. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purbo Putro, MT. Selaku pembimbing
utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran
hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Muh Alfatih Hendrawan.,ST.,MT. Selaku pembimbing
pendamping
yang
telah
banyak
memberikan
pengarahan,
bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak, ibu, kakak dan adikku yang selalu melimpahkan kasih
sayang, doa restu dan dorongan, baik moril maupun materil dalam
menyusun laporan ini.
6. Teman satu tim kompon ban Iwan, Indra, Feri, Bayu dan Arya,
terimakasih untuk semangat, kerja keras dan kerja samanya.
ix
7. Putri Rizki Mahanani yang telah sabar memberikan dorongan dan
semangat dalam keadaan suka maupun duka.
8. Rekan-rekan Teknik Mesin UMS angkatan 2010, yang telah
membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
9. CV. Trinity Rajawali Universal Surabaya yang telah bersedia
menerima dan membantu kami untuk praktek di tempatnya.
10. Staff BBKKP Yogyakarta yang telah banyak memberi pengarahan.
11. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan
kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
sangat diharapkan.
Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Juni 2016
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................ .. ii
Halaman Persetujuan ........................................................................ iii
Halaman Pengesahan ....................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................. v
Lembar Motto ..................................................................................... vi
Abstrak ............................................................................................... vii
Kata Pengantar .................................................................................. ix
Daftar Isi ........................................................................................... xi
Daftar Gambar ................................................................................... xv
Daftar Tabel ....................................................................................... xviii
Daftar Simbol ..................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian ............................................................. 3
1.3 Manfaat Penelitian ........................................................... 4
1.4 Batasan Masalah ............................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka ................................................................ 6
2.2 Dasar Teori ..................................................................... 7
2.2.1. Ban ....................................................................... 7
xi
2.2.2. Karet Alam ............................................................ 8
2.2.3. Karet Sintetis......................................................... 8
2.2.4. Kompon................................................................. 9
2.2.4.1. Accelator.................................................... 9
2.2.4.2. Bahan Penggiat (Activator). ....................... 10
2.2.4.3. Bahan Pengisi (Filler) ................................ 10
2.2.4.4. Bahan Vulkanisasi ..................................... 11
2.2.4.5. Anti Oksidan .............................................. 11
2.2.5. Coumpounding (mixing) ...................................... 12
2.2.6. Vulkanisasi .......................................................... 13
2.2.7. Teori Pengujian ................................................... 14
2.2.7.1. Pengujian Kekerasan ................................ 14
2.2.7.2. Pengujian Tarik .......................................... 15
2.2.7.3. Pengujian Koefisien Grip ........................... 16
2.2.7.4. Koefisien Grip ............................................ 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Bahan Penelitian ............................................................ 22
3.2. Bahan Tambahan ........................................................... 26
3.3. Alat Penelitian ............................................................... 26
3.4. Spesimen Uji ................................................................. 32
3.5. Instalasi Pengujian ......................................................... 34
3.6. Metode Penelitian .......................................................... 37
3.6.1. Diagram Alir Penelitian ......................................... 37
xii
3.4.2. Penguraian Diagram Alir Penelitian ..................... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Koefisien Grip ...................................... 45
4.2. Hasil Uji Tarik ................................................................. 50
4.3. Hasil Pengujian Kekerasan ........................................... 51
4.4. Pengujian Keausan ....................................................... 53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .................................................................... 59
5.2. Saran ............................................................................. 61
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Pengerolan Karet .............................................
12
Gambar 2.2 Senyawa Karet Sebelum Terjadi Ikatan Silang dan
Senyawa Karet Setelah Terjadi Ikatan Silang dengan
Sulfur ...........................................................................
13
Gambar 2.3 Pengujian Kekerasan ....................................................
15
Gambar 2.4 Skema Uji Tarik ............................................................
15
Gambar 2.5 LAT 100 Machine ..........................................................
18
Gambar 2.6 Sistem Kerja Alat Uji Grip .............................................
19
Gambar 2.7 Gaya Pada Spesimen Bahan, Kecepatan Sudut Dan
Gaya Yang Bekerja Pada Lintasan ...............................
21
Gambar 3.1 RSS (Rubber Smoke Sheet) .........................................
22
Gambar 3.2 SBR (Styrena Butadiena Rubber) .................................
22
Gambar 3.3 Sulfur (Belerang) ...........................................................
23
Gambar 3.4 Black Carbon ................................................................
23
Gambar 3.5 Parafinic Oil ..................................................................
24
Gambar 3.6 SA (Stearic Acid) .........................................................
24
Gambar 3.7 Parafin Wax .................................................................
24
Gambar 3.8 Resin Kumaron ............................................................
25
Gambar 3.9 MBTS ...........................................................................
25
Gambar 3.10 ZnO (Zinc Ocid) .........................................................
26
Gambar 3.11 Silicon Oil ...................................................................
26
xiv
Gambar 3.12 Two Roll Mixing ..........................................................
27
Gambar 3.13 Unit Pengepress dan Pemanas .................................
28
Gambar 3.14 Rheo Meter ................................................................
28
Gambar 3.15 Timbangan Digital Kecil ..............................................
29
Gambar 3.16 Cetakan (Mold) Batikan Lengkung .............................
29
Gambar 3.17 Infrared Thermometer ................................................
30
Gambar 3.18 Digital Tachometer .....................................................
30
Gambar 3.19 Clamp Meter ..............................................................
31
Gambar 3.20 Vernier Caliper ...........................................................
31
Gambar 3.21 Gelas Ukur .................................................................
32
Gambar 3.22 Timbangan Digital Besar ...........................................
32
Gambar 3.23 Spesimen Uji Batikan Lengkung ................................
33
Gambar 3.24 Alat Uji Kekerasan Shore A .......................................
34
Gambar 3.25 Skema Pengujian Tarik ...............................................
35
Gambar 3.26 Alat Uji Tarik ..............................................................
35
Gambar 3.27 Alat Uji Koefisien Grip ................................................
36
Gambar 3.28 Diagram Alir Penelitian ..............................................
37
Gambar 4.1
Koefisien Grip Bahan Ban Luar Batikan Lengkung
Dengan Campuran Black Karbon Sebesar 50 phr,
55phr, dan 60 phr Pada Lintasan Beton Kondisi Kering
dan Basah ..................................................................
Gambar 4.2
Koefisien Grip Bahan Ban Batikan Lengkung Dengan
Campuran Sulfur Sebesar 3 phr, 3.5 phr, dan 4 phr
xv
45
Pada Lintasan Beton Kondisi Kering dan Basah ........
Gambar 4.3
47
Perbandingan Koefisien Grip Bahan Ban Batikan
Lengkung Spesimen Pasaran, Spesimen 1, Spesimen 2,
Dan Spesimen 3 Pada Lintasan Beton saat Kondisi
Kering dan basah........................................................
Gambar 4.4
Perbandingan antara Jenis Spesimen Terhadap Nilai
Pengujian Tarik ...........................................................
Gambar 4.5
51
Keausan Spesimen Ban pada Lintasan Beton saat
Kondisi Kering dan Basah ..........................................
Gambar 4.7
50
Perbandingan antara Jenis Spesimen Terhadap Nilai
Uji Kekerasan .............................................................
Gambar 4.6
48
53
Kenaikan Perubahan Suhu Rata- rata Bahan Ban
Lintasan pada Pengujian Keausan Lintasan Beton saat
Kondisi Kering dan basah .......................................... .
xvi
55
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Formula Komposisi Kompon ................................................
33
Tabel 4.1 Data Nilai Koefisien Grip pada Setiap Alur Batikan Ban. .....
57
xvii
DAFTAR SIMBOL
F
= Gaya
( Newton )
rm
= Jari-jari spesimen bahan ban.
( Meter )
rl
= Jari-jari lintasan yang bersinggungan
dengan spesimen bahan ban.
( Meter )
Pm
= Daya motor
( Watt )
V
= Tegangan
( Volt )
I
= Arus
( Ampere )
T
= Torsi
( NewtonMeter )
PI
= Daya pada lintasan
( Watt )
ω
= Kecepatan Sudut
( Rad/s )
n
= Putaran
( Rpm )
φ
= Koefisien Grip
xviii
PENGARUH BLACK CARBON DAN SULFUR TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN
LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi
Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
DAMAR WARGONO
D.200.10.0084
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
“PENGARUH
BLACK
CARBON
DAN
SULFUR
TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN LENGKUNG
PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI KERING DAN BASAH”,
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,
juni 2016
Yang menyatakan,
Damar Wargono
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir berjudul “PENGARUH BLACK CARBON DAN
SULFUR TERHADAP KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN
BATIKAN LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH”, telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima
untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: DAMAR WARGONO
NIM
: D.200.10.0084
Disetujui pada
Hari
: ....................
Tanggal
: ....................
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Ir. Pramuko I P, MT
M. Alfatih Hendrawan, ST, MT
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH BLACK CARBON DAN
SULFUR TERHADAP KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN
BATIKAN LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH”, telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan
telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: DAMAR WARGONO
NIM
: D.200.10.0084
Disahkan pada
Hari
: ....................
Tanggal
: ....................
Tim Penguji :
Ketua
: Ir. Pramuko Ilmu Purbo Putro, MT
....................
Anggota 1
: Muh Alfatih Hendrawan.,ST.,MT
....................
Anggota 2
: Agus Yulianto,ST.,MT
....................
Dekan,
Ir. Sri Sunarjono., MT., Ph.D.
Ketua Jurusan,
Tri Widodo Besar R., ST.,M.Sc. Ph.D.
iv
v
MOTTO
“ Barang siapa keluar untuk mencari ilmu maka dia berada di jalan
allah ’’
( HR. Turmudzi )
“ Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, maka apabila
engkau telah selesai dari suatu urusan, tetaplah bekerja keras untuk
urusan yang lain, dan hanya kepada tuhan MU-lah engkau berharap ’’
( Q.S. Al-Insyirah 6-8)
“ Tuntutlah ilmu, tetapi tidak melupakan ibadah , dan kenjakanlah
ibadah, tetapi tidak melupakan ilmu ”
(Hasan al-Bashri)
vi
PENGARUH BLACK CARBON DAN SULFUR TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN
LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH
Damar wargono, Pramuko. I P, M. Alfatih Hendrawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail:damarwargono@gmail.com
ABTRAKSI
Ban merupakan hal penting dari kendaraan. Sistem kerja ban
memanfaatkan gaya gesek antara permukaannya dengan permukaan
jalan yang sering disebut grip. Banyak faktor yang mempengaruhi grip,
salah satunya kualitas dari kompon ban itu sendiri. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui seberapa besar pengaruh black carbon dan sulfur
terhadap nilai koefisien grip ban terhadap batikan lengkung pada lintasan
beton kering dan basah, nilai kekuatan tarik dan nilai kekerasan dari
kompon ban.
Bahan yang digunakan untuk membuat kompon yaitu RSS dan
karet sintetis dicampur dengan bahan kimia black carbon, white oil, ZnO,
stearic acid, paraffin wax, MBTS, resin kumaron dan sulfur. Bahan- bahan
ini dicampur menggunakan two rollmixing hingga menaytu dan
membentuk lembaran kompon. Untuk mengetahui lama pematangan karet
dilakukan proses reomether. Proses selanjutnya vulkanisasi karet dengan
menggunakan mold yang di press dengan suhu 1300C. pengujian tarik
menggunakan alat rubber testing equipment dengan standart SNI.
Pengujian kekerasan menggunakan alat dengan skala Shore A hardness
teste dengan standar SNI. Pengujian koefisien grip dilakukan dengan
beban 16,2 KG selama 30 menit.
Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, penambahan black
carbon dan sulfur sangat berpengaruh terhadap nilai koefisien grip, nilai
kuat tarik kompon, nilai keausan dan tingkat keausan kompon ban. Untuk
nilai koefisien grip pada kompon 1 dengan komposisi black carbon dan
sulfur sebesar 50/3 phr memiliki nilai koefisien grip tertinggi sebesar
0,716, sedangkan pada kompon 3 dengan komposisi black carbon dan
sulfur 60/4 phr mempunyai nilai koefisien grip terendah yaitu 0,696 pada
lintasan beton kondisi kering dan pembebanan 16,2 kg.
Kata kunci: black carbon, sulfur ,kompon dan Koefisien Grip
vii
PENGARUH BLACK CARBON DAN SULFUR TERHADAP
KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN BATIKAN
LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH
Damar wargono, Pramuko. I P, M. Alfatih Hendrawan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail:damarwargono@gmail.com
ABSTRACT
Tires are important from the vehicle. Tire work system utilizing
frictional forces between the surface with the road surface is often called a
grip. Many factors affect the grip, one of which the quality of the compound
of the tire itself. This study aims to determine how much influence black
carbon and sulfur to the coefficient of tire grip on pattern concrete arch in
the track dry and wet, the value of tensile strength and hardness of the tire
compound.
The materials used to make the compound is RSS and synthetic
rubber mixed with chemicals carbon black, white oil, ZnO, stearic acid,
paraffin wax, MBTS, coumarone resin and sulfur. These materials are
mixed using two rollmixing up blended and sheet forming compound. To
determine the length of the ripening process is done reomether rubber.
The next process of vulcanization of rubber using the mold in the press
with a temperature of 1300C. tensile test using a rubber testing equipment
with standard ISO. Hardness testing using a tool with a Shore A hardness
scale teste with ISO standards. Tests conducted by the grip coefficient of
16.2 KG load for 30 minutes.
Based on the results of tests performed, the addition of black
carbon and sulfur influence on the coefficient of grip, compound tensile
strength values, the value of wear and wear rate of the tire compound. For
the coefficient of grip on compound 1 with black carbon and sulfur
composition of 50/3 phr had the highest grip coefficient of 0.716, while the
compound 3 with a composition of black carbon and sulfur phr 60/4 has
the lowest coefficient is 0.696 grip on the concrete track dry conditions and
loading of 16.2 kg.
Keywords: black carbon, sulfur, compounds and coefficient Grip
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “PENGARUH BLACK CARBON DAN
SULFUR TERHADAP KOEFISIEN GRIP BAHAN BAN LUAR DENGAN
BATIKAN LENGKUNG PADA LINTASAN BETON SAAT KONDISI
KERING DAN BASAH”, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai
pihak. Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin
menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT.,Ph.D. sebagai Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar R.,ST., M.Sc.,Ph.D selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin.
3. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purbo Putro, MT. Selaku pembimbing
utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran
hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Muh Alfatih Hendrawan.,ST.,MT. Selaku pembimbing
pendamping
yang
telah
banyak
memberikan
pengarahan,
bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak, ibu, kakak dan adikku yang selalu melimpahkan kasih
sayang, doa restu dan dorongan, baik moril maupun materil dalam
menyusun laporan ini.
6. Teman satu tim kompon ban Iwan, Indra, Feri, Bayu dan Arya,
terimakasih untuk semangat, kerja keras dan kerja samanya.
ix
7. Putri Rizki Mahanani yang telah sabar memberikan dorongan dan
semangat dalam keadaan suka maupun duka.
8. Rekan-rekan Teknik Mesin UMS angkatan 2010, yang telah
membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat
disebutkan satu persatu.
9. CV. Trinity Rajawali Universal Surabaya yang telah bersedia
menerima dan membantu kami untuk praktek di tempatnya.
10. Staff BBKKP Yogyakarta yang telah banyak memberi pengarahan.
11. Semua pihak yang telah membantu penulis, semoga kebaikan
kalian mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amin.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
sangat diharapkan.
Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Juni 2016
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................ .. ii
Halaman Persetujuan ........................................................................ iii
Halaman Pengesahan ....................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................. v
Lembar Motto ..................................................................................... vi
Abstrak ............................................................................................... vii
Kata Pengantar .................................................................................. ix
Daftar Isi ........................................................................................... xi
Daftar Gambar ................................................................................... xv
Daftar Tabel ....................................................................................... xviii
Daftar Simbol ..................................................................................... xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian ............................................................. 3
1.3 Manfaat Penelitian ........................................................... 4
1.4 Batasan Masalah ............................................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka ................................................................ 6
2.2 Dasar Teori ..................................................................... 7
2.2.1. Ban ....................................................................... 7
xi
2.2.2. Karet Alam ............................................................ 8
2.2.3. Karet Sintetis......................................................... 8
2.2.4. Kompon................................................................. 9
2.2.4.1. Accelator.................................................... 9
2.2.4.2. Bahan Penggiat (Activator). ....................... 10
2.2.4.3. Bahan Pengisi (Filler) ................................ 10
2.2.4.4. Bahan Vulkanisasi ..................................... 11
2.2.4.5. Anti Oksidan .............................................. 11
2.2.5. Coumpounding (mixing) ...................................... 12
2.2.6. Vulkanisasi .......................................................... 13
2.2.7. Teori Pengujian ................................................... 14
2.2.7.1. Pengujian Kekerasan ................................ 14
2.2.7.2. Pengujian Tarik .......................................... 15
2.2.7.3. Pengujian Koefisien Grip ........................... 16
2.2.7.4. Koefisien Grip ............................................ 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Bahan Penelitian ............................................................ 22
3.2. Bahan Tambahan ........................................................... 26
3.3. Alat Penelitian ............................................................... 26
3.4. Spesimen Uji ................................................................. 32
3.5. Instalasi Pengujian ......................................................... 34
3.6. Metode Penelitian .......................................................... 37
3.6.1. Diagram Alir Penelitian ......................................... 37
xii
3.4.2. Penguraian Diagram Alir Penelitian ..................... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Koefisien Grip ...................................... 45
4.2. Hasil Uji Tarik ................................................................. 50
4.3. Hasil Pengujian Kekerasan ........................................... 51
4.4. Pengujian Keausan ....................................................... 53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .................................................................... 59
5.2. Saran ............................................................................. 61
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Pengerolan Karet .............................................
12
Gambar 2.2 Senyawa Karet Sebelum Terjadi Ikatan Silang dan
Senyawa Karet Setelah Terjadi Ikatan Silang dengan
Sulfur ...........................................................................
13
Gambar 2.3 Pengujian Kekerasan ....................................................
15
Gambar 2.4 Skema Uji Tarik ............................................................
15
Gambar 2.5 LAT 100 Machine ..........................................................
18
Gambar 2.6 Sistem Kerja Alat Uji Grip .............................................
19
Gambar 2.7 Gaya Pada Spesimen Bahan, Kecepatan Sudut Dan
Gaya Yang Bekerja Pada Lintasan ...............................
21
Gambar 3.1 RSS (Rubber Smoke Sheet) .........................................
22
Gambar 3.2 SBR (Styrena Butadiena Rubber) .................................
22
Gambar 3.3 Sulfur (Belerang) ...........................................................
23
Gambar 3.4 Black Carbon ................................................................
23
Gambar 3.5 Parafinic Oil ..................................................................
24
Gambar 3.6 SA (Stearic Acid) .........................................................
24
Gambar 3.7 Parafin Wax .................................................................
24
Gambar 3.8 Resin Kumaron ............................................................
25
Gambar 3.9 MBTS ...........................................................................
25
Gambar 3.10 ZnO (Zinc Ocid) .........................................................
26
Gambar 3.11 Silicon Oil ...................................................................
26
xiv
Gambar 3.12 Two Roll Mixing ..........................................................
27
Gambar 3.13 Unit Pengepress dan Pemanas .................................
28
Gambar 3.14 Rheo Meter ................................................................
28
Gambar 3.15 Timbangan Digital Kecil ..............................................
29
Gambar 3.16 Cetakan (Mold) Batikan Lengkung .............................
29
Gambar 3.17 Infrared Thermometer ................................................
30
Gambar 3.18 Digital Tachometer .....................................................
30
Gambar 3.19 Clamp Meter ..............................................................
31
Gambar 3.20 Vernier Caliper ...........................................................
31
Gambar 3.21 Gelas Ukur .................................................................
32
Gambar 3.22 Timbangan Digital Besar ...........................................
32
Gambar 3.23 Spesimen Uji Batikan Lengkung ................................
33
Gambar 3.24 Alat Uji Kekerasan Shore A .......................................
34
Gambar 3.25 Skema Pengujian Tarik ...............................................
35
Gambar 3.26 Alat Uji Tarik ..............................................................
35
Gambar 3.27 Alat Uji Koefisien Grip ................................................
36
Gambar 3.28 Diagram Alir Penelitian ..............................................
37
Gambar 4.1
Koefisien Grip Bahan Ban Luar Batikan Lengkung
Dengan Campuran Black Karbon Sebesar 50 phr,
55phr, dan 60 phr Pada Lintasan Beton Kondisi Kering
dan Basah ..................................................................
Gambar 4.2
Koefisien Grip Bahan Ban Batikan Lengkung Dengan
Campuran Sulfur Sebesar 3 phr, 3.5 phr, dan 4 phr
xv
45
Pada Lintasan Beton Kondisi Kering dan Basah ........
Gambar 4.3
47
Perbandingan Koefisien Grip Bahan Ban Batikan
Lengkung Spesimen Pasaran, Spesimen 1, Spesimen 2,
Dan Spesimen 3 Pada Lintasan Beton saat Kondisi
Kering dan basah........................................................
Gambar 4.4
Perbandingan antara Jenis Spesimen Terhadap Nilai
Pengujian Tarik ...........................................................
Gambar 4.5
51
Keausan Spesimen Ban pada Lintasan Beton saat
Kondisi Kering dan Basah ..........................................
Gambar 4.7
50
Perbandingan antara Jenis Spesimen Terhadap Nilai
Uji Kekerasan .............................................................
Gambar 4.6
48
53
Kenaikan Perubahan Suhu Rata- rata Bahan Ban
Lintasan pada Pengujian Keausan Lintasan Beton saat
Kondisi Kering dan basah .......................................... .
xvi
55
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Formula Komposisi Kompon ................................................
33
Tabel 4.1 Data Nilai Koefisien Grip pada Setiap Alur Batikan Ban. .....
57
xvii
DAFTAR SIMBOL
F
= Gaya
( Newton )
rm
= Jari-jari spesimen bahan ban.
( Meter )
rl
= Jari-jari lintasan yang bersinggungan
dengan spesimen bahan ban.
( Meter )
Pm
= Daya motor
( Watt )
V
= Tegangan
( Volt )
I
= Arus
( Ampere )
T
= Torsi
( NewtonMeter )
PI
= Daya pada lintasan
( Watt )
ω
= Kecepatan Sudut
( Rad/s )
n
= Putaran
( Rpm )
φ
= Koefisien Grip
xviii