i
TUGAS AKHIR
PENGARUH KOMPOSISI KOMPON BAN DENGAN
BATIKAN ZIG-ZAG TERHADAP KOEFISIEN GESEK
BANPADA LINTASAN ASPAL
BASAH DAN KERING
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada JurusanTeknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
ARY DWI RAHMANTO
NIM : D200 090 071
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyaiakan denqan seslngguhnya bahwa skrpsideigan jodul PENGARUH KOMPOSISIKOMPON BAN DENGAN BATIKAN ZIG.ZAG
TERHADAP KOEFISIEN GESEK BAN PADA LINTASAN ASPAL
BASAH OAN KERING
Yang
dibuat
untuk
memenuh sebaqan syarat
mempeoeh
derajatsa.jana
51
pada
Jurusan Teknlk MesinFakutas
Teknik Un versitas [,luhammadiyah Suekada. sejauh yang saya kelahui bukan merupakaniituan atau
duplikasida.
skripsi yanq sudah dioublikasikandan
alaupernah
dipakai
lniuk
mendapaikargear
kesarjanaandi
tingkunga.Universias Mlhammadiyah Surakarta
alau lnstarsi
manapun, kecuaibagian
yang
sumbe.
inlormaslnyasaya
cantumkan
sebagaimanaHALAMAN PERSETUJUAN
Toqas
akhn
bedudul "PENGARUH
KO
POSISI
KOMPON
BAN OENGAN BATIKAN ZIG.ZAG TERHADAP KOEFISIEN GESEK BAN PADA LINTASAN ASPAL BASAH DAN KERING", telah diseiujui oleh Pembimbinqdan
diterima
uniuk
memenuhisebagian
persyaEtan memperolehde€iat
sarjanaS1
pada Jurusan Toknlk lvlesin Fakulas Teknik Un versitas Muhammadiyah Su.akarta.N,m,
,ARYDwl
RAHMANTONrM
0.200 0s0 07{Tanoqal
:
3{wl
.),16/**
a.
Pamuko lP..h.MT.
Pembi0binq Pendampins
iii
HALAIVAN PENGESAHAN
Toqas
Akhh beiudul
"PENGARUH
KOMPOSISI KOt\/tPON BAN DENGAN BATIKAN ZIG,ZAG TERHADAP KOEFISIEN GESEK BAN PADA LINTASAN ASPAL BASAH DAN KERING", lelah diperrahankardi
hadapanTim
Pengujidan ielah
dinyatakansah
untuk memenlhlsebagian syarat mempebleh
de€jal sarjaia
51
pada Jurusan Te(nik lMesin Fak!llas Teknik Universilas Muhammad yah Surakana.NIM
: ARY DWI RAHMANTO
wiiianto, sT, M.Eno,
sc
w
Miv
vi MOTTO
“ Niscaya Allah akan meninggikan beberapa derajat orang-orang
yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu
pengetahuan beberapa derajat“
(Q.S. Al mujadalah 11)
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.
vii
PENGARUH KOMPOSISI KOMPON BAN DENGAN BATIKAN
ZIG-ZAG TERHADAP KOEFISIEN GESEK BAN PADA
LINTASANASPAL BASAH DAN KERING
Ary Dwi R, Pramuko I P, Ir., M.T. , Supriyono,Ph.D.Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail:[email protected]
ABTRAKSI
Kebutuhan manusia akan mobilitas yang cepat aman dan nyaman saat ini sangatlah penting. Dizaman yang sudah modern seperti ini manusia dituntutut lebih kreatif agar bisa menyesuaikan zaman. Kebutuhan dalam hal transportasi saat ini menjadi suatu keharusan bagi manusia. Penggunaan kendaraan bermotor seperti sepeda motor, mobil serta bus ini sudah tidak asing lagi di kalangan masyarakat. Karena dalam keseharianya manusia pasti menggunakan alat transportasi seperti ini. Salah satu komponen pendukung alat transportasi diatas adalah ban. Ban merupakan bagian yang penting dalam kendaraan seperti di atas. Faktor keamanan dan kenyamanan sangat ditentukan oleh komposisi yang ada daam ban tersebut. Tujuan penelitian disini adalah untuk mengetahui komposisi kompon yang baik dalam pembuatan ban, serta mengeahui kuat tarik dan kekerasan pada ban tersebut
Bahan yang digunakan dalam pembuatan kompon adalah karet alam RSS dan karet sintetis SBR dicampur dengan bahan kimia black carbon, white oil, Zno, strearic acid, prafin wax, MBTS, resin cumaron dan sulfur, dicampur menggunakan alat rolling mixing hingga membentuk lembaran. Dilakukan pengujian rheometer untuk mengetahui nilai kematangan, setelah itu divulkanisasi dengan mold batikan zig-zag pada mesin vulkanizing press. Pengujian kekerasan menggunakan alat uji shore hardness tester dengan standar SNI dengan hasil kompon pasaran 60, kompon 1,2,3 masing-masing 68,33, 69, 74. Pengujian tarik menggunakan alat uji rubber testing equipment dengan standar SNIdengan hasil kompon pasaran 205,163, kompon 1,2,3 masing-masing 178,64, 141,007, 111,737. Pengujian koefisien gesek dengan menggunakan alat uji kampas rem yang telah direkayasa untuk pengujian grip ban dengan hasil kompon pasaran 0,773, kompon 1,2,3 masing-masing 0,756, 0,751, 0,725 pada kondisi keringdan kompon pasaran 0,727, kompon 1,2,3 masing-masing 0,702, 0,693, 0,685 dalam kondisi basah.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikumWr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “PENGARUH KOMPOSISI KOMPON BAN DENGAN BATIKAN ZIG-ZAG TERHADAP KOEFISIEN GESEK BAN
PADA LINTASAN ASPAL BASAH DAN KERING“, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya 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 sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Supriyono, Ph.D. selaku pembimbing pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak Bambang Waluyo F, ST,.MT yang telah menyediakan alat dan tempat untuk menunjang kelancaran penelitian.
6. Bapak ,Ibu dan keluarga tercinta, yang tiada hentinya memberikan doa, semangat dan motivasi.
ix
8. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin yang ikut memberi saran dan motivasi.
9. 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 penulisdan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 3 Mei 2016
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 ... viii
Daftar Isi ... x
Daftar Gambar ... xiii
Daftar Tabel ... xvi
Daftar Simbol ... xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 3
1.3 TujuanPenelitian ... 3
1.4 Manfaat Penelitian ... 4
1.5 Batasan Masalah ... 4
1.6 Sitematika Penulisan ... 5
xi
2.2 Dasar Teori ... 8
2.2.1. Ban ... 8
2.2.2. Kompon ... 11
2.2.3. Karet ... 12
2.2.4. Bahan-bahan Tambahan ... 13
2.2.4.1 Bahan Pencepat ... 13
2.2.4.2 Bahan Penggiat ... 14
2.2.4.3 Bahan Pengisi ... 14
2.2.4.4 Proccesing Oil ... 17
2.2.4.5 Bahan Anti Oksidan ... 18
2.2.4.6 Bahan Vulkanisir ... 19
2.2.5. Proses Vulkanisasi ... 19
2.2.6. Teori Pengujian ... 21
2.2.6.1. Pengujian Kekerasan ... 21
2.2.6.2. Pengujian Tarik... 23
2.2.6.3. Pengujian Gesek ... 23
2.2.6.4. Koefisien Gesek ... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Rancangan Penelitian ... 29
3.2. PenguraianDiagram Alir Penelitian... 31
3.3. Bahandan Alat ... 33
xii
3.3.2. Alat ... 38
3.4. Spesimen Uji ... 44
3.5. Instalasi Pengujian ... 45
3.6. Lokasi Penelitian...49
3.7 Proses Pengambilan Data...50
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengujian ... 52
4.1.1. Hasil Uji Kekerasan ... 52
4.1.2. Hasil Studi Uji Tarik ... 54
4.1.3. HasilUji Gesekan Pada Aspal ... 56
4.1.3.1. Hasil Perhitungan Volume Keausan ... 56
4.1.3.2. Hasil Perhitungan Koefisien Gesek ... 59
4.1.4. Hasil Foto Macro ... 61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 66
5.2. Saran ... 67 DAFTAR PUSTAKA
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ban Radial dan Bias ... 9
Gambar 2.2 Ban Tubeless ... 10
Gambar 2.3 Susunan Kontruksi Ban ... 11
Gambar 2.4 Skema Uji Gesekan ... 26
Gambar 2.5 Hubungan Antara Gaya Keliling, Daya dan Kecepatan Sudut ... 27
Gambar 3.1 Skema Diagram Alir Penelitian ... 29
Gambar 3.2 RSS ... 32
Gambar 3.3 SBR ... 33
Gambar 3.4 Black Carbon ... 33
Gambar 3.5 Sulfur ... 34
Gambar 3.6 White Oil ... 34
Gambar 3.7 Stearic Acid ... 35
Gambar 3.8 Parafin wax ... 35
Gambar 3.9 MBTS ... 36
Gambar 3.10 Resin Kumaron ... 36
Gambar 3.11 Zinc Oxide ... 37
Gambar 3.12 Two Roll Mixing ... 37
Gambar 3.13Vulcanizing Press... 38
Gambar 3.14 Rheo Meter ... 38
xiv
Gambar 3.16 Mold Spesimen Ban Batikan Zig-Zag ... 39
Gambar 3.17Silicon Oil ... 40
Gambar 3.18 Non Contact Infrared Thermometer ... 40
Gambar 3.19 Digital Tachometer ... 41
Gambar 3.20 Clamp Meter ... 41
Gambar 3.21Vernier Caliper ... 42
Gambar 3.22 Gelas Ukur ... 42
Gambar 3.23 Kompon Hasil Vulkanisasi ... 44
Gambar 3.24 Alat Pengujian Kekerasan Shore A ... 45
Gambar 3.25 Skema Pengujian Kekerasan Shore A ... 45
Gambar 3.26 Alat Uji Tarik ... 46
Gambar 3.27 Skema Uji Tarik ... 46
Gambar 3.28 Lintasan Aspal... 47
Gambar 3.29 Alat Uji Gesek ... 47
Gambar 3.30 Instalasi Pengujian Gesek ... 48
Gambar 4.1Histogram hubungan antara kompon terhadap nilai kekerasan shore A ... 52
Gambar 4.2 Histogram hubungan antara jenis kompon terhadap nilai tegangan tarik ... 54
Gambar 4.3 Histogram hubungan antara jenis kompon terhadap tingkat keausan rata-rata pada kondisi kering ... 56
xv
Gambar 4.5 Histogram hubungan antara jenis kompon dengan koefisien
gesek pada kondisi kering ... 58
Gambar 4.6 Histogram hubungan antara jenis kompon terhadap koefisien gesek pada kondisi basah ... 59
Gambar 4.7 Foto macro kompon pasaran ... 60
Gambar 4.8 Foto macro kompon 1 ... 61
Gambar 4.9 Foto macro kompon 2 ... 61
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis-jenis Black Carbon ... 16
Tabel 2.2 Referensi koefisien gesek (Engineer’s handbook) ... 26
Tabel 3.1 Vormulasi kompon ... 43
Tabel 4.1Hasil uji kekerasan shore A ... 51
Tabel 4.2Hasil uji tarik ... 53
Tabel 4.3Tingkat keausan kompon pada kondisi kering... 55
Tabel 4.4Tabel tingkat keausan kompon pada kondisi basah... 56
Tabel 4.5Koefisien gesek pada kondisi kering ... 58
xvii
DAFTAR SIMBOL
P = Daya (Watt)
V =Tegangan (Volt)
I =Kuat arus (Ampere)
Μ = Koefisien gesek
F = Gaya gesek (Newton)
N = Gaya normal (Newton)
T = Torsi (Nm)
N = Putaran (rpm)
R = Jari – jari lingkaran (mm)
Ω = Kecepatan sudut (rad/s)
M = massa (Kg)
W = Gaya Berat (Newon)