DESAIN PARAMETER EDDY CURRENT BRAKE PADA KENDARAAN BERTRANSMISI OTOMATIS
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik
Disusun oleh:
MUHAMMAD RIZAL ARFANDI I0415060
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA 2019
iv
PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS
Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa laporan akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya, tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali tulisan yang diacu dalam laporan ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Jika terdapat hal-hal yang tidak sesuai, maka saya bersedia dikenai sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Surakarta, Juli 2019
v
ABSTRAK
DESAIN PARAMETER EDDY CURRENT BRAKE PADA KENDARAAN BERTRANSMISI OTOMATIS
Muhammad Rizal Arfandi Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, Indonesia
Email : rizalarfandi@student.uns.ac.id
Salah satu bagian kendaraan bermotor yang mendukung keselamatan adalah rem, kendaraan menggunakan rem konvensional yang menggunakan prinsip gesekan, akan tetapi rem yang menggunakan prinsip gesekan memiliki kelemahan yaitu dapat menimbulkan panas yang dapat menurunkan kemampuan pengereman. Eddy Current Brake (ECB) dapat digunakan untuk menjadi satu sistem pendukung pengereman. Penelitian ini membahas tentang ECB dengan variasi pada sumber magnet elektromagnetik berupa celah udara. Metode eksperimen menggunakan variasi celah 0,5 mm, 1,0 mm, 2,0 mm, 3,5 mm, daan 5,5 mm dan kecepatan putar 150 rpm, 300 rpm, 450 rpm, 600 rpm, dan 750 rpm pada pengambilan data torsi ECB. Dari hasil penelitian didapatkan karakteristik pengereman ECB dengan nilai pengereman terbaik pada celah 0,5 mm pada kecepatan putar 600 rpm yang menghasilkan torsi sebesar 12 Nm.
vi
ABSTRACT
PARAMETRIC DESIGN OF EDDY CURRENT BRAKE ON AUTOMATIC VEHICLES
Muhammad Rizal Arfandi Mechanical Engineering Department Faculty of Engineering, Sebelas Maret University
Surakarta, Indonesia
Email : rizalarfandi@student.uns.ac.id
One part of the vehicle that supports safety is the braking system, the braking system on the vehicle uses the friction principle, however brakes with friction principle have some disadventage of causing heat which can redusce braking ability. Eddy Current Brake (ECB) can be used to become a braking support system. This study discusses the ECB with variations in the source of electromagnetic magnet in the form of air gap. The experimental method uses a variation of 0.5 mm gap, 1.0 mm, 2.0 mm, 3.5 mm, and 5.5 mm and rotating speed of 150 rpm, 300 rpm, 450 rpm, 600 rpm and 750 rpm at pick up ECB torque data. From the results of the study obtained the ECB braking characteristics with the best braking value at a gap of 0.5 mm at a rotating speed of 600 rpm which produces a torque of 12 Nm.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Parameter Desain Eddy Current Brake pada Kendaraan Bertransmisi Otomatis”. Penulisan laporan ini diajuka sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Dalam penulisan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan memberikan arahan serta bimbingan dan motivasi. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak D Danardono Dwi Prija T, S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing 1 tugas akhir yang telah membimbing, mengarahkan dan selalu memberikan semangat serta motivasi kepada penulis
2. Bapak Prof. Muhammad Nizam, S.T., M.T., Ph.D. selaku pembimbing 2 tugas akhir yang telah membimbing, mengarahkan, dan selalu memberikan dorongan kepada penulis
3. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc., Ph.D dan Bapak R Lulus Lambang, S.T., M.T, selaku dosen penguji tugas akhir saya
4. Orang tua saya Bapak Cahya Setiadi dan Ibu Sri Widajati yang amat sangat saya sayangi, yang selalu memberikan semangat, mengingatkan serta mendoakan dengan setulus hati
5. Kakak saya tercinta Wida Purindiva Setiadi yang selalu memberikan dukungan dan doanya selama pengerjaan tugas akhir ini
6. Seluruh Dosen serta Staff program studi Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret yang turut membimbing serta memberikan ilmu kepada penulis hingga dapat menyelesaikan tugas akhir
7. Mas Hery Tri Waluyo yang telah memberikan arahan untuk penulis sehingga penulis dapat mengerjakan tugas akhir
8. Kolega penghuni Molina, Suwolo, Mufti, Yoga, dan Mas Amin yang telah membantu dan menemani dalam mengerjakan tugas akhir ini
viii
9. Syahara Putri Haryanti yang selalu menemani, menyemangati, serta membantu penulis dalam mengerjakan tugas akhir
10. Keluarga Teknik Mesin 2015 “The Fame” yang selalu menyemangati saya
11. Teman-teman info mendem solo yang selalu ada dikala saya berkeluh kesah dan menjadi tempat bernaung selama ini
12. Seluruh saudara Teknik Mesin UNS yang memberi dukungan dan arahan dalam pengerjaan tugas akhir ini
13. Semua orang yang mendukung dan terlibat dala tugas akhir penulis.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan saran yang membangun. Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.
Surakarta, Juli 2019
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN MUKA ... i
HALAMAN SURAT PENUGASAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS ... iv
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR RUMUS... xiii
DAFTAR NOTASI ... xiv
BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Rumusan Masalah ... 2
Batasan Masalah ... 2
Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2
Sistematika Penulisan ... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Pustaka ... 4
2.2. Dasar Teori ... 5
2.2.1. Eddy Current Brake ... 5
2.2.2. Pengereman ... 6
x BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat dan Bahan ... 8
3.1.1. Alat ... 8
3.1.2 Bahan ... 8
3.2. Tahapan Penelitian ... 9
3.3. Garis Besar Penelitian ... 11
3.4. Waktu dan Tempat Penelitian ... 11
3.5. Skema Pengujian ... 14
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Kalibrasi Alat Ukur ... 18
4.2. Hasil pengujian ... 19
4.3. Perbandingan Hasil Pengujian dengan Simulasi ... 23
BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 27
5.2. Saran ... 27 DAFTAR PUSTAKA
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. thermodynamic properties of solid material ... 8
Tabel 3.2. Kecepatan putar dan celah udara ... 10
Tabel 3.3. Tabel hasil percobaan... 10
Tabel 3.4. Rincian pelaksanaan kegiatan ... 12
Tabel 4.1. Besar galat perbandingan pengukuran ... 19
Tabel 4.2. Data hasil torsi pengereman pada ECB ... 20
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Skematik Arus Eddy... 5
Gambar 2.2. Axial eddy current brake ... 6
Gambar 2.3. Radial eddy current brake ... 6
Gambar 2.4. Distribusi gaya pada ban depan (f) dan ban belakang (r) ... 7
Gambar 2.5. Elektromagnet ... 7
Gambar 3.1 (a). Diagram penelitian ... 12
Gambar 3.1 (b). Diagram penelitian lanjutan... 13
Gambar 3.2. Setup pengujian ... 14
Gambar 3.3. Rangkaian Load cell ... 15
Gambar 4.1. Set up eksperimen... 17
Gambar 4.2. Tampilan data hasil ... 18
Gambar 4.3. Susunan alat ukur ... 19
Gambar 4.4. Grafik besar torsi pengereman ... 20
Gambar 4.5. Perbandingan data hasil eksperimen dan simulasi ... 23
Gambar 4.6. (a) piringan setelah terpengaruh gaya normal ... 24
xiii
DAFTAR RUMUS
xiv
DAFTAR NOTASI
σ = Konduktivitas listrik dari disk δ = Ketebalan disk (mm)
ω = Kecepatan sudut (rad) r = Radius elektromagnetik
m = Jarak sumbu disk dengan posisi sumbu magnet (mm) Bz = Densitas fluks magnet
