SIFAT MEKANIK KANVAS REM TROMOL SEPEDA MOTOR
BERPENGUAT ABU TERBANG BATUBARA
Sukroni, Syahbuddin
Program Studi Magister Teknik Mesin , Fakultas Teknik, Universitas Pancasila Jl. Borobudur 7 Jakarta Pusat 12640 , Indonesia
ABSTRAK
Sepeda motor membutuhkan pemeliharaan dan perubahan spare part secara teratur, salah satunya adalah kanvas rem tromol . Rem adalah salah satu komponen yang penting untuk keselamatan. Hal ini digunakan untuk mengurangi kecepatan, mengontrol dan menghentikan putaran roda. Kanvas rem tromol sepeda motor berpenguat abu terbang batubara dalam penelitan ini adalah berbahan dasar abu terbang batubara, resin phenolic dan alumina adapun komposisi kanvas rem tromol terdiri dari 50 % abu terbang batubara, 40 % resin phenolic dan 10 % alumina kanvas rem dan dibandingkan dengan kanvas rem tromol buatan Astra Honda Motor ( AHM ) dan Kagawa. Pengujian sifat mekanik yang dilakukan adalah laju keausan dengan menggunakan alat uji laju keausan hasil modifikasi dengan putaran 1250 rpm dan 2100 rpm tekanan 2 kg dalam waktu 15,30,45 dan 60 second serta pengamatan permukaan atau struktur mikro dengan menggunakan microsoft. Hasil penelitian menunjukan Sifat mekanik komposit bahan kampas rem dengan komposisi fly ash limbah batubara laju keausan tertinggi pada pengujian dengan waktu 15 second dengan kecepatan putar 2100 rpm yaitu 0,4x10-5
gram/mm2.second. sedangkan laju keausan terendah pada pengujian dengan waktu 45
second dengan kecepatan putar 1250 rpm yaitu 6,6x10-6gram/mm2.second AHM laju
keausan tertinggi pada pengujian dengan waktu 45 second dengan kecepatan putar 2100 rpm yaitu 1,6x10-5gram/mm2.second. sedangkan laju keausan terendah pada pengujian
dengan waktu 60 second dengan kecepatan putar 1250 rpm yaitu 6,6x10-7
gram/mm2.second dan Kagawa laju keausan tertinggi pada pengujian dengan waktu 45
second dengan kecepatan putar 2100 rpm yaitu 0,4x10-5gram/mm2.second. sedangkan
laju keausan terendah pada pengujian dengan waktu 60 second dengan kecepatan putar 1250 rpm yaitu 5,3x10-6gram/mm2.second
Kata kunci : Abu terbang, kanvas rem, pengujian. ABSTRACT
Motor cycle needed protection and chang in spare part regularly. One of them is brake canvass drum brake is one of important component for safety,this matter is used for decrease of controled. The controlled and stopped the wheel brake canvass drum of motor cycle has power from fly ash coal. In this research has a basic materi about fly ash coal,resine phenolic and alumina.Where the composition brake canvass drum is composed from 50% fly ash coal,40% resin phenolic and 10% alumina brake canvass and it compare with brake canvass drum made inbrand from AHM ( Astra Honda Motor ) and KGW ( Kagawa ) .The testing of mechanical characteristic which do is wear rate is using test equipment wear rate the result of modification with rotation 1250 rpm and 2100 rpm with the pressure 2 kg in time 15,30,45 and 60 second and surface observation or micro structure using microscope. The result of this research show that the characteristic of mechanical composite material brake canvass with composition fly ash its combine with waste of coal the higest wear rate of testing with time 15 second with speed rotation about 2100 rpm is 0,4x10-5gramm/mm2per second while the lowest wear
rate,of the the testing with the time 45 second with speed rotation 1250 rpm is 6,6x10-6
gramm/mm2 persecond. The higest wear rate of AHM in this testing with the time 45
second and the speed rotation 2100 rpm is 1,6x10-5 gramm/mm2 persecond while the
lowest wear rate in this testing with the time 60 second in speed rotation about 1250 rpm is 6,6x10-5gramm/mm2persecond and the higest wear rate of Kagawa in this testing in
while the lowest wear rate of this testing with time 60 second in speed rotation about 1250 rpm is 5,3x10-6gramm/mm2per second.
Keyword : Fly ash, Brake Canvass, Testing
I. PENDAHULUAN
Bahan komposit merupakan salah satu bahan alternatif yang dapat digunakan untuk pembuatan kampas rem. Dalam
perkembangan teknologi komposit
mengalami kemajuan yang sangat pesat ini dikarenakan keistimewaan sifat yang renewable atau terbarukan dan juga rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi kekakuan, ketahan terhadap korosi dan lain-lain, sehingga mengurangi konsumsi bahan kimia maupun gangguan lingkungan hidup [1].
Sifat mekanik menyatakan
kemampuan suatu bahan untuk menerima
beban/gaya/energi tanpa menimbulkan
kerusakan pada bahan tersebut. Seringkali bila suatu bahan komposit mempunya sifat mekanik yang kurang baik , maka diambil
langkah untuk mengatasi kekurangan
tersebut dengan penambahan elemen
penguat. Salah satunya adalah fly ash batubara yang banyak di jumpai di pabrik-pabrik.
Abu terbang (fly ash) adalah salah satu bahan sisa dari pembakaran bahan bakar terutama batubara. Abu terbang (fly ash) ini tidak terpakai dan jika ditumpuk saja disuatu tempat dapat membawa pengaruh yang kurang baik bagi kelestarian lingkungan. Abu terbang ini, selain memenuhi kriteria sebagai bahan yang memiliki sifat pozzolan, abu terbang juga memiliki sifat-sifat fisik yang baik, seperti memiliki porositas rendah dan pertikelnya halus. Bentuk partikel abu terbang adalah bulat dengan permukaan halus, dimana hal ini sangat baik untuk workabilitas. Oleh karena itu penulis mencoba untuk mengangkat masalah fly ash ini untuk bahan penguat kampas rem.
Beberapa waktu yang lalu telah dilakukan sebuah penelitian di Universitas Hasanuddin mengenai pengaruh komposisi dan diameter serbuk tempurung kelapa material komposit bahan kampas rem. Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa kandungan serbuk tempurung kelapa sebagai serat penguat yang memiliki sifat mekanik yang paling baik adalah dengan komposisi pada sampel perbandingan komposisi 30% serbuk tempurung kelapa : 40% resin : 30% MgO. Adapun penelitian ini dianggap perlu
dilakukakan untuk mencari bahan kampas rem yang bukan saja unggul dalam sifat-sifat
mekanik tetapi juga optimal dalam
aplikasinya serta memanfaat material limbah dalam jumlah cukup besar, sehingga
memerlukan pengelolaan agar tidak
menimbulkan masalah lingkungan,
sepertipencemaran udara, perairan dan penurunan kualitas ekosistem.
Diharapkan nantinya kampas rem memiliki sifat kelenturan yang baik dan tahan terhadap keausan. Kelenturan dikaitkan dengan derajat deformasi plastis yang terjadi sebelum perpatahan sedangkan keausan merupakan kehilangan material secara progresif [2].
II. METODOLOGI PENELITIAN
Tidak
Metode penelitian adalah suatu cara mengadakan penelitian agar pelaksanaan dan
Pengamatan mikro Kesimpulan Hasil Pembahasan Studi Pustaka Pengujian Laju Keausan Anali sa Data Pembuatan Spesimen
Komposisi 50% fly ash (abu terbang), 40 %
Phenolic dan 10 % keramik
Mulai
hasil penelitian dapat dipertanggung jawabkan secara ilmiah. Penelitian ini menggunakan suatu metode eksperimen. Metode penelitian eksperimen adalah suatu cara untuk mencari hubungan sebab akibat (hubungan kausal) antara dua faktor yang sengaja ditimbulkan oleh peneliti dengan
mengeliminasi atau mengurangi atau
menyisihkan faktor-faktor lain yang mengganggu. Suatu metode penelitian eksperimen didesain di mana variabel-variabel dapat dipilih dan variabel-variabel lain yang dapat mempengaruhi proses eksperimen itu dapat dikontrol secara teliti. Penelitian ini diadakan untuk mengetahui laju keausan kampas rem belakang (tromol) yang di gunakan pada sepeda motor.
III. PENGUJIAN LAJU KEAUSAN KAMPAS REM DENGAN BEBAN 2 KG DAN KECEPATAN PUTAR 1250 RPM
Berdasarkan data hasil pengamatan laju keausan kampas rem AHM dengan tekanan 2 kg pada putaran 1250 rpm, yaitu dengan waktu pengujian 15 s di dapat hasil yaitu 2,1x10-5 gram/mm2.s, pada pengujian
kedua yaitu dengan waktu 30 s di dapat hasil yaitu 5,3x10-6 gram/mm2.s, kemudian pada
pengujian ketiga dengan waktu 45 s di dapat hasil yang sama persis dengan pengujian kedua yaitu 5,3x10-6gram/mm2.s, sedangkan
pada pengujian keempat dengan lama waktu pengujian 60 s di dapat hasil yaitu 6,6x10-7
gram/mm2.s.
Dari gambar 4.9 yang berupa grafik
laju keausan kampas rem dengan
menggunakan produk AHM dapat dihitung secara teoritis dalam pencapaian laju
keausan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
N = ...(2.1) Dalam perhitungan teoritis laju keausan kampas rem AHM pada data maka akan dapat dibuktikan besarnya laju keausan
Wo = 111,34 gram w1 = 111,18 gram A = 500 mm2 t = 15 s N = .... ? N = 2.1x10-5 gram/mm2.s
Berdasarkan data hasil pengamatan laju keausan kampas rem KGW dengan tekanan 2 kg pada putaran 1250 rpm, yaitu dengan waktu pengujian 15 s di dapat hasil yaitu 16x10-5 gram/mm2.s, pada pengujian
kedua yaitu dengan waktu 30 s di dapat hasil yaitu 12x10-5 gram/mm2.s, kemudian pada
pengujian ketiga dengan waktu 45 s di dapat hasil yaitu 0,8x10-6gram/mm2.s, sedangkan
pada pengujian keempat dengan lama waktu pengujian 60 s di dapat hasil yaitu 53x10 -6gram/mm2.s.
Dari gambar 4.10 yang berupa grafik laju keausan kampas rem dengan menggunakan produk KGW dapat dihitung secara teoritis dalam pencapaian laju
keausan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
N = ... (2.2) Dalam perhitungan teoritis laju keausan kampas rem KGW pada data maka akan dapat dibuktikan besarnya laju keausan
w0 = 84,94 gram w1 = 84,82 gram A = 500 mm2 t = 15 s N = .... ? N = N = 1,6x10-5gram/mm2.s
Berdasarkan data hasil pengamatan laju keausan kampas rem Abu terbang dengan tekanan 2 kg pada putaran 1250 rpm, yaitu dengan waktu pengujian 15 s di dapat hasil yaitu 5,3x10-6 gram/mm2.s, pada
pengujian kedua yaitu dengan waktu 30 s di dapat hasil yaitu 6,6x10-6 gram/mm2.s,
kemudian pada pengujian ketiga dengan waktu 45 s di dapat hasil yang sama persis dengan pengujian kedua yaitu 2,6x10-6
gram/mm2.s, sedangkan pada pengujian
keempat dengan lama waktu pengujian 60 s di dapat hasil yaitu 3,3x10-6gram/mm2.s.
Dari gambar 4.11 yang berupa grafik laju keausan kampas rem dengan menggunakan produk Abu terbang dapat dihitung secara teoritis dalam pencapaian laju keausan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
N = ... (2.3) Dalam perhitungan teoritis laju
keausan kampas rem Abu terbang pada data maka akan dapat dibuktikan besarnya laju keausan: w0 = 83,52 gram w1 = 83,48 gram A = 500 mm2 t = 15 s N = .... ? N = N = 5,3x10-6gram/mm2.s
Gambar 4.12 Hasil pengamatan Laju keausan kampas rem dengan tekanan 2
kg pada putaran 1250 rpm
IV. PENGUJIAN LAJU KEAUSAN
KAMPAS REM DENGAN BEBAN 2 KG DAN KECEPATAN PUTAR 2100 RPM
Berdasarkan data hasil pengamatan laju keausan kampas rem AHM dengan tekanan 2 kg pada putaran 2100 rpm, yaitu dengan waktu pengujian 15 s di dapat hasil yaitu 2,6x10-6gram/mm2.s, pada pengujian
kedua yaitu dengan waktu 30 s di dapat hasil yaitu 2,6x10-6gram/mm2.s, kemudian pada
pengujian ketiga dengan waktu 45 s di dapat hasil yang sama persis dengan pengujian kedua yaitu 1,6x10-5gram/mm2.s, sedangkan
pada pengujian keempat dengan lama waktu pengujian 60 s di dapat hasil yaitu 2,2x10-5
gram/mm2.s.
Dari gambar 4.12 yang berupa grafik laju keausan kampas rem dengan menggunakan produk AHM dapat dihitung secara teoritis dalam pencapaian laju
keausan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
N = (2.4)
Dalam perhitungan teoritis laju keausan kampas rem AHM pada data maka akan dapat dibuktikan besarnya laju keausan
w0 = 110,96 gram w1 = 110,94 gram A = 500 mm2 t = 15 s N = .... ? N = N = 2,6x10-6 gram/mm2.s
Berdasarkan data hasil pengamatan laju keausan kampas rem KGW dengan tekanan 2 kg pada putaran 2100 rpm, yaitu dengan waktu pengujian 15 s di dapat hasil yaitu 6,6x10-5 gram/mm2.s, pada pengujian
kedua yaitu dengan waktu 30 s di dapat hasil yaitu 1,6x10-5 gram/mm2.s, kemudian pada
pengujian ketiga dengan waktu 45 s di dapat hasil yang sama persis dengan pengujian kedua yaitu 0,4x10-5gram/mm2.s, sedangkan
pada pengujian keempat dengan lama waktu pengujian 60 s di dapat hasil yaitu 1,0x10-5
gram/mm2.s.
Dari gambar 4.13 yang berupa grafik laju keausan kampas rem dengan menggunakan produk KGW dapat dihitung secara teoritis dalam pencapaian laju
keausan dengan menggunakan rumus
sebagai berikut :
N = ... (2.5) Dalam perhitungan teoritis laju keausan kampas rem KGW pada data maka akan dapat dibuktikan besarnya laju keausan
w0 = 84,30 gram w1 = 84,30 gram A = 500 mm2 t = 15 s N = .... ? N = N = 6,6x10-5 gram/mm2.s
Berdasarkan data hasil pengamatan laju keausan kampas rem KGW dengan tekanan 2 kg pada putaran 2100 rpm, yaitu dengan waktu pengujian 15 s di dapat hasil yaitu 0,4x10-5 gram/mm2.s, pada pengujian
kedua yaitu dengan waktu 30 s di dapat hasil yaitu 1,4x10-5 gram/mm2.s, kemudian pada
pengujian ketiga dengan waktu 45 s di dapat hasil yang sama persis dengan pengujian kedua yaitu 1,1x10-5gram/mm2.s, sedangkan
pada pengujian keempat dengan lama waktu pengujian 60 s di dapat hasil yaitu 0,9x10-6
Dari gambar 4.14 yang berupa grafik laju keausan kampas rem dengan menggunakan produk Abu terbang dapat dihitung secara teoritis dalam pencapaian laju keausan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
N = ... (2.6) Dalam perhitungan teoritis laju keausan kampas rem Abu terbang pada data maka akan dapat dibuktikan besarnya laju keausan w0 = 83,22 gram w1 = 82,92 gram A = 500 mm2 t = 15 s N = .... ? N = N = 0,4x10-5gram/mm2.s
Gambar 4.15 Hasil pengamatan Laju keausan kampas rem dengan tekanan 2 kg pada putaran 2100 rpm
5. Pengamatan Permukaan (foto mikro)
Perbandingan Foto Mikro Spesimen kampas rem dengan menggunakan Abu terbang, AHM, dan KGW.
Gambar 4.16 Foto Mikro Abu terbang batu bara
Gambar 4.17Foto Mikro Abu kampas rem AHM
Gambar 4.18 Foto Mikro Abu kampas rem KGW
Dari ketiga pengamatan struktur mikro diatas terlihat bahwa
1. AHM
Memiliki serat kuningan dan E-glas yang tidak dimiliki oleh kampas rem Abu terbang dan KGW, karena itu sangat berpengaruh terhadap laju keausan sehingga kampas rem
AHM lebih stabil pada pengujian baik putaran rendah maupun putaran tinggi 2. Abu Terbang Batubara
Kampas rem abu terbang batubara ini memiliki kandungan Si02 15%, Al203
31,86%, Fe2034,89%, Ca0 2,68%. Sehingga
kekerasannya lebih tinggi, dengan tambahan komposisi kramik limbah dari busi bekas sebagai transfer panas sehingga panas permukaan kampas rem akibat gesekan lebih stabil.
3. KGW
Hasil pengamatan struktur mikro didapat bahwa kandungan kampas rem KGW memiliki serat fiber yang menjadikan kekerasan jenis kampas rem ini lebih rendah dibandingkan dengan kampas rem AHM dan Abu terbang batubara, sehingga laju keausan kampas rem KGW lebih tinggi dan transfer panas yang rendah.
V. KESIMPULAN
1. Sifat mekanik komposit bahan kampas
rem dengan komposisi fly ash
limbah batubara laju keausan tertinggi pada pengujian dengan waktu 15 second dengan kecepatan putar 2100 rpm yaitu 0,4x10-5 gram/mm2.second. sedangkan
laju keausan terendah pada pengujian dengan waktu 45 second dengan kecepatan putar 1250 rpm yaitu 6,6x10 -6 gram/mm2.second, sifat mekanik
komposit bahan kampas rem AHM laju keausan tertinggi pada pengujian dengan waktu 45 second dengan kecepatan putar 2100 rpm yaitu 1,6x10-5
gram/mm2.second. sedangkan laju
keausan terendah pada pengujian dengan waktu 60 second dengan kecepatan putar 1250 rpm yaitu 6,6x10 -7 gram/mm2.second, sifat mekanik
komposit bahan kampas rem KGW laju keausan tertinggi pada pengujian
dengan waktu 45 second dengan
kecepatan putar 2100 rpm yaitu 0,4x10-5
gram/mm2.second, sedangkan laju
keausan terendah pada pengujian dengan waktu 60 second dengan kecepatan putar 1250 rpm yaitu 5,3x10-6
gram/mm2.second
2. Besarnya kehilangan berat terendah kanvas rem AHM di putaran 1250 rpm pada waktu 45 – 60 second yaitu
sebesar 0,02 gram sedangkan
kehilangan berat tertinggi pada putaran 2100 rpm dengan waktu 45 – 60 second yaitu sebesar 0,66 gram, kehilangan terendah kanvas rem KGW diputaran
2100 rpm pada waktu 0 – 15 second yiatu sebesar 0,5 gram sedangkan kehilangan berat tertinggi pada putaran 2100 rpm dengan waktu 45 – 60 second yaitu sebesar 0,31 gram, kehilangan berat terndah kanvas rem abu terbang batubara pada putaran 1250 rpm denagn waktu 0 – 15 second yaitu sebesar 0,04 gram sedangkan kehilangan berat tertnggi pada putaran 2100 rpm dengan waktu 45 – 60 second yaitu sebesar 0,27 gram.
3. Dari hasil penelitian yang didapatkan maka kanvas rem abu terbang batubara berada diposisi ketiga dengan laju keausan terendah sebesar 6,6 x 10-6
gram/mm2.second, kedua kanvas rem
KGW degan laju keausan terendah sebesar 5,3 x 10-6 gram/mm2.second
dan posisi pertama adalah kanvas rem AHM dengan laju keausan terendah sebesar 6,6 x 10-7gram/mm2.second DAFTAR PUSTAKA
[1]. www.stopcobrake.com/en/file/en.pd f/SAEJ661,
diperoleh pada tanggal 19 Agustus 2016
[2]. Tazziemania Rem Tromol
http://tazziemania.wordpress.com/te
knik/rem-tromol/ = REM
TROMOL « diperoleh pada 2016
[3]. PT. Astra Honda Motor,
Honda Technical Service, Edisi
Pertama, Honda Parts
Catalog.Author, 2000,
[4]. Asbestos,
www.digilib.petra.ac.id, Diperoleh tanggal 30 Januari 2016
[5]. Daryanto,
Pengetahuan Komponen Mobil,
Bumi Aksara, Jakarta, 1999.
[6]. Anonim,
Fundamentals of Friction and Wear of Automobile Brake Materials, www.sar.org, 2010
[7]. Sulistijono.
Material Komposit. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, ITS, Surabaya, 2004.
[8]. Sugiyono. Metode Penelitian
Kuantitatif, Kualitatif dan
R&D.Bandung : Alfabeta. 2009. [9]. Dieter E George, Djaprie Sriati, 1988.
Metalurgi Mekanik (Terjemahan). Erlangga, Jakarta.
[10]. http://alekkurniawan.blogspot.com/ 2009/05/rem-berbahan-serbuk-kayu-dan.html = kampas-rem-berbahan-serbuk-kayu-dan. [11]. http://mustazamaa.wordpress.com/ 2010/04/15/sifat-sifat-mekanik-bahan/. [12]. http://translate.google.co.id/translat e?hl=id&langpair=en|id&u=http://e n.w ikipedia.org/wiki/Fly_ash. [13]. http://xa.yimg.com/kq/groups/1550 9699/2136924418/name/Komposit. doc. [14]. http://xa.yimg.com/kq/groups/1051 902/1679436173/name/Fly-Bottom+Ash+dan+Pemanfaatannya .pdf [15]. Kiswiranti, Desi. 2009.
Pemanfaatan Serbuk Tempurung Kelapa Alternatif Serat Penguat
Bahan Friksi Nonasbes pada
Pembuatan Kampas Rem Sepeda Motor. Skripsi Teknik Fisika Universitas Negeri Semarang, Semarang.
[16]. Mallawa, Cesarandie. 2010.
Pengaruh Komposisi dan
Diameter Serbuk Tempurung
Kelapa Material Komposit Bahan
Kampas Rem. Skripsi Teknik
Mesin Universitas Hasanuddin, Makassar.
[17]. Malau, Viktor dan Adhika
Widyaparaga, 2008. Pengaruh
Perlakuan PAnas Quench Dan Temper Terhadap Laju Keausan,
Ketangguhan Impak, Kekuatan
Impak dan Kekerasan Baja XW 42
Untuk Keperluan Cetakan
Keramik, dari
(http://jurnal.pdii.lipi.go.id/admin/j urnal/30208186192.pdf) diunduh pada 09 juni 2011.
[18]. Mengenal uji tarik dan sifat
mekanik logam, dari
[http://www.infometrik. com
/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat-mekanik-logam]] diunduh pada 2 Juni 2010.
[19]. Pengujian kekerasan material, dari [[http://blog.unsri.ac.id/amir/materi al-teknik/pengujian-kekerasan-material/mrdetail/6808/]] diunduh pada 2 Juni 2010.
[20]. Pengujian keausan material, dari [http://repository.ui.ac.id/contents/ koleksi/11/203f21941a45967f2725
262fb729753931ce61b8.pdf] diunduh pada 13 oktober 2010.
[21]. Pengujian keausan material,
dari(http://jurnal.pdii.lipi.go.id/adm in/jurnal/3308367374.pdf) diunduh pada 09 juni 2011.
