INFLUENCE OF ROCKWOOL AND FIBREGLASS AS REINFORCEMENT ON FRICTION CHARACTERISTICS AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE BRAKE MATERIAL - UNS Institutional Repository

(1)

SKRIPSI

“

PENGARUH PENGGUNAAN

REINFORCEMENT

ROCKWOOL

_DAN

FIBERGLASS

_TERHADAP

KARAKTERISTIK GESEK SERTA SIFAT MEKANIK

BAHAN REM KOMPOSIT

”

Dosen Pembimbing I: Dr. Eko Surojo, S.T., M. T.

Dosen Pembimbing II

: Dody Ariawan, S.T., M.T., Ph.D.

Disusun Oleh :

ALFIAN INSANI FADIL

NIM: I0413007

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

iv

PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri dan seluruh sumber yang dikutip

maupun yang dirujuk di dalam daftar pustaka telah saya nyatakan dengan benar.

Apabila dikemudian hari karya saya ini merupakan hasil plagiat/menjiplak karya

orang lain, maka saya bersedia dikenai sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Surakarta, Desember 2017

Alfian Insani Fadil

(3)

v

MOTTO

Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau sudah selesai

(mengerjakan yang lain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu.

(4)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan puji syukur kehadirat Allah

Subhanallahu wa Ta’ala, penulis mempersembahkan tulisan ini kepada:

1. Kedua orang tua, kakak, dan seluruh keluarga besar yang telah mendampingi

serta selalu memberi dukungan dalam perjalanan menempuh skripsi.

2. Bapak Dr. Eko Surojo, S.T., M.T. dan Bapak

Dody Ariawan, S.T., M.T., Ph.D.

3. Tim penelitian mengenai bahan rem komposit (Dimas, Mas Ilham, Mas Heru,

Mas Andi, Mas Hamar, Mas Robby) yang selalu memberi masukan.

4. Teman-teman mahasiswa dan mahasiswi Teknik Mesin 2013.

5. Teman-teman Kos dan teman-teman rantau.

(5)

vii

INFLUENCE OF ROCKWOOL AND FIBREGLASS

AS

REINFORCEMENT ON FRICTION CHARACTERISTICS AND

MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE BRAKE MATERIAL

Alfian Insani Fadil

Mechanical Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret

University, Surakarta 57126, Indonesia

E-mail:

[email protected]

Abstract

This research aims to investigate the influence of

rockwool reinforcement

and

fiberglass

reinforcement

on mechanical properties and tribological properties of composite brake

material. Composite was manufactured by using a hot press with temperatures of 160ºC.

Brake lining composites are tested with bending and wear testing in accordance with

ASTM D790 and G99. Coefficient of friction testing is conducted with two variation.

The first test is conducted with the sliding speed are 3m/s, 6m/s, 9m/s, and 12m/s with a

constant contact pressure of 1 mpa. The second test is conducted with the contact pressure

are 0.25 MPa, 0.5 MPa, 0.75 MPa, and 1 MPa with a constant sliding speed of 12 m/s.

As the results, coefficient of friction, specific wear rate, and flexural strength increase

along with the increase of

rockwool content

in composite brake material. However, the

coefficient of friction, specific wear rate, and flexural strength decrease with the

enhancement of

fiberglass

content

in composite brake materials.

(6)

viii

PENGARUH PENGGUNAAN REINFORCEMENT ROCKWOOL DAN

FIBERGLASS TERHADAP KARAKTERISTIK GESEK SERTA SIFAT

MEKANIK BAHAN REM KOMPOSIT

Alfian Insani Fadil

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

Indonesia

E-mail:

[email protected]

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penggunaan

reinforcement

rockwool

dan

reinforcement

fiberglass

terhadap sifat mekanik dan sifat tribologi. Pembuatan

komposit dilakukan dengan menggunakan alat hot press dengan temperatur 160ºC.

Komposit kampas rem diuji dengan pengujian bending dan pengujian keausan sesuai

dengan ASTM D790 dan G99.

Pengujian koefisien gesek dilakukan dengan dua variasi.

Variasi yang pertama adalah variasi kecepatan yang terdiri dari 3m/s, 6 m/s, 9 m/s, 12

m/s dengan tekanan konstan sebesar 1 MPa. Variasi yang kedua adalah variasi tekanan

yang terdiri dari 0.25 MPa, 0.5 MPa dan 0.75 MPa, dan 1 MPa dengan kecepatan konstan

sebesar 12 m/s. Dari hasil penelitian tersebut diperoleh bahwa nilai koefisien gesek,

keausan spesifik, dan kekuatan lentur semakin meningkat seiring dengan bertambahnya

kandungan

rockwool

pada bahan rem komposit. Namun, nilai koefisien gesek, keausan

spesifik, dan kekuatan lentur semakin menurun seiring dengan bertambahnya kandungan

fiberglass

pada bahan rem komposit.

(7)

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah

Subhanallahu wa Ta’ala

atas berkat karunianya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan judul

PENGARUH PENGGUNAAN REINFORCEMENT ROCKWOOL DAN

FIBERGLASS TERHADAP KARAKTERISTIK GESEK SERTA SIFAT

MEKANIK BAHAN REM KOMPOSIT. Skripsi ini disusun untuk melengkapi

salah satu mata kuliah dan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

di jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam menyusun skripsi ini penulis banyak memperoleh bantuan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan

ucapan terima kasih kepada:

.

1. Papa, mama, dan kakak-kakak yang telah memberikan doa dan dorongan

serta motivasi baik moral maupun material sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

senantiasa memberikan nasehat, arahan, dan bimbingan dalam

menyelesaikan skripsi ini.

5. Bapak Doddy Ariawan, S.T., M.T., Ph.D. selaku dosen pembimbing II

yang turut serta memberikan arahan dan bimbingan dalam menyelesaikan

skripsi ini.

6. Bapak Dr. Joko Triyono S.T., M.T. selaku kepala laboratorium material

Jurusan Teknik Mesin UNS yang telah membantu kelancaran dalam

menyelesaikan skripsi ini.

7. Bapak Dr. Nurul Muhayat S.T., M.T., selaku koordinator TA yang telah

membantu kelancaran dalam menyelesaikan skripsi ini.

(8)

x

8. Dimas, Mas Ilham, Mas Andi, Mas Heru, Mas Robby, Mas Hamar

selaku rekan tugas akhir yang selalu memberi masukan.

9. Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin 2013 yang telah banyak

membantu dan memberi dorongan moril serta motifasi sehingga

terselesainya penulisan skripsi ini.

10. Teman-teman Kos dan teman- teman rantau yang selalu memberi

dukungan.

11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu selama penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi masih terdapat

kekurangan. Kritik dan saran dari berbagai pihak akademis maupun umum selalu

penulis harapkan demi kesempurnaan tugas akhir ini.

Akhir kata, penulis berharap semoga skipsi ini dapat berguna dan bermanfaat

bagi kita semua dan bagi penulis pada khusunya.

Surakarta, Desember 2017

(9)

xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL

... i

HALAMAN SURAT PENUGASAN TUGAS AKHIR

... ii

HALAMAN PENGESAHAN

...

iii

PERNYATAAN INTEGRITAS PENULIS

...

iv

HALAMAN MOTTO

...

v

1.5 Sistematika Penelitian

...

3 BAB II DASAR TEORI

...

4 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

...

12

(10)

xii

4.1 Hasil Pengujian Kekuatan Lentur

...

31 4.2 Hasil Pengujian Koefisien Gesek

...

37 4.2.1 Pengaruh Tekanan Kontak Terhadap Koefisien Gesek Bahan Rem

Komposit

...

37 4.2.2 Pengaruh Kecepatan Gesek Terhadap Koefisien Gesek Bahan Rem

Komposit

...

40 4.3 Pengujian Keausan Spesifik

...

43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

...

45 5.1 Kesimpulan

...

45 5.2 Saran

...

45 DAFTAR PUSTAKA

...

46

(11)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Komposisi Spesimen Bahan Rem Komposit

...

23 Tabel 3.2 Jadwal Pelaksanaan Penelitian

...

30 Tabel 4.1 Hasil SEM EDS Spesimen Uji Bending R9G0

...

35 Tabel 4.2 Hasil Uji Koefisien Gesek Variasi Tekanan Kontak

...

38

(12)

xiv

Gambar 2.7 Perbandingan Resolusi Hasil Mikroskop Optik Dengan SEM

...

13 Gambar 3.1

Rockwool ...

14 Gambar 3.10

Universal Testing Machine ...

19 Gambar 3.11 Alat Uji SEM

...

20 Gambar 3.12 Timbangan Digital

...

20 Gambar 3.13

Blender ...

21 Gambar 3.14 Rangkaian

relay heater

dan

thermocouple ...

21 Gambar 3.15 Oven

...

22 Gambar 3.22 Pengujian

Bending ...

27 Gambar 3.23 Pengujian koefisien Gesek dan Laju Keausan

...

27 Gambar 3.24 Diagram Alir Penelitian

...

29 Gambar 4.1 Nilai kekuatan bending komposit kampas rem dengan variasi serat

...

32 Gambar 4.2 Foto SEM patahan pengujian

bending

spesimen R9G0

...

34 Gambar 4.3 Foto SEM patahan pengujian

bending

spesimen R0G9

...

34 Gambar 4.4 Hubungan densitas komposit terhadap fraksi volume

...

35 Gambar 4.5 Hubungan void terhadap fraksi volume

reinforcement ...

36 Gambar 4.6 Pengaruh tekanan kontak terhadap nilai koefisien gesek ...38

Gambar 4.7 Hasil SEM spesimen R9G0 pada tekanan kontak 1 MPa dan kecepatan

gesek 12 m/s ...40

Gambar 4.8 Pengaruh kecepatan sliding terhadap nilai koefisien gesek

...

41 Gambar 4.9 Hasil SEM yang menunjukan terdapatnya serat gelas pada spesimen

bahan rem komposit ...43

(13)

xv

DAFTAR RUMUS

Persamaan (2.1) Rumus Keausan Spesifik

...

11

(14)

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil uji kekuatan lentur

...

47 Lampiran 2 Hasil uji koefisien gesek

...

48 Lampiran 3 Hasil uji keausan spesifik

...

64 Lampiran 4 Perhitungan komposisi bahan

...

65

(15)

(16)

(17)

(18)