ANALISA SIMULASI PERFORMANSI KAMPAS REM KOMPOSIT DENGAN VARIASI BEBAN PEMODELAN METODE ELEMEN HINGGA

ANALISA SIMULASI PERFORMANSI KAMPAS REM KOMPOSIT DENGAN VARIASI BEBAN PEMODELAN METODE ELEMEN HINGGA SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik. SUCI NURLIA SANDI NIM. 140401039. DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2019. Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

i. KATA PENGANTAR. Assalamuaalaikum, Wr. Wb Alhamdulillah Hirabbil’ Alamin, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal penelitian skripsi yang dipilih dari matakuliah Metode Elemen Hingga dengan judul “Analisa Simulasi Performansi Kampas Rem Komposit Dengan Variasi Beban Pemodelan Metode Elemen Hingga “.. Skripsi ini disusun berdasarkan Referensi yang didapatkan. untuk. memenuhi tugas sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Laporan ini tidak akan selesai tanpa dukungan dari pembimbing dan bantuan dari pihak, baik selama penelitian ataupun pada saat penyusunan laporan.. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih yang tak terhingga ke semua pihak, khususnya kepada: 1. Kedua orangtua tercinta yang telah banyak memberikan dukungan moril maupun materil serta doa dan motivasi yang tiada hentinya untuk memberikan semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan memberikan solusi dalam berbagai permasalahan yang penulis hadapi dalam proses penyelesaian skripsi. 3. Bapak Dr. Ir. M. Sabri, M.T dan Bapak Terang U.H.S.G Manik S.T M.T Selaku Ketua dan Sekretaris Jurusan Teknik Mesin USU. 4. Seluruh staf pengajar dan staf administrasi di Departemen Teknik Mesin USU. 5. Agung Prabowo, Abangda Muhammada Wan Syahreza dan Abangda Husni selaku rekan team dalam penelitian skripsi, yang telah banyak membantu dan bekerja sama dengan baik selama proses penelitian.. Universitas Sumatera Utara.

ii. 6. Asisten Laboratorium Teknologi Mekanik Rizky, Muarif, Fauzi, Bayu, Jaya dan adinda almi, Rusja dan fauzan yang telah banyak membantu selama proses penelitian 7. Seluruh rekan dan kawan-kawan stambuk 2014 Teknik Mesin yang telah memberikan dukungan baik berupa tenaga dan motivasi kepada penulis.. Semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu tambahan bagi penulis maupun pembaca serta dapat bermanfaat bagi oranglain. Penulis menyadari akan kekuran skripsi ini sehingga penulis mengharpkan masukan dan kritikan yang bermanfaat dan membangun penyempurnaan skripsi ini. Penullis banyak mengucapkan terimakasih. Wassalamualaikum Wr. Wb. Penulis. Universitas Sumatera Utara.

iii. ABSTRAK Rem merupakan salah satu faktor penting dalam sistem pengereman, karena pentingnya fungsi rem pada kendaraan perlu dilakukannya kajian mendalam tentang koefisien gesek, keausan dan tahap-tahapnya. Simulasi dengan menggunakan metode elemen hingga (FEM) merupakan salah satu program untuk menentukan fenomena-fenomena yang terjadi pada suatu komponen. Dalam penelitian ini telah mensimulasikan gaya pengereman belakang (tromol) kendaraan sepeda motor. Metode yang digunakan adalah memodelkan gesekan pada proses pengereman. Analisa tersebut dilakukan dengan menggunakan simulasi program dengan metode elemen hingga (FEM) dalam bentuk pemodelan 3D. Material kampas rem adalah komposit (cangkangn kemiri,serat daun nenas, aluminium dan polyuretan). Karena proses pengereman dengan tekanan dan gaya momen yang berubah-ubah maka analisa dilakukan dengan analisa statis bertujuan untuk mendapatkan hasil deformasi dan von misses dan dinamis untuk mendapatkan hasil frictional stress, sliding distance dan pressure agar mendapatkan nilai koefisien gesek simulasi. Perubahan terjadi dengan memberikan variasi pembebanan dengan kecepatan konstan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa semakin besar beban yang diberikan maka semakin besar nilai tegangan yang terjadi pada kampas rem. Kata kunci : Kampas rem, Komposit, Pembebanan, FEA, simulasi.. Universitas Sumatera Utara.

iv. ABSTRACT Brakes are one of the important factors in the braking system, because the importance of the brake function on the vehicle needs to do an in-depth study of the coefficient of friction, wear and stages. Simulation using the finite element method (FEM) is one program to determine the phenomena that occur in a component. In this study has simulated the rear braking force (drum) of a motorcycle vehicle. The method used is modeling friction in the braking process. The analysis was carried out using program simulations with the finite element method (FEM) in the form of 3D modeling. Brake lining material is composite (shell nut, pineapple leaf fiber, aluminum and polyurethane). Because the braking process with pressure and moment forces change, the analysis is carried out with static analysis aiming to obtain deformation results and von misses and dynamically to obtain the results of frictional stress, sliding distance and pressure to get the simulation coefficient of friction value. Changes occur by giving variations of loading at a constant speed. Kata kunci : Brake lining, Composite, Loading, FEA, simulation.. Universitas Sumatera Utara.

v. DAFTAR ISI. KATA PENGANTAR ......................................................................................i ABSTRAK........................................................................................................iii ABSTRACT .....................................................................................................iv DAFTAR ISI ....................................................................................................v DAFAR GAMBAR ..........................................................................................vii DAFTAR TABEL ............................................................................................x DAFTAR NOTASI...........................................................................................xi BAB I PENDAHULUAN .................................................................................1 1.1 Latar Belakang ...................................................................................1 1.2 Tujuan Penelitian ...............................................................................3 1.3 Batasan Masalah ................................................................................3 1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................4 1.5 Metodologi penelitian ........................................................................4 1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................5 21. Rem ....................................................................................................6 2.1.1. Rem tromol (Drum break) ........................................................6 2.1.2 Rem cakram (disk break) ...........................................................9 2.2 Kampas Rem Sepeda Motor ................................................................10 2.3 Material Komposit ..............................................................................13 2.4 Material Bahan Kampas Rem ..............................................................14 2.4.1 Material kampas rem komposit ..................................................15 2.5 Gaya Gesek .........................................................................................16 2.5.1 Jenis-jenis gaya gesek ...............................................................17 2.5.2 Koefisien gesek .........................................................................18 2.5.3 Kapasitas pengereman ...............................................................21 2.6 Sifat Mekanik Bahan ...........................................................................22. Universitas Sumatera Utara.

vi. 2.6.1 Teori ansys ................................................................................22 2.7 Perangkat Lunak Metode Elemen Hingga............................................22 2.7.1 Teori ansys ................................................................................23. BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................26 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian..............................................................26 3.1.1 Waktu Penelitian ......................................................................26 3.1.2 Tempat penelitian ......................................................................26 3.2 Disain Bahan Simulasi ........................................................................26 3.3 Material yang Digunakan ....................................................................28 3.4 Simulasi Ansys Workbench..................................................................29 3.4.1 Engineering data .......................................................................29 3.4.2 Geometri ...................................................................................31 3.4.3 Model .......................................................................................31 3.5. Parameter Disain Penelitian ...............................................................34 3.5.1 Parameter output dan input penelitian ........................................34 3.6 Peralatan .............................................................................................36 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN...........................................................39 4.1 Hasil Analisa dan Simulasi ..................................................................39 4.1.1 Simulasi statis (Static struktural) ...............................................39 4.1.2 Simulasi Dinamis (Transient struktural) ....................................47 4.2 Analisa Hasil Simulasi ........................................................................65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................70 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................xii. Universitas Sumatera Utara.

vii. DAFTAR GAMBAR. Gambar 2.1 Konstruksi rem tromol ...................................................................... 7 Gambar 2.2 Rem tromol tipe single leading shoe ................................................. 8 Gambar 2.3 Rem tromol tipe two leading shoe` .................................................... 9 Gambar 2.4 Cara kerja rem cakram hidrolik ......................................................... 9 Gambar 2.5 (a) kampas rem tromol(b) kampas rem cakram.................................. 11 Gambar 2.6 DBB gaya yang terjadi pada mekanisme rem tromol ......................... 19 Gambar 2.7 Letak torsi yang terjadi pada tromol .................................................. 20 Gambar 2.8 Trade mark solid work ..................................................................... 24 Gambar 2.9 Trade mark ansys workbench ............................................................ 25 Gambar 3.1 Tromol.............................................................................................. 27 Gambar 3.2 Kampas rem...................................................................................... 27 Gambar 3.3 Poros ................................................................................................ 27 Gambar 3.4 Assemblt tromol ............................................................................... 28 Gambar 3.5 Data material .................................................................................... 29 Gambar 3.6 Data toolbox engineering data cast iron dan komposit ............................................................................................ 31 Gambar 3.7 Tampilan projek ansys ...................................................................... 31 Gambar 3.8 Tampilan model pada ansys .............................................................. 32 Gambar 3.9 (a) meshing pada ansys tampilan jendela(b)hasil mesh ................................................................................................ 33 Gambar 3.10 (a) Tachometer digital (b) thermometr digital ................................. 36 Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 37 Gambar 3.12 Diagram Alir Simulasi .................................................................... 38 Gambar 4.1 Deformasi pada kampas rem pembebanan 2 kg ................................. 40 Gambar 4.2 Deformasi pada kampas rem pembebanan 3 kg ................................. 41 Gambar 4.3 Deformasi pada kampas rem pembebanan 4 kg ................................. 41 Gambar 4.4 Garfik total deformasi pada masing-masing pembebanan .................................................................................... 43 Gambar 4.5 (a) dan (b) Equivalent stress pada pembebana 2kg ............................ 44. Universitas Sumatera Utara.

viii. Gambar 4.6 (a) dan (b) Equivalent stress pada pembebana 3 kg ........................... 45 Gambar 4.7 (a) dan (b) Equivalent stress pada pembebana 4 kg ........................... 46 Gambar 4.8 Grafik Equivalent stress untuk masing-masing pembebanan .................................................................................... 47 Gambar 4.9 Frictional stress pembebanan 2 kg..................................................... 48 Gambar 4.10 (a) Frictional stress sisi A kampas rem (a) frictional stress sisi B kampas rem ................................................................ 49 Gambar 4.11 Grafik frictional sterss pembebanan 2 kg ........................................ 49 Gambar 4.12 Frictiona stress pembebanan 2 kg ................................................... 50 Gambar 2.13 (a) Frictional stress sisi A kampas rem (a) frictional stress sisi B kampas rem.................................................. 51 Gambar 4.14 Grafik frictional stress .................................................................... 51 Gambar 4.15 Frictional stress pada pembebanan 4 kg.......................................... 52 Gambar 4.16 Frictional stress sisi A kampas rem (a) frictional stress sisi B kampas rem ................................................................. 53 Gambar 4.17 Grafik frictional stress vs waktu ..................................................... 53 Gambar 4.18 Sliding distance pembebanan 2 kg .................................................. 54 Gambar 4.19 (a) Jarak geser kampas rem sisi A (b) jarak geser kampas rem sisi B........................................................................... 55 Gambar 4.20 Grafik jarak geser .......................................................................... 55 Gambar 4.21 Sliding distance pembebanan 3 kg .................................................. 56 Gambar 4.22 Jarak geser kampas rem sisi A (b) jarak geser kampas rem sisi B ........................................................................... 57 Gambar 4.23 Grafik sliding distance vc waktu .................................................... 56 Gambar 4.24 Jarak geser pada pembebanan 4 kg .................................................. 58 Gambar 4.25 Jarak geser kampas rem sisi A (b) jarak geser kampas rem sisi B....................................................................................... 58 Gambar 4.26 Grafik jarak geser vs waktu ............................................................. 59 Gambar 4.27 Pressure kontak permukaan pada pembebanan 2 kg ........................ 59 Gambar 4.28 (a) Pressure kampas rem sisi A (b) Pressure kampas rem sisi B ........................................................................... 60. Universitas Sumatera Utara.

ix. Gambar 4.29 Grafik tekanan vc waktu ................................................................ 61 Gambar 4.30 Pressure kontak permukaan pada pembebanan 3 kg ........................ 62 Gambar 4.31 (a) Pressure kampas rem sisi A (b) Pressure kampas rem sisi B ........................................................................... 63 Gambar 4.32 Grafik tekanan vs waktu ................................................................. 63 Gambar 4.33 Pressure kontak permukaan pada pembebanan 4 kg ........................ 63 Gambar 4.34 (a) Pressure kampas rem sisi A (b) Pressure kampas rem sisi B ........................................................................... 64 Gambar 4.35 Grafik tekanan vs waktu ................................................................. 65 Gambar 4.36 Diagram benda bebas alat uji laju keausan ASTMC1028 ................................................................................. 65 Gambar 4.37 Grafik koefisien gesek kampas rem komposit ................................. 68 Gambar 4.38 Grafik koefisien gesek simulasi ....................................................... 69. Universitas Sumatera Utara.

x. DAFTAR TABEL. Tabel 3.1 Lokasi dan aktifitas penelitian ......................................................... 26 Tabel 3.2 Data material hasil pengujian ........................................................... 28 Tabel 3.3 Parameter input penelitian ............................................................... 35 Tabel 3.4 Parameter output penelitian ............................................................. 35 Tabel 3.5 Spesifikasi komputer ....................................................................... 36 Tabel 4.1 Dimensi alat uji ............................................................................... 65 Tabel 4.2 Variasi pembebanan ....................................................................... 66 Tabel 4.3 Nilai koefisien gesek ....................................................................... 67 Tabel 4.4 Nilai koefisien gesek simulasi.......................................................... 68. Universitas Sumatera Utara.

xi. DAFTAR NOTASI. Simbol. Keterangan Satuan. 𝐹𝑠. Gaya statis. N. 𝜇𝑆. Koefisien gesek statis. -. N. Gaya normal. N. 𝑓𝑘. Gaya kinetis. N. 𝑇𝑟. Torsi pada tromol. Nm. 𝑑. Diameter tromol. m. 𝑟𝑟𝑜𝑑𝑎. Jari-jari roda. m. 𝑀𝑐𝑎𝑚. Momen pada tromol. Nm. g. Gaya grafitasi. m/𝑠 2. Universitas Sumatera Utara.

1. BAB I PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang. Rem merupakan suatu komponen pendukung pada kendaraan bermotor yang berfungsi untuk mendisipasi energi gerak kendaraan sehingga kendaraan mengalami perlambatan. Prinsip kerja dari rem ini yaitu adanya gesekan antara piringan dengan kampas rem pada saat kedua komponen rem ini berkontak. Dengan adanya gaya gesek tersebut, energi kinetik dari kendaraan diubah menjadi panas dan bunyi pada saat rem beroperasi [1]. Salah satu faktor penyebab terjadinya kecelakaan lalu lintas adalah faktor kendaraan yang diakibatkan sistem rem yang tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Sistem rem yang tidak berfungsi disebabkan adanya keausan pada cakram dan kamvas rem akibat dari gesekan. Penggunaan rem dengan beban yang tinggi, kondisi jalanan yang tidak layak, minimnya kesadaran akan berkendara yang baik serta perawatan kendaraan merupakan beberapa faktor tidak dapat berfungsinya rem secara baik [2]. Pada sepeda motor menggunakan jenis cakram (disc) untuk roda-roda depan dan rem drum (tromol) pada roda-roda bagian belakang. Karena pentingnya fungsi rem pada kendaraan tersebut maka perlu adanya analisa besaran gaya yang terjadi pada rem rem drum pada roda bagian belakang. Analisa tersebut dilakukan dengan menggunakan simulasi program dengan penggunaan FEM (finite element method). Analisa dengan FEM ini, untuk memprediksi gaya gesek drum yang dikembangkan dengan mempertimbangkan geometri kontak dan sifat-sifat material. kontak.. Selain. model. analitik. pengembangan. tersebut. juga. mempertimbangkan distribusi berbagai komponen tegangan yang terjadi pada setiap elemen. Selanjutnya pemodelan FEM berbagai tegangan pada komponen diharapkan mampu menunjukkan contact stress dari komponen rem dan menjelaskan bahwa karakteristik kontak yang terjadi akibat gaya gesek. Hasil pemodelan ini diharapkan lebih presisi dan waktu pengerjaan/riset lebih cepat.. Universitas Sumatera Utara.

2. Nurul Ikhwansyah (2018) melakukan penelitian bersifat eksperimental untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik dengan mencari komposis terbaik kampas rem berbahan komposit(cangkang kemiri, serat daun nenas, aluminium, poliuretan dan isosianat). Di dapatkan nilai kekerasan, densitas, tegangan tarik dan possion ratio. Dari penelitian tersebut di dapatkan komposisi terbaik yaitu 70:30, komposisi tersebut yang akan digunakan sebagai bahan pembuatan kampas rem komposit. Supriadi (2019) melakukan penelitian lanjutan mengenai eksperimental kinerja kampas rem tromol sepeda motor bahan komposit (cangkang kemiri, serat daun nenas, aluminium, dan poliuretan) dengan komposisi 70:30. Didapatkan nilai laju keausan, laju penyerapan panas dan koefisien gesek kampas rem serta membandingkan kinerja kampas rem. Berdasarkan latar belakang tersebut, maka peneliti tertarik untuk melakukan kajian mengenai koefisien gesek maksimal pada kampas rem komposit menggunakan software ansys workbench 17.2 dengan menggunakan dan menghitung data hasil dari penelitian eksperimental sebelumnya.. 1.2 Tujuan Penelitian 1.2.1 Tujuan Umum Tujuan umum penelitian ini adalah mensimulasikan hasil eksperimen pengujian kampas rem komposit (pengujian keausan dan gesek) dengan menggunakan software Ansys 17.2 1.2.2 Tujuan Khusus 1. Untuk mengetahui tegangan (Equivalen stress von-misses) yang terjadi pada kampas rem komposit melalui simulasi 2. Untuk mengetahui total deformasi yang terjadi pada kampas rem komposit dengan melalui simulasi 3. Untuk mengetahui nilai koefisien gesek pada kampas rem komposit yang didapat dari hasil simulasi software ansys 4. Membandingkan nilai koefisien gesek kampas rem kompositpada saat pengujian dengan nilai koefisien gesek pada simulasi. Universitas Sumatera Utara.

3. 1.3 Batasan Masalah 1. Menggunakan alat uji laju keausan standar ASTMCL1028 sebagai perbandingan eksperimental hasil pengujian dengan simulasi. 2. Objek yang menjadi bahan penelitian adalah tromol dan kampas rem pada alat pengujian untuk spesifikasi tromol yaitu standart pabrikan dan untuk kampas rem menggunakan material komposit. 3. Kecepatan yang di simulasikan 400 Rpm dengan variasai beban 2 kg, 3 kg dan 4 kg. 4. Lintasan jalan dan permukaan jalan di abaikan. 5. External data di ambil dari hasil pengujian eksperimental uji laju keausan dan uji gesek.. 1.4 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai bahan referensi bagaimana hasil simulasi di bandingkan dengan hasil eksperimental dan mengetahui kerusakan material komposit dengan data simulasi.. 1.5. Metodologi Penelitian Metodologi penelitian yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut : a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisantulisan yang terkait. b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan. c. Metode studi komputasi, berupa percobaan-percobaan memasukkan parameter yang ditentukan. d. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.. Universitas Sumatera Utara.

4. 1.6. Sistematika Penulisan Skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah. sebagai berikut : Bab I : Pendahuluan Bab ini berisikan latar belakang, tujuan, batasan masalah, manfaat, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. Bab II : Tinjauan Pustaka Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan dan rumus perhitungan analitis yang berhubungan dengan pembahasan. Bab III : Metodologi Penelitian Bab ini memberikan informasi mengenai waktu dan tempat pelaksanaan pengujian, metode dan parameter desain yang digunakan. Bab IV : Hasil dan Analisa Pengujian Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan memaparkan kedalam bentuk gambar, tabel, dan grafik. Bab V : Kesimpulan dan Saran Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh. Daftar Pustaka Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan. Lampiran Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian dalam bentuk tabel dan gambar.. Universitas Sumatera Utara.

5. BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1. Rem Rem merupakan salah satu dari bagian kendaraan yang mempunyai. peranan penting untuk kenyamanan dan keselamatan pengendara sepeda motor. Rem adalah suatu piranti untuk memperlambat atau menghentikan gerakan roda yang berputar. Gerak roda yang diperlambat otomatis gerak kendaraan menjadi lambat. Fungsi rem adalah menyerap baik energi kinetik dari bagian yang bergerak atau energi potensial yg ditimbulkan oleh komponen lain [3]. Hingga saat ini, rem utama kendaraan yang. dikembangkan masih. menggunakan sistim gesek sebagimana ditemukan pertama kali. Pengembangan dilakukan pada mekanisme untuk meningkatkan gaya dan mode penekanan serta sifat material permukaan gesek yang tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi. Pada umumnya bahan material gesek yang digunakan adalah jenis asbestos atau logam hasil sinter dengan bahan induk besi atau tembaga. Koefisien gesek asbestos lebih baik tetapi kurang tahan terhadap tekanan. Sebaliknya logam sinter koefisien geseknya lebih kecil tetapi tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi.. 2.1.1 Rem Tromol (Drum Break) Rem tromol merupakan sistem rem yang telah menjadi metode pengereman standar yang digunakan sepeda motor kapasitas kecil pada beberapa tahun belakangan ini. Alasannya adalah karena rem tromol sederhana dan murah, konstruksi rem tromol umumnya terdiri dari komponen-komponen seperti: sepatu rem (brake shoe), tromol (drum), pegas pengembali (return springs), tuas penggerak (lever), dudukan rem tromol (backplate), dan cam/nok penggerak. Cara pengoperasian rem tromol pada umumnya secara mekanik yang terdiri dari; pedal rem (brakepedal) dan batang (rod) penggerak [4]. Konstruksi dan cara kerja rem tromol seperti terlihat pada gambar 2.1 berikut ini. Universitas Sumatera Utara.

6. Gambar 2.1 Konstruksi rem tromol. Prinsip kerja rem tromol yakni berputar bebas mengikuti putaran roda.Tetapi saat Pada saat kabel atau batang penghubung (tidak ditarik), sepatu rem dan tromol tidak saling kontak (gambar 2.1). Tromol rem kabel atau batang penghubung ditarik, lengan rem atau tuas rem memutar cam/nok pada sepatu rem sehingga sepatu rem menjadi mengembang dan kanvas rem bergesekan dengan tromol. Akibatnya putaran tromol dapat ditahan atau dihentikan, dan ini juga berarti menahan atau menghentikan putaran roda. Rem tromol terbuat dari besi tuang dan digabung dengan hub saat rem digunakan sehingga panas gesekan akan timbul dan gaya gesek dari brake lining dikurangi. Drum brake mempunyai sepatu rem (dengan lining) yang berputar berlawanan dengan putaran drum (wheel hub) untuk mengerem roda dengan gesekan. Pada sistem ini terjadi gesekan, gesekan sepatu rem dengan tromol yang akan memberikan hasil energi panas sehingga bisa menghentikan putaran tromol tersebut. Rem jenis tromol disebut “internal expansion lining brake”. Permukaan luar dari hub tersedia dengan sirip-sirip pendingin yang terbuat dari aluminium– alloy (paduan aluminium) yang mempunyai daya penyalur panas yang sangat baik. Bagian dalam tromol akan tetap terjaga bebas dari air dan debu kerena tromol mempunyai alur untuk menahan air dan debu yang masuk dengan cara mengalirkannya lewat alur dan keluar dari lubang aliran. Berdasarkan cara pengoperasian sepatu rem, sistem rem tipe tromol pada sepeda motor diklasifikaskan menjadi dua, yaitu:. Universitas Sumatera Utara.

7. 1. Tipe Single Leading Shoe Rem tromol tipe single leading shoe merupakan rem paling sederhana yang hanya mempunyai sebuah cam/nok penggerak untuk menggerakkan dua buah sepatu rem. Pada ujung sepatu rem lainnya dipasang pivot pin (pasak) sebagai titik tumpuan sepatu rem.. Gambar 2.2 Rem tromol tipe single leading shoe. 2. Tipe Two Leading Shoe Rem tromol tipe two leading shoe dapat menghasilkan gaya pengereman kira-kira satu setengah kali single leading shoe. Terutama digunakan sebagai rem depan, tetapi baru-baru ini digantikan oleh disc brake (rem cakram). Rem tipe ini mempunyai dua cam/nok dan ditempatkan dimasing-masing ujung dari leading shoe dan trailing shoe. Cam tersebut bergerak secara bersamaan ketika rem digunakan melalui batang penghubung yang bias distel. Setiap sepatu rem mempunyai titik tumpuan tersendiri pivot) untuk menggerakkan cam.. Universitas Sumatera Utara.

8. Gambar 2.3 Rem tromol tipe two leading shoe. 2.1.2. Rem cakram (disk break) Rem cakram dioperasikan secara hidrolis dengan memakai tekanan cairan.. Pada rem cakram, putaran roda dikurangi atau dihentikan dengan cara penjepitan cakram (disc) oleh dua bilah sepatu rem (brake pads). Rem cakram mempunyai sebuah plat disc (plat piringan) yang terbuat dari stainless steel yang akan berputar bersamaan dengan roda. Pada saat rem digunakan plat disc tercekam dengan gaya bantalan piston yang bekerja sacara hidrolik. Menurut mekanisme penggerakannya, rem cakram dibedakan menjadi dua tipe, yaitu rem cakram mekanis dan rem cakram hidrolis. Pada umumnya yang digunakan adalah rem cakram hidrolis.. Gambar 2.4 Cara kerja rem cakram hydraulic. Prinsip kerja rem cakram yaitu saat tangkai rem atau pedal digerakkan, master silinder mengubah gaya yang digunakan kedalam tekanan cairan. Master silinder ini terdiri dari sebuah reservoir yang berisi cairan minyak rem dan sebuah silinder yang mana tekanan cair diperoleh. Piston di dalamnya akan mengatasi. Universitas Sumatera Utara.

9. kembalinya spring, menutup port kembali dan begerak lebih jauh. Tekanan cairan dalam master silinder meningkat dan cairan melalui hose akan menggerakkan caliper. Saat tangkai rem dilepaskan/dibebaskan, piston tertekan kembali ke reservoir lewat port kembali (lubang kembali). Adapun keuntungan dari menggunakan rem cakram (Disc Brake) adalah sebagai berikut: 1.. Panas akan hilang dengan cepat karena rem cakram memiliki sistem berpendingin di luar (terbuka), sehingga pendinginan dapat dilakukan pada saat kendaraan melaju.. 2.. Tidak akan ada kekuatan tersendiri seperti rem sepatu yang utama pada saat dua buah rem cakram digunakan, tidak akan ada perbedaan tenaga pengereman pada kedua sisi kanan dan kiri dari rem. Sehingga sepeda motor tidak mengalami kesulitan untuk tertarik ke satu sisi.. 3.. Jika rem basah, maka air tersebut akan akan dipercikkan keluar dengan sendirinya oleh gaya sentrifugal.. 2.2. Kampas Rem Sepeda Motor. Kampas rem dalam suatu kendaraan sepeda motor termasuk komponen yang sangat penting, kampas rem yang bagus dan berkualitas menunjang fungsi rem yaitu untuk memperlambat dan atau menghentikan kendaraan dengan cara mengubah tenaga kinetik/gerak dari kendaraan tersebut menjadi tenaga panas. Perubahan tenaga tersebut diperoleh dari gesekan antara komponen bergerak yang dipasangkan pada roda sepeda motor dengan kampas rem yang dirancang tahan terhadap gesekan. Gesekan (friction) merupakan faktor utama dalam pengereman. Oleh karena itu komponen yang dibuat untuk kampas rem harus mempunyai sifat bahan yang tidak hanya menghasilkan jumlah gesekan yang besar, tetapi juga harus tahan terhadap gesekan dan tidak menghasilkan panas yang dapat menyebabkan bahan tersebut meleleh atau berubah bentuk. Bahan-bahan yang tahan terhadap gesekan tersebut biasanya merupakan gabungan dari beberapa bahan yang disatukan dengan melakukan perlakuan tertentu. Sejumlah bahan tersebut antara. Universitas Sumatera Utara.

10. lain; tembaga, kuningan, timah, grafit, karbon, kevlar, resin/damar, fiber dan bahan-bahan aditif/tambahan lainnya [5]. Terdapat dua tipe sistem rem yang digunakan pada sepeda motor,yaitu: 1) Rem tromol (drum brake) 2) rem cakram/piringan (discbrake). Cara pengoperasian sistem rem-nya juga terbagi dua, yaitu; 1) secara mekanik dengan memakai kabel baja 2) secara hidrolik dengan menggunakan fluida/cairan. Cara pengoperasian sistem rem tipe tromol umumnya secara mekanik, sedangkan tipe cakram secara hidrolik.. (a). (b). Gambar 2.5 (a) Kampas rem tromol, (b) Kampas rem cakram. Adapun jenis kampas rem menurut klasifikasi internasional adalah [6] : 1) OEM (Original Equipment Manufactured) OEM adalah jenis kampas rem yang sudah terpasang pada saat membeli motor baru, dimana untuk produsen Honda, Suzuki, dan Kawasaki dikeluarkan oleh pabrikan rem Nissin, sedangkan untuk Yamaha dikeluarkan oleh Akebono. 2) OES (Original Equipment Sparepart) OES adalah jenis kampas rem yang digunakan sebagai pengganti kampas rem OEM dimana kampas rem ini dibuat oleh pabrikan OEM sehingga mempunyai kode formula yang sama, proses yang sama, kualitas yang sama dan bahan yang sama dengan kampas rem OEM. 3) AM (After Market) Jenis ini adalah kampas rem yang beredar di pasaran, dengan kualitas yang beragam. Ada yang mempunyai kualitas lebih rendah dari OEM, dan ada yang lebih tinggi kualitasnya dari OEM.. Universitas Sumatera Utara.

11. 4) Genuine Pada dasarnya kampas rem ini masuk dalam kategori jenis After Market. Istilah Genuine hanya untuk membedakan antara asli dan palsu tidaknya produk tersebut. Secara umum komposisi kanvas rem adalah: - Serat penguat (Reinforcing Fibres ) Penggunaan serat penguat dimaksudkan untuk memberikan kekuatan mekanik pada kampas rem. -. Pengikat (Binders) Penggunaan pengikat yaitu untuk menjaga keutuhan strukur bantalan rem dari tekanan panas.. -. Pengisi (Fillers) Penggunaan pengisi dalam kampas rem yaitu bertujuan untuk meningkatan hasil pengereman yang baik. Bahan baku yang digunakan pada kanpas rem standar umumnya terdiri. dari resin phenolic, fiber, serbuk aluminum, carbon grafit, barium, sulfat, alumina, asbestos dan lainnya. Bahan baku kampas rem asbestos: asbestos 40 s/d 60 %, resin 12 s/d 15%, BaSO4 14 s/d 15%, sisanya karet ban bekas, tembaga sisa kerajinan,. dan. lain-lain.. aramyd/kevlar/twaron,. Bahan. rockwool,. baku. kampas. fiberglass,. rem. non. potasiumtitanate,. asbestos. :. carbonfiber,. graphite, steelfiber, BaSO4, resin, Nitrile butadine rubber. Karakterisasi yang perlu dilakukan dalam pembuatan kampas rem sepeda motor adalah kekerasan dan keausan. Kedua hal ini sangat penting karena saling berhubungan satu sama lain. Jika kampas rem sangat keras akan mempengaruhi rotornya dan jika kampas rem cepat aus maka akan menambah pengeluaran. Oleh karena itu, karakterisasi keduanya perlu dilakukan untuk mendapatkan hasil yang optimal. Selain kedua hal tersebut juga perlu dilakukan karakterisasi pada struktur mikronya karena bisa diketahui efek komposisinya. Jika belum optimal maka bisa merubah komposisi campurannya sehingga hasilnya bisa lebih optimal. Sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan/komponen tersebut. Seringkali bila. Universitas Sumatera Utara.

12. suatubahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Untuk mendapatkan standar acuan tentang spesifikasi teknik kampas rem, maka nilai kekerasan, keausan, bending dan sifat mekanik lainnya harus mendekati nilai standar keamanannya [7].. 2.3. Material Komposit. Material komposit didefinisikan sebagai campuran antara dua atau lebih material yang menghasilkan sebuah material baru dengan sifat-sifat ataupun karakteristiknya yang masih didominasi oleh sifat-sifat material pembentuknya [8]. Berdasarkan definisi ini maka pemilihan jenis material yang tepat dalam penelitian ini ialah jenis material komposit, dimana yang diharapkan adalah kekuatan material yang lebih baik dari penggabungan dua atau lebih material penyusunnya. Pada umumnya material komposit dibentuk dalam dua jenis fasa, yaitu fasa matriks dan fasa penguat. Fasa matriks adalah material dengan fasa kontinu yang selalu tidak kaku dan lemah. Sedangkan fasa penguat selalu lebih kaku dan kuat tetapi lebih rapuh. Penggabungan kedua fasa tersebut menghasilkan material yang dapat mendistribusikan beban yang diterima disepanjang penguat, sehingga material menjadi lebih tahan terhadap pengaruh beban tersebut. Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matrik, umumnya lebih ulet tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih rendah. Matriks mempunyai fungsi sebagai berikut [9]: 1. Mentransfer tegangan ke serat. 2. Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat. 3. Melindungi serat. 4.. Memisahkan serat.. 5.. Melepas ikatan.. 6. Tetap stabil setelah proses manufaktur.. Universitas Sumatera Utara.

13. Tujuan dibuatnya komposit yaitu memperbaiki sifat mekanik atau sifat spesifik tertentu, mempermudah desain yang sulit pada manufaktur, keleluasaan dalam bentuk atau desain yang dapat menghemat biaya produksi, dan menjadikan bahan lebih ringan. Komposit yang diproduksi oleh suatu instansi atau pabrik biasanya dapat diprediksi sifat mekanik dari bahan komposit berdasarkan bahan matrik dan bahan penguatnya [10]. Adapun beberapa sifat mekanik yang dapat diprediksi dari komposit yaitu kekuatan tarik dan kelayakan sebagai material komposit (validitas komposit). Dalam komposit kekuatan tarik dipengaruhi oleh kekuatan interface-nya. Dari pengujian kekuatan interface sangat sulit ditentukan karena prosesnya yang tidak sederhana. Sehingga hasil pengujian juga sangat sulit ditentukan karena adanya faktor teknis pembuatan spesimen. Untuk komposit polimer/serat , perbedaan campuran unsur matrik dan perbedaan serat juga menghasilkan kekuatan adhesive yang berbeda sehingga tidak jarang serat akan putus sebelum terlepas dari matriknya [11].. 2.4. Material Bahan Kampas Rem Formula friction material untuk bahan kampas rem memiliki dampak. yang besar terhadap kualitas pengeremen, getaran dan bunyi yang timbul ketika mengerem. Dengan memvariasikan bahan tertentu, engineer dapat memodifikasi formula untuk aplikasi kampas rem yang lebih sesuai untuk berbagai kendaraan. Kunci untuk memahami jenis formula untuk membuat yang terbaik untuk aplikasi tertentu disederhanakan dengan melihat rekomendasi original equipment (OE) . Saat ini, ada tiga yang diterima secara universal formulasi friction material untuk kampas rem [12] : 1.. Semi-metalik Kampas rem semi-metalik terbuat dari steel fiber sebagai penguat serat. Kebanyakan friction material semi-metalik mengandung setidaknya 60% serat ,steel fiber. Steel fiber bertindak sebagai frame work untuk mengikat friction material secara bersamaan.. Universitas Sumatera Utara.

14. 2.. Non-asbes organik (NAO) Kampas rem Non-asbes organik (NAO) terdiri dari serat organik yang digunakan untuk memperkuat friction material dan memberikan kekuatan pada kampas rem. Friction material NAO mengandung steel fiber kurang dari 20% berat, Kampas rem NAO dirancang untuk menggantikan kampas rem asbes yang berbahaya dan populer di kendaraan pra-FWD.. 3.. Keramik Kampas rem keramik tidak mengandung steel fiber. Sebaliknya, formulasi ini menggunakan serat keramik dan tembaga untuk mengelola disipasi panas.. 2.4.1 Material kampas rem komposit 1. Cangkang Kemiri Kemiri merupakan salah satu tanaman tradisional yang memiliki berbagai macam manfaat mulai dari pemanfaatannya sebagai bumbu masak hingga pengobatan penyakit dan kecantikan. Pada saat masih menempel pada pohon dan memiliki usia yang masih muda, kemiri berwarna hijau muda dan apabila sudah matang warna kulit atau cangkan buahnya akan berwarna hitam. Secara umum kemiri hanya dimanfaatkan biji dan kayunya saja dan biasanya cangkangnya dibuang begitu saja. Faktanya kulit atau cangkang kemiri dibuang begitu saja karena sifat kulit kemiri yang keras dan kuat seperti sifat cangkang, hampir serupa dengan cangkang kulit biji kenari atau biji kelapa. 2.. Aluminium (Al) Aluminium ialah unsur kimia dengan lambang Al dan nomor atomnya 13.. Aluminium logam paling berlimpah. Aluminium bukan merupakan jenis logam berat,. namun. merupakan. elemen. yang. berjumlah. sekitar. 8%. dari. permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga. Aluminium terdapat dalam penggunaan aditif makanan, antasida, buffered aspirin, astringents, semprotan hidung, antiperspirant, air minum, knalpot mobil, asap tembakau, penggunaan aluminium foil, peralatan masak, kaleng, keramik dan kembang api. Kelebihan dari logam Aluminium adalah memiliki berat sepertiga dari berat baja (ρ: 2,7 g/cm3), memiliki konduktifitas panas dan listrik yang baik, rasio kekuatan dan berat yang tinggi, tahan terhadap korosi, memiliki sifat formability. Universitas Sumatera Utara.

15. yang baik serta mudah dicetak [13]. 3. Serat Daun Nanas Serat daun nanas (pineapple–leaf fibres) adalah salah satu jenis serat yang berasal dari tumbuhan (vegetable fibre) yang diperoleh dari daun -daun tanaman nanas. Tanaman nanas yang juga mempunyai nama lain, yaitu Ananas Cosmosus, (termasuk dalam family Bromeliaceae), pada umumnya termasuk jenis tanaman semusim. Menurut sejarah, tanaman ini berasal dari Brazilia dan dibawa ke Indonesia oleh para pelaut Spanyol dan Portugis sekitar tahun 1599. Bentuk daun nanas menyerupai pedang yang meruncing diujungnya dengan warna hijau kehitaman dan pada tepi daun terdapat duri yang tajam. Tergantung dari species atau varietas tanaman, panjang daun nanas berkisar antara 55 sampai 75 cm dengan lebar 3,1 sampai 5,3 cm dan tebal daun antara 0,18 sampai 0,27 cm. Disamping species atau varietas nanas, jarak tanam dan intensitas sinar matahari akan mempengaruhi pertumbuhan panjang daun dan sifat dari serat yang dihasilkan. Intensitas sinar matahari yang tidak terlalu banyak (sebagian terlindung) pada umumnya akan menghasilkan serat yang kuat, halus, dan mirip sutera (strong, fine and silky fibre) [14].. 4.. Poliuretan Polimer poliuretan pertama sekali dirintis oleh Otto Bayer tahun 1973. laboratorim I.G. Farben di Leverkusen, Jerman, dengan menggunakan reaksi polimerisasi adisi menghasilkan poliuretan dari diisosianat cair dan polieter cair. Awalnya difokuskan pada produksi serat dan busa yang fleksibel, yang sebelumnya dalam skala terbatas digunakan sebagai pelapis pesawat. Serat linear yang diproduksi dari heksametilena diisosianat (HDI) dan 1,4 butanadiol (BDO).Poliuretan memiliki banyak jenis dan setiap jenisnya memiliki karakteristik yang berbeda.. 2.5. Gaya Gesek. Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda. Universitas Sumatera Utara.

16. bersentuhan.Benda-benda yang dimaksud disini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya stokes. Gaya gesek dapat merugikan atau bermanfaat. Panas pada poros yang berputar, engsel pintu yang berderit dan sepatu yang aus adalah contoh kerugian yang disebabkan oleh gaya gesek. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di lantai. Tanpa adanya gaya gesek kita tidak akan pernah bisa berjalan. Gaya gesek merupakan akumulasi interaksi mikro antar kedua permukaan yang saling bersentuhan. Permukaan yang sangat halus akan menyebabkan gesek menjadi lebih kecil nilainya dibandingkan dengan permukaan yang kasar, akan tetapi tidak lagi demikian. Kontruksi mikro ataupun. nano pada permukaan benda dapat. menyebabkan gesekan menjadi minimum, bahkan cairan tidak lagi dapat membasahi [15]. 2.5.1 Jenis-jenis gaya gesek Jenis – Jenis Gaya Gesek Terdapat dua jenis gaya gesek antara dua buah benda yang padat saling bergerak lurus, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis, yang dibedakan antara titiktitik sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau saling berganti. Untuk benda yang dapat menggelinding, terdapat pula jenis gaya gesek lain yang disebut gaya gesek menggelinding (rolling friction). Untuk benda yang berputar tegak luruspada permukaan atau berspin, terdapat pula gaya gesek spin (spin friction) [15]. 1.. Gaya Gesek Statis Gaya gesek statis adalah gesekan antara. dua benda padat yang tidak. bergerak relatif atau sama lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur kebawah pada bidang miring. Koefesien gesek statis umumnya dinotasikan dengan 𝜇, dan pada umumnya lebih besar dari koefisien gesek kinetis. 𝐹𝑠 = -𝜇𝑠 N. .................................................................... (2.1). Ket: 𝐹𝑠 = gaya statis (N) 𝜇𝑠 = koefisien gesek statis. Universitas Sumatera Utara.

17. N = gaya normal (N) 2.. Gaya Gesek Kinetis Gaya gesek kinetis (dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu. sama lainnya dan saling bergesekan. Lantai yang licin membuat kita sulit berjalan di atasnya karena gaya gesekan yang terjadi antara kaki kita dengan lantai sangat kecil. Permasalahan ini berhubungan dengan gaya gesekan. Gaya gesek atau gaya gesekan merupakan gaya yang ditimbulkan oleh dua permukaan yang saling bersentuhan. Untuk menggerakkan balok kayu diatas lantai dibutuhkan gaya yang dapat mengatasi gaya gesekan statis. Setelah bergerak, gaya itu mempertahankan gerak benda dan digunakan untuk mengatasi gaya gesekan kinetis. Sehingga hanya diperlukan gaya yang lebih kecil dari pada gaya yang digunakan untuk mulai menggerakkannya. Setelah bergerak, gaya gesek statis berkurang sedikit demi sedikit dan berubah menjadi gaya gesekan kinetis, sehingga gaya gesekan kinetis selalu lebih besar dari pada gaya gesekan statis maksimum [15]. 𝑓𝑘 = 𝜇𝑘 N. ................................................................................ (2.2). Ket: 𝑓𝑘 = gaya kinetis (N) 𝜇𝑘 = koefisien kinetis N = gaya normal (N). 2.5.2 Koefisien Gesek. Koefisien gesekan merupakan besaran yang menunjukkan tingkat kekasaran permukaan suatu benda ketika kedua benda sedang bergesekan. Secara matematis koefisien gesekan dirumuskan sebagai bilangan hasil perbandingan antara besarnya gaya gesekan dengan besarnya gaya normal suatu benda. Jadi nilai koefisien gesekan ditentukan oleh dua faktor yaitu tingkat kekasaran kedua bidang sentuhnya dan gaya normal yang bekerja pada benda tersebut. Besarnya gaya normal yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan berat bendanya, sebab pada benda hanya bekerja gaya berat yang terdapat di permukaannya. Koefisien gesek (µ) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya gesek (F) dengan gaya normal (N), dapat dirumuskan sebagai berikut:. Universitas Sumatera Utara.

18. 𝐹. 𝜇 = 𝑁 ...............………………………….. (2.3) Tujuan dari pengujian koefisien gesek ini untuk mencari nilai koefisien gesek dari kanvas rem dengan drum. Metode yang dilakukan dalam pengujian Koefisien gesek ini berdasarkan pada ASTM C1028. Untuk dapat menghitung nilai koefisien gesek sepatu rem maka sebelumnya kita harus menguraikan gaya-gaya yang terjadi dengan menggunakan diagram benda bebas seperti pada gambar 2.14.. Gambar 2.6 Diagram benda bebas gaya yang terjadi pada mekanisme rem tromol Untuk menghitung besarnya momen yang terdai pada titik A maka kita dapat menyelesaikan dengan persamaan 2. 5 berikut; MA = FA × L1 ................................................ (2.4) MB = FB × L3 ................................................ (2.5) FB =. 𝑀𝐵 𝐿3. .................................................... (2.6). Sedangkan besarnya momen yang terjadi pada titik C dapat dihitung dengan persamaan berikut: FB = FC .................................................... (2.7) MC = FC × L4 .............................................. (2.8). Universitas Sumatera Utara.

19. Besarnya torsi yang terjadi pada tromol terlihat seperti pada gambar 2.7 dan dapat dihitung dengan persamaan berikut:. Gambar 2.7. Letak torsi yang terjadi pada tromol MC = Mcam .......................................... (2.9) Mcam = Fcam × L5 .................................... (2.10) Fcam =. 𝑀𝐶𝑎𝑚 𝐿5. ...................................... (2.11). Torsi yang terjadi pada kam dapat dihitung: Tr = Fcam × d/2 ............................................... (2.12) Dimana: Tr = Torsi yang terjadi pada tromol. Nm. Fcma = Gaya yang terjadi pada cam. N. d. m. = diameter tromol. sedangkan besarnya torsi yang terjadi pada roda dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 Troda = m × g × rroda ........................................... (2.13) Dimana:. Universitas Sumatera Utara.

20. Troda = Torsi yang terjadi pada roda. Nm. m. = massa. kg. g. = Grafitasi. m/s2. rroda = Jari-jai Pelak roda. m. untuk menghitung besarnya koefisien gesek yang terjadi pada kampas rem dengan tromol maka dapat kita hitung dengan persamaan berikut: Tr × µs = Troda ....................................... (2.14) µs =. 𝑇𝑟𝑜𝑑𝑎 Tr. ....................................... (2.15). 2.5.3 Kapasitas pengereman Rem merupakan salah satu dari bagian kendaraan yang mempunyai peranan penting untuk kenyamanan dan keselamatan pengendara sepeda motor. Dengan kata lain rem adalah komponen yang mengubah energi mekanik menjadi energi thermal / panas melalui gesekan. Selain itu rem adalah suatu komponen yang sangat penting bagi kendaraan / alat transportasi. Semakin cepat suatu kendaraan maka memerlukan kapasitas sistem pengereman yang efektif pula. Menurut K.M.Jossy (2011) Kapasitas rem tergantung oleh faktor – faktor berikut : 1) Tekanan antara kampas rem dengan permukaan bidang pengereman. 2) Koefisien gesek antara kampas rem dengan bidang pengereman. 3) Batasan kecepatan motor. 4) Area yang terkena gesekan (bidang gesek). 5) Kemampuan kampas rem menyerap panas yang ditimbulkan oleh gesekan.. Universitas Sumatera Utara.

21. 2.6 Sifat Mekanik Bahan. 1.. Deformasi. Deformasi terjadi bila bahan mengalami gaya. Selama deformasi, bahan menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang bekerja sepanjang deformasi. Sekecil apapun gaya yang bekerja, maka benda akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran. Perubahan ukuran secara fisik ini disebut deformasi. Deformasi ada dua macam yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis. Yang dimaksud deformasi elastis adalah deformasi yang terjadi akibat adanya beban yang jika beban ditiadakan, maka material akan kembali keukuran semula. Sedangkan deformasi plastis adalah deformasi yang bersifat permanen jika bebannya dilepas, (Edi Jasmani 2001 ). Penambahan beban pada bahan yang telah mengalami kekuatan tertinggi tidak dapat dilakukan, karena pada kondisi ini bahan telah mengalami deformasi total. Jika beban tetap diberikan maka regangan akan bertambah dimana material seakan menguat yang disebut dengan penguatan regangan (strain hardening) yang selanjutnya benda akan mengalami putus pada kekuatan patah (Singer dan Pytel, 1995).. 2.7. Perangkat Lunak Metode Elemen Hingga Aplikasi Metode Elemen Hingga sebagai salah satu metode numerik untuk. menyelesaikan berbagai permasalahan rekayasa tentu saja tidak terlepas dari perkembangan komputer dengan berbagai bidang terkait lainnya seperti Computer Aided Design (CAD) dan Computer Aided Engineering (CAE) terus menerus menjadi konsentrasi yang diminati bidang rekayasa. Hal ini dapat dibuktikan dari semakin ramainya penawaran berbagai perangkat lunak metode elemen hingga dengan beragam kemampuan rekayasa yang berkemampuan tinggi untuk memenuhi tantangan dan permintaan dari kalangan industri dalam menyelesaikan masalah-masalah aktual mereka. Paket-paket software FEM komersil yang berlaku yaitu :. Universitas Sumatera Utara.

22. - ANSYS (Maksud umum, PC dan work station) - SDRC/I-DEAS (Paket CAD/CAM/CAE komplit) - NASTRAN (Tujuan umum FEA pada bingkai utama) - ABAQUS (Analisa nonliniear dan dinamik) - COSMOS (Tujuanumum FEA - ALGOR (PC dan workstation) - PATRAN (Pre/Post Processor) - Dyna-3D (Analisa Crash/impact). 2.7.1 Teori Ansys ANSYS adalah program paket yang dapat memodelkan elemen hingga untuk menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan mekanika, termasuk di dalamnya masalah ocus, dinamik, analisis (baik linier maupun nonlinier), masalah perpindahan panas, masalah fluida dan juga masalah yang berhubungan dengan akustik. dan. elektromagnetik.. Secara. umum penyelesaian. elemen. hingga menggunakan ANSYS dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu: (1). Preprocessing: pendefinisian masalah Langkah umum dalam preprocessing terdiri dari (i). mendefinisikan keypoint/lines/areas/volume,. (ii). mendefinisikan tipe elemen dan bahan yang digunakan/sifat 22ocus2222ic, dan. (iii) mesh lines/areas/volumes sebagaimana dibutuhkan. Jumlah detil yang dibutuhkan akan tergantung pada dimensi daerah yang dianalisis, ie.,1D, 2D, axisymetric dan 3D. (2). Solution: assigning loads, constraints, and solving Di sini, perlu menentukan beban (titik atau tekanan), constraints (translasi. dan rotasi) dan kemudian menyelesaikan hasil persamaan yang telah diset. (3). Postprocessing: further processing and viewing of the results Dalam bagian ini pengguna mungkin dapat melihat (i) daftar pergeseran nodal, (ii) gaya elemen dan momentum,. Universitas Sumatera Utara.

23. (iii) plot deflection dan (iv) diagram kontur tegangan (stress) atau pemetaan suhu. Professors Nakasone dan Yoshimoto dari Universitas Science Tokyo, Japan dan Professor Stolarski dari Universitas Brunel, United Kingdom menulis buku tentang analisis rekayasa menggunakan software ANSYS. Buku ini diberi judul “Engineering Analysis with ANSYS Software”. Kolaborasi dari beberapa ilmuan selama 10 tahun menghasilkan karya yang sangat bagus dan dapat digunakan oleh para peneliti maupun mahasiswa. Melalui buku ini ketika kita menyatakan “ANSYS” akan tertuju pada kemampuan analisis elemen hingga dari berbagai produk yang tersedia dari ANSYS Inc. Computational Processing Simulation (CPS) Computational Processing Simulation adalah suatu metode penelitian yang menggunakan bantuan computer untuk melakukan proses simulasi. Yang digunakan untuk menyelesaikan pemasalahan pada penelitian ini adalah simulasi Finite Element Machine (FEM). Beberapa perangkat lunak digunakan untuk membuat model 3D untuk ban dan lintasan jalan aspal, memecah gambar tersebut menjadi bagian-bagian dibutuhkan, membentuk mesh dari tiap bagian, mengatur kondisi dan metode perhitungan, melakukan perhitungan simulasi, dan mengolah hasil simulasi. a. Autocad Autocad adalah perangkat lunak komputer CAD untuk menggambar 2 dimensi dan 3 dimensi yang dikembangkan oleh Autodesk. Keluarga produk AutoCAD, secara keseluruhan, adalah software CAD yang paling banyak digunakan di dunia. AutoCAD digunakan oleh insinyur sipil, land developers, arsitek, insinyur mesin, desainer interior dan lain-lain. Format data asli Autocad, DWG, dan yang lebih tidak populer, Format data yang bisa dipertukarkan (interchange file format) DXF, secara de facto menjadi standard data CAD. Akhir-akhir ini Autocad sudah mendukung DWF, sebuah format yang diterbitkan dan dipromosikan oleh Autodesk untuk mempublikasikan data CAD. AutoCAD saat ini hanya berjalan disistem operasi Microsoft. Versi untuk Unix dan Macintosh sempat dikeluarkan tahun 1980-an dan 1990-an, tetapi. Universitas Sumatera Utara.

24. kemudian tidak dilanjutkan. AutoCAD masih bisa berjalan di emulator seperti Virtual PC atau Wine.. a. Ansys Workbench 17.2 ANSYS,. Inc. adalah sebuah pusat. pengembangan Computer-aided. Engineering Software atau perangkat lunak engineer yang dibantu kumpter yang berusat di Pittsburgh Selatan di Kota Cecil, Pennsylvania, Amerika Serikat. Ansys mengeluarkan perangkat lunak analisa engineer yang meliputi ilmu analisa elemen hingga (finite element analysis), analisa sturktur (structural analysis), perhitungan dinamika fluida (cumputetional fluid dynamics), metode eksplisit dan implisit (explicit and implicit methods), dan transfer panas (heat transfer).. Gambar 2.9 Trade Mark Ansys Workbench 17.2. Pada Ansys Workbench 17.2juga terapat beberapa program yang akan digunakan untuk memecah geometry 3D ruang bakar menggunakan Design Modeler, membentuk mesh dari geometri menggunakan Ansys Meshing, dan proses analisa.. Universitas Sumatera Utara.

25. BAB III METODELOGI PENELITIAN. 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 3.1.1 Waktu Penelitian Waktu penelitian dilakasanakan pada rentang waktu dari bulan Agustus hingga desember 2018. 3.1.2 Tempat Penelitian Tempat kegiatan penelitian dilaksanakan di Laboratorium Noise and vibration center Magister Tenik Mesin Universitas Sumatera Utara. Tabel 3.1 Lokasi dan Aktifitas Penelitian. No.. 1. 2. Kegiatan Pembuatan gambar 3D model bahan uji simulasi (tromol, kampas rem dan sepatu rem) Simulasi benda uji koefisien gesek. Lokasi Penelitian. Keterangan. Lab. NVC MTM USU. Pembuatan model menggunakan software Autocad 2013. Lab. NVC MTM USU. Simulasi menggunakan Ansys. 3.2 Disain Bahan Simulasi Kampas rem tersusun atas dua bagian yaitu sepatu rem dan kampas rem. Sepatu rem tersusun dari material komposit dengan material properties di dapat dari hasil pengujian sifat fisik dan mekanik, sedangkan untuk sepatu rem nya sendiri dari material Cast iron yang berstandart HGP (Honda genuin parts). Dimensi masing-masing komponen di dapat dari standart yang telah ada, untuk tromol roda menggunakan roda belakang Honda Supra X-125 dan untuk kampas rem menggunakan sepatu rem HGP(Honda genuin parts) dengan lapisan kampas rem komposit, ntuk kampas rem tebal lapisan kampas rem komposit 3 mm. Pada simulasi ini objek di disain menggunakan software Autocad 2013 3D dan kemudian disain dalam bentuk file autocad di export ke software ansys. Universitas Sumatera Utara.

26. workbench. agar dapat di simulasikan. Berikut ini gambar masing-masing. komponen :. Gambar 3.1 Tromol. Gambar 3.2 Kampas rem. Gambar 3.3 Poros Parameter fisik yang perlu diperhatikan dalam mendisain sebuah tromol, kampas rem dan poros. Tromol yang digunakan terbuat dari material cast iron, kampas rem yang digunakan terbuat dari material komposit. Berikut ini gambar assembly komponen yang akan di simulasikan.. Universitas Sumatera Utara.

27. Gambar 3.4 Assembly Tromol. 3.3 Material Yang Digunakan Material yang dikembangkan pada penelitian ini material kampas rem yang terbuat dari bahan komposit yaitu cangkang kemiri, serat daun nenas, aluminium dan polyuretan sebagai perekatnya. Komposisi material pembentuk di ambil dari penelitian sebelumnya 70:30 yang telah dilakukan oleh Mahasiswa Pasca Sarjana Magister Teknik Mesin USU. Material Komposit tersebut di tunjukkan pada data material yang digunakan untuk engineering data dalam Ansys di tunjukkan pada tabel 3.2. Tabel 3.2 Data material hasil pengujian Material. Density (g/cm^3). Modulus. Young Poisson Ratio. (Mpa) Komposit. 1.677. 9.9222. 0,3. Cast Iron. 7.200. 110000. 0,28. Universitas Sumatera Utara.

28. 3.4 Simulasi Ansys Workbench 3.4.1 Engineering data Pada penelitian ini digunakan material baru yaitu cangkang kemiri, serat daun nanas, alumunium dan poliuretan yang belum terdaftar pada ansys workbench sehingga kita perlu memasukan data materialnya ke engineering data. Double click pada engineering data, kemudian menu engineering data akan tertampil, pada “outline of schematic A2; engineering data” terdapat kotak bertuliskan “click here to add a new material”, klik pada kotak lalu dimasukkan nama data material baru yang ingin kita simulasikan, disini penulis memasukan nama material baru.. Gambar 3.5 Data material Masukkan nilai data setiap material sehingga diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.. Universitas Sumatera Utara.

29. Gambar 3.6 Data toolbox engineering data cast iron dan kamposit Setelah semua langkah dilakukan maka langkah pada engineering data selesai Kemudian klik return to project maka akan kembali ke menu project schematic dan akan muncul tanda checklist pada engineering data.. 3.4.2 Geometri Setelah melakukan engineering data, tahap atau langkah selanjutnya adalah melalukan pemodelan geometri. Hal ini dilakukan dengan cara klik ganda pada geometri lalu akan muncul jendela geometri.. Universitas Sumatera Utara.

30. Gambar 3.7 Tampilan project Ansys. Pemodelan geometri mengimport dari. file Autocad. IGES ke ansys. dengan cara mengklik kanan pada gambar geometri kemudian pilih ‘ imort geometri”. 3.4.3 Model Setelah membuat atau mengimport geometri, tahap selanjutnya adalah melukan Model. Pada bagian ini ada beberapa tahap yang dilakukan yaitu : 1.. Geometri Pada bagian geometri dimasukkan material yang ingin di input pada. geometri spesimen kampas rem yang telah di desain sebelumnya. Pemasukkan material ini dilakukan dengan cara klik geometri pada outline lalu klik part 1 lalu pada jendela detail of “part 1” pilih material yang ingin diterapkan pada desain seperti pada gambar 3.8.. Universitas Sumatera Utara.

31. Gambar 3.8 Tampilan model pada Ansys 2.. Meshing Mesh merupakan pembagian objek menjadi bagian yang lebih kecil.. Semakin kecil meshing yang dibuat maka hasil perhitungan akan semakin teliti namun membutuhkan daya komputasi yang besar. Pada penelitian ini ukuran meshing yang digunakan adalah 1 mm. Sedangkan jenis mesh yang digunakan adalah Hex Dominat Metdoh dengan tipe permukaan mesh adalah Quad seperti yang terlihat pada gambar. Universitas Sumatera Utara.

32. (a). (b) Gambar 3.9 (a) meshing pada ansys tampilan jendela (b) hasil mesh. Universitas Sumatera Utara.

33. 3.. Solution Tahap terakhir setelah menngatur jenis pembebanan dan fix support adalah. Solution. Solution adalah proses analisa numerik yang dilakukan ansys untuk mendapatkan parameter yang diinginkan. Dalam penelitian ini, parameter yang ingin didapatkan adalah Total deformasi, equivalen stress von-misses, frictional stress, sliding distance dan preasurre yang terjadi pada kampas rem komposit. Untuk hasil dari solution di tampilkan pada bab iv pada penelitian ini, dengan menggunkan variasi beban pada setiap pemodelan akan memberikan perbedaan nilai pada masing-masing hasil simulasi yang di perlihatkan menggunakan kontur warna simulasi ansys.. 3.5 Parameter Desain Penelitian Pada bagian ini akan membahas metode dan prosedur kerja penelitian. Untuk memudahkan peneliti mengenai simulasi saat terjadi gesekan antara kampas rem komposit dan tromol dengan mensimulasikan ke software ansys workbench. Untuk mengetahui melalui simulasi fenomena apa yang terjadi pada kampas rem komposit setelah mengalami gesekan pada saat dilakukannya variasi pembebanan 2 kg, 3 kg dan 4 kg dengan putaran output roda 400 rpm. 3.5.1 Parameter output dan input penelitian Parameter pada interface ansys workbench terdapat dua parameter yaitu parameter output dan input. Parameter input diambil dari atau tersedia pada Workbench Parameter interface sedangkan parameter output adalah parameter eksternal atau yang dimasukkan kedalam Workbench Parameter interface.. Universitas Sumatera Utara.

34. Tabel 3.3 Parameter input penelitian Parameter. Keterangan/value. Input Sifat fisik dan mekanik. Cast Iron. Sifat fisik dan mekanik. Cast Iron. Sifat fisik dan mekanik. Densitas = 1.6770 gram/𝑐𝑚3. Material tromol Material sepatu rem Material. kampas. rem. Possion Ratio =0,1. komposit. Young Stress = 9.9222 Mpa Yield Stress = 1642,2 Mpa Kekerasan = 86,8. Parameter output penelitian ialah hasil luar dari semulasi data yaitu:. Tabel 3.4 Parameter Output penelitian No.. Keterangan. Nilai. 1. Koefisien gesek. 0,3 - 1. 2. Total deformasi. Mpa. 3. Tegangan/equivalen stress. Mpa. 3.6 Peralatan Terdapat dua unsur penting yang menjalankan penelitian ini. Pertama adalah perangkat lunak (software) yang menjadi alat utama untuk menjalankan semua proses simulasi. Kedua adalah perangkat keras (hardware) yang menjadi wadah untuk menjalankan perangkat lunak yaitu komputer. Software CAD dan simulasi yang digunakan adalah Autocad dan Ansys Workbench 17.2. Spesifikasi computer yang digunakan sebagai berikut dapat dilihat pada tabel 3.5.. Universitas Sumatera Utara.

35. Tabel 3.5 Spesifikasi Komputer Perangkat. Spesifikasi. Processor Installed Memory (RAM). AMD A8-7410 APU with AMD Radeon R5 Grapich 2.20 GHz 4.00 GB (3,41 GB usable). Display Adapter. NVDIA @ GEFORCE 930M. System Type. 64-bit Operating System. Peralatan pendukung seperti Tachometer digital alat ukur output putaran roda pada variasi putaran dan Thermometer digital sebagai alat ukur temperatur berfungsi untuk mengukur suhu pada tromol akibat adanya gesekan yang terjadi pada rem.. (a). (b). Gambar 3.10 (a) Tachometer Digital (b) Thermometer Digital. Universitas Sumatera Utara.

36. Mulai Studi awal Identifikasi masalah dan Tujuan Mengumpulkan data hasil eksperimen. Mengukur dan mendisain geometri tromol dan kampas rem Tidak. Persiapan Simulasi. Perhitungan dan analisa hasil simulasi. YA. Kesimpulan. Selesai Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian. Universitas Sumatera Utara.

37. Gambar 3.12 Diagram alir simulasi Terdapat beberapa tahap persiapan yang perlu dilakukan untuk melakukan simulasi. Secara garis besar langkah-langkah tersebut adalah penggambaran geometri Tromol dan kampas rem, pembentukan mesh pada setiap bagian geometri, persiapan kondisi dasar dan metode perhitungan, dan akhirnya iterasi perhitungan. Semua proses itu diperlihatkan pada gambar. 3.8 diiringi dengan perangkat lunak yang digunakan.. Universitas Sumatera Utara.

38. BAB IV HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN. 4.1 Hasil Analisa dan Simulasi Simulasi dilakukan dengan mengabaikan kondisi jalan dan permukaan jalan. Berikut ini akan di tampilkan beberapa hasil simulasi berupa deformasi total, equivalen stress, frictional stres, pressure dan sliding distance pada tromol dan kampas rem. Dari hasil ini nantinya akan di bandingkan dengan hasil perhitungan secara eksperimental. Lalu didapatkan kesimpulan sebagai akhir dari penelitian ini. Hasil simulasi akan ditampilkan dalam bentuk gambar, tabel, grafik dan penjelasan hasil simulasi. Pada hasil simulasi terdapat beberapa kontur warna, kontur warna yang berbeda menunjukkan besar nilai suatu kondisi mulai dari yang rendah sampai nilai tertinggi. 4.1.1 Simulasi Statis (Static Structural) 1.. Hasil simulasi Deformasi Pada Kampas rem Hasil simulasi tromol ditunjukkan dari hasil besarnya tegangan yang. terjadi akibat pengaruh putaran, beban dan gesekan yang terjadi. Deformasi adalah perubahan bentuk fisik maupun kimia akibat beban rotational dan radial yang dialami suatu benda. Kelendutan adalah perubahan bentuk benda akibat terjadinya tegangan dan regangan. Uji kelendutan ini akan melihat seberapa besar tingkat elastisitas kampas rem dalam menerima beban akibat gaya yang diterima pada saat pengereman sebelum kampas rem mengalami kerusakan (keausan). Simulasi yang digunakan dalam bentuk statis dengan variasi beban yaitu 2 kg, 3 kg dan 4 kg. Adapun hasil simulasi pada kampas rem terlihat pada gambar dibawah ini:. Universitas Sumatera Utara.

39. Gambar 4.1 Deformasi pada kampas rem pembebanan 2 kg. Gambar 4.1 merupakan hasil simulasi deformasi total kampas rem dan tromol pada pembebanan. sebesar 2 kg dengan besar momen 3,443 N.m.. Perbedaan kontur warna merupakan indikasi tingkatan besar deformasi yang terjadi. Deformasi terbesar terjadi pada bagian bawah akibat gaya yang di berikan pada saat pengereman terjadi. Pada gambar 4.1 menjelaskan bahwa akibat pembebanan sebesar 2 kg dengan momen 3,443 N.m mengalami total deformasi maksimum sebesar 26,76 mm dengan deformasi minimumnya sebesar 2,9756 mm.. Universitas Sumatera Utara.

40. Gambar 4.2 Deformasi pada kampas rem pembebanan 3 kg. Pada gambar 4.2 merupakan hasil simulasi deformasi total kampas rem dengan pembebanan 3 kg untuk nilai momennya sebesar 5,156 N.mm. Total deformasi maksimum terletak pada bagian ujung kampas rem dikarenakan pada ujung kampas rem mengalami gaya lebih besar di banding di tengah kampas rem. Hasil total deformasi maksimum sebesar 42,994 mm. Kontur warna sangat terlihat berbeda pada bagian permukaan yang bersentuhan langsung dengan tromol , warna merah menunjukkan tingkat maksimum total deformasi pada permukaan kampas rem.. Universitas Sumatera Utara.

41. Gambar 4.3 Deformasi pada kampas rem pembebanan 4 kg. Gambar 4.3 merupakan hasil simulasi deformasi total kampas rem pada pembebanan sebesar 4 kg dengan besar momen 6,887 N.m. Perbedaan kontur warna merupakan indikasi tingkatan besar deformasi yang terjadi. Deformasi terbesar terjadi pada bagian yang paling besar menerima gaya akibat gaya yang di berikan pada saat pengereman terjadi. Pada gambar 4.1 menjelaskan bahwa akibat pembebanan sebesar 4 kg dengan momen 6,887 N.m mengalami total deformasi maksimum sebesar 42,995 mm.. Universitas Sumatera Utara.

42. 50 45 40. Total deformasi (mm). 35 30 25 20 15 10 5. 2 kg. 0 0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 0.9. 3 kg. 1. 4 kg. Time (s). Gambar 4.4 grafik total deformasi pada masing-masing pebebanan. Pada gambar 4.4 menunjukkan perbedaan nilai deformasi yang terjadi akibat dari variasi pembebanan. Grafik tersebut menunjukkan besarnya nilai total deformasi. versus. waktu,. dimana. untuk. waktu. yang. didapatkan. dari. mensimulasikannya selama 1 detik.. 2.. Hasil Simulasi Equivalent Stress (von-mises) pada kampas rem ddan tromol. Tegangan (stress) adalah hasil perbandingan antara gaya vertikal yang bekerja terhadap luas penampang suatu benda. Analisa simulasi stress pada btromol dan kampas rem ini bertujuan untuk melihat bagaimana tegangan yang paling besar terjadi pada saat tromol berputar dan dilakukan pengereman yang diberi gaya. Berikut adalah hasil equivalent stress pada kampas rem dan tromol pada kondisi pembebanan 2 kg dan dengan besar momen 3,443 N.m. Universitas Sumatera Utara.

43. (a). (b) Gambar 4.5 (a) dan (b) Equivalent stress pada pembebanan 2 kg Pada gambar 4.5 menjelaskan bahwa akibat pembebanan sebesar 2 kg pada gaya vertikal dengan momen sebesar 3,443 N.m. Stress maksimum terdapat pada kampas rem dengan besar equivalent stressnya sebesar 9,6416 Mpa terletak pada sepatu rem dimana pada posisi tersebut merupakan fixed suport dari simulasi sedangkan pada sebagian sepatu rem di beri gaya yang mendorong kampas rem sehingga bergesekan dengan tromol, disitulah letak tegangan terbesar terjadi, untuk nilai equivalent stress minimumnya sebesar 1,3989e-7 Mpa.. Universitas Sumatera Utara.

44. (a). (b) Gambar 4.6 (a) dan (b) Equivalent stress pada tromol pembebanan 3 kg Pada gambar 4.6 menjelaskan bahwa akibat pembebanan sebesar 3 kg pada gaya vertikal dengan momen sebesar 5,165 N.m. Stress maksimum terdapat pada kampas rem dengan besar equivalent stressnya sebesar 57,445 Mpa terletak pada sepatu rem dimana pada posisi tersebut merupakan fixed suport dari simulasi sedangkan pada sebagian sepatu rem di beri gaya yang mendorong kampas rem sehingga bergesekan dengan tromol.. Universitas Sumatera Utara.

45. (a). (b) Gambar 4.7 (a) dan (b) Equivalent stress pada tromol dengan gaya sebesar 4 kg Pada gambar 4.7 menjelaskan bahwa akibat pembebanan sebesar 4 kg pada gaya vertikal dengan momen sebesar 6,887 N.m. Stress maksimum terdapat pada kampas rem dengan besar equivalent stressnya sebesar 76,772 Mpa terletak pada sepatu rem dimana pada posisi tersebut merupakan fixed suport dari simulasi sedangkan pada sebagian sepatu rem di beri gaya yang mendorong kampas rem sehingga bergesekan dengan tromol.. Universitas Sumatera Utara.

Equivalent stress (Mpa). 46. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0. 2 kg 0. 0.125 0.25 0.375 0.5 0.625 0.75 0.875 0.9 Time (s). 1. 3 kg 4 kg. Gambar 4.8 Grafik Equivalen stress untuk masing-masing pembebanan Pada gambar 4.8 menunjukkan perbedaan nilai equivalen stress yang terjadi akibat dari variasi pembebanan. Grafik tersebut menunjukkan besarnya nilai equivalen stress versus waktu, dimana untuk waktu yang didapatkan dari mensimulasikannya selama 1 detik.. 4.1.2 Sumulasi Dinamis (Transient Structural). Pada simulasi dinamis (dynamic simulation) akan menghasilkan grafik dari simulasi rem tromol. Simulasi dinamis yang digunakan untuk mendapatkan besarnya tegangan gesek pada kampas rem menggunakan Transient structural dengan variasi pembebanan yaitu pembebanan 2 kg, 3 kg, dan 4 kg pada putaran konstan yaitu 400 Rpm nantinya akan di dapatkan perbedaan hasil tegangangan gesek (frictional stress) serta besarnya gesekan yang dialami kampas rem pada putaran konstan dengan variasi beban. Dengan demikian akan di dapatkan nilai maksimum tegangan gesek pada kampas rem.. Universitas Sumatera Utara.

47. 1. Frictional Stress kampas rem dengan simulasi dinamis. Frictional stress di dapat dari beban yang diberikan pada kampas rem yang kemudian akan di teruskan ke tromol pada saat tromol berputar dengan kecepatan konstan, sama halnya dengan sistem pengereman rem belakang (tromol). Berikut penjelasan frictional stress pada pembebanan 2kg, 3kg dan 4 kg.. a.. Frictional stress pembebanan 2 kg. Gambar 4.9 Friction stress beban 2 kg. (a). Universitas Sumatera Utara.

48. (b) Gambar 4.10 (a) frictional stress sisi A kampas rem (b) frictional stress sisi B kampas rem. Gambar 4.10 menunjukkan terjadinya tegangan akibat gesekan yang dialami kampas rem akibat putaran roda. Pada gambar 4.10 menjelaskan perbedaan kontur warna pada bagian kampas rem merupakan indikasi besarnya tingkat tegangan gesek (frictional stress), besarnya tegangan terletak dibagian tengah kampas rem dengan nilai sebesar 0,24219 Mpa.. Gambar 4.11 Grafik frictional stress pembebanan 2 kg. Pada gambar 4.11 menjelaskan grafik besarnya nilai frictional stress vs waktu. Grafik menunjukkan tingkat tegangan gesek terjadi dengan besaran nilai 0,24219 Mpa.. Universitas Sumatera Utara.

49. b. Frictional stress peda pembebanan 3 kg. Gambar 4.12 Frictional Stress pembebanan 3 kg. (a). Universitas Sumatera Utara.

50. (b) Gambar 4.13 (a) Frictonal stress kampas rem sisi A (b) Frictonal stress kampas rem sisi B Pada gambar 4.13 menunjukkan perbedaan kontur warna pada permukaan kampas rem, besarnya nilai frictional stress maksimum sebesar 0,40838 Mpa. Permukaan kampas rem yang mengalami tegangan gesek terbesar pada bagian tengah kampas rem dengan diberiakan beban sebesar 3 kg. Perbedaan kontur warna juga menujukkan tingkat besarnya bagian yang mengalami kontak dengan tromol.. Gambar 4.14 Grafik frictional stress vs waktu. Pada gambar 4.14 menjelaskan grafik besarnya nilai frictional stress vs waktu. Grafik menunjukkan tingkat tegangan gesek terjadi dengan besaran nilai 0,40838 Mpa.. Universitas Sumatera Utara.

51. c.. Frictional stress pada pembebanan 4 kg. Gambar 4.15 Frictional stress pada pembebanan 4 kg. Pada gambar 4.15 menunjukkan perbedaan kontur warna pada permukaan kampas rem, besarnya nilai frictional stress maksimum sebesar . Permukaan kampas rem hampir merata mengalai gesekan dengan diberiakan beban sebesar 3 kg. Perbedaan kontur warna juga menujukkan tingkat besarnya bagian yang mengalami kontak dengan tromol.. (a). Universitas Sumatera Utara.

52. (b) Gambar 4.16 (a) Frictional stress sisi A kampas rem (b) frictional stress sisi B kampas rem. Pada Gambar menunjukkan perbedaan nilai pada setiap kontur warna permukaan kampas rem yang mengalami gesekan maksimum pada sisi A dapat dilihat dari besarnya nilai maksimum yang didapatkan.. Gambar 4.17 Grafik frictional stress vs waktu. Pada gambar 4.14 menjelaskan grafik besarnya nilai frictional stress vs waktu. Grafik menunjukkan tingkat tegangan gesek terjadi dengan besaran nilai 0,40908 Mpa.. Universitas Sumatera Utara.