BAB V PROSES KALIBRASI DAN PENGUJIAN TRIBOMETER

(1)

commit to user

46 BAB V

PROSES KALIBRASI DAN PENGUJIAN TRIBOMETER

5.1 Posisi tribometer saat kalibrasi

Posisi tribometer saat kalibrasi untuk gaya gesek saja. Kalibrasi dengan menggunakan seutas tali dengan arah aksial pin dan kemudian diberi beban gantung. Untuk jarak antara holder pin dan disk diberi bola baja agar lengan holder pin tetap sejajar disk dan tidak terjadi gesekan dengan disk.

Gambar 5.1 Kalibrasi Loadcell

5.2 Pembebanan Kalibrasi

Pengujian Kalibrasi dilakukan terhadap gaya aksial. Pembebanan dilakukan dengan memberikan beban secara bertahap dengan variabel beban bertambah dan beban berkurang. Pengukuran voltase dilakukan setiap penambahan dan pengurangan beban. Pengukuran voltase dilakukan dengan pengulangan sebanyak 5 kali pada beban yang sama. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui linearity error, histerisis dan repeatability error dari tribometer sehingga bisa diketahui penyimpangan yang terjadi.

(2)

commit to user 5.3 Data Pembebanan

Pembebanan terdiri dari 2 tabel. Tabel 5.1 untuk pembebanan bertambah dan tabel 5.2 untuk pembebanan berkurang.

Tabel 5.1 pembebanan dengan beban bertambah

beban (Kg)

output voltase (milivolt) pembebanan

V min V max v rata-rata

I II III IV V

0 25 25 25 25 25 25 25 25

1.09 594 595 597 596 595 594 597 595.4 1.97 1039 1036 1037 1037 1038 1036 1039 1037.4 3.07 1583 1578 1576 1576 1578 1576 1583 1578.2 4.11 2080 2080 2080 2080 2080 2080 2080 2080 4.95 2480 2480 2480 2490 2490 2480 2490 2484 6.04 3040 3040 3040 3040 3040 3040 3040 3040 7.06 3530 3530 3530 3530 3530 3530 3530 3530 7.96 3970 3970 3980 3970 3970 3970 3980 3972

Gambar 5.2 grafik pembebanan dengan beban bertambah

Tabel 5.2 pembebanan dengan beban berkurang

Beban (Kg)

output voltase (milivolt) pembebanan

V min V max v rata-rata

I II III IV V

7.96 3970 3970 3970 3970 3970 3970 3970 3970 7.07 3540 3540 3540 3540 3540 3540 3540 3540 6.04 3040 3050 3050 3050 3050 3040 3050 3048 4.95 2510 2500 2510 2510 2510 2500 2510 2508

y = 493.3x + 49.975 R² = 0.9999

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

voltase (mv)

beban (kg)

(3)

commit to user

4.11 2090 2100 2090 2090 2100 2090 2100 2094 3.07 1583 1583 1582 1580 1580 1580 1583 1581.6 1.97 1045 1040 1040 1040 1039 1039 1045 1040.8

1.09 600 600 602 600 601 405 406 600.6

0 24 24 24 24 24 24 24 24

Gambar 5.3 grafik pembebanan dengan beban berkurang

5.4 Perhitungan Kalibrasi Loadcell Tribometer 5.4.1 Linearity error

Pengujian linearity error dilakukan dengan memberikan beban secara bertahap dengan beban bertambah. Pengujian ini menggunakan data dari V rata- rata sehingga bisa diketahui penyimpangan yang terjadi dengan menggunakan rumus linearity error.

Rumus linearity error : L = ^∆θ

θ x 100

Dimana : L = linearity error (%)

∆θ^L = selisih penyimpangan maksimal terhadap garis lurus yang menghubungkan output tanpa beban dan output beban maksimal (milivolt).

θn = nilai output saat beban maksimal (milivolt).

y = 494.06x + 54.689 R² = 0.9999

0 1000 2000 3000 4000 5000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

voltase (mv)

beban (kg)

(4)

commit to user

Gambar 5.4 grafik linearity error

Tabel 5.3 data perhitungan linearity error

X (kg) Y = 493.3 X + 49.97 V rata2 (mv) Penyimpangan

0 49.97 25 24.97

1.09 587.67 595.4 7.73

1.97 1021.77 1037.4 15.63

3.07 1564.40 1578.2 13.80

4.11 2077.43 2080 2.57

4.95 2491.81 2484 7.80

6.04 3029.50 3030 0.50

7.06 3532.67 3530 2.67

7.96 3976.64 3972 4.64

Perhitungan linearity error, L = ^∆θ

θ x 100 L = ^{뼨0. =}

 = . 0 x 100 L = 0.63 %

5.4.2 Histerisis

Pengujian Histerisis dilakukan dengan memberikan beban secara bertambah dari 0 – 7.96 kg, kemudian diberi beban berkurang dari 7.96 – 0 kg. selisih voltase maksimal yang terjadi saat diberi beban bertambah dan saat diberi beban berkurang dijadikan dasar untuk menentukan histerisis..

Rumus histerisis : H = ^∆θ앐

θ x 100

y = 493.3x + 49.975 R² = 0.9999

0 1000 2000 3000 4000 5000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

voltase (mv)

beban (kg)

(5)

commit to user Dimana, H = Histerisis (%)

∆θH= selisih penyimpangan maksimal pada saat kurva beban naik dan pada saat kurva beban turun, dengan beban sama (milivolt) .

Tabel 5.4 Data perhitungan histerisis

beban pembebanan bertambah pembebanan berkurang penyimpangan

(kg) (milivolt) (milivolt) (milivolt)

0 25 24 1

1.09 595.4 600.6 5.2

1.97 1037.4 1040.8 3.4

3.07 1578.2 1581.6 3.4

4.11 2080 2094 14

4.95 2484 2508 24

6.04 3040 3048 8

7.06 3530 3540 10

7.96 3972 3970 2

Perhitungan histerisis, H = ^∆θ앐

θ x 100 H = ^뼨0

 =뼨 x 100 H= 0.60 %

5.4.3 Repeatability error

Pengujian repeatability error menggunakan data sari pembebanan I sampai V. selisih voltase dari pembebanan I sampai V untuk beban yang sama, dicari selisih yang paling besar. Dasar ini digunakan untuk menghitung repeatability error.

Rumus repeatability error : R = ^∆θ

θ x 100

Dimana, R = Repeatability (%)

∆θR= selisih penyimpangan maksimal saat dibebani secara berulang dengan beban sama (milivolt) .

(6)

commit to user

Tabel 5.5 data perhitungan repeatability error

beban V maksimal V minimal penyimpangan

(kg) (milivolt) (milivolt) (milivolt)

0 25 25 0

1.09 594 597 3

1.97 1036 1039 3

3.07 1576 1583 7

4.11 2080 2080 0

4.95 2480 2490 10

6.04 3040 3040 0

7.06 3530 3530 0

7.96 3970 3980 10

Perhitungan repeatability error, R = ^∆θ

θ x 100 R = x 100 R = 0.25 %

Setelah load cell tribometer dikalibrasi, maka akan didapatkan lembar data kalibrasi dari load cell tribometer.

Tabel 5.6 Data kalibrasi load cell tribometer.

Data kalibrasi load cell tribometer Kapasitas maksimal 30 kg tegangan eksitasi 5 - 10 V DC linearity error 0.63 %

Histerisis 0.60 %

repeatability error 0.25 %

5.5 Pengujian Tribometer

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tribometer bisa berfungsi dengan baik. Pengujian dilakukan dengan menggunakan material pin besi cor dan material disk baja dikeraskan.

(7)

commit to user

Gambar 5.5 pengujian tribometer tipe pin on disk

Pengujian dilakukan dengan variasi putaran motor dan besarnya pembebanan. Hasil yang didapatkan saat pengujian berupa voltase gaya gesek.

Untuk mendapatkan output berupa gaya dengan satuan newton, output voltase dikonversi dengan persamaan :

Y = 493.3 X + 49.97

Dimana Y adalah voltase, X adalah beban dan 49.97 adalah zero balance.

Zero balance adalah angka awal yang muncul saat tribometer tidak mendapat

beban.

Sehingga untuk menghitung beban, menggunakan persamaan : X = (Y / 493.3) x 10 (Newton)

Tabel 5.7 Pengujian tribometer dengan variasi rpm

Data N0 N1 fn Volume

aus (mm³)

Laju keausan (mm3/s) rpm rpm kg

1 282.9 266 11.27 101.78 0.290

2 355.7 341 11.27 105.55 0.395

3 432.4 420 11.27 113.09 0.524

(8)

commit to user

Gambar 5.6 Perbandingan volume aus terhadap putaran disk dengan variasi rpm

Gambar 5.7 Perbandingan laju keausan terhadap putaran disk dengan variasi rpm

Berdasarkan perhitungan laju keausan, besarnya laju keausan dipengaruhi oleh load dan sliding speed. Besarnya load dan sliding speed berbanding lurus dengan volume aus dan laju keausan. Semakin besar load dan sliding speed, maka volume aus dan laju keausan juga semakin besar.

Gambar 5.6 menjelaskan apabila sliding speed semakin besar maka volume aus juga semakin besar. Sesuai dengan perhitungan volume aus bahwa semakin besar sliding speed maka volume aus juga akan meningkat. Gambar 5.7 menjelaskan apabila sliding speed semakin besar maka laju keausan juga semakin besar. Gambar 5.8 menunjukan apabila load semakin besar, maka volume aus juga semakin besar. Gambar 5.9 menunjukan apabila load semakin besar maka laju keausan semakin besar. sehingga hasil pengujian menunjukkan bahwa tribometer berfungsi dengan baik.

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600

0 100 200 300 400 500

laju keausan (mm3/s)

putaran disk (rpm) 100

102 104 106 108 110 112 114

0 100 200 300 400 500

volume aus (mm3)

putaran disk (rpm)

(9)

commit to user

Tabel 5.8 Pengujian tribometer dengan variasi pembebanan

Data N0 N1 fn Volume