TUGAS BESAR ELEMEN MESIN II PERENCANAAN REM CAKRAM MOTOR HONDA MEGAPRO

TUGAS BESAR ELEMEN MESIN II

PERENCANAAN REM CAKRAM MOTOR HONDA MEGAPRO

DI SUSUN : KUSDI

NIM : 113010287

TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS WAHID HASYIM

2013

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1.      Latar Belakang

1.2.      Tujuan

1.3.      Batasan Masalah

BAB II DASAR TEORI

2.1       Rem

2.2       Jenis Jenis Rem

2.3       Fungsi Rem

2.3       Perencanaan Rem

BAB III PERHITUNGAN

3.1       Desain Rem

BAB IV PENUTUP

4.1       Kesimpulan

4.2       Saran

LAMPIRAN

DAFTAR  PUSTAKA

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

            Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat, hidayah dan karunianya dalam menyelesaikan tugas perencanaan rem cakram pada motor Honda Megapro

            Dalam tugas Elemen Mesin ini, penulis mencoba merencanakan ulang rem cakam pada motor Honda Megapro. Dalam perencanaan ini penulis mengambil data pendukung dari berbagai sumber dan litelatur, buku-buku Teknik Mesin, Diktat Ajar Dosen dan searching dari internet.

            Tak lupa ucapan terima kasih kepada Bapak Darmanto, ST, M.Eng. selaku dosen dan pembimbing dalam tugas perencanaan ulang rem cakram motor Honda Megapro, yang teleh banyak memberi masukan, bimbingan dan pengarahan demi terwujudnya tugas Elemen Mesin II.

            Akhir kata untuk lebih sempurnanya penuliasan perencanaan rem cakram ini, baik mengenai penulisan, perhitungan dan penyusunan besar harapan kami adanya saran-saran untuk tercapainya perencanaan yang lebih baik.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Semarang,

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Berbagai macam alat transportasi yang di gunakan sehari hari dalam kehidupan merupakan kebutuhan dan pendukung dalam melakukan segala kegiatan. Dari berbagai macam kendaraan yang ada, berbagai perubahan perubahan yang di lakukan pada alat yang satu ini, dulu yang tadinya mengandalkan tenaga manusia dan hewan kini sudah menggunakan tenaga mesin yang lebih kuat dan lebih modern.

Alat transportasi yang banyak digunakan salah satunya adalah sepeda motor, sepeda motor  sebagai alat transportasi banyak digunakan di masyarakat karena sepeda motor banyak memiliki keunggulan diantaranya adalah dapat mencapai tujuan lebih cepat, pengendara lebih nyaman di bandingkan dengan menggunakan sepeda ontel dalam melakukan perjalanan yang jauh. Konstruksi yang lebih kuat dan kokoh dan berbagai kelebihan yang lain.

Dalam sepeda motor ini juga di hadapkan dengan berbagai masalah yang ada, seperti masalah  teknis permesinan dan yang lainnya. Karena dalam sepeda motor tersebut terdapat dan terdiri dari berbagai macam  macam elemen  mesin yang berperan penting dalam rangkaian mobil tersebut. Yang akan kita bahas lebih mendalam elemen sebuah sepeda motor dalam tulisan ini adalah sebuah elemen mesin yang berfungsi sebagai pendukung dalam kendaraan dan piranti keselamatan dalam berkendara, yaitu rem sepeda motor.

1.2       Tujuan

Tujuan dari penulisan perencanaan ulang rem cakram sepeda motor Honda Megapro adalah:

·    Mengetahui prinsip kerja cakram pada motor Megapro

·      Mengetahui torsi pengereman rem cakram sepeda motor Honda Megapro

·    Menentukan jenis bahan yang akan di gunakan dalam perencanaan rem cakram pada motor Megapro

1.3.      Batasan Masalah

          Dalam perencanaan pembuatan rem cakram ini, penulis tidak  melakukan perencanaan rem cakram secara keseluruhan tetapi hanya pada beberapa bagian di antaranya adalah:

1.    Kecepatan maksimal (V_max) sepeda motor Megapro

2.    Jarak pengereman menggunakan rem cakram dengan asumsi motor bergerak turun dengan sudut (α) 30^o, untuk menentukan torsi dan koefisien gesek minimum pada rem cakram

BAB II

DASAR TEORI

2.1       Rem

Secara umum rem bisa diartikan adalah sebuah peranti/alat yang digunakan untuk memperlambat atau bahkan menghentikan laju gerakan roda. Karena roda di perlambat maka, secara otomatis gerakan kendaraan menjadi lambat. Energi kinetik yang hilang dari benda yang bergerak ini biasanya diubah menjadi panas karena adanya gesekan.

Gambar 2.1: Rangkaian Rem Cakram (http://dianmotorcell.blogspot.com)

Sistem rem dalam teknik otomotif ialah suatu sistem yang memiliki fungsi untuk :

1. Mengurangi kecepatan kendaraan.
2. Menghentikan kendaraan yang sedang berjalan dan,
3. Menjaga kendaraan agar tetap berhenti.

Sedangkan komponen utama dalam sistem rem terdiri dari :

1. Pedal rem atau tuas rem
2. Penguat atau Booster
3. Silinder master ( Master cylinder ) dan,
4. Saluran pengereman atau kabel ( lines )

2.2       Jenis Jenis Rem

Rem digunakan untuk menghentikan dan mengatur gerakan, karena itu rem sangat diperlukan dalam teknik kendaraan dan teknik transportasi. Ketika rem mengerem daya kinetik bagian yang bergerak harus dikurangi, disamping itu ( ketika menurunkan suatu beban ) sering harus dihambat suatu momen beban ( kebalikan dari apa yang terjadi ketika menggerakkan lewat kopling gesek ).

Selama mengatur kecepatan (pengaturan rem dimana rem selalu slip), kerja rem gesek diubah menjadi kalor. Dalam hal ini, kalkulasi pelepasan kalor kebanyakan menentukan besarnya ukuran. 

Karena itu dalam banyak hal, rem  tidak bertindak sebagai rem penyetop dalam hal ini instalasi dihentikan hanya oleh gaya rem, melainkan terutama mempunyai tugas untuk mempertahankan pesawat/kendaraan dalam suatu kedudukan tertentu (rem penahan). Dalam hal ini sebagian dari energi yang diperlukan untuk menghabiskan kecepatan, sering diperoleh dari momen dari penahan motor, yang pada motor listrik dicapai dengan bantuan hubungan istemewa ( hubungan rem, arus balik ). Momen rem ialah terkecil pada poros yang berputar paling cepat, karena itulah maka rem sedapat mungkin kebanyakan dipasang pada poros yang digerakkan oleh motor. Piringan rem harus dirapikan dan disetimbangkan. Syarat paling utama yang harus dipenuhi oleh rem ialah : kelembutan artinya tidak ada tumbukan ketika menghubungkan dan melepas rem, pelepasan kalor yang cukup, kemungkinan penyetelan setelah aus.

Berdasarkan gesekan maka rem dapat diklasifikasikan menjadi :

1.Rem blok, yang dapat dibagi lagi menjadi atas rem blok tunggal, dan ganda

2.Rem drum

3.Rem cakram

4.Rem pita

A.   Rem Blok

1.Rem Blok Tunggal

Rem blok macam adalah yang paling sederhana yang terdiri dari satu blok rem yang ditekan terhadap drum rem, seperti diperlihatkan dalam gambar 2.2.  Biasanya pada blok rem tersebut pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek yang dapat diganti bila telah aus. Rem blok tunggal ini kurang  menguntungkan, hal ini disebabkan karena pada rem blok tunggal gaya tekan yang bekerja hanya dalam satu arah saja pada drum, sehingga pada poros timbul momen lentur serta gaya tambahan pada bantalan yang tidak dikehendaki.

Demikian pula, untuk pelayanan manual jika diperlukan gaya pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat panjang sehingga kurang ringkas. Karena alasan inilah maka rem blok tunggal tidak banyak dipakai pada mesin-mesin yang  memerlukan  momen pengereman yang besar. Dan untuk mendapatkan gaya pengereman yang dikehendaki maka besarnya gaya tergantung pada arah putaran, untuk arah putar serah jarum jam blok rem akan tertarik kearah drum sehingga dapat terjadi gigitan secara tiba-tiba. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah besarnya momen pengereman yang harus sesuai dengan yang diperlukan dan besarnya energi yang dirubah menjadi panas, terutama yang berhubungan dengan bahan gesek yang dipakai. Pemanasan yang berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem tetapi juga akan menurunkan koefisien geseknya. Bi1a suatu rem terus menerus bekerja,  jumlah panas yang timbul pada setiap 1 mm² permukaan gesek tiap detik adalah sebanding dengan besarnya µ ( koefisien gesek ). Bila besarnya µ nya pada suatu rem lebih kecil dari pada harga batasnya maka pemancaran panas akan berlangsung dengan mudah dan sebaliknya bila harga tersebut melebihi batas maka akan mengakibatkan rusaknya permukaan gesek.

Gambar 2.2. Rem blok tunggal (khurmi, A textbook machine design)

2.Rem Blok Ganda

Telah disinggung diatas bahwa rem blok tunggal agak kurang menguntungkan karena drum mendapat gaya tekan hanya dalam satu arah sehingga menimbulkan momen lentur yang besar pada poros serta gaya tambahan pada bantalan. Kekurangan tersebut dapat diatasi jika dipakai dua rem blok yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan, baik dari sebelah dalam maupun dari sebelah luar drum. Rem semacam ini disebut rem blok ganda (gambar 2.3). Rem dengan blok yang menekan dari luar dipergunakan untuk mesin-mesin industri dan kereta rel  yang  pada umumnya digerakkan secara pnumatik, sedangkan yang menekan dari dalam dipakai pada kendaraan jalan raya yang digerakkan secara hidrolik.

Bahan rem yang digunakan haruslah memenuhi beberapa kriteria berikut: persyaratankeamanan, ketahanan, keausan kecil, kuat, tidak melukai permukaan drum, dapatmenyerap getaran dan memiliki koefisien gesek yang tinggi seperti diperlihatkan padatabel dibawah ini :

Gambar 2.3. Rem blok ganda (khurmi, A textbook machine design)

B.     Rem drum :

Rem drum adalah rem bekerja atas dasar gesekan antara sepatu rem dengan drum yang ikut berputar dengan putaran roda kendaraan. Agar gesekan dapat memperlambat kendaraan dengan baik maka, sepatu rem di buat dari bahan yang mempunyai koefisien gesek yang tinggi. Rem drum memiliki kelemahan jika terendam air, tidak dapat berfungsi dengan baik karena koefisien gesek berkurang secara significan. Oleh karena itu parts ini mulai ditinggalkan dalam dunia otomotif dan kemudian menggantinya dengan rem cakram.

                                            

Gambar 2.4: Rem tromol (http://dianmotorcell.blogspot.com)

C.    Rem cakram

                  Rem Cakram adalah perangkat pengereman yang digunakan pada kendaraan modern. Cara kerja rem ini ialah dengan cara menjepit cakram yang biasanya dipasangkan pada roda kendaraan, untuk menjepit cakram digunakan caliper yang digerakkan oleh piston untuk mendorong sepatu rem ( brake pads ) ke cakram. Rem ini juga digunakan pada kereta api, sepeda motor dan juga sepeda. Sementara pada mobil balap, bahan yang digunakan biasanya dikeramik agar lebih tahan panas yang ditimbulkan selama proses pengereman.

Gambar 2.5: Rem cakram (http://dianmotorcell.blogspot.com)

2.3       Fungsi Rem

Sistem rem dalam teknik otomotif adalah suatu sistem yang berfungsi untuk :

1. Mengurangi kecepatan kendaraan.
2. Menghentikan kendaraan yang sedang berjalan.
3. Menjaga agar kendaraan tetap berhenti.

Komponen utama dalam sistem rem terdiri dari :

1.       Tuas rem.

Berfungsi sebagai pemberi gaya pada master rem yang diberikan pengendara pada waktu menarik tuas tersebut

2.       Silinder master (master cylinder).

Silinder master/master rem berfungsi:

a.Tempat penyimpanan fluida dan udara.

b. Memompa aliran fluida dan udara pada sistem hidrolik.

c. Memberi gaya tekan pada fluida pada waktu terjadi pengereman.

3. Saluran pengereman atau kabel (lines).Berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluida yang telah dipompa oleh master rem menuju kaliper.
4. Kaliper Berfungsi sebagai tempat kampas rem dan piston untuk menekan cakram (disk).
5. Cakram (disk) Berfungsi sebagai bidang penggesek dengan kampas rem (brake pad).

2.4 Perencanaan Rem Cakram dan Perhitungan

            Untuk mengetahui berapa jarak pengereman yang dibutuhkan dan koefisien gesek pada material yang akan di gunakan menggunakan persamaan sebagai berikut:

			h

 

Persamaan persamaan yang di gunakan dalam perencanaan ulang rem cakram pada motor megapro.

Torsi pengereman

                                                                                                  …..(1)

 Dimana, T = torsi

            Ep = Energi Potensial

            Ek = Energi kinetik

Energi Potensial         

                                                                                                      …..(2)

Dimana Ep = Energi Potensila

            m = massa

            g = grafitasi

            h = ketinggian keiringan

Ketinggian kemiringan menggunakan persamann

                                                                                                       …..(3)

Diamana, h = ketinggian kemiringan

            Sin α = sudut kemiringan

Energi Potensial

                                                                                                     …..(4)      Dimana, Ek = Energi Kinetik

            m = massa

            v = kecepatan

gaya pada roda

                                                                                      …..(5)

Dimana, F = gaya pada roda

            T = torsi

Gaya pada cakram

                                                                                                   …..(6)

Dimana, T = gaya pada cakram

            F = gaya pada roda

            R = diameter cakaram

Gaya pada tiap kampas rem

                                                                                                 …..(7)

Dimana, T_lapisan = gaya pada kampas rem

              T_cakaram = gaya pada cakarm

              4          = jumlah kampas rem

BAB III

PERENCANAAN

2.1    Desain

Gambar 2.6: Tabel propertis material rem cakram (R.S.khurmi,J.K Gupta 2009)

Data kendaraan Honda Megapro

4. Daya Maksimal                       : 13,3 Ps/8.500 Rpm
5. Torsi Maksimal                        : 1,3kg.m/ 6.000Rpm
6. Berat kendaraan (m_kendaraan)      : 126 kg          
7. Berat Penumpang (m_penumpang)  : 60 kg            
8. Berat total (m_total)                     :186 kg           
9. Kecepatan maksimal               : 160 km/jam = 44,44 m/s
10. Jarak pengereman                    :30 m
11. Diameter cakram                     : 240 mm = 0,24 m
12. Jari jari cakram                        : 120 mm = 0,12 m
13. Diameter roda                         : 560 mm = 0,56 m
14. Jari jari roda                            : 280 mm = 0,28 m

2.2    Perhitungan

Torsi pengereman sepeda motor

Energi potensial kendaraan

 Sehingga Energi Potensial

Energi Kinetik kendaraan

Sehingga besarnya torsi pengereman  adalah:

Jari jari cakram yang terkena kampas rem

Dimana, r = jari jari cakram yang terkena kampas rem

       R1 = jari jari batas dalam cakram

       R2 = jari jari luar batas cakram

Gaya pada roda

Gaya pada cakram

Gaya pada kampas rem                                                                                                                   

Asumsi motor berhenti pada jarak 30 m,dan menhasilkan gaya tangensial sebagai berikut,

Gaya tangensial untuk roda depan

 

Torsi pengereman sampai motor berhenti

Gaya Normal (R_N)

    P _kampas = 75 mm = 0,075 m

    L _kampas = 27 mm = 0,027 m

    A_kampas = P _kampas. L _kampas

                      = 0,075 × 0,027

                = 0,002025 m²

   R_N = P_piston. A_kampas

             = 132000000 × 0,002025

         = 26730 N

Koefisien gesek adalah

Gaya normal (RN) tiap roda
RN =26730/2=13365N
F_S =μ×R_N
μ = FS/RN
   = 627,

Gaya tuas rem di asumsikan 0,5 kg = 4,905 N

Tekanan Minyak rem

Maka  Pw = 2,37 Q – 4,49

                    = 2,37(4,905) – 4,49

                    = 11,624 – 4,49

                    = 7,134 N

Diameter Piston = 250 mm

Karena doble piston, maka di bagi 2 = D piston 250/2  = 125 mm =  0,0125 m

Sehingga

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1.    Dari hasil perhitungan didapatkan koefisien gesek untuk perencanaan  ulang rem cakram adalah

2.    Bahan yang di gunakan sebagai lapisan rem cakram  adalah

4.2  Saran

1.      Untuk perencanaan ini sebaiknya diperhatikan bahan yang  digunakan untuk desain rem cakera.

2.      Suatu perencanaan sebaiknya diperhatikan bahwa harga yang didapat dari hasil perhitungan harus lebih kecil daripada harga yang diizinkan.

LAMPIRAN

Daftar Pustaka

Darmanto, Buku Ajar Elemen Mesin I.

Kiyokatsu Suga, Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan, Elemen Mesin.

Jac.Stolk, C. Kros, Elemen Mesin Konstrusi, Elemen Mesin.

http://www.scribd.com/doc/24032123/dianmotorcell.blogspot.com

http://www.scribd.com/doc/50851519/6/VI-1perencanaan rem cakera