i

TUGAS AKHIR

PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP

SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK

SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN DASAR SERAT

KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN RESIN

PHENOLIC

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

SRIYONO D 200 07 0042

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :

“PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT

MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR DENGAN BAHAN

DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN

RESIN PHENOLIC

yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana

S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan

tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau

pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan

Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali

bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana

mestinya.

Surakarta, 4 April 2012 Yang menyatakan,

Sriyono

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT

FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR

BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA

DAN RESIN PHENOLIC”, telah disetujui oleh pembimbing dan diterima

untuk memenuhi persyaratan memperoleh derajat Sarjana S1 pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta .

Dipersiapkan oleh :

Nama : Sriyono

NIM : D 200 07 0042

Disetujui pada :

Hari : ……………………….

Tanggal : ……………………….

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT

FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR

DENGAN BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK

TEMBAGA DAN RESIN PHENOLIC, telah dipertahankan di hadapan Tim

Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat

memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta .

Dipersiapkan oleh :

Nama : Sriyono

NIM : D 200 07 0042

Disahkan pada :

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji :

Ketua : Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT

Anggota 1 : Ir. Agus Hariyanto, MT. ..............

Anggota 2 : Ir. Masyrukan, MT. ..............

v

vi

MOTTO

“Jagalah Allah, niscaya engkau akan bersama-Nya. Kenalilah Allah

dalam kesenangan niscaya Ia mengenalimu dalam kesempitan.

Ketahuilah bahwa segala perbuatan salahmu belum tentu

mencelakaimu dan musibah yang menimpamu belum tentu akibat

kesalahanmu. Ketahuilah bahwa kemenangan beserta kesabaran,

kebahagiaan beserta kedukaan dan setiap kesulitan ada

kemudahan” (HR. Tarmidzi).

Takutlah kepada Allah dimanapun kamu berada, iringilah

kesalahanmu dengan kebaikan, niscaya ia akan dapat

menghapuskannya, dan pergaulilah semua manusia dengan budi

pekerti yang baik. (HR. Tarmidzi).

Belajarlah untuk ikhlas dengan meyakini bahwa apapun yang

terjadi padamu, entah itu baik atau buruk, itulah yang telah Allah

gariskan, dan itulah yang terbaik untukmu. (BPK)

vii

PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR

DENGAN BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA DAN RESIN PHENOLIC

Sriyono, Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT , Ir. Agus Hariyanto, MT.

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

email : Sriyono@yahoo.co.id

ABSTRAKSI

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh komposisi bahan dengan menggunakan fraksi berat serat kelapa, serbuk baja, serbuk tembaga dan resin phenolic terhadap kekerasan dan keausan dari spesimen kampas kopling dan membandingkannya dengan kampas kopling X.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kelapa, serbuk baja, serbuk tembaga, yang telah disaring 60 mesh dan resin phenolic. Bahan ini dicampur kemudian dipress dengan beban 4 Ton selama 60 menit. Setelah mencapai holding time yang diinginkan, dies (cetakan) dimasukkan kedalam sintering dengan suhu 800C selama 40 menit dan spesimen dikeluarkan dari cetakan. Setelah didapat tiga spesimen kampas kopling variasi serbuk baja,dan serbuk tembaga, lalu dilakukan proses pengujian keausan dengan standart ASTM D 3702-94 dan pengujian kekerasan Brinell dengan standart ASTM F 1957-99 kemudian dilakukan foto makro untuk melihat kepadatan dan sifat masing-masing bahan penyusun spesimen kampas kopling. Hasil pengujian yang dilakukan meliputi uji keausan dan uji kekerasan Brinell menunjukan bahwa komposisi bahan dengan menggunakan fraksi berat serat kelapa sebesar 20 %, dan serbuk baja sebesar 20 %, serbuk tembaga 40%, resin Phenolic 20% didapat harga kekerasan 4,080 Kg/mm2, harga keausan uji kering 0,14 mm/jam, dan harga keausan uji basah pengaruh oli 0,16 mm/jam. Sehingga mendekati kampas kopling X yaitu dengan harga kekerasan3,974 Kg/mm2 harga keausan uji kering sebesar 0,15 mm/jam dan harga keausan uji basah pengaruh oli sebesar 0,20 mm/jam.

Kata kunci : Kampas kopling, Serat kelapa, Serbuk Baja, Serbuk tembaga, keausan, kekerasan.

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu ’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, atas segala

rahmat, taufiq dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan laporan penelitian

ini dapat terselesaikan. Shalawat serta salam semoga selalu dilimpahkan

kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah menyampaikan risalah kepada

seluruh umat manusia di muka bumi dan membawa mereka yang tersesat

ke jalan yang diberkati oleh Allah SWT.

Tugas Akhir berjudul “PENGARUH VARIASI BAHAN TERHADAP

SIFAT FISIS DAN SIFAT MEKANIS KOPLING GESEK SEPEDA MOTOR

BAHAN DASAR SERAT KELAPA SERBUK BAJA SERBUK TEMBAGA

DAN RESIN PHENOLIC” dapat terselesaikan atas dukungan dari

beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala

ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terimakasih dan

penghargaan kepada:

1. Ir. Agus Riyanto, SR, MT, Sebagai Dekan Fakultas Teknik

Universitas

Muhammadiyah.

2. Ir. Sartono Putro, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.

3. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku selaku pembimbing Utama

yang telah memberikan bimbingan, Ilmu dan pengarahan dalam

penyusunan laporan penelitian ini.

ix

4. Ir. Agus Hariyanto. MT selaku pembimbing Pendamping yang telah

banyak memberikan motivasi, dukungan dan arahan.

5. Bapak Bambang Waluyo F., ST. MT, yang menyediakan alat-alat

untuk menunjang kelancaran praktikum.

6. Seluruh jajaran Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ilmu yang

bermanfaat guna menghadapi masa depan.

7. Tata Usaha Jurusan Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta, Mas Topo Dan Mas dayat sebagai

penunggu perpustakaan Teknik Mesin yang telah banyak

membantu dalam hal referensi dan administrasi.

8. Bapak (Alm) Suparmin adalah cinta dan kasih sayang sejati yang

engkau berikan. Serta yang selalu berdoa dengan ketulusan,

memberikan segala hal dalam kehidupan ananda yang tak

terbandingkan.

9. Bapak dan Ibu Tercinta yang telah membantu baik dukungan materi

maupun non materi, terima kasih atas do‟ a dan bantuannya. serta

selalu memberi semangat sehingga bisa menyelesaikan skripsi ini..

10. Kelompok Tugas Akhirku, Ari Hermawanto Dan Rahmat kusuma

Terimakasih atas kerjasamanya.

11. Temen-temen Seperjuanganku Joko Sriyanto, Dediana, Sigit,

Adi,Efendy, Choirul Kerjasama kita memberikan inspirasi.

x

12. Semua pihak yang telah membantu, semoga Allah SWT membalas

kebaikanmu.

Dalam tugas akhir ini penulis menyadari bahwa masih

terdapat kekeuranga, tetapi semoga dapat bermanfaat. oleh karena

itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan

penulis terima dengan senang hati, terima kasih.

Wasalammu’alaikum. Wr. Wb.

Surakarta, 4 April 2012

Penulis

xi

DAFTAR ISI

Hal

Halaman Judul ....................................................................................... i

Pernyataan Keaslian Skripsi .................................................................. ii

Halaman Persetujuan ........................................................................... iii

Halaman Pengesahan .......................................................................... iv

Lembar Soal Tugas Akhir ...................................................................... v

Lembar Motto .......................................................................................... vi

Abstraksi ............................................................................................... vii

Kata Pengantar ...................................................................................... viii

Daftar Isi ............................................................................................... xi

Daftar Gambar ...................................................................................... xiv

Daftar Tabel .......................................................................................... xvi

Daftar Simbol ......................................................................................... xvii

Daftar Lampiran .................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.2. Latar Belakang .................................................................. 1

1.3. Tujuan Penelitian .............................................................. 3

1.4. Manfaat Penelitian ............................................................ 4

1.5. Batasan Masalah…........................................................... 4

1.6. Sistematika Penulisan....................................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Pustaka ................................................................. 7

2.2 Ladasan Teori .................................................................. 8

2.2.1 Komposit ................................................................ 8

2.2.2 Serat . .................................................................... 10

2.2.3 Metalurgi Serbuk .................................................... 12

2.2.4 Mesh ........................................................................ 13

2.2.5 Matrik ...................................................................... 14

2.2.6. Serat Kelapa............................................................ 16

xii

2.2.7. Serbuk Baja ............................................................ 17

2.2.8. Serbuk Tembaga .................................................. 17

2.2.9 Resin Phenolic (Vinylester resin type ripoxy

R-802)......................................................................... 18

2.2.10. Proses Kompaksi ................................................. 20

2.2.11. Proses Sintering ..................................................... 21

2.2.12. Fraksi Berat komposit ............................................ 23

2.2.13. Keausan ................................................................. 24

2.2.14. Pengujian Kekerasan brinell .................................. 31

2.2.15. Prinsip kerja kopling ............................................. 34

BAB III MET ODOLOGI PENELITIAN

3.1. Rancangan Penelitian .................................................... 36

3.2. Bahan dan Alat ............................................................... 38

3.2.1. Bahan .................................................................. 38

3.2.2. Alat Penelitian ....................................................... 43

3.2.3. Proses Pembuatan spesimen ............................... 51

3.3. Instalasi Pengujian .......................................................... 53

3.3.1. Alat Uji Gesek ...................................................... 53

3.3.2. Alat Uji Kekerasan ................................................ 54

3.3.3. Alat Uji Foto makro ............................................... 58

3.4. Spesimen Uji................................................................... 60

3.5. Lokasi Penelitian ............................................................. 60

3.6. Prosedur Penelitian ........................................................ 61

3.6.1. Pengujian Keausan ............................................... 62

3.6.2. Pengujian kekerasan (Brinell)................................ 63

3.7. Rancangan Analisis Data ................................................. 66

3.8. Kesulitan ......................................................................... 67

xiii

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Keausan ........................................................ 69

4.1.1. Pengujian Keausan Kering..................................... 69

4.1.2. Pengujian Keausan pengaruh Oli ….................... 70

4.2. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling....... 71

4.2.1. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling

kering ..................................................................... 71

4.2.2. Hasil Perhitungan koefisien gesek kampas kopling

pengaruh oli .......................................................... 72

4.3. Pengujian Kekerasan Brinell ............................................ 73

4.4. Hasil foto makro spesimen ................................................. 75

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpula ....................................................................... 79

5.2. Saran............................................................................... 80

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 2.1. Diagram alir metode metalurgi serbuk........................... 13

Gambar 2.2. Proses Kompaksi ........................................................... 21

Gambar 2.3. Keausan metode adhesive .............................................. 25

Gambar 2.4. Keausan Metode Abrasive .............................................. 27

Gambar 2.5. Mekanisme Keausan Lelah ............................................. 28

Gambar 2.6 Mekanisme Keausan Oksidasi........................................ 29

Gambar 2.7. Pengukuran Kekerasan Brinell ....................................... 32

Gambar 3.1. Skema diagram alir penelitian......................................... 36

Gambar 3.2. Serat kelapa .................................................................... 39

Gambar 3.3. Serbuk Baja .................................................................... 40

Gambar 3.4. Serbuk Tembaga ............................................................. 41

Gambar 3.5. Resin phenolic dan katalis .............................................. 42

Gambar 3.6. Dexton plastic stell epoxy ................................................ 42

Gambar 3.7. Plat Kampas .................................................................... 43

Gambar 3.8. Alat MBT Sieve Shaker AG – 515 ................................... 44

Gambar 3.9. Timbangan digital ............................................................. 45

Gambar 3.10. Dies (cetakan) spesimen ................................................. 46

Gambar 3.11. Mesin Press .................................................................... 47

Gambar 3.12 Alat Sintering (Oven) ....................................................... 48

Gambar 3.13. Infrared Thermometer ..................................................... 49

Gambar 3.14. Digital Tachometer .......................................................... 49

Gambar 3.15. Clamp Meter ................................................................... 50

Gambar 3.16. Vernier Caliper ................................................................ 51

Gambar 3.17. Alat Pengujian Gesek ...................................................... 53

Gambar 3.18. Alat pengujian Kekerasan Brinell .................................... 54

xv

Gambar 3.19 Tombol Pemilihan Beban (Load) Alat Uji Kekerasan Brinell

.......................................................................................... 55

Gambar 3.20. Jarum Penunjuk alat Uji Kekerasan Brinell ...................... 56

Gambar 3.21. Tombol Start Alat Uji Kekerasan Brinell .......................... 57

Gambar 3.22. Alat Inverted Metalurgy Microscope .............................. 58

Gambar 3.23. Spesimen Kampas kopling .............................................. 60

Gambar 3.24. Tombol Pemilihan Beban pada Alat Uji Kekerasan Brinell

................................................................................................................. 64

Gambar 4.1 Histogram hasil pengujian Keausan Kering … ................ 69

Gambar 4.2. Histogram hasil pengujian Keausan Pengaruh oli ….... 70

Gambar 4.3. Histogram Hasil koefisien gesek kering .......................... 72

Gambar 4.4. Histogram Hasil koefisien gesek uji oli ………………….. 73

Gambar 4.5. Histogram Hasil uji kekerasan ......................................... 74

Gambar 4.6. Foto makro spesimen 1 ................................................... 75

Gambar 4.7. Foto makro spesimen 2 ................................................... 76

Gambar 4.8. Foto makro spesimen 3 ................................................... 77

xvi

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 2.1. Standar Mesh ........................................................................ 14

Tabel 4.1. Hasil penelitian keausan uji kering ....................................... 69

Tabel 4.2 Hasil penelitian keausan pengaruh oli ................................... 70

Tabel 4.3. Hasil penelitian keausan Koefisien gesek (µ) uji kering ......... 71

Tabel 4.4. Hasil penelitian koefisien gesek pengaruh oli..........................72

Tabel 4.5. Data Hasil dari pengujian Brinell ............................................ 73

xvii

DAFTAR SIMBOL

BHN = Harga kekerasan spesifik (kg/mm2)

P = Tekanan (Kg/mm2)

D = Diameter indentor (mm)

d = Diameter jejak (mm)

µ = Koefisien gesek

A = Luas kampas (mm2)

ro = Radius luar injakan kampas kopling (mm)

ri = Radus tengah injakan kampas kopling (mm)

T = Torsi (rpm )

n = Putaran (rpm)

= Daya (watt)

Ω = Omega

F = Gaya (Kg)

= Efisiensi luas kampas kopling

= 3,14

V = Tegangan (volt)

I = Arus (Ampere)

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Data Hasil Penelitian Keausan..................................................... lampiran

Data Hasil Perhitungan Daya ……......................................... ...... lampiran

Data Perhitungan Koefisien Gesek............................................... lampiran

Data Pengujian Kekerasan Brinell ……………………………..….. .lampiran

Spesifikasi Bahan Kampas kopling Non-Asbes ……...…………... lampiran

Standar ASTM D3702-94 ……………………………..……………... lampiran

Standar ASTM F1957-99………………………..…………….......... lampiran