Rem cakram - aziz (PM 1) PDF

Preview

Summary

TUGAS PERANCANGAN MESIN IREM CAKRAM MOTORPerancangan disusun sebagai salah satu pra-syarat dalam melakukanTugas Perancangan Mesin IDisusun OlehNama : Haris Risqi AzizNIM : 061.Pembimbing : Ir Sukarnoto, MTPROGRAM STRATA SATU BIDANG ILMU TEKNIKBIDANG STUDI TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIUNIVE...

Description

TUGAS PERANCANGAN MESIN I REM CAKRAM MOTOR Perancangan disusun sebagai salah satu pra-syarat dalam melakukan Tugas Perancangan Mesin I

Disusun Oleh Nama

: Haris Risqi Aziz

NIM

: 061.16.051

Pembimbing

: Ir.Tono Sukarnoto, MT

PROGRAM STRATA SATU BIDANG ILMU TEKNIK BIDANG STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS TRISAKTI JAKARTA

i

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Perancangan Mesin I ini telah Diperiksa dan disetujui pada Tanggal : ……………..…….2019

Oleh : Dosen Pembimbing

(Ir.Tono Sukarnoto, MT)

ii

KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya dengan Rahmat serta Hidayah-Nya lah penulis dapat menyelesaikan Tugas Perencanaan Mesin I ini dengan semaksimal mungkin. Laporan Tugas Perencanaan Mesin I disusun sebagai salah satu Prasyarat untuk menyelesaikan program studi S1 di jurusan Teknik Mesin , Fakultas Teknologi Industri, Universitas Trisakti. Dalam penulisan Tugas Perencanaan Mesin I ini penulis mencoba untuk merancang rem cakram sepeda motor yang telah ditentukan. Pada kesempatan ini penulis juga menghaturkan rasa terima kasih sedalam-dalamnya kepada semua pihak yang telah ikut membantu bagi penyelesaian Tugas ini : 1.

Kepada Bapak Tono Sukarnoto, MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan banyak arahan dan bimbingan yang bermanfaat bagi penyelesaian tugas ini.

2.

Kepada bapak/ibu dosen yang mengajar mata kuliah Elemen Mesin yang telah memberikan ilmunya kepada penulis untuk menyeleseikan tugas ini.

3.

Kepada kedua orang tua yang memberikan dukungan moril dan materiil dan adik-adik yang selalu membantu menyeleseikan tugas ini.

4.

Kepada teman-teman TMED 2002 yang telah membantu dan memberikan dorongan dalam penyelesaian tugas ini. Dalam penulisan Tugas Perencanaan Mesin I ini, penulis menyadari bahwa

masih banyak terdapat kekurangan maupun kesalahan-kesalahan yang tentu saja tidak disengaja. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan di masa mendatang. Akhir kata, penulis berharap Tugas Perencanaan Mesin I ini dapat bermanfaat bagi semua pihak, baik bagi pihak pengajar maupun sesama mahasiswa. Jakarta, Haris Risqi Aziz

iii

DAFTAR TUGAS

Akan dirancang ulang sebuah Rem Cakram dari Honda jenis Vario 150 esp sesuai dengan data teknis dibawah ini : Data Teknis Perancangan Jenis Kendaraan

Honda Vario 150 esp (150cc)

Tipe mesin

4

–

langkah,

SOHC

dengan

Pendingin udara, eSP Diamater X langkah

57,3 x 57,9 mm

Rasio Kompresi

10,6 : 1

Daya Maksimum

9,7 kW (13,1 PS / 8.500 rpm)

Torsi Maksimum

13,4 Nm (1,37 kgf.m) / 5.000 rpm

Ukuran Band Depan

90/80 – 14M/C 43P (tubeless)

Ukuran Band Belakang

100/80 – 14M/C 48J (tubeless)

Rem Depan

Cakram

Hidrolik

dengan

Piston

Tunggal Sistem Pengeraman

Combi Brake System

Panjang X Lebar X Tinggi

1.919mm x 679mm x 1.062mm

Tinggi Tempat Duduk

769mm

Jarak Sumbu Roda

1.280mm

Jarak Terendah ke tanah

132mm

Curb weight

112kg

Kapasitas tangki bahan bakar

5,5L

Kapasitas minyak pelumas

0,8 L pada penggantian periodic

Tipe Baterai atau Aki

MF Battery 12v – 5Ah

System pengapian

Full Transisterized, Battery

Tipe busi

NGK CPR9A-9 / DENSO U27EPR9

iv

Lampu depan

LED 2,67 W x 2 (Low); 5,2 W x 2 (high)

DAFTAR ISI

Hal Lembar Pengesahan.................................................................................................ii Kata Pengantar........................................................................................................iii Daftar Tugas dan Data Teknis..................................................................................v Daftar Isi.................................................................................................................vi Daftar Notasi Rancangan........................................................................................ix

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN I.1.

Latar belakang masalah..................................................................1

I.2.

Pokok rancangan............................................................................1

I.3.

Tujuan rancangan...........................................................................1

I.4.

Batasan perancangan......................................................................2

I.5.

Konstribusi perancangan................................................................2

SURVEI LITERATUR. 2.1

Pengertian Rem..............................................................................3

2.2

Klasifikasi Rem..............................................................................5

v

2.2.1 Rem Blok (Rem Sepatu) ....................................................6 2.2.2 Rem Tali ( Rem Pita ).........................................................8 2.2.3 Rem Drum..........................................................................9 2.2.4 Rem Cakra..........................................................................9 2.2

Sketsa Rem Cakram.....................................................................12

2.3

Cara Kerja Rem Cakram..............................................................12

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1. Diagram Alir Perhitungan Awal...................................................14 3.2. Diagram Alir Perhitungan Poros..................................................15 3.3.

Diagram Alir Perhitungan Bidang Gesek....................................16

3.4. Diagram Alir Perhitungan Piston.................................................17 3.5. Diagram Alir Perhitungan Cakram...............................................18 3.6. Diagram Alir Perhitungan Baut....................................................19 3.7. Diagram Alir Perhitungan Bantalan.............................................20 3.8. Diagram Alir Perhitungan Panas Rem.........................................22 3.9. Diagram Alir Perhitungan Efisiensi Rem.....................................23

BAB IV PERANCANGAN REM 4.1. Perhitungan Awal ........................................................................24 4.1.1. Daya & Torsi Maksimum Berdasarkan Data.....................24 4.1.2. Beban Pada Roda .............................................................24 4.1.3. Jarak & Waktu Pengereman Yang Dibutuhkan..................25

vi

4.2. Perhitungan poros ........................................................................26 4.2.1 Perhitungan Daya...............................................................26 4.2.2. Perhitungan Torsi .............................................................27 4.2.3. Beban Dinamis Pada Roda Depan.....................................27 4.2.4. Gaya Pengereman Yang Dibutuhkan..................................28 4.2.5. Momen Lentur Yang Terjadi Pada Poros............................29 4.2.6 Pemilihan Bahan Poros......................................................30 4.2.5 Perhitungan Dimensi Poros................................................31 4.3.

Perhitungan Bidang Gesek ........................................................32 4.3.1. Bahan dan Dimensi Bidang Gesek ..................................32 4.3.2. Perhitungn Luas bidang Gesek ........................................32 4.3.3. Perhitungan Kecepatan Sudut .........................................34 4.3.4 Perhitungan Kerja Yang Hilang........................................35 4.3.5 Perhitungan Daya Yang Hilang.........................................35 4.3.6 Pemeriksaan terhadap Momen Gesek...............................37 4.3.7 Pemeriksaan Terhadap Tekanan Bidang............................38

4.4.

Perhitungan Piston .....................................................................39 4.4.1 Bahan ...............................................................................39 4.4.2 Perhitungan Luas .............................................................40 4.4.3 Perhitungan Diameter .......................................................40 4.4.4 Pemeriksaan Tekanan Minyak .........................................41

4.5

Perhitungan cakera.......................................................................42 4.5.1 Bahan..................................................................................42

vii

4.5.2 Pemeriksaan terhadap Tegangan Geser..............................43 4.6

Perhitungan Baut..........................................................................44

4.7

Perhitungan Bantalan...................................................................47 4.7.1 Kondisi Pengereman.........................................................48 4.7.2 Perhitungan Bantalan........................................................50

BAB V

4.8

Perhitungan Panas Rem................................................................51

4.9

Perhitungan Efisiensi Rem..........................................................52

PEMBAHASAN HASIL DATA RANCANGAN...............................54

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................59 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................60 LAMPIRAN .........................................................................................................61

viii

DAFTAR NOTASI RANCANGAN

Perhitungan Poros Pmaks

Daya Maksimal

W

Mp maks

Momen Puntir maksimum/torsi maksimum

Nm

N

Putaran Mesin

Rpm

σ

Tegangan tarik

N/mm2

Tegangan Tarik yang diijinkan

N/mm2

Tegangan geser yang diijinkan

N/mm2

Tegangan bidang yang diijinkan

N/mm2

Momen puntir akibat daya maksimal

Nm

Diameter poros

mm

Diameter dalam poros bidang

mm

Diameter baji poros bintang

mm

Jumlah baji poros bintang

buah

Tinggi baji poros bintang

mm

Lebar baji poros bidang

mm

Panjang baji

mm

Gaya tangensial yang bekerja pada sekeliling poros

N N/mm2

Tegangan geser yang timbul

Mm2

Luas bidang tekan

N/mm2

Tekanan bidang yang timbul Safety factor

Perhitungan Bidang Gesek

ix

Tebal bidang gesek

mm

Diameter rata-rata bidang gesek

mm

Lebar bidang gesek

mm

Putaran mesin

rpm

Kecepatan sudut

rad/det

Diameter dalam poros bintang

mm

Jari-jari bidang gesek

mm

Tebal bidang gesek

mm

Diameter luar bidang gesek

mm

Diamter dalam bidang gesek

mm Mm2

Luas bidang gesek

-

Koefisien gesek

Kg/mm2

Tekanan pada bidang gesek Gaya tekan pada bidang gesek

N

Tenaga usaha benda berputar

Nm

Massa jenis rem rata-rata

Kg/m2

Momen inersia rem

Kg/m2

Momen percepatan rem

Nm

Momen percepatan mesin

Nm

Daya maksimal mesin

kW

Torsi pada poros dua

Nm

Momen gesek yang diijinkan

Nm

momen gesek yang timbul pada rem

Nm

Kerja yang hilang akibat gesekan

Nm

Jumlah kerja rem persatuan waktu

Kali/jam

Daya yang hilang akibat gesekan

W

Tekanan bidang yang diijinkan

N/mm2

Tekanan bidang yang timbul

N/mm2

Tebal bidang gesek

mm

x

Jari-jari bidang gesek

mm

Safety factor

-

Waktu yang diperlukan rem

detik

Perhitungan Baut Pengikat Diameter kepala baut

mm

Diameter minor baut

mm

Panjang baut

mm

Jumlah baut

buah

Diameter penempatan baut

mm

Safety factor

-

Tegangan tarik

N/mm2

Tegangan tarik yang diijinkan

N/mm2

Tegangan geser yang diijinkan

N/mm2

Gaya yang ditekankan terhadap baut

N

Gaya yang dikerjakan pada tiap baut

N

Diameter baut

mm

Tegangan geser yang timbul

N/mm2

Momen puntir maksimum/torsi maksimum

Nmm

Perhitungan Bantalan Lebar bantalan

mm

Diameter dalam bantalan

Mm

Diameter luar bantalan

Mm

Gaya radial pada bantalan

N

Beban ekivalen dinamis

N

Factor waktu pemakaian

-

Factor putaran

-

Kapasitas nominal dinamik spesifik

N

Sudut rem



Jarak sudut bantalan

mm

Umur bantalan yang direncanakan

Jam

xi

Tegangan geser yang timbul

N N/mm2

Tekanan bidang Safety factor

-

Kenaikan suhu

C

Kerugian daya akibat gesekan

W

Temperature ruangan

C

Suhu rem

C

Daya maksimal

W

Daya yang ditentukan dari hasil perancangan

W

Waktu yang dibutuhkan rem

Det

Jumlah kerja rem

kali

Daya rata-rata rem

W

Daya yang hilang akibat gesekan

W

Efisiensi rem

% kWh/cm3

Angka kerusakan bahan gesek Tebal bahan gesek

mm

Luas penampang bidang gesek

mm2

Umur rem

Jam

xii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Perancangan Rem adalah suatu perangkat untuk memperlambat atau menghentikan gerakan roda. Karena gerak roda diperlambat, secara otomatis gerak kendaraan menjadi lambat. Energi kinetik yang hilang dari benda yang bergerak ini biasanya diubah menjadi panas karena gesekan. Rem cakram adalah sistem pengereman yang menggunakan metode jepit untuk mengurangi dan menghentikan putaran sebuah piringan yang terletak pada roda kendaraan. Sistem rem cakram ini, dinilai lebih simpel dan lebih responsif, karena dengan luas penampang rem yang kecil namun arah gaya gesek saling menekan membuat sistem pengereman menjadi lebih efektif.

1.2 Pokok Perancangan Dalam perancangan ini akan dibahas bagaimana perhitungan dalam membuat rem, dengan asumsi berat, kemiringan, kecepatan, jarak pengereman, pemilihan material, dan beban gabungan. Serta memilih dan menentukan bahan-bahan yang akan digunakan bagi rancangan rem. Apa yang harus dilakukan jika hasil rancangan tidak sesuai dengan kenyataan dan lain-lain.

1.3 Tujuan Perancangan Tujuan dari perancangan ini adalah : 1. Mengetahui ukuran-ukuran rem cakram honda vario 2. Merancang rem cakram Honda vario agar bisa melanjutkan ke perancangan mesin II

1

1.4 Batasan Perancangan DIkarenakan luasnya permasalahan yang ada didalam merancang sistem rem cakram,maka penulis hanya menguraikan tentang teoridasar dan cara kerja cakram memperkirakan letak titik berat kendaraan, daya angkut kendaraan, dan memulai perhitungan dimensi cakram.

1.5 Kontribusi Perancangan Diharapkan dengan hasil perancangan ini akan dapat disajikan keadaan hasil rancangan, dan dapat dibandingkan dengan keadaan yang sesungguhnya. Selain itu dalam hal Metodologi Penulisan, hasil rancangan ini dapat dijadikan acuan dalam Tugas Merencana Dasar selanjutnya dan pembuatan Laporan Kerja Tugas Praktek maupun dalam pembuatan Tugas Akhir [Skripsi] yang akan datang.

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Rem Rem merupakan salah satu komponen mesin mekanik yang sangat vital keberadaannya. Adanya rem memberikan gaya gesek pada suatu massa yang bergerak sehingga berkurang kecepatannya atau berhenti. Pemakaian rem banyak ditemui pada sistem mekanik yang kecepatan geraknya berubah-ubah seperti pada roda kendaraan bermotor, poros berputar, dan sebagainya. Berarti dapat disimpulkan bahwa fungsi utama rem adalah untuk menghentikan putaran poros, mengatur putaran poros, dan juga mencegah putaran yang tidak dikehendaki. Efek pengereman secara mekanis diperoleh dengan gesekan, dan secara listrik dengan serbuk magnit, arus pusar, fasa yang dibalik atau penukaran kutup, dan lain-lain.

2.2 Klasifikasi Rem Rem jika ditinjau dari fungsinya adalah elemen mesin yang berfungsi untuk menghentikan, mengatur atau mengurangi putaran dari suatu poros dan juga mencegah putaran yang tidak dikehendaki. Cara kerjanya dapat secara mekanis, yaitu dengan menggunakan gesekan, maupun secara listrik, dengan serbuk magnet, arus putar, fasa yang dibalik, arus searah yang dibalik atau penukar kutub. Secara mekanis, yaitu dengan gesekan, rem mengatur putaran poros atau energi potensial dari poros. Energi ini selanjutnya diubah ke bentuk panas yang timbul karena disebabkan oleh gesekan antara drum rem atau cakram dengan bidang gesek. Panas ini kemudian didinginkan oleh media pendingin yang dialirkan kedalam rem yang dapat berupa air, udara atau media pendingin lainnya. Bahan dari bidang gesek itu sendiri bervariasi, biasanya terbuat dari besi cor, perunggu, kayu, asbes, paduan sinter, setengah logam, karet dan lain sebagainya. Karakteristik dari masing-masing bahan gesek ini dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti :

3



Tekanan yang bekerja pada permukaan bidang gesek



Koefisien bidang gesek



Kapasitas panas dari bidang gesek

Rem gesekan dapat diklasifikasikan lebih lanjut atas :  Rem Tali ( Pita )  Rem Drum  Rem Cakram  Rem Hidraulik

2.2.1 Rem Blok Tunggal Rem Blok terdiri dari sepatu yang dapat menekan permukaan luar dari silinder gesek yang berputar. Rem blok ini terdiri dari dua macam : a.

Rem Blok Tunggal ( lihat gambar 2.1 )

b.

Rem Blok Ganda ( lihat gambar 2.3 ) Rem Blok Tunggal adalah jenis rem yang paling sederhana karena terdiri

dari satu blok rem yang ditekan terhadap drum rem. Biasanya pada blok rem tersebut pada permukaan ges...