Elemen mesin II

i
PERENCANAAN DAN ANALISA SISTEM REM TROMOL
MOBIL SUZUKI CARRY 1.5 REAL VAN
TUGAS ELEMEN MESIN II
Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
UNSIKA
Oleh :
Abdullah/1141177005081
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG
2013/2014

ii
PERHITUNGAN SISTEM REM TROMOL
PADA MOBIL SUZUKI CARRY 1,5 REAL VAN
TUGAS PERENCANAAN ELEMEN MESIN II
Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Negeri Singaperbangsa Karawang
Oleh :
Abdullah/1141177005081
Diketahui,
Tugas Elemen Mesin II
Pebimbing I Kordinator T. Elemen Mesin II
( Ir. Marno ., MT ) ( Oleh. ST., MT )
Mengetahui,
Kaprodi Teknik Mesin S1
( Ir. Marno . , MT )

iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur saya panjatkan kepada Allah S.WT yang telah memberikan
nikmat kesehatan baik jasmani maupun rohaniah kepada kita semua sehingga
penyusunan Tugas Elemen Mesin II dapat selesai dengan tepat waktu. Dalam hal ini
penulis juga tidak lupa untuk mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Marno.,MT. Selaku Kepala Program Teknik Mesin di UNIVERSITAS
NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG. Dan sekaligus pembimbing I
yang telah memberikan luang waktunya dalam mengarahkan saya untuk
menyelesaikan Tugas Elemen Mesin II
2. Bapak Oleh ST. MT. Selaku Panitia Pelaksana Tugas Elemen Mesin II yang telah
sabar membimbing saya dalam pelaksanaan dan penyusunan Tugas Elemen
Mesin II ini.
3. Kedua orang tua saya yang telah memberikan support, semangat dan
mempasilitasi keperluan saya dalam menyusun Tugas Elemen Mesin II hingga
selesai.
Tugas Elemen Mesin II ini diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan Program
Studi Teknik Mesin S1 di Universitas Negeri Singaperbangsa Karawang. Dalam
Penyusunan Tugas Elemen Mesin II ini pastinya banyak terdapat kesalahan baik isi
maupun cara penulisannya . Oleh sebab itu penyusun sangat mengharapkan saran dan
kritikan yang dapat menyempurnakan Laporan Tugas Elemen Mesin II ini.
Karawang, 26 Desember 2013
Abdullah

iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……………………………………………………… i
HALAMAN PENGESAHAN …………………………………………….. ii
KATA PENGANTAR …………………………………………………….. iii
DAFTAR ISI …………………………………………………………… iv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ………………………………………………. 1
1.2 Tujuan ……………………………………………………….. 1
1.3 Batasan Masalah ……………………………………………. 2
1.4 Metode Perancangan ……………………………………….. 2
1.5 Sistematika Penulisan Laporan ………………………………. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Rem & Macam – Macam Rem …………………. 3
2.2 Perhitungan Beban Elemen Mesin …………………………… 17
2.3 Perhitungan Umur Sepatu Rem ………………………………. 23
2.4 Perhitungan Pegas Rem ……………………………………… 24
BAB III SPESIFIKASI TEKNIS ELEMEN MESIN
3.1 Diagram Alir Perancangan ………………………………….. 26
3.2 Gambar Skematis Susunan Elemen Mesin ………………….. 27
3.3 Gambar Elemen Mesin ……………………………………… 28
3.4 Spesifikasi Elemen Mesin …………………………………… 29

v
BAB IV PEMBAHASAN & PERHITUNGAN
4.1 Perhitungan Kanvas Rem …………………………………... 30
4.2 Perhitungan Pegas Rem …………………………………….. 43
BAB V KESIMPULAN & SARAN
5.1 Kesimpulan …………………………………………………. 49
5.2 Saran ………………………………………………………… 49
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN & TABEL

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Suatu mesin terdiri dari suatu komponen yang jumlahnya dapat mencapai
lebih dari seratus bagian komponen. Semua bekerja saling mendukung satu sama
lain yang sangat terpadu, sehingga dapat menghasilkan suatu gerakan. Banyak yang
harus diperhatikan dan dipikirkan oleh seorang perancang dalam perancangan suatu
komponen dari sebuah mesin atau pun komponen mesin diantaranya menyesuaikan
suatu komponen dengan fungsi sebenarnya, factor keamanan, efisiensi serta factor
biaya harus diperhitungkan oleh seorang perancang.
Pada tugas elemen mesin II ini akan dihitung suatu alat yang berfungsi untuk
menghentikan poros atau benda yang mengalami gerakan yaitu REM. REM adalah
suatu alat yang berfungsi untuk menghentikan kendaraan atau memperlambat
putaran roda kendaraan dengan perantara gesekan. Peranan rem sangat penting
dalam sebuah konstruksi kendaraan bermotor. Oleh karena itu, penulis mengambil “
Perhitungan Rem Tromol pada Mobil Suzuki Carry 1.5 Real Van”. Sebagai dari
tugas perencanaan elemen mesin ini.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan
Sasaran yang dicapai dalam mengambil Tugas Elemen Mein II ini adalah
sebagai berikut :
1. Sebagai salah satu syarat dalam menempuh gelar Sarjana Teknik (ST) di
UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG
2. Mampu merencanakan elemen-elemen mesin yang berdasarkan perhitungan-
perhitungan secara sistematis dan sekaligus mengimplementasikan,
mengaplikasikan teori yang di lihat secara langsung dilapangan.
3. Menerapkan kajian teritoritis dalam bentuk bangun elemen mesin II khususnya
pada rem tromol pada mobil “ SUZUKI CARRY 1.5 REAL VAN”.

2
1.3 Batasan Masalah
Berdasarkan dalam bagian rem tromol yang terdiri dari beberapa jenis maka
permasalahan yang akan dibahas adalah :
1. Prinsip kerja rem tromol roda belakang pada mobil SUZUKI CARRY 1.5
REAL VAN
2. Ukuran - ukuran rem tromol beserta komponannya berdasarkan hasil
perhitungan
3. Gambar kerja dengan ukurannya berdasarkan hasil survey/pengukuran
dilapangan
1.4 Metode Pembahasan
Metode pembahasan pada perencanaan rem tromol ini adalah :
1. Survey Lapangan
Survey pengukuran dilakukan di bengkel mobil Auto 99
Jl. Kecepet No 45. Cilamaya kulon – Karawang
2. Studi Literatur
Berupa studi kepustakaan dan kajian dari buku-buku dan rumus-rumus yang
berkaitan dengan perencanaan ELEMEN MESIN II, serta buku-buku lain yang
membantu dalam proses pengerjaan ini.
3. Diskusi
Berupa tanya jawab mengenai rancangan yang akan dibuat dengan dosen
pembimbing dan teman – teman mahasiswa.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang diterapkan dalm tugas elemen mesin ini adalah
sebagai berikut :

3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Prinsif Kerja dan Fungsi Rem
Rem adalah suatu alat yang berguna untuk menghentikan atau memperlambat
putaran dari suatu proses yang berputar dengan perantara gesekan secara listrik
dengan serbuk magnet, arus putar, fasa yang dibalik, arus searah yang dibalik atau
penukaran katup dan lain-lain
Karena itu dalam banyak hal rem tidak bertindak sebagai rem penyetop,
dalam hal instalansi dihentikan oleh gaya rem, melainkan mempunyai tugas untuk
mempertahankan pesawat dalam suatu kedudukan tertentu (rem penahan).
Momen rem terkecil terjadi padaporos yang berputar paling cepat. Karena
itulah maka rem sedapat mungkin kebanyakan dipasang pada poros yang di gerakan
oleh motor.
Syarat – syarat paling utama yang harus dipenuhi oleh rem adalah kelembutan
artinya tidak ada tumbukan ketika menghubungkan dan melepaskan rem, pelepasan
kalor yang cukup ketika terjadi kemungkinan penyetelan ulang setelah aus.
Pada mesin pengangkat, rem digunakan untuk mengatur kecepatan penurunan
muatan atau untuk menahan muatan agar diam dan untuk menyerap inersia massa
yang bergerak seperti truk, crane, muatan dan sebagainya.
Berdasarkan fungsinya, rem dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Jenis penahan
2. Jenis penurunan
3. Jenis penahan dan penurunan, rem ini melayani kedua fungsi penghentian
muatan dan mengatur kecepatan penurunan.

4
Macam – Macam Rem
Menurut efek pengereman secara mekanis rem terbagi beberapa golongan.
Masing – masing terdiri dari beberapa jenis rem, seperti terlihat pada Gambar. 1
Rem gesek berguna unruk menghentikan poros, mengatur putaran poros,
mencegah putaran yang tidak di kehendaki agar tidak terjadinya slip, dimana poros
tersebut terletak pada suatu garis lurus atau sedikit berbeda.
Macam- macam rem gesek :
1. Rem Block
 Rem block tunggal
Rem ini merupakan rem yang paling sederhana yang terdiri dari satu
block rem, pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek
yang dapat diganti bila aus. Suatu hal yang kurang menguntungkan pada rem
block tunggal adalah gaya tekan yang bekerja dalam satu arah saja pada
drum, sehingga pada poros timbul momen lentur serta gaya tambahan pada
bantalan yang tidak dikehendaki. Demikian pula dengan pelayanan manual
jika diperlukan gaya pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat
panjang sehingga kurang ringkas.
Jika : Q = gaya tekan block terhadap drum (N)
µ = koefisien gesek
F = gaya gesek yang timbul oleh rem (kg)
Maka momen yang diserap oleh drum adalah :
T – F X D /2
T = FxD/2
T = µ.Q.D/2
Jika : L4 = tuas adalah I4 jarak engsel
L2 = Jarak engsel tuas sampai garis kerja Q
F = Gaya yang di berikan kepada tuas
Maka kesetimbangan momen adalah :

5
∑ Mo = 0
QL2 – FL1 = 0
F = Q. L2/L1 = fL2/ µL1
LISTRIK
GESEK REM ARUS PUTAR
PENUKARAN
FASA
BALIK
DL
REM REM REM
REM
PITA
SEPATU DEPAN
BELAKANG
DUA SEPATU DEPAN
DUO SERVO
REM GANDA
REM TUNGGAL
Gambar. 1
Macam-macam rem
 Rem block ganda
Kekurangan rem block tunggal yang hanya mendapat gaya tekan
dalam arah saja hingga menimbulkan momen lentur yang besar pada poros
serta gaya tambahan yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan
baik dari sebelah dalam atau dari sebelah luar drum.
Rem block ganda sering digunakan pada mekanisme pengangkat,
pemindahan dan pemutaran crane yang berbeda dengan rem block tunggal.
Rem block ganda tidak menimbulkan defleksi pada poros rem. Penjepit dan
crane yang digerakan oleh listrik hampir selalu didesain dengan block

6
ganda. Rem digerakn oleh pemberat dan dilepeskan oleh electromagnet,
akibatnya pengereman permanen hanya bekerja bila electromagnet.
Biasanya rangkaian listriknya dibuat saling mengunci antara motor dan
magnet sehingga secara otomatis menghasilkan aksi pengereman malaupun
motor berhenti secara mendadak.
Pengoperasian rem dengan pemberat yang dipasang pada tuas rem
mempunyai kelemahan yaitu setelah arus diputuskan dan pemberatnya jatuh,
pemberat ini akan bergetar bersama dengan tankainya, menurunkan dan
menaikan tekanan sepatu roda dan akan mengubah besarnya momen gaya
pengereman. Karena dipakai dua buah blok rem, maka momen T yang
diserap dapat dinyatakan dengan rumus dibawah ini, dengan catatan
besarnya gaya rem dari kedua block harus sama atau hamper sama.
Momen rem T dapat dinyatakan dengan persamaan diatas dan daya
rem Pb dapat dihitung dari putaran drum rem (n).
Pb = Tn
9,7x105
2. Rem Drum
Rem yang biasa digunakan untuk otomobil berbentuk rem drum (macam
ekspansi) dan rem cakeram (disc). Rem drummempunyai ciri – ciri lapisan yang
terlindungi, yang dapat menghasilkan gayayang besar untuk ukuran rem yang
kecil, dan umur lapisan rem yang cukup panjang. Suatu kelemahan rem ini ialah
pemancar panas yang buruk. Block rem dari rem ini disebut sepatu rem dan
silinder hidrolik serta arah putaran roda.
Biasanya rem ini banyak dipakai dengan sepatu depan dan sepatu
belakang. Pada rem sejenis ini, meskipun roda berputar pada arah yang
berlawanan, besar gaya rem tetap karena memakai dua sepatu depan, dimana
gaya rem dalam arah putaran jauh lebih besar dari pada dalam arah yang
berlawanan.
Cara kerjanya :

7
Pada umumnya perencanaan rem drum menggunakan perhitungan yang
sederhana dan akan diperoleh ukuran bagian – bagian yang bersangkutan serta
gaya untuk menekan sepatu.
Tekanana minyak dalam master cylinder diperbesar atau diperkecil oleh
gaya injakan pada pedal rem yang menggerakan piston master cylinder rem,
secara langsung atau penguat gaya. Untuk mencegah kenaikan gaya rem yang
terlalu melonjak pada saat pengereman darurat maka kenaikan tekanan minyak
yang ditimbulkan oleh injakan pedal akan lebih lunak.
Perbandingan gaya rem tetap sama, namun demikian untuk konstruksi,
baru menjaga agar pada waktu pengereman tidak terjadi slip antara telapak ban
dan permukaan jalan, maka pengurangan kenaikan tekanan minyak diatas pedal
tertentu dikemukakan diatas.
 Macam - macam rem tromol
 Tipe Leading dan Trailing
Seperti terlihat pada gambar, bagian ujung atas masing – masing sepatu
remditekan membuka oleh silinder roda (wheel cylinder), sedangkan
bagian ujung bawah berputar atau mengembang. Bila tromol
berputarkearah depan, seperti arah panah, dan pedal rem di injak, maka
bagian ujung atas sepatu ditekan membuka ke sekeliling ujung bawah
oleh silinder roda dan berlaku daya pengereman terhadap tromol. Sepatu
kiri disebut leading shoe, dan sepatu kanan disebut trailing shoe
Gambar 2 Rem tromol tipe leading dan trailing

8
 Tipe Two – Leading
Tipe ini dibagi menjadi 2 macam yaitu :
o Tipe single action two leading shoe
Adalah tipe yang mempunyai dua silinder roda yang masing-masing
mempunyai satu piston pada setiap sisinya (lihat gambar 3). Bila rem
beker kendaraan bergerak maju, maka kedua sepatu akan berfungsi
sebagai leading shoe.
Gambar 3 Tipe single action two leading shoe
o Tipe doble action two leading shoe
Adalah tipe yang mempunyai dua silinder roda, dan pada tiap sisinya
terdapat dua torak. Dan bekerja dalam dua arah, maju dan arah
mundur dan sering digunakan pada rem belakang kendaraan niaga.
Gambar 4 Tipe doble action two leading

9
 Tipe Uni – Servo
Tipe uni-servo mempunyai silinder roda tunggal dengan satu piston saja,
dan penyetelannya berhubungan dengan kedua sepatunya. Bila torak
didalam wheel cylinder mendorong bagian atas kiri hingga menyentuh
tromol, maka fungsi sepatu sebagai leading shoe, dan bekerja pada daya
pengereman yang tinggi, tapi terdapat kelemahan dimana bila tromol
berputar pada arah yang berlawanan, maka kedua sepatu berfungsi
sebagai trailing shoe dan hanya mampu menghasilkan daya pengereman
yang kecil.
Gambar 5 Tipe uni – servo
 Tipe Duo – Servo
Tipe ini merupakan penyempurnaan uni – servo yang mempunyai dua
piston pada silinder rodanya. Selama silinder roda menekan kedua
sepatu rem bekerja, maka tipe ini mempunyai gaya pengereman yang
tinggi terhadap tromol tanpa terpengaruh oleh gerak arah putaran roda.
Tipe ini sering digunakan pada kendaraan niaga. (lihat gambar)
Gambar 6 Tipe Duo – Servo

10
3. Rem Cakram
Rem cakram (disk brake) pada dasarnya terdiri dari cakram yang terbuat
dari besi tuang (disk rotor ) yang berputar dengan roda dan bahan gesek (dalam
hal ini disk pad) yang mendorng dan menjepit cakram. Daya pengereman
dihasilkanoleh adanya gesekan antara disc pad dan cakram (disc)
Gambar 7. Rem cakram
 Komponen – komponen utama rem cakram
 Piringan
Piringan atau disc rotor dibuat dari besi tuang dalam bentuk biasa (solid)
dan berlubang – lubang untuk ventilasi
Gambar 8. Disc rotor

11
 Pad Rem
Pad (disc pad) biasa dibuat metallic plat dan sedikit serbuk besi. Tipe ini
disebut dengan “Metallic disc pad”. Pada pad diberi garis celah untuk
menunjukan pad (batas yang diizinkan). Dengan demikian
mempermudah pengecekan keausan pad. Pada beberapa pad,
penggunaan metallic plat disebut dengan anti-squel shim) dipasangkan
pada piston dari pad untuk mencegah bunyi saat terjadinya pengereman.
Gambar 9. Pad rem
 Caliper
Caliper juga disebut juga dengan cylinder body, memerlukan piston-
piston yang dilengkapi dengan saluran dimana minyak rem disalurkn ke
silinder. Caliper ini terbagi menjadi 2 macam tipe diantaranya :
o Tipe fixed caliper (doble piston)
Caliper dipasangkan tepat pada axle atau strut. Seperti gambar 10
dibawah,pemasangan caliper dilengkapi dengan sepasang piston .
Daya pengereman tepat bila pad ditekan piston secara hidrolis pada
dua ujung piringan atau cakram.
Gambar.10 Tipe fixed caliper

12
o Tipe floating caliper (single piston)
Seperti terlihat pada gambar 11 piston hanya ditempatkan pada satu
sisi caliper saja. Tekanan hidraulis dan master cylinder mendorong
piston A dan selanjuynya menekan pada rotor disc (cakram). Pada
saat yang sama tekanan hidraulis menekan sisi pad (reaksi B). Ini
menyebabkan caliper bergerak ke kanan dan menjepit cakram dan
terjadilah usaha tenaga pengereman.
Gambar. 11 Tipe floating caliper
4. Rem Pita
Rem pita pada dasarnya terdiri dari sebuah pita baja yang disebelah
dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem dan tuas. Gaya rem akan
timbul bila pita dikaitkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung pita
tersebut. Salah satu kedua pita dikaitkan pada tuas.
Rem pita mempunyai beberapa keuntungan seperti luas lapisan
permukaan dapur dibuat besar, pembuatan mudah, pemasangan tidak sukar,
gaya rem besar dalam keadaan berhenti. Tetapi karena sukar dikendalikan rem
ini tidak cocok untuk putaran tinggi, karena pita dapat mengalami putus. Rem
ini dipandang tidak cocok untuk alat – alat pengangkut manusia, rem pita banyak
dipakai untuk derek. Rem sebuah derek dimaksudkan untuk menghentikan
putaran drum penggulung kabel dan mencegah beban turun sendiri.
Gaya rem akan timbul bila pita diikatkan pada drum dengan gaya tarik
pada kedua ujung pita tersebut. Jika gaya tarik pada kedua ujung pita tersebut.

13
Jika gaya tarik pada kedua ujung pita adalah F1 dan F2 maka besarnya gaya
gesek adalah sama dengan F1-F2
[
𝐷𝑟
2
+ ᵟ]ϴ -
𝐷𝑟
2
ϴ = ᵟ ϴ
Untuk dapat mengikat pita pada drum, ujung tuas harus digeraakan sebesar :
ΔS = ᵟ ϴ [
𝑎
𝑏
]
2.3 Komponen – Komponen Rem Tromol
Pada rem tromol terdapat bagian atau elemen yang sangat penting, elemen
tersebut terdiri dari :
1. Backing Plate
Backing plate dibuat dari baja press yang dibaut pada axle housing atau
axle carrier bagian belakang. Karena sepatu rem terkait pada backing plate, maka
aksi daya pengereman tertumpu pada backing plate,
Gambar 12. Backing plate
2. Silinder Roda ( Master Cylinder )
Terdiri dari beberapa komponen seperti terlihat pada gambar 13. Setiap
roda menggunakan satu atau dua buah silinder roda. Ada system yang
menggunakan dua piston untuk menggerakan kedua sepatu rem, yaitu satu
piston untuk setiap sisi silinder roda, sedangkan system yang lainnya hanya
menggunakan satu piston untuk menggerakan hanya satu piston rem.
Bila timbul tekanan hidraulis pada master cylinder maka akan
menggerakan piston cup, piston akan menekan kearah sepatu rem, kemudian

14
bersama-sama menekan tromol rem. Apabila rem tidak bekerja maka piston
akan kembali pada posisi semula dengan adanya kekuatan pegas pembalik
sepatu rem, dan pegas kompresi yang mengkerut. Bleeder plug disediakan pada
silinder roda guna untuk membuang udara dari minyak rem.
Gambar 13. Silinder roda
3. Sepatu Rem dan Kanvas Rem
Sepatu rem ( brake shoe ), seperti tromol rem memiliki bentuk setengah
lingkaran. Biasanya sepatu rem dibuat dari pelat baja. Kanvas rem dipasang
dengan jalan dikeling ( pada kendaraan besar ) atau dilem ( pada kendaraan kecil
) pada permukan yang bergesekan dengan tromol.
Kanvas ini harus dapat menahan panas dan aus dan harus mempunyai
koefisien gesek yang tinggi. Koefisien tersebut sedapat mungkin tidak mudah
dipengaruhi oleh keadaan turun naiknya temperature dan kelembaban yang silih
berganti. Umumnya kanvas terbuat dari campuran fiber metallic dengan brass,
lead, plastic dan sebagainya dan diproses dengan ketinggian panas tertentu.
Gambar 14. Sepatu rem dan Kanvas rem

15
4. Tromol Rem
Umumnya terbuat dari besi tuang (gray cast iron) dan gambar
penampangnya seperti pada gambar 15. Tromol rem ini letaknya sangat dekat
dengan sepatu rem tanpa bersentuhan dan berputar bersama roda.
Ketika kanvas menekan permukaan bagian dalam tromol bila rem
bekerja, maka gesekan panas tersebut dapat mencapai suhu setinggi 200° C -
300° C
Gambar 15. Tromol rem (Brake drum)
5. Pegas
Pegas mekanis dipakai pada mesin untuk mendesak gaya, untuk
menyediakan kelenturan, dan untuk menyimpan atau menyerap energy. Pada
umumnya, pegas dapat digolongkan atas pegas dawai, pegas daun, atau pegas
berbentuk khusus, dan setiap golongan ini masih terdiri dari beberapa jenis.
Pegas dawai mecangkup pegas ulir dari kawat bulat atau persegi dan
dibuat untuk menahan beban tarik, tekan, ataupun punter. Dalam pegas daun
termasuk jenis yang menganjurkan ( cantilever ) dan yang berbentuk ellips,
pegas daya pemutar motor atau pemutar jam, dan pegas daun penahan baut, yang
biasanya disebut Belleville.
Gambar 16. Pegas

16
 Tegangan pada pegas ulir
Pegas ulir tekan dari kawat bulat yang dibebani dengan gaya aksial F. Kita
nyatakan D sebagai diameter pegas rata-rata ( mean spiring diameter ) dan
d sebagai diameter kawat ( wire diameter ).
 Lenturan dari pegas ulir
Untuk mendapatkan persamaan bagi lenturan (deflection) pada suatu pegas
ulir, kita akan memperhatikan suatu elemen dari kawat yang dibentuk oleh
dua penampang yang saling berdekatan.
 Pegas tarik
Pegas tarik perlu harus mempunyai beberapa alat untuk memindahkan beban
dari tumpuannya ke beban pegas. Walaupun ini dapat dilakukan dengan
suatu sumbat berulir atau suatu cantelan berputar, hal ini menambah biaya
pada produk akhir, dan karenanya satu dari metode yang biasanya dipakai.
 Pegas tekan
Keempat jenis ujung yang biasa dipakai untuk pegas tekan. Suatu pegas
ujung polos (plain ends) mempunyai suatu gulungan ulir yang tak terganggu,
ujungnya adalah sama seperti suatu pegas yang panjang yang dipotong
potong menjadi beberapa bagian. Pegas dengan ujung polos yang bersegi
atau dirapatkan didapat dengan merubah bentuk ujungnya ke suatu sudut ulir
nol derajat. Suatu pemindahan beban yang lebih baik pada pegas didapat
dengan menggerinda ujung – ujungnya.
 Bahan pegas
Pegas dibuat baik melalui proses kerja panas maupun dingin, tergantung
pada ukuran dari pada bahan tersebut, indeks pegas, dan sifat yang
diinginkan, pada umumnya, kawat yang diberikan perkerasan awal
janganlah dipakai D/d < 4 atau kalau d > ¼ in .
Penggulungan pegas menimbulkan tegangan – tegangan sisa melalui
lenturan, tetapi ini tegak lurus terhadap arah dari tegangan kerja puntir pada

17
suatu pegas bergulung. Agak sering dalam pembuatan pegas, tegangan –
tegangan ini dikendorkan, setelah penggulungan, dengan suatu perlakuan
panas yang sedang.
6. Poros
Poros ( shaft ) adalah suatu bagian stasioner yang tidak berputar, biasanya
berpenampang bulat, dimana terpasang elemen – elemen seperti roda – gigi,
pulli, roda – gila ( flywheel ), engkol, gigi jentera ( sprocket ) dan elemen
pemindah – daya lainnya. Poros bisa menerima beban – beban lenturan, tarikan,
tekan, atau puntiran, yang bekerja sendir – sendiri atau berupa gabungan satu
denga yang lainnya. Bila beban tersebut bergabung, kita bisa mengharapkan
untuk mencari kekuatan statis dan kekuatan lelah yang perlu untuk di
pertimbangkan perencanaanya, karena suatu poros tunggal diberi tegangan
statis, tegangan bolak – balik lengkap, tegangan berulang, yang semuanya
bekerja pada waktu yang sama.
2.2 Perhitungan Beban Elemen Mesin
Gambar 17 Elemen mesin 2 rem tromol yang terkena gaya rem

18
ANALISA PERHITUNGAN PEMBEBANAN
Gambar 18. Mobil Suzuki carry 1.5 real van pada posisi depan
Gambar 19. Mobil Suzuki carry 1.5 real van pada posisi atas

19
Data perencanaan
- Panjang keseluruhan 3, 875 mm
- Lebar keseluruhan 1,570 mm
- Tinggi total 1, 915 mm
- Wheel base 1, 970 mm
- Tampak depan 1, 345 mm
- Tampak belakang 1, 330 mm
- Berat mobil 1.050 kg
- Berat kotor 1.745 kg
- Conpression ratio 8.95:1
- Maximum output 77/6000 HP/rpm
- MaximumTorque 11,2/3.500 kgm/rpm
- Top speed 120 km/jam
- Berat penumpang + barang 500 kg
- Jumlah pengereman tiap jam operasi 5-50 kali
- Koefisien gesekan static antara ban dengan aspal (µ) 0,3
- Jarak pengereman 20 m pada kecepatan 100 km/jam 27,77 m/s
- Gear ratio 1 3.579
2 2.094
3 1.530
4 1.000
5 0.855
- Rear drum, Leading and Trailing
Rumus mencari percepatan (a)
V = S/t
V(t) = Vo + at
Vo = -at
t = -Vot / a
S = Vot – ½ a𝑡2
= Vot – ½ a (-Vo/a)²
= Vo²/ 2a

20
Maka percepatannya adalah
a = Vo²/ 2S
Mencari titik berat kendaraan
Untuk mencari letak titik berat kendaraan yang pertama kita harus
menggunakan rumus mekanika teknik dimana gaya dan titk pusat harus tau
jarak masing – masing gaya, lihat rumus dibawah ini
W = masa mobil + masa total penumpang x gravitasi bumi
= ………….kg.m/s²
Dan untuk mencari titik pusat beban adalah
Dimana m1 sampai m11 berat masing-masing adalah 70 kg
Maka rumus mekteknya adalah
∑ FX = 0
∑ FY = 0 RAY+RBY-F1-F2-F3 = 0
RAY+RBY = F1+F2+F3
RAY+RBY = …………..N
∑ MA= 0 F1(S)+F2(S)+F3(S)-RBY(S) = 0
……….. = RBY(S)
RBY = ………..N/mm
Pembuktian :
RAY+RBY = ……..N
RAY = …………N/mm
Waktu pengereman
Rumus untuk mencari berapa waktu pengereman adalah
t = V/a
Dimana : t = Waktu pengereman (s)
V = Kecepatan m/s
a = Percepatan m/s

21
Diagram benda bebas dinamis
Gambar 20 .sket DBB dinamis
Rumus untuk mencari diagram benda bebas dinamis adalah :
Dimana : m = 1820 kg
a = 19, 28 m/s²
F = m . a
= ………..kg.m/s²
Mencari gaya gesek ban terhadap aspal
Gambar 21. Sket DBB mencari gaya gesek
Rumusnya adalah
Fx = µk . gaya nomal (RBY)
= ……………N
Diman = fs : Gaya gesek ban terhadap aspal
µk : Koefisien gesek
Rby : Gaya Normal
Mencari luas penampang master cylinder

22
Diketahui : D = diameter piston (mm)
Rumusnya adalah : AO =
𝝅 𝑫²
𝟒
Mencari gaya pada pedal rem mobil
Gambar 22. Sket pedal rem
Gambar 23 DBB pedal rem
Rumusnya : FP = m.g
∑MY = 0→FP x a x sin α x – Fax (a+b)
Gaya aliran untuk menekan pada master atas
Gambar, 24. Sket Master cylinder
Dimana : FA = Gaya pada master atas
FB = Gaya pada master bawah
D1 = Diameter 1
D2 = Diameter 2

23
Rumusnya : PA = PB→
𝟒 𝑭𝑨
𝝅 (𝑫𝟏)²
=
𝟒 𝑭𝑩
𝝅 (𝑫𝟐)²
FB =
𝑭𝑨 𝒙 (𝑫𝟐)²
(𝑫𝟏)²
= ………….N
Mencari gaya tekan pada kanvas rem
F =
𝑴𝒏−𝑴𝒇
𝒄
………………………………… ( shigley – hal 295 )
Momen Mf dari gaya gesek adalah
Mf = ʃ fd. n ( r – a cos ɵ) ……………….. ( shigley – hal 295 )
Momen Mn dari gaya – gaya normal
Mf = ʃ dn ( a sin ɵ ) ………………………… ( shigley – hal 297 )
Menghitung daya putar
Menghitung/torsi adalah jumlah gaya – gaya gesek dikailkan jari – jari
TR =
𝒇 𝑷𝒂 𝒃𝒓²
𝐬𝐢𝐧 ɵ𝒂
[ cos ɵ1- ɵ2 ]
TL =
𝒇 𝑷𝒂 𝒃𝒓²
𝐬𝐢𝐧 ɵ𝒂
[ cos ɵ1- ɵ2 ]
Jadi kapasitas pengereman adalah
T = TR – TL
Mencari reaksi – yang bekerja pada pena engsel masing sepatu kanan
R = √(𝑹𝒙𝒓 ) 𝟐 + (𝑹𝒚𝒓)²
= ……………KN
Mencari reaksi – yang bekerja pada pena engsel masing sepatu kiri
R = √(𝑹𝒙𝒍 ) 𝟐 + (𝑹𝒚𝒍)²
= ……………KN

24
2.3 Perhitungan Umur Sepatu Rem
Dalam merencanakan suatu material maka harus tau seberapa kekuatan atau umur
yang dipakai saat berkendara, maka dari itu setelah saya hitung dengan
menggunakan formula
Tebal sepatu rem : 4 mm
Jari – drum : 91 mm
Sudut hentak : 75 ° mm
Koefisien gesek : 0,3 cm
Maka : lh :
𝒗
µ 𝒙 𝑵
Ly :
𝒍𝒉 𝒙 𝟑𝟔𝟎𝟎
𝒏 𝒙 𝒕
Dimana : lh = Umur sepatu gesek
n = Frekuensi pemakaian
t = Waktu pengereman
2.4 Perhitungan Pegas Rem
Gambar 25. Pegas rem mobil bagian atas

25
Gambar 26. Pegas rem mobil bagian bawah
Pada perencanaan ini pegas yang direncanakan merupakan pegas yang
menghubungkan antara rem sepatu kanan dan kiri yang digolongkan sebagai pegas Tarik,
pegas Tarik umumnya dipandang kurang aman dibandingkan dengan pegas ulir tekan.
Karena itu, tegangan yang diizinkan pada pegas Tarik diambil 20% lebih rendah dari
pegas tekan .
Pegas Tarik harus mempunyai beberapa alat untuk memindahkan beban dari tumpuannya
kebadan pegas. Walaupun ini dapat dilakukan dengan suatu sumbat berulir atau suatu
centelan berputar. Hal ini menambahkan biaya pada produksi akhir karena salah satu
darimetode biasanya dipakai dalam merencanakan suatu pegas dengan suatu centelan,
pengaruh pusat tegangan perlu diperhatikan. Rumus untuk merencanakan pegas
diantaranya :
𝑺 𝒖𝒕 =
𝑨
𝒅 𝒎 ………………………………..( Shigley - hal 10 )
Persamaan pendekatan antara kekuatan menyerah dan kekuatan akhir dalam Tarik ,
didapat:
𝑺 𝒚 = 0,75 . 𝑺 𝒖𝒕 ………………………….( Shigley - hal 12 )
Dengan mengguankan teori energy distorsi , didapat :
𝑺 𝒔𝒚 = 0, 577. 𝑺 𝒚 ………………………….( Shigley - hal 12 )
Indeks pegas adalah :
C =
𝑫
𝒅
……………………………………( Shigley – hal 3 )
Maka factor perkalian tegangan geser adalah :
𝑲 𝒔 = 1 +
𝟎.𝟓
𝑪
……………………………… ( Shigley – hal 3 )
Sehingga F max didapat dengan menggantikan tegangan geser dengan kekuatan
mengalah puntir, didapat :
𝑭 𝒎𝒂𝒙 =
𝑺 𝒔𝒚 . 𝝅 . 𝒅 𝟑
𝟖 𝑲 𝒔 . 𝑫
……………………........ ( Shigley – hal 13 )

26
BAB III
SPESIFIKASI TEKNIS ELEMEN MESIN
3.1 Diagram Alir Perancangan
START
1. Berat total W (kg)
Beban depan RAY (kg)
Beban belakag RBY (kg)
Jarak sumbu roda L (mm)
Jari-jari efektif ban R (mm)
2. Pemilihan tipe rem
10 . Diameter silinder hidrolik roda (mm)
Jari – jari rem (mm)
9. Hubungan antara tekanan minyak
Pw(kg/cm2) dan gaya pedal
4. Beban dinamis RAY dan RBY
(N)
5. Gaya rem yag diperlukan
(kg)
6. Gaya yang diperlukan pada
gandar belakang RBY (kg)
7. Waktu pengereman
8. Mencari gaya gesek terh-
hadap aspal Fs =...( N )
3. Mencari harga percepatan
a = …..( m2/s )
11. Mencari gaya-gaya pada
kanvas rem
a. gaya pada sepatu kiri
b. gaya pada sepatu kanan
c. Gaya pada engsel kiri
d. Gaya pada engsel kanan
12. Mencari kekuatan tarik dan
dan luluh pada pegas
13. Mencari umur
sepatu rem
END
TERIMA KASIH

27
3.2 Gambar Skematis Susunan Elemen Mesin
Gambar 27. 2D Susunan rem tromol
Gambar 28. 2D Pegas rem tromol mobil

28
3.3 Gambar Elemen Mesin
a. Kanvas rem mobil
Gambar 29 Kanvas rem
b. Pegas rem mobil
Gambar 30. Pegas rem mobil

29
3.4 Spesifikasi elemen mesin
a. Spesifikasi kanvas rem mobil
Kanvas rem ini terbuat dari Asbes cetak pada baja atau besi tuang dan bisa dilihat
pada table 16-2 bahan – bahan benda gesek untuk klos rem ( shigley - hal 318 )
b. Spesifikasi pegas pada rem tromol
Pegas ini terbuat dari baja campuran dan baja berkarbon tingi dengan nama bahan
Senar music 0.8 – 0.95 C dan bisa dibuktikan di table 10-1 Baja campuran dan baja
berkadar karbon tinggi untuk pegas. Referensi dari Shigley – hal 11

49
BAB IV
PEMBAHASAN & PERHITUNGAN
Data Perencanaan
 Jarak roda ( L ) : 2030 mm
 Berat Kosong ( W ) : 1050 Kg
 Daya Maximum : 77/6.000 Hp/rpm
 Momen Puntir Maximum : 11.2 Kgm/rpm
 Top Speed : 120 Km/jam
 Berat penumpang + barang : 500 Kg
 Jumlah pengereman tiap jam operasi : 100 kali
 Koefisien gesekan static antara ban dengan aspal : 0,3
 Jarak pengereman 20 m pada kecepatan 100 Km/jam : 27,77 m/s
 Torsi putaran mesin : 9000 N
Mencari harga percepatan (a)
V = S/t
V(t) = Vo + at
Vo = -at
t = -Vot / a
S = Vot – ½ a𝑡2
= Vot – ½ a (-Vo/a)²
= Vo²/ 2a
Maka percepatannya adalah
a = Vo² / 2s
=
( 27.77 )²
2 𝑥 20
= 19, 28 m/s²

50
Mencari titik berat kendaraan
Gambar.27. Letak posisi masa orang pada mobil Suzuki Carri 1,5 real van
Diket : M1 = 70 kg M8 = 70 kg
M2 = 70 kg M9 = 70 kg
M3 = 70 kg M10 = 70 kg
M4 = 70 kg M11 = 70 kg
M5 = 70 kg M mesin = 200 kg
M6 = 70 kg
M7 = 70 kg
Ditanyakan : RBY ?
Jawab

51
Gambar. 28. Gaya – gaya pada mobil
DBB:
Gambar. 29. DBB gaya dan jarak pada mobil
∑FY = 0 →RAY + RBY – F1 – F2 – F3 – F4 = 0
RAY + RBY = 340 N + 210 N + 280 N + 140 N
= 970 N
∑MO = 0 → F1(600) + F2(1100) + F3(1500) – RBY (1765) + F4(2030)
RBY(1765) = 204000 + 231000 + 420000 + 284200
RBY =
1139200
1765
= 645 N

52
RAY + RBY = 970 N
RAY = 970 N – 645 N
= 325 N
Gaya normal roda belakang = RBY : 2
= 645 N/2
= 322 .5 N
∑W = massa kendaraan + massa total orang x gravitasi bumi
= 1050 kg + 770 kg + 9,8 m/s²
= 8596 kg. m/s² atau N
Waktu pengereman
t =
𝑉
𝑎
=
27,77 𝑚/𝑠
19,28 𝑚/𝑠²
= 1,4 s
Diagram benda bebas dinamis
Gambar. 30. Gaya dorong benda dinamis mobil
Dimana : m = 1820 kg
a = 19,28 m/s²
Jawab : Fx = m.a
= 1820 kg . 19,28 m/s²
= 35089,6 N

53
Mencari gaya gesek terhadap aspal
Dimana : fs = Gaya gesek terhadap aspal ( N )
µk = Koefisien gesek
RBY = Gaya normal ( N )
Jawab : fs = µk . RBY
= 0,3 x 322,5 N
= 96,75 N
Mencari luas penampang master cylinder
Diket : D = 50 mm
Maka : Ao =
𝜋 . 𝐷²
4
=
3,14 . ( 50 )²
4
= 1962,5 mm² atau 19,625 cm²
Mencari gaya pedal rem
Gambar. 31. Gaya pada pedal rem
Gambar.32. DBB gaya pada rem mobil

54
Dimana : FP = Gaya tekan pedal ( N )
m = 25 kg
g = 9,8
a = 60 mm
b = 200 mm
maka : FP = m.g
= 25 kg . 9,8 m/s²
= 245 N
∑MY = 0→FP x a x sin α x – FAx (a+b)
FA =
FP.a sin α
𝑎+𝑏
=
245 .60 mm.sin 60°
60+200
= 48, 96 N
Gaya pada master bawah
Gambar. 33. Gaya pada master cylinder
Dimana : FA = Gaya pada master atas
FB = Gaya pada masterbawah
D1 = 50 mm
D2 = 35 mm
Jawab : PA =
FA
𝐴
→ A =
𝜋.( 𝐷)²
4
PA =
4 FA
𝜋.( 𝐷)²
PA = PB→ FB =
FA .( D2 )²
( 𝐷1 )²

55
=
48,96 N x ( 35 )²
( 50 )²
= 23,9 N
Mencari gaya tekan pada kanvas rem
Gambar 34. Gaya – gaya pada master cylinder rem tromol mobil
Diketahui : r ( pusat ke kanvas ) = 85 mm = 0,085 mm
a ( pusat ke pin ) = 50 mm = 0,050 mm
b ( muka ke kanvas ) = 65 mm = 0,065 mm
c ( jarak antara gaya & pin = 140 mm = 0,14 mm
f = 0,3 ( table bahan benda gesek ,Sgigley hal 318 )
Pa = 800 Kpa = 800.103
Pa
ɵ1= 0°
ɵ2= 126°
ɵ1= 80°
ɵa= 90° (karena ɵ2 > 90° untuk P = maksimal)
Dari daya yang didapat mengetahui persamaan gaya gerak untuk dapat
menggerakan rem

56
a = √(80)2 + (40)²
= √6400 + 1600
= √8000
= 89,4 mm
F =
𝑀𝑛−𝑀𝑓
𝑐
…………………….( Shigley – hal 295)
Mf = Mn – Fc
Momen Mf dari gaya gesek adalah :
Mf = ʃ fd.n (r – a cos ɵ) …………..(shigley – hal 295)
Mf =
𝑓 𝑃𝑎.𝑏𝑟
𝑠𝑖𝑛ɵ 𝑎
∫ sin ɵ ( 𝑟 − 𝑎 cos ɵ ) 𝑑 ɵ
ɵ²
ɵ1
Mf =
𝑓 𝑃𝑎.𝑏𝑟
𝑠𝑖𝑛ɵ 𝑎
[ r - r cos ɵ2 -
𝑎
2
𝑠𝑖𝑛2
ɵ² ]
Mf =
0,3 .800𝑥103.0,065 .0,085
𝑠𝑖𝑛90 °
[ 0,085 – 0,085 cos 126° -
0,050
2
sin² 126 °]
Mf =
20400 𝑥 0,065
1
( 0,085 + 0,0736 – 0,043 )
Mf = 1326 ( 0,1156 )
Mf = 153, 28 N
Momen dari gaya-gaya normal diberikan :
Mn = ʃ dN ( a sinɵ ) …………..( shigley- hal 297 )
=
𝑃𝑎.𝑏.𝑟.𝑎
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
∫ 𝑠𝑖𝑛2ɵ²
ɵ1
ɵdɵ
=
𝑃𝑎.𝑏.𝑟.𝑎
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
[
ɵ2
2
– ¼ sin 2 ɵ2 ]
=
800𝑥103.0,065.0,085.0,050
sin 90
( π/2. 126/180 – ¼ sin 2.126° )
= 221 ( 2,5 )
= 552,5 Nm
Jadi :Mf + F.C = Mn
153,28 + F (0,14) = 552,5

57
F =
552,5 𝑁−153,28 𝑁
0,14 𝑚
= 285,16 N
= 0,2851 K.N
Persamaan untuk enghitung daya putar /torsi adalah jumlah gaya – gaya gesek fdn
dikalikan jari – jari.
Rumus untuk menghtung daya putar adalah
TR =
𝑓 𝑃𝑎 𝑏𝑟²
sin ɵ𝑎
∫ sin ɵ. 𝑑𝑜
ɵ2
ɵ1
( shigley – hal 296 )
TR =
𝑓 𝑃𝑎 𝑏𝑟2(cos ɵ1−cos ɵ2 )
sin ɵ𝑎
=
0,3.80x103.0,065 .0,085²
sin 90°
( cos 0 – cos 126° )
= 112,71 ( 0,4 )
= 45,1 N
Daya putar sepatu kiri berbeda dengan daya putar sepatu kanan untuk menghitung
daya putar sepatu kiri kita harus menghitungtekanan maximum sepatu sebelah kiri
terlebih dahulu . Dari perhitungan momen gaya gesek dan momen gaya normal diatas
kita memperoleh bahwa momen gaya gesek dan momen gaya normal berbanding
lurus dengan tekanan jadi untuk sepatu kiri adalah :
Mnl =
552,5 Pa l
1000
Mfl =
153,28 Pa l
1000
Gaya yang bekerja pada sepatu kiri
Fl =
Mnl + Mfl
𝐶
Karena gaya yang bekerja pada sepatu kiri dengan sepatu kanan sama,maka
Fl =
Mnl + Mfl
𝐶
0,285 KN =
552,5 Pa l
1000
+
153,28 Pa l
1000
0,14

58
Pal =
0,5525+0,15328
0,14
= 1, 647 KPa
Daya putar dari sepatu kiri menggunakan rumus yang sama dengan sepatu kanan,
tetapi tekanannya bereda maka mengguanakan rumus :
Tl =
fPal br2
𝑆𝑖𝑛 ɵ𝑎
[ cos ɵ1 - ɵ2 ]
=
0,3. 1,647 x103. 0,065 . 0,085²
sin 90°
[ cos 0 – cos126° ]
= 0,232 N ( 1+ 0,0857 )
= 0, 368 N
Kapasitas pengereman adalah daya putar/ torsi total
T = TR + TL
= 45,1 N + 0,368 N
= 45, 468 N
Reaksi – reaksi yang bekerja pada pena engsel sepatu kanan adalah
RX =
𝑃𝑎.𝑏.𝑟
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
( ∫ sin ɵ. 𝑑𝑜
ɵ2
ɵ1
+ ∫ sin² ɵ. 𝑑𝑜
ɵ2
ɵ1
) – Fx
RY =
𝑃𝑎.𝑏.𝑟
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
( ∫ sin ɵ. 𝑑𝑜
ɵ2
ɵ1
– f ∫ sin 2 ɵ2
ɵ2
ɵ1
) – Fy
Dengan mengintegralkan persamaan diatas maka :
RXR =
𝑃𝑎𝐿.𝑏.𝑟
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
(1/2 sin ² ɵ2 – f (
ɵ2
2
-
1
4
sin 2 ɵ2)) – F sin ɵi
=
(800)(0,065)(0,085)
sin 90°
(1/2 sin ² 126° – 0,3 (
𝜋
2
126
180
-
1
4
sin 2
(126)) – 0,285 sin 80°
= 4,42 x (0,9) (1,36)
= 5,41 KN

59
RYR =
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
(
ɵ2
2
-
1
4
sin 2 ɵ2 + f (1/2 sin ² ɵ2)) – F cos ɵi
=
(800)(0,065)(0,085)
sin 90°
x (
𝜋
2
126
180
-
1
4
sin 2(126) + 0,3 (1/2 sin²
126 )) – 0,285 cos 80°
= 4,42 x ( 0,389) ( 2,8 )
= 4,8 KN
Resultan reaksi pena engsel sepatu kanan adalah :
R = √(𝑅𝑋𝑅)2 + (𝑅𝑌𝑅)²
= √(5,41)2 + (4,8)²
= √52,31
= 7,2 KN
Reaksi – reaksi pena engsel sepatu kiri adalah
RXL =
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
(1/2 sin ² ɵ2 – f (
ɵ2
2
-
1
4
sin 2 ɵ2)) – F sin ɵi
=
(1,647)(0,065)(0,085)
sin 90°
(1/2 sin ² 126° + 0,3 (
𝜋
2
126
180
-
1
4
sin 2
(126)) – 0,285 sin 80°
= 9,061 x 10−3
x (0,9) (1,36)-0,285 sin 80°
= 0,01 x 0,2
= - 0,003 KN
RYL =
𝑠𝑖𝑛ɵ𝑎
(
ɵ2
2
-
1
4
sin 2 ɵ2 - f (1/2 sin ² ɵ2)) – F cos ɵi
=
(1,647)(0,065)(0,085)
sin 90°
x (
𝜋
2
126
180
-
1
4
sin 2(126) + 0,3 (1/2 sin²
126 )) – 0,285 cos 80°
= 9,061 x 10−3
x (1,059) (0,6) – 0,04
= - 0,045 KN

60
Resultan reaksi pena engsel sepatu kiri adalah
R = √(𝑅𝑋𝐿)2 + (𝑅𝑌𝐿)²
= √(−0,003)2 + (−0,045)²
= √0,002
= 0,044 KN
Menghitung umur sepatu gesek
 Tebal sepatu gesek = 4 mm
 Jari – jari drum = 91 mm
 Sudut hentak = 75°
Luas & volume sepatu gesek
A = π (R)² ɵ/360
= 3,14 (91)² 75/360
= 5417 mm²
V = A . t
= 5417 x 4 mm
= 21668 𝑚𝑚3
= 2,1668 x 10−5
𝑚3
Umur sepatu gesek
Koefisien gesek (µ) = 0,3 cm→ 3 x 106
𝑐𝑚3
N = 76 HP
V = 2,1668 x 10−5
𝑚3
Lh =
𝑉
µ 𝑥 𝑁

61
=
2,1668 x 10−5 𝑚3
0,3 𝑐𝑚3 𝑥 76 𝐻𝑃
=
2,1668 x 10−5 106
22,8
= 4, 7 jam
Apabila dalam 1 hari dilakukan pengereman rata – rata 100 kali dengan waktu
pengereman 1,4 s, maka umur pemakaian sepatu gesek adalah :
Ly =
Lh x 3600
𝑛 𝑥 𝑡
Dimana : Lh = Umur sepatu gesek
n = Frequensi pemakaian
t = Waktu pengereman
Ly =
4,7 x 3600
100 𝑥 1,4
=
16920
140
= 120 hari
= 4 Bulan
Jadi umur pemakaian sepatu gesek selama 120 hari atau 4 bulan
Menghitung gaya tarik pegas rem bagian bawah
Gambar. 35. Pegas pengikat bagian bawah pada rem tromol

62
Diketahui : d ( diameter kawat ) = 1 mm
D ( diameter pegas ) = 10 mm (10 – 1 ) = 9 mm
A ( konstanta ) = 1750 Mpa lihat pada table
M ( eksponen ) = 0,192 m
Maka didapat ;
Sut =
𝐴
𝑑 𝑚
→ =
1750
(1)0,192
=
1750
1,067
= 1750 Mpa
Persamaan pendekatan antara kekuatan menyerah & kekuatan akhir dalam Tarik,
didapat:
Sy = 0,75. Sut
= 0,75. 1750 Mpa
= 1312,5 Mpa
Dengan mengguanakan teori energy distorsi, didapat
Ssy = 0,577. Sy
= 0,577 . 1312,5 Mpa
= 757,31 Mpa
Indeks pegas
C = D/d
= 9/1
= 9
Faktor perkalian gaya geser
Ks = 1 + 0,5/C
= 1 + 0,5/9
= 1,05

63
F max =
𝑆𝑠𝑦 .𝜋 .𝑑3
8 𝐾𝑠 .𝐷
=
757,31 . 3,14 .( 1 )3
8 .1,05 .9
=
6114,975
75,6
= 80,8 N
Besarnya gaya yang diperlukan untuk menimbulkan tegangan puntir pada ujung
centelan, adalah :
rm = D/4
= 9/4
= 2,25 mm
ri = rm - [d/2]
= 2,25 - [1/2]
= 1,75 mm
Maka ,
K = rm/ri
= 2,25 / 1,75
= 1,28 atau 1,3
Dimana K = Ks
Jadi : F max =
𝑆𝑠𝑦 .𝜋.𝑑3
8𝐾 .𝐷
=
757,31 . 3,14 .( 1 )3
8 .1,3 .9
=
2377,9
93,6
= 25,4 N
Tegangan normal pada centelan diperoleh dari gaya untuk menimbulkan tegangan
normal, untuk mencapai kekuatan mengalah
Diamana :
rm = D/2
= 9/2
= 4,5 mm
ri = rm - [d/2]

64
= 4,5 - [1/2]
= 4 mm
Maka : K = rm/ri
= 4,5/4
= 1,125
Dengan memasukan τ = Syvdan harga – harga yang diketahui dalam persamaan :
τ =
𝑀
1/𝑐
+
𝐹
𝐴
=
𝐾32.𝐹 . 𝑟𝑚
𝜋 .𝑑3
+
4 𝐹
𝜋 .𝑑2
757,31 =
1,125 .32 .𝐹 𝑚𝑎𝑥.4,5
3,14 (1)3
+
4.𝐹 𝑚𝑎𝑥
3,14 (1)²
=
54,59
3,14
. F max
= 17,7 F max
F max =
757,31
17,7
= 42 ,7 N
Jadi gaya maximal pegas dengan ϕ kawat 1 mm dan ϕ luar 10 mm adalah 42 ,7 N
Menghitung pegas rem tromol bagian atas
Gambar 36. Pegas pengikat bagian atas rem tromol mobil
Diketahui : d ( diameter kawat ) = 2 mm
D ( diameter pegas ) = 20 mm (10 – 1 ) = 19 mm
A ( konstanta ) = 1750 Mpa
M ( eksponen ) = 0,192 m
Maka didapat ;

65
Sut =
𝐴
𝑑 𝑚
→ =
1750
(1)0,192
=
1750
1,067
= 1750 Mpa
Persamaan pendekatan antara kekuatan menyerah & kekuatan akhir dalam Tarik,
didapat:
Sy = 0,75. Sut
= 0,75. 1750 Mpa
= 1312,5 Mpa
Dengan mengguanakan teori energy distorsi, didapat
Ssy = 0,577. Sy
= 0,577 . 1312,5 Mpa
= 757,31 Mpa
Indeks pegas
C = D/d
= 19/2
= 9,5
Faktor perkalian gaya geser
Ks = 1 + 0,5/C
= 1 + 0,5/9,5
= 1,05
F max =
𝑆𝑠𝑦 .𝜋 .𝑑3
8 𝐾𝑠 .𝐷
=
757,31 . 3,14 .( 2 )3
8 .1,05 .9,5
=
19023,6
159,6
= 119,19 N

66
Besarnya gaya yang diperlukan untuk menimbulkan tegangan puntir pada ujung
centelan, adalah :
rm = D/4
= 9,5/4
= 4,75 mm
ri = rm - [d/2]
= 4,75 - [2/2]
= 3,75 mm
Maka ,
K = rm/ri
= 4,75 / 3,75
= 1,26 atau 1,3
Dimana K = Ks
Jadi : F max =
𝑆𝑠𝑦 .𝜋.𝑑3
8𝐾 .𝐷
=
757,31 . 3,14 .( 2 )3
8 .1,3 .9,5
=
19023,6
197,6
= 96,3 N
Tegangan normal pada centelan diperoleh dari gaya untuk menimbulkan tegangan
normal, untuk mencapai kekuatan mengalah
Diamana :
rm = D/2
= 19/2
= 9,5 mm
ri = rm - [d/2]
= 9,5 - [2/2]
= 8,5 mm
Maka : K = rm/ri
= 9,5/8,5
= 1,1
Dengan memasukan τ = Syvdan harga – harga yang diketahui dalam persamaan :

67
τ =
𝑀
1/𝑐
+
𝐹
𝐴
=
𝐾32.𝐹 . 𝑟𝑚
𝜋 .𝑑3
+
4 𝐹
𝜋 .𝑑2
757,31 =
1,1 .32 .𝐹 𝑚𝑎𝑥.4,5
3,14 (2)3
+
4.𝐹 𝑚𝑎𝑥
3,14 (2)²
=
334,4
25,12
+
4
12,56
. F max
= 13,6 F max
F max =
757,31
13,6
= 55, 7 N
Jadi gaya maximal pegas dengan ϕ kawat 2 mm dan ϕ luar 20 mm adalah 55,7 N

68
BAB V
KESIMPULAN & SARAN
5.1 Kesimpulan
Rem yang dirancang ini digunakan untuk menghentikan laju kendaraan bila
perlu menghentikan laju kendaraan. Rem tromol ini di tempatkan pada roda
belakang mobil SUZUKI CARRY 1.5 REAL VAN. Berdasarkan hasil perhitungan
diatas pada bab – bab sebelumnya dapat diambil kesimpulan bahwa :
 Bahan material yang dipakai untuk merancang kanvas rem ini adalah Asbes
cetak pada baja atau besi tuang dengan nilai koefisien gesek 0,3 dan tekanan
maxsimalnya adalah 350 – 1000 KPa
 Dari hasil perhitungan diatas bahwa kanvas rem ini akan habis dengan daya
putar mesin 76 Hp adalah 4, 7 jam. Dan apabila dalam 1 hari dilakukan
pengereman rata – rata 100 kali dengan waktu pengereman 1,4 s maka umur
pemakaian kanvas rem ini adalah 120 hari atau 4 bulan
 Bahan material yang dipakai untuk merancang pegas ini adalah kawat yang
dikeraskan dengan penarikan dengan nilai eksponen 0,192 dan konstanta
1750 MPa
 Dari hasil perhitungan diatas bahwa pegas yang berada pada rem tromol
dengan : d = ϕ1mm dan D = 10 mm nilai gaya maximal pegas adalah 42,7 N
Dan dengan : d = ϕ2 mm dan D = 20 mm nilai gaya maximal pegas adalah
55,7 N
5.2 Saran
Dalam merencanakan kanvas rem atau pun pegas harus kita ketahui dahulu
adalah bahan atau material apa yang harus digunakan untuk menahan gesekan, gaya
Tarik dan berapa tegangan maxsimalnya agar tidak terjadi yang tidak diinginkan
terhadap user. Sekian dan terima kasih telah membaca dan menelaah tentang
perancangan rem tromol, semoga bermanfaat ( END )

69
DAFTAR PUSTAKA
1. Popov Zainul Astamar, MEKANIKA TEKNIK ( Machine Of Materials ) edisi ke dua
( versi S1)
2. Spoot, MF., Design of Machine Elements, Prentice – hall, Marubeni, 1986
3. Joseph E. shigley & Charles R. Mischke, 2001, “ Mechanical Enginering Design”,
Mc Graw – Hill, Sixth Edition, Singapore

70
LAMPIRAN & TABEL
1. Tabel 1 Beberapa sifat lapisan rem
No Keterangan
Lapisan yang
di
Lapisan yang
di
Balok
yang
Tenun Cetak Kaku
1 Kekuatan tekan, kpsi 10-15 10-18 10-15
2 Kekuatan tekan, Mpa 70-100 70-125 70-100
3 Kekuatan tarik, kpsi 2,5-3 4-5 3-4
4 Kekuatan tarik, Mpa 17-21 27-35 21-27
5 suhu maxsimu, °F 400-500 500 750
6 suhu maxsimu, °C 200-260 260 400
7 Kecepatan Maks., fpm 7500 5000 7500
8 Kecepatan Maks., m/s 38 25 38
9 Tekanan maks., psi 50-100 100 150
10 Tekanan maks., kpa 340-690 690 1000
11 Koefisien gesekan rata - rata 0,45 0,47 0,4-45
2. Tabel 2 Bahan – bahan benda gesek

71
3. Tabel 3. Konstanta yang dipakai untuk memperkirakan kekuatan tarik dari baja
pegas yang dipilih
No Bahan
Ekspone Konstanta A
(m) Kpsi Mpa
1 Senar musik 0,146 196 1350,44
2
Kawat yang dikeraskan
dengan
0,192 254 1750
penarikan
4. Daftar gambar awal proses membuka rem tromol

Elemen mesin II

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Elemen mesin II

Similaire à Elemen mesin II (20)

Plus de Akon Sibocil

Plus de Akon Sibocil (6)

Dernier

Dernier (17)

Elemen mesin II