1. Latar Belakang

Sistem rem digunakan untuk memperlambat ataupun menghentikan sepeda

motor. Selain itu sistem rem juga berfungsi sebagai alat pengaman dan menjamin

pengendaraan yang aman. Prinsip rem adalah merubah energi gerak menjadi energi

panas. Umumnya,rem bekerja disebabkan oleh adanya sistem gabungan penekanan

melawan sistem gerak putar. Efek pengereman (braking effect) diperoleh dari adanya

gesekan yang ditimbulkan antara dua objek / benda.

Gambar 1.1 Efek Pengereman

Pada sepeda motor sistem rem yang digunakan adalah rem tromol atau rem

cakram. Untuk pengoperasian rem tromol biasanya menggunakan cara pengoperasian

mekanikal atau menggunakan tuas. Sedangkan rem cakram ada yang menggunakan

mekanik dan ada yang menggunakan model hidrolis.

Rem Tromol

Rem tromol pada sepeda motor komponen utamanya adalah menggunakan

tromol atau drum yang di tekan oleh kanvas.

Gambar 1.2 Rem Tromol

Gambar 1.3 Sepatu Rem

Komponen rem tromol:

a. Kanvas rem

b. Cam

c. Tromol/ drum

d. Anchor pen

e. Per pembalik

Komponen rem tromol depan sepeda motor apabila di urutkan seperti gambar di

bawah

Gambar 1.4 Komponen Rem Tromol

Sepatu Rem (Brake Shoe)

Salah satu komponen pada rem yang memiliki peran sangat penting dalam sistem

pengereman adalah sepatu rem. Sepatu rem berbentuk busur yang disesuaikan dengan

lingkaran drum dan dilengkapi dengan kanvas yang dikeling ataupun direkatkan pada

bagian permukaan dalam sepatu rem. Salah satu ujung sepatu rem dihubungkan pada

anchor pin atau pada baut silinder penyetel sepatu rem. Ujung lainnya dipasangkan

pada roda silinder yang berfungsi untuk mendorong sepatu ke drum dan juga sepatu

rem ini berhubungan dengan mekanisme rem tangan.

Letak sepatu rem pada komponen rem tromol sepeda motor

Gambar 1.5 Letak Sepatu Rem pada Komponen Rem Tromol

Rem tromol digunakan pada kendaraan tipe terdahulu, tetapi biasanya juga

digunakan untuk rem bagian belakang kendaraan. Rem tromol terdiri dari komponen

rumah rem atau drum dan kampas rem, cara kerja rem tromol 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, sepatu rem

dibuat dari bahan yang mempunyai koefisien gesek yang tinggi.

Keuntungan dan kerugian rem tromol adalah sebagai berikut:

1. Keuntungan

Rem tromol digunakan untuk kendaraan yang memerlukan kerja ekstra dalam

pengereman contoh : kendaraan operasional seperti bis, truk, minibus, dsb. Rem. Jadi

rem tromol dapat digunakan pada beban angkut yang berat (heavy duty) dengan

bekerja.

2. Kekurangan

Rem tromol yang masih menerapkan sistem tertutup dalam prosesnya. Dengan

system ini membuat partikel kotoran pada ruang tromol tersebut. Jadi untuk perawatan

membersihkannya harus membuka roda agar rumah rem dapat dibersihkan dari debu

atau kotoran.

2. Fungsi dan Prinsip Kerja

2.1 Fungsi Brake Shoe

Rem berfungsi mengurangi kecepatan atau menghentikan kendaraan

melalui gesekan antara sepatu rem dengan tromol dengan mekanisme tertentu.

Salah satu komponen pada rem yang memiliki peran sangat penting dalam sistem

pengereman adalah sepatu rem. Sepatu rem berbentuk busur yang disesuaikan

dengan lingkaran drum dan dilengkapi dengan kanvas yang dikeling ataupun

direkatkan pada bagian permukaan dalam sepatu rem. Salah satu ujung sepatu

rem dihubungkan pada anchor pin atau pada baut silinder penyetel sepatu rem.

Ujung lainnya dipasangkan pada roda silinder yang berfungsi untuk mendorong

sepatu ke drum dan juga sepatu rem ini berhubungan dengan mekanisme rem

tangan.

2.2 Prinsip kerja Brake Shoe

1. Sebelum rem bekerja.

Gambar 1.5 Sebelum Rem Bekerja

Pada saat tuas rem belum di tarik / di injak maka rem belum bekerja. Di

antara tromol dan kanvas rem masih ada celah dan tidak bersinggungan. Per

pengembali kanvas masih belum meregang.

2. Setengah pengereman

Gambar 1.6 Setelah Pengereman

Apabila tuas rem ditarik setengah maka akan mulai terjadi pergerakan

pada komponen rem. Cam akan bergerak memutar dan kanvas akan bergerak

keluar sehingga akan mulai bergesekan dengan drum/ tromol. Terjadilah

gesekan kecil dan rem bekerja sedikit.

3. Rem bekerja penuh

Gambar 1.7 Rem Bekerja Penuh

Pada saat rem tuas rem di tarik penuh maka akan terjadi gesekan yang

kuat antara tromol dan kanvas rem. Cam memutar maksimal dan penekanan

pada kanvas rem dengan tromol kuat sehingga dengan adanya gaya gesekan yang

kuat akan mampu menghentikan putaran tromol. Per pengembali juga meregang

maksimal.

4. Pelepasan rem

Gambar 1.8 Pelepasan Rem

Saat pelepasan rem adalah dimana tuas dilepas dan kembali pada posisi

semula. Per pengembali kanvas bekerja untuk mengembalikan kedudukan

kanvas seperti pada saat belum bekerja. Gesekan antara kanvas dan tromol tidak

ada.

3. Pemilihan Bahan dan Proses

3.1 Material Brake Shoe

Komposisi material ADC12 adalah:

Silicon (Si) 9,6 – 12,0 %

Iron (Fe) < 1,3 %

Copper (Cu) 1,5 – 3,5 %

Manganese (Mn) < 0,50 %

Magnesium (Mg) < 0,30 %

Nickel (Ni) < 0,50 %

Zinc (Zn) < 1,00 %

Tin (Sn) < 0,30 %

Aluminium (Al) Balance

Sifat mekanik dan fisik dari paduan aluminium ADC12:

- Density : 2,82 g/cm3

- Heat capacity : 0,963 J/g.K

- Thermal conductivity : 92 W/m.K

- Melting range : 516 – 582 0C

- Ultimate tensile strength : 331 Mpa

- Yield tensile strength : 165 Mpa

- Elongation : 2,5 %

3.2 Proses Manufaktur Brake Shoe

Alumunium Die Casting Brake Shoe

Injection die casting adalah proses pengecoran logam dengan cara

memasukkan logam cair kedalam die (cetakan logam) dengan menggunakan

tekanan. Material yang dapat digunakan seperti aluminium, magnesium dan

tembaga. Cara kerjanya diawali dengan peleburan cairan logam menggunakan

tungku terpisah, kemudian cairan alumunium tersebut disalurkan dan dituang

kedalam mesin die casting melalui tabung injeksi, ditekan dengan plunyer tenaga

hidrolik kedalam rongga cetakan (die cavity), tekanan injeksi ini dijaga selama

proses solidifikasi. Setelah coran membeku, die dibuka dan produk akan keluar

secara otomatis melalui mekanisme ejektor.

Gambar 3.2.1 Alumunium die casting

Jenis proses casting yang ada pada PT. Sempana Jaya Agung adalah High

Pressure Die Casting (HPDC) yaitu proses casting dimana dilakukan injeksi logam

cair dengan tekanan yang tinggi. Keuntungan dari HPDC adalah antara lain

(Bustanul, 2006, p8) :

a. Ketepatan dimensinya sangat tinggi sehingga dapat mengurangi proses lebih

lanjut (finishing).

b. Cocok untuk part yang tipis dan rumit.

c. Dapat diproduksi secara masal sehingga menghemat biaya produksi.

Salah satu produk yang dihasilkan PT Sempana Jaya Agung adalah brake

shoe yang merupakan komponen dari sistem pengereman kendaraan bermotor

roda dua.

Gambar 3.2.2 Gambar produk brake shoe

3.3 Karakterisasi Produk Brake Shoe

Karakteristik bahan yang harus dimiliki oleh produk Sepatu rem (Brake

Shoe), yaitu:

1. Mempunyai berat yang relatif ringan

2. Tahan terhadap korosi

3. Mempunyai konduktivitas termal tinggi

4. Lunak tapi kuat sehingga apabila kampas rem habis, sepatu rem tidak merusak

drum

5. Memiliki sifat ulet

4. Data Pengamatan dan Analisa Pembahasan

a. Data pengamatan Pengujian Kekerasan

Tabel 4.1.1 Hasil pengujian kekerasan pada produk Brake Shoe

Titik ke- Harga Kekerasan (HBN)

I 36,08

II 44,35

III 49,80

Perhitungan :

Dik : D = 5 mm

F = 150 kg

d1 = 2,2 mm

d2 = 1,8 mm

d3 = 1,6 mm

Dit : HBW ?

Jawab :

HBW = 0,102 ×

Pada Titik I

HBW =

Pada Titik II

Pada Titik III

Analisa Pembahasan

Pada penelitian produk brake shoe (sepatu rem), setelah diperoleh dan

dipelajari informasi dan literatur yang mendukung, maka kemudian dilakukan

analisa mengenai pemilihan bahan dan proses produk brake shoe tersebut.

Berikut adalah analisa hasil penelitian mengenai pemilihan bahan dan pemilihan

proses yang sesuai untuk menghasilkan produk brake shoe.

Sebelum dilakukan pemilihan bahan-bahan yang dianalisa cocok sebagai

material pada produk brake shoe, harus dianalisa terlebih dahulu syarat-syarat

material yang mampu untuk dijadikan sebuah rangkaian komponen brake shoe.

Material yang akan dijadikan rangkaian komponen brake shoe harus memenuhi

syarat-syarat sebagai berikut :

1. Mempunyai berat yang relatif ringan

2. Tahan terhadap korosi

3. Mempunyai konduktivitas termal tinggi

4. Lunak tapi kuat sehingga apabila kampas rem habis, sepatu rem tidak merusak

drum

5. Memiliki sifat ulet

b. Pengujian Metalografi

Larutan Etsa : Keller’s Reagent

Perbesaran Mikroskop : 1000x

TUGAS PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES

“Sepatu Rem (Brake Shoe)”

Oleh :

Widi Aprianto (2613111043)

Arie Triyadi S. (2613111045)

JURUSAN TEKNIK METALURGI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JENDERAL ACHMAD YANI

BANDUNG

2014