FUNGSI REM DAN KOMPONEN-KOMPONEN REM

FUNGSI 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.

Pada umumnya sebuah rem mempunyai komponen – komponen sebagai berikut :

• Backing plate
• Silinder penyetel sepatu rem
• Sepatu rem
• Pegas pembalik
• Kanvas rem
• Silinder roda
• Drum rem

Dimana penjelasan masing-masing komponen tersebut diterangkan di bawah ini.

Backing plate

Terbuat dari plat baja yang dipress. Backing plate bagian belakang diikat dengan baut pada real axle housing dan backing plate bagian depan diikat dengan baut pada steering knuckle. Sepatu rem dipasangkan pada backing plate yang mana bila terjadi pengereman akan bekerja pada backing plate. Selain sepatu rem juga silinder roda, anchorpin, mekanisme rem tangan dipasangkan pada backing plate.

Silinder penyetel sepatu rem

Silinder penyetel sepatu rem berfungsi menjamin ujung sepatu rem dan untuk penyetelan renggang antara sepatu dengan drum. Pada beberapa macam rem, sebagai pengganti silinder penyetel sepatu, anchor pin dan kam penyetel sepatu digunakan secara terpisah.

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.

Pegas pembalik

Pegas-pegas pembalik berfungsi untuk menarik kembali sepatu rem pada drum ketika pijakan rem dibebaskan. Satu atau dua buah pegas pembalik biasanya dipasang dibagian sisi silinder roda.

Kanvas rem

Kanvas rem dipasangkan pada sepatu rem untuk menambah tenaga gesek pada drum. Bahan yang digunakan adalah asbes dengan tembaga atau campuran plastik untuk untuk memperoleh tahan panas yang tinggi dan tahan aus. Pada beberapa macam rem, terdapat perbedaan bahan kanvas rem yang dipasangkan pada sepatu pertama dan sepatu kedua. Kanvas ini dapat diganti jika sudah mengalami aus.

Silinder roda

Silinder roda yang terdiri dari body dan torak, berfungsi untuk mendorong sepatu rem ke drum dengan adanya tekanan hidrolik yang dipindahkan dari master silinder. Satu atau dua silinder roda digunakan pada tiap satu unit rem, tergantung dari modelnya. Ada dua macam silinder roda; yang satu bekerja pada sepatu rem pada kedua arah, dan satunya lagi gerakannya hanya pada satu arah saja.

Drum rem

Drum rem pada umumnya dibuat dari besi tuang. Drum rem ini dipasangkan hanya diberi sedikit renggang dengan sepatu rem dan drum yang berputar bersama roda. Bila rem ditekan maka kanvas rem akan menekan terhadap permukaan dalam drum, mengakibatkan terjadinya gesekan dan menimbulkan panas pada drum cukup tinggi (200°C-300°C). Karena itu, untuk mencegah drum ini menjadi terlalu panas ada semacam drum yang di sekeliling bagian luarnya diberi sirip yang terbuat dari paduan alumunium yang mempunyai daya hantar panas yang tinggi. Permukaan drum rem dapat menjadi tergores ataupun cacat, tetapi hal ini dapat diperbaiki dengan jalan dibubut bila goresan itu tidak terlalu dalam.

Klasifikasi Rem 

2.1 Rem Blok Tunggal

Rem blok yang paling sederhana terdiri dari satu blok rem yang ditekan terhadap drum rem, seperti yang terlihat pada gambar 2.1. Biasanya pada blok rem tersebut pada permukaan geseknya dipasang lapisan rem atau bahan gesek yang dapat diganti bila aus. 

Dalam gambar, jika gaya tekan blok terhadap drum adalah Q (kg), koefisien gesek adalah µ, dan gaya gesek yang ditimbulkan pada rem adalah f (kg), maka;

• f = µQ
• Momen T yang diserap oleh drum rem adalah;
• T = f.(D/2) atau T = µQ.(D/2)

Jika panjang tuas rem adalah l1, jarak engsel tuas sampai garis kerja Q adalah l2, dan gaya yang diberikan kepada tuas adalah F, dan jika garis kerja gaya f melalui engsel tuas, maka dari keseimbangan momen;

Ql2 – Fl1 = 0

Gambar Macam-macam rem blok tunggal

Dalam hal pelayanan manual, besarnya gaya F kurang lebih 15 sampai 20 (kg). Gaya tekan pada blok rem dapat diperbesar dengan memperpanjang l1. Suatu hal yang kurang menguntungkan pada rem blok 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 dikendaki. Demikian pula, untuk untuk pelayanan manual jika diperlukan gaya pengereman yang besar, tuas perlu dibuat sangat panjang sehingga kurang ringkas. Karena alasan-alasan inilah maka blok rem tunggal tidak banyak dipakai pada mesin-mesin yang memerlukan momen pengereman yang besar.

Jika engsel tuas terletak diluar garis kerja gaya f, maka persamaan diatas menjadi agak berbeda. Dalam hal engsel digeser mendekati sumbu poros sejauh c seperti dalam gambar 2.2 (b), maka untuk putaran searah jarum jam, persamaan keseimbangan momen pada tuas berbentuk sebagai berikut;

Ql2 – Fl1­ + fc = 0

Dari hasil-hasil diatas dapat dilihat bahwa untuk mendapatkan gaya pengereman yang sama, besarnya gaya F berbeda dan tergantung pada arah putaran. Perlu diketahui pula, bahwa untuk putaran searah jarum jam pada (gambar 2.2 (b)), bila rem bekerja, blok rem akan tertarik kearah drum, sehingga dapat terjadi gigitan secara tiba-tiba.

Dalam perencanaan rem, persyaratan terpenting yang harus dipenuhi adalah besarnya momen pengereman yang harus sesuai dengan yang diperlukan. Di samping itu, besarnya energi yang dirubah menjadi panas harus pula diperhatikan, terutama dalam hal hubungannya dengan bahan yang akan dipakai. Pemanasan yang berlebihan bukan hanya akan merusak bahan lapisan rem, tetapi juga akan menurunkan koefisien gesekannya.

Jika gaya tekan rem persatuan luas adalah p (kg/mm2) dan kecepatan keliling drum rem adalah v (m/s), maka kerja gesekan per satuan luas permukaan gesek per satuan waktu, dapat dinyatakan dengan mpn (kg.m/(mm2.s)). Besaran ini disebut kapasitas rem. Bila suatu rem terus-menerus bekerja, jumlah panas yang timbul pada setiap 1 (mm2) permukaan gesek tiap detik adalah sebanding dengan besarnya mpn Dalam satuan panas, besaran tersebut dapat ditulis sebagai mpn/860 Cal/(mm2.s)). Bila besarnya mpn pada suatu rem lebih kecil dari pada harga batasnya, maka pemancaran panas akan berlangsung dengan mudah, dan sebaliknya akan terjadi bila harga tersebut melebihi batas, yang dapat mengakibatkan rusaknya permukaan gesek.

Harga batas yang tepat dari mpntergantung pada macam dan kontruksi rem serta bahan lapisannya. Namun demikian, pada umumnya kondisi kerja juga mempunyai pengaruh sebagai berikut :

• 0,1 [kg.m/(mm2.s)] atau kurang, untuk pemakaian jarang dengan pendinginan radiasi biasa
• 0,06 [kg.m/(mm2.s)] atau kurang, untuk pemakaian terus menerus
• 0,3 [kg.m/(mm2.s)] atau kurang, jika radiasi panas sangat baik.

Drum rem biasanya dibuat dari besi cor atau baja cor. 

Blok rem merupakan bagian yang penting. Dahulu biasanya dipakai besi cor, baja liat, perunggu, kuningan, tenunan asbes, pasta asbes, serat kulit, dan lain-lain untuk bahan gesek, tetapi akhir-akhir ini banyak dikembangkan bahan gesek dari damar, serbuk logam dan keramik. Bahan yang menggunakan tenunan atau tenunan istimewa terdiri dari tenunan asbes sebagai kerangka, dengan plastik cair atau minyak kering yang diserapkan sebagi perekat, dan dikeraskan dengan cetak panas atau permukaan panas. Damar cetak dan setengah logam umumnya hanya berbeda dalam hal kadar serbuk logamnya. Keduanya dibuat dengan mencampurkan serat pendek dari asbes, plastik serbuk, dan bahan tambahan berbentuk serbuk kemudian dibentuk. Cara ini mempunyai keuntungan karena bentuk dapat diubah sesuai keperluan. Bahan gesek logam, logam-keramik, dan keramik tidak mengandung asbes sama sekali. Cara membuatnya adalah dengan mengepres dan membentuk satu macam atau lebih serbuk logam atau serbuk keramik, dan mengeraskannya pada temperatur di bawah titik cair bahan yang bersangkutan.Bahan rem harus memenuhi persyaratan keamanan, ketahanan, dan dapat mengerem dengan halus. Di samping itu juga harus mempunyai koefisien gesek yang tinggi, keausan kecil, kuat, tidak melukai permukaan drum, dan dapat menyerap getaran. 

Daerah tekanan yang diizinkan pa (kg/mm2) untuk bahan-bahan yang bersangkutan diperlihatkan dalam tabel dibawah ini.

Tabel 2.1 Koefisien gesek dan tekanan rem.

Bahan drum	Bahan gesek	Koefisien Gesek(µ)	Tekanan permukaan Pa (kg/mm2)	Keterangan
Besi cor, Baja cor, Besi cor khusus	Besi cor	0,10-0,20	0,09-0,17	Kering
		0,08-0,12		Dilumasi
	Perunggu	0,10-0,20	0,05-0,08	Kering-dilumasi
	Kayu	0,10-0,35	0,02-0,03	Dilumasi
	Tenunan	0,35-0,60	0,007-0,07	Kapas, asbes
	Cetakan (pasta)	0,30-0,60	0,003-0,18	Damar, asbes Setengah logam
	Paduan sinter	0,20-0,50	0,003-0,10	Logam

Pada rem dengan sudut (α) besar, tekanan sebuah balok pada permukaan drum tak dapat terbagi secara merata. Namun demikian harga p dapat diambil sebagai harga rata-rata untuk sementara. Dari tekanan kontak rencana yang diberikan pd, ditentukan ukuran rem, dan kemudian dihitung tekanan kontak yang sesungguhnya.

2.2 Rem Blok GandaRem blok ganda memakai dua blok rem yang menekan drum dari dua arah yang berlawanan, baik dari daerah dalam, maupun dari luar drum. Rem dengan blok yang menekan dari luar dipergunakan untuk mesin-mesin industri dan kereta rel yang pada umumnya digerakkan secara pneumatik, sedangkan yang menekan dari dalam dipakai pada kendaraan jalan raya yang digerakkan secara hidrolik (gambar 2.3).

Gambar Rem blok ganda

Karena dipakai dua blok rem, maka momen T yang diserap oleh rem dapat dinyatakan dengan rumus-rumus dibawah ini, dengan catatan bahwa besarnya gaya rem dari dua blok harus sama atau hampir sama.

2.3 Rem DrumRem drum otomobil umumnya berbentuk rem drum (jenis ekspansi) dan rem cakram (disk). Rem drum mempunyai ciri lapisan rem yang terlindung, dapat menghasilkan gaya rem yang besar untuk ukuran rem yang kecil, dan umur lapisan rem cukup panjang. Suatu kelemaham rem ini adalah pemancaran panasnya buruk. Blok rem bergantung pada letak engsel sepatu rem dan silinder hidrolik serta arah putaran roda.

Biasanya, jenis seperti yang diperlihatkan dalam gambar 2.5 (a) adalah yang terbanyak dipakai, yaitu yang memakai sepatu depan dan belakang. Pada rem jenis ini, meskipun roda berputar dalam arah yang berlawanan, gaya rem tetap besarnya. Rem dalam gambar 2.5 (b) memakai dua sepatu depan, dimana gaya rem dalam satu arah putaran jauh lebih besar dari pada dalam arah berlawanan. Juga terdapat jenis yang diperlihatkan dalam gambar 2.5 (c), yang disebut duo-servo.

Gambar Macam-macam rem drum

Dalam hal sepatu rem seperti yang diperlihatkan dalam gambar 2.6 (a), disebut sepatu berengsel, dan sepatu yang menggelinding pada suatu permukaan seperti dalam gambar 2.6 (b), disebut sepatu mengambang. Jenis yang terdahulu memerlukan ketelitian yang lebih tinggi dalam pembuatannya. Untuk merencanakan rem drum. Pada umumnya perhitungan yang sederhana dapat diikuti untuk memperoleh ukuran bagian-bagian yang bersangkutan serta gaya untuk menekan sepatu.

Rem drum dikenal juga sebagai rem sepatu dalam, yang biasanya diterapkan pada kendaraan. Rem drum ini dibuat dalam berbagai tipe dengan tujuan masing-masing.

Keuntungan memakai rem drum adalah dapat menghasilkan gaya yang besar untuk ukuran yang kecil dan umur lapisan rem yang panjang. Blok rem disebut dengan sepatu rem. Gaya rem tergantung pada letak engsel sepatu rem dan gaya yang diberikan agar sepatu bergesekan dengan dinding rem serta arah putaran roda.

2.4 Rem Cakram

Rem cakram terdiri atas sebuah cakram dari baja yang dijepit oleh lapisan rem dari kedua sisinya pada waktu pengereman (gambar 2.7). Rem ini mempunyai sifat-sifat yang baik seperti mudah dikendalikan, pengereman yang stabil, radiasi panas yang baik, sehingga sangat banyak dipakai untuk roda depan. Adapun kelemahannya adalah umur lapisan yang pendek, serta ukuran selinder rem yang besar pada roda.

Gambar Rem cakram

dimana µ adalah koefisian gesek lapisan, F (kg) adalah hasil perkalian antara luas piston atau selinder roda Aw (cm2) dan tekanan minyak pw ( kg/cm2), sedangkan K1 dan Rm dihitung dari rumus berikut :

Perhitungan ini dilakukan untuk membuat keausan lapisan yang seragam baik didekat poros maupun diluar, dengan jalan mengusahakan tekanan kontak yang merata.

Jika R2 = 1,5 R1, maka

K1 = 1,021 untuk f =25o 

K1 = 1,04 untuk f = 45o 

Satu cakram ditekan oleh gaya P (kg) x 2 dari kedua sisinya. Jika pusat tekanan ada di K1Rm = r, maka faktor efektifitas rem (FER) adalah

(FER) = 2T / Fr = 2m

2.5 Rem Pita

Rem pita pada dasarnya terdiri dari sebuah pita baja yang disebelah dalamnya dilapisi dengan bahan gesek, drum rem, dan tuas, seperti diperlihatkan pada gambar 2.9. Gaya rem akan timbul bila pita diikatkan pada drum dengan gaya tarik pada kedua ujung pita tersebut. Jika gaya tarik pada kedua ujung pita adalah F1dan F2 (kg), maka besarnya gaya gesek adalah sama dengan (F1- F2).

Salah satu atau kedua ujung pita diikatkan pada tuas.

Dalam hal rem pita tunggal seperti diperlihatkan dalam gambar 2.9, besarnya gaya yang dikenakan pada ujung tuas dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini.

Pada rem diferensial, persamaan kesetimbangan momen adalah

Dalam persamaan di atas, jika F2c =F1b maka F = 0. Karena itu, sekalipun tidak ada gaya yang dikenakan, rem dapat bekerja sendiri menghentikan putaran. Juga dalam hal F2c < F1b dimana rem dapat mengunci sendiri, pengereman harus dilakukan dengan hati-hati.

Rem pita mempunyai beberapa keuntungan seperti luas permukaan lapisan dapat dibuat besar, pembuatannya mudah, pemasangan tidak sukar, dan gaya rem yang besar dalam keadaan berhenti. Karena pita dapat putus, maka dalam penggunaannya diperlukan ketelitian. Rem pita banyak dipakai pada derek. Untuk derek, standar gaya rem dan sebagainya. Terdapat dalam JIS A8001, yang mencakup :

1. Kapasitas rem tidak boleh kurang dari 150 % kapasitas angkat.
2. Untuk rem dengan pedal kaki, gaya pedal tidak boleh lebih dari 30 kg, dan langkah pedal tidak lebih dari 300 mm.
3. Untuk rem tangan, besarnya gaya tarik tangan tidak boleh lebih dari 20 kg dan langkah tuas tidak lebih dari 600 mm.

Rem sebuah derek dimaksud untuk menghentikan putaran drum penggulung kabel dan mencegah beban turun sendiri. Jika beban angkat derek adalah W (kg), putaran drum nD (rpm), diameter drum D (mm), efisiensi mekanis h (besarnya kurang lebih antara 0,75 sampai 0,85), dan diameter drum yang dikoreksi (terhadap jumlah lapis lilitan kabel pada drum) D’ (m), maka daya angkat P (kW) adalah :

Untuk penggeraknya, diambil motor standar dengan daya nominal dekat di atas daya angkat tersebut. Jika kapasitasnya adalah PM (kW), Lebar rem untuk derek kecil diperlihatkan dalam tabel 2.2. Untuk drum rem dengan diameter yang lebih besar terdapat lebar rem sampai 150 (mm), atau pita dapat dililitkan dua kali.

Tabel 2.2 Tebal dan lebar rem.

Diameter Drum D (mm)	Lebar drum B (mm)	Lebar rem b (mm)	Tebal rem T (mm)
250 300 350 400 450 500	50 60 70 80 100 120	40 50 60 70 80 100	2 3 3 4 4 5

Tekanan maksimum pmax (kg/mm2), tekanan rem minimum pmin (kg/mm2), dan tekanan rem rata-rata pm (kg/mm2) dapat ditentukan dari rumus-rumus berikut ini :

Jika hasil-hasil diatas cukup memuaskan, selanjutnya rencanakan pita dan kelingan. Pilihlah bahan-bahan dan masing-masing kekuatan tariknya. Sebagai faktor keamanan, ambillah dasar 75(%) dari batas kelelahan atau batas mulur (sB x 0,45) untuk tegangan tarik, dan 40 (%) dari ( sB x 0,45 ) untuk tegangan geser. Besarnya faktor keamanan adalah 1/(0,45 x 0,75) »3 dan 1/(0,45 x 0,4) » 5,6. Tetapkan faktor keamanan terakhir dengan mengalikan harga diatas dengan 1,2 sampai 2,0 sesuai dengan kondisi masing-masing.

Setelah tegangan tarik yang diizinkan ta (kg/mm2) dari pita dan tegangnan geser yang diizinkan dari paku keling t¢a (kg/mm2) ditentukan, tetapkan diameter dan susunan paku keling sedemikian rupa sehingga tidak terlalu banyak mengurangi luas penampang efektif pita. Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa lubang paku sedikit lebuh besar dari pada diameter paku. Jika dp adalah diameter paku (mm) dan z adalah jumlah paku, maka:

F1 = t¢a (p/4)d2pz

Karena gaya tidak selalu dapat dikenakan pada z paku keling secara merata, maka perlu diperhitungkan efisiensi sambungan keling hp.

Tabel 2.4 Efisiensi kelingan (diameter paku keling 10 – 30 mm), tebal plat (mm).

Macam kelingan		Efisiensi (%)
Sambungan Tumpang	1-baris paku	34-60
	2-baris paku (selang seling, sejajar)	53-75
	3-baris paku	66-82

di mana adalah diameter lubang paku (mm). Dari persamaan diatas, tebal plat t (mm) dapat dihitung. Tebal plat ini terletak antara 2 sampai 4 (mm); jika kurang tebal, dapat dipakai dua plat yang ditumpuk.

Untuk pita dapat dipakai bahan dari baja kontruksi umum yang luwes (SS41) atau baja pegas (SUP). Dalam hal ini tebal plat juga terletak antara 2 sampai 4 (mm). Untuk paku, dipakai baja rol untuk paku (SV).

2.6 Rem Prony

Rem prony dapat dikelompokan ke dalam salah satu jenis dari rem drum. Sistem dan mekanisme kerjanya hampir sama dengan rem drum, hanya saja rem plony sistem kerjanya berupa penekanan pada material yang sedang bergerak di bagian dalam sedangkan rem drum sebelah luar. Atau lebih spesifiknya rem prony mempunyai kanvas rem pada sisi permukaan bagian dalam sedangkan rem drum pada sisi bagian luar. 

Komponen-komponen rem prony terdiri atas :

• sepatu rem
• kanvas rem
• blok rem
• pegas
• baut untuk engsel.

Penggunaan rem prony ini lebih banyak diaplikasikan untuk pengereman batangan poros dari arah dalam dan secara umum sistem penekanan pegasnya manual. 

FUNGSI REM DAN KOMPONEN-KOMPONEN REM 2016-12-17T21:42:00-08:00 Rating: 4.5 Diposkan Oleh: frf