Rem adalah peralatan yang menahan atau menghentikan gerak mesin dengan menyerap energi kinetik atau potensialnya dan melepaskannya dalam bentuk panas. Terdapat beberapa jenis rem seperti rem hidrolik, elektrik, mekanik, drum, cakram, dan lainnya. Rem bekerja dengan menimbulkan gesekan antara bidang gesek dan permukaan yang direm untuk mengurangi kecepatan atau menghentikan gerakan.

1. REM (BRAKE)

3. Rem merupakan peralatan yang memiliki tahanan
gesek artifisial yang diterapkan pada bagian mesin yang
bergerak, menahan, atau menghentikan gerak mesin. Dalam
proses pembentukan fungsi ini, rem menyerap setiap energi
kinetik dari bagian yang bergerak atau energi potensial yang
terbangun dari objek-objek terbatas seperti kerek jalan,
elevator, dan lainnya. Energi diserap oleh rem yang
dilepaskan dalam bentuk panas.
Rancangan kapasitas dari rem bergantung atas faktor-faktor:
1. unit tekanan antar permukaan pengereman;
2. koefisien gesek antar permukaan pengereman;
3. kecepatan keliling dari tromol rem;
4. daerah proyeksi dari permukaan gesek; dan
5. kemampuan rem untuk membebaskan panas setara
dengan energi yang diserap.

4. Perbedaan fungsional utama antara kopling dan rem
adalah kopling digunakan untuk menjaga bagian penggerak
dan bagian yang digerakkan berputar/bergerak bersama-sama,
sementara rem digunakan untuk menghentikan suatu
bagian yang bergerak atau mengontrol kecepatannya.
Bahan Bidang Gesek (Kampas) Rem
Bahan bidang gesek rem memiliki karakteristik:
1. koefisen gesek yang tinggi dengan minimum macet;
2. tingkat keausan rendah;
3. ketahanan panas yang tinggi;
4. kapasitas pembebasan panas yang tinggi;
5. koefisien pengembangan panas yang rendah;
6. kekuatan mekanis yang memadai; dan
7. tidak dIpengaruhi oleh minyak atau oli.

6. Tipe-tipe Rem
Rem berdasarkan pemindahan daya/energi, dikelompokkan:
1. Rem hidrolik : rem pompa atau hidrodinamik dan agitator fluida;
2. Rem elektrik: rem generator dan rem listrik Eddy; dan
3. Rem mekanik.
Rem mekanik berdasarkan arah gaya, dikelompokkan:
a. Rem Radial:
• Gaya bekerja pada tromol rem dalam arah radial.
• Terbagi dalam rem eksternal dan rem internal.
• Rem berdasar bentuk elemen gesek, dibedakan:
rem sepatu/tromol dan rem ban/sabuk.
• Digunakan pada kereta api dan trem.
b. Rem Aksial
• Gaya bekerja pada tromol rem dalam arah aksial.
• Terbagi dalam rem cakram dan rem konis/kerucut.
• Berdasar bentuk elemen gesek dibedakan:
rem sepatu dan rem ban/sabuk.
• Analisis rem ini sama dengan clutch.

7. REM DENGAN PENGEMBANG LUAR (External Brakes)
Rem Blok Tunggal (Single block brake)
Rem Sepatu (Pivoted Block or Shoe Brake)

8. Rem Sepatu Ganda (Double Block or Shoe Brake)
Rem Sabuk Sederhana (Simple Band Brake)

9. Rem Sabuk Diferensial (Differential Band Brake)
Rem Sabuk dan Blok (Band and Block Brake

10. Rem Pengembang Dalam (Internal Expanding Brake)
REM TROMOL

11. REM DENGAN PENGEMBANG DALAM (Internal Expanding Brake)
Sebuah rem pengembang dalam terdiri atas dua sepatu S1 dan S2 sebagaimana
gambar berikut. Permukaan luar sepatu dilapisi beberapa behan gesek (biasanya Ferodo)
untuk meningkatkan koefisien gesek dan mencegah keausan pada logam. Setiap sepatu
dipasang pada salah satu ujung tumpuan mati O1 dan O2 yang dibuat berhubungan dengan
nok pada ujung lain.
Jika nok berputar, sepatu terdorong keluar melawan peleg drum/tromol. Gesekan
antara sepatu dan tromol menghasilkan momen puntir pengereman dan mengurangi
kecepatan tromol . Secara normal, sepatu tertahan pada posisi mati oleh pegas. Tromol
dilengkapi dengan mekanisme dalam untuk menjaga dari debu dan minyak.
Kita perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada setiap pengereman, saat tromol
berputar berlawanan arah jarum jam.
Ambil,
r = radius dalam tromol roda,
b = lebar bidang rem,
p1 = kekuatan maksimum dari tekanan normal,
pN = tekanan normal,
F1 = gaya yang bekerja thd nok pada sepatu
leading, dan
F2 = gaya yang bekerja thd nok pada sepatu
trailing.

12. Perhatikan elemen kecil dari bidang rem AC yang membentuk sudut
δθ pada pusat lingkaran. OA membuat sudut θ dengan OO1. Dianggap bahwa
distribusi tekanan pada sepatu mendekati seragam, sehingga keausan bidang
gesek lebih besar pada sisi bebas.
Oleh karena sepatu berputar terhadap O₁, maka aus rata-rata dari
bidang sepatu di A akan proporsional terhadap perpindahan radial dari titik
tersebut. Aus rata-rata dari bidang sepatu rem bervariasi, yang secara
langsung tegaklurus terhadap jarak dari O₁ ke OA, yaitu O₁B.
Secara geometri gambar, diperoleh:
Tegangan normal di A:
Reaksi/gaya normal di A:
Gaya gesek pada elemen di A:

13. Momen Puntir pada elemen di A:
Momen Puntir total pada kampas rem:
Momen lentur pada elemen di A:

14. Momen lentur total karena gaya normal:
Momen gesek pada elemen di A:

15. Momen gesek total karena gaya normal;
If MF > MN, then the brake becomes self locking.

16. Contoh Soal:
Gambar berikut memperlihatkan susunan dua sepatu rem yang bekerja pada
permukaan dalam dari tromol rem silindrik. Gaya rem F1 dan F2 diterapkan
sebagaimna gambar dan setiap dudukan sepatu pada tumpuan O1 dan O2.
Lebar bidang rem adalah 35 mm. Intensitas tekanan pada titik A adalah 0,4 sin θ
N/mm² , dengan θ diukur sebagaimana gambar dari dudukan lain. Koefisien
gesek 0,4. Tentukan momen dan besarnya gaya F1 dan F2?
Penyelesaian:
Diketahui: b = 35 mm ; μ = 0.4 ; r = 150 mm ; l = 200 mm ; θ1 = 25° ; θ2 = 125°
= 0,4 sin θ N/mm2
Ditanyakan: TB, MN, MF, F1, dan F2.
Jawab :

17. Intensitas tekanan maksimumnya:
= p₁ sin θ
0,4 sin θ = p₁ sin θ
p₁ = 0.4 N/mm²
Momen puntir untuk satu sepatu:
TB = μ . p₁ . b . r² (cos θ1 – cos θ2)
= 0.4 × 0.4 × 35 (150)² (cos 25° – cos 125°)
= 126 000 (0.9063 + 0.5736) = 186 470 N-mm
∴ Momen puntir total untuk dua sepatu:
Gaya-gaya F₁ dan F₂ :

18. Momen total dari gaya normal pada tumpuan 0₁:
Momen total dari gaya gesek pada tumpuan 0₁:

19. Untuk sepatu leading, ambil momen pada tumpuan O₁:
Untuk sepatu trailing, ambil momen pada tumpuan O₂:

20. Soal:
1. Gambar berikut memperlihatkan susunan dua sepatu rem yang bekerja pad
permukaan dalam dari tromol rem silindrik. Gaya rem F1 dan F2 diterapkan
sebagaimna gambar dan setiap dudukan sepatu pada tumpuan O1 dan O2.
Lebar bidang rem adalah 25 mm. Intensitas tekanan pada titik A adalah 0,5 sin θ
N/mm² , dengan θ diukur sebagaimana gambar dari dudukan lain. Koefisien
gesek 0,3. Tentukan momen puntir dan besarnya gaya F1 dan F2?

21. 2. Gambar berikut memperlihatkan susunan dua sepatu rem yang bekerja pada
permukaan dalam dari tromol rem silindrik. Gaya rem F1 sebesar 728 N dan F2
sebesar 1824 N bekerja pada tromol sebagaimana gambar dan setiap dudukan
sepatu berada pada tumpuan O1 dan O2. Momen puntir yang terjadi sebesar
175000 N/mm². Intensitas tekanan pada titik A adalah 0,5 sin θ N/mm² ,
dengan θ diukur sebagaimana gambar dari dudukan lain. Tentukan lebar bidang
kampas rem dan koefisien geseknya?

22. REM CAKRAM (Disk Brakes)
• Tidak ada perbedaan mendasar antara kopling dan rem
cakram. Jika rem drum digunakan sebagai rem kendaraan,
sedikit perubahan kecil dalam koefisien gesek akan
menyebabkan perubahan besar pada gaya pedal yang
dibutuhkan untuk pengereman.
• Pengurangan sebesar 30% koefisien gesek yang terjadi
pada suatu perubahan temperatur atau berminyak dapat
menghasilkan 50% gaya pada pedal yang diperlukan untuk
memperoleh torsi pengereman yang sama, yang dapat
diperoleh pada perubahan awal.
• Rem cakram tidak memiliki daya pembangkitan sendiri, dan
rentan terhadap perubahan dalam koefisien gesek.
• Jenis lain rem cakram adalah rem kaliper mengambang (the
floating caliper brake) sebagaimana gambar .

23. Caliper didukung sebuah piston mengambang yang didorong
oleh tekanan hidrolik. The action is much like that of a screw
clamp, with the piston replacing the function of the screw. The
floating action also compensates for wear and ensures a fairly
constant pressure over the area of the friction pads. The seal
and boot of Fig. 16–18 are designed to obtain clearance by
backing off from the piston when the piston is released. Caliper
brakes (named for the nature of the actuating linkage) and disk
brakes (named for the shape of the unlined surface) press
friction material against the face(s) of a rotating disk. Depicted
in Fig. 16–19 is the geometry of an annular-pad brake contact
area. The governing axial wear equation is Eq. (12–27), p. 643,

24. Figure 16–19 Geometry of contact
area of an annular-pad segment of a
caliper brake
The coordinate .r locates the line of
action of force F that intersects the y axis.
Of interest also is the effective radius re,
which is the radius of an equivalent shoe
of infinitesimal radial thickness.
Figure 16–18 An automotive disk
brake. (Courtesy DaimlerChrysler
Corporation.)

25. Jika p adalah tekanan kontak lokal, gaya aktual F dan torsi gesek T :
Radius ekivalen re dapat ditemukan dari f . F . re = T , atau
Koordinat lokasi r terhadap gaya aktivasi ditemukan dengan mengambil
momen terhadap sumbu x :

26. Keausan Seragam (Uniform Wear)
It is clear from Eq. (12–27) that for the axial wear to be the same
everywhere, the product PV must be a constant. From Eq. (a), Sec. 16–
5, the pressure p can be expressed in terms of the largest allowable
pressure pa (which occurs at the inner radius ri ) as
Equation (16–29) becomes
Equation (16–30) becomes
Equation (16–31) becomes

27. Equation (16–32) becomes
Uniform Pressure
In this situation, approximated by a new brake, p = pa . Equation
(16–29) becomes
Equation (16–30) becomes
Equation (16–31) becomes

28. Equation (16–32) becomes
EXAMPLE 16–3 Two annular pads, ri = 3.875 in, ro = 5.50 in, subtend
an angle of 108◦, have a coefficient of friction of 0.37, and are
actuated by a pair of hydraulic cylinders 1.5 in in diameter. The
torque requirement is 13 000 lbf · in. For uniform wear (a) Find the
largest normal pressure pa . (b) Estimate the actuating force F.
(c) Find the equivalent radius re and force location .r . (d) Estimate the
required hydraulic pressure.
Solution (a) From Eq. (16–34), with T = 13 000/2 = 6500 lbf · in for
each pad,
Answer

29. (b) From Eq. (16–33),
Answer
(c) From Eq. (16–35),
Answer
From Eq. (16–36),
Answer
(d) Each cylinder supplies the actuating force, 3748 lbf.
Answer