ABDUL MUCHLISmuchlis07.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/66618/... · Terminologi Sambungan Paku Keling 1. Pitch (p) : jarak antara pusat satu paku keling ke pusat berikutnya
Post on 22-Nov-2020
6 Views
Preview:
Transcript
ABDUL MUCHLIS
Paku keling / rivet adalah salah satu metode penyambungan yang
sederhana. sambungan keling umumnya diterapkan pada
jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal Dan pesawat terbang.
Penggunaan metode penyambungan dengan paku keling ini juga
sangat baik digunakan untuk penyambungan pelat-pelat
alumnium. Pengembangan Penggunaan rivet dewasa ini umumnya
digunakan untuk pelat-pelat yang sukar dilas dan dipatri dengan
ukuran yang relatif kecil.
1. Kepala
2. Badan
3. Ekor
4. Kepala Lepas
BAGIAN – BAGIAN PAKU KELING
a. Kepala paku keling untuk penggunaan umum dengan
diameter kurang dari 12 mm
b. Kepala paku keling untuk penggunaan umum dengan
diameter antara (12 – 48) mm
c. Kepala paku keling untuk boiler atau ketel uap
/bejana tekan : diameter (12 – 48) mm
Jenis kepala paku keling
Bahan Paku Keling
1.Baja
2.Brass
3.Aluminium
4.Tembaga
Semua bahan itu tergantung dari jenis sambungan/ beban yang
diterima oleh sambungan.
a. Penggunaan umum bidang mesin : ductile (low carbor), steel,
wrought iron.
b. Penggunaan khusus : weight, corrosion, or material constraints
apply : copper (+alloys) aluminium (+alloys), monel, dll
Cara Pemasangan
1. Plat yang akan disambung dibuat lubang, sesuai diameter paku keling yang
akan digunakan. Biasanya diameter lubang dibuat 1,5 mm lebih besar dari
diameter pakukeling.
2. Paku keling dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung.
3. Bagian kepala lepas dimasukkan ke bagian ekor dari paku keling.
4. Dengan menggunakan alat/mesin penekan atau palu, tekan bagian kepala
lepas masuk ke bagian ekor paku keling dengan suaian paksa.
5. Setelah rapat/kuat, bagian ekor sisa kemudian dipotong dan
dirapikan/ratakan
6. Mesin/alat pemasang paku keling dapat digerakkan dengan udara, hidrolik
atau tekanan uap tergantung jenis dan besar paku keling yang akan
dipasang.
Tipe Pemasangan Paku Keling
Lap joint
Pemasangan tipe lap joint biasannya digunakan pada plat
yang overlaps satu dengan yang
lainnya.
Butt joint
Tipe butt joint digunakan untuk menyambung dua plat
utama, dengan menjepit menggunakan 2 plat lain,
sebagai penahan (cover), di mana plat penahan ikut
dikeling dengan plat utama. Tipe ini meliputi single strap
butt joint dan double strap butt joint.
Terminologi Sambungan Paku Keling
1. Pitch (p) : jarak antara pusat satu paku keling ke pusat
berikutnya diukur secara paralel.
2. Diagonal pitch (pd) : jarak antara pusat paku keling (antar
sumbu lubang paku keling) pada pemasangan secara zig –
zag dilihat dari lajur/baris/row.
3. Back pitch (pb) : jarak antara sumbu lubang kolom dengan
sumbu lubang kolom berikutnya.
4. Margin (m) : jarak terdekat antara lubang paku keling
dengan sisi plat terluar.
PENGGUNAAN PAKU KELING
1. Sambungan kuat dan rapat, pada konstruksi boiler (boiler,
tangki dan pipa-pipa tekanan tinggi).
2. Sambungan kuat, pada konstruksi baja (bangunan,
jembatan dan crane).
3. Sambungan rapat, pada tabung dan tangki (tabung
pendek, cerobong, pipa-pipa tekanan).
4. Sambungan pengikat, untuk penutup chasis (misalnya ;
pesawat terbang, kapal).
KEUNTUNGAN
1. Bahwa tidak ada perubahan struktur dari logam
disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada
pembebanan-pembebanan dinamis
2. Sambungan keling lebih sederhana dan murah untuk
dibuat
3. Pemeriksaannya lebih mudah
4. Sambungan keling dapat dibuka dengan memotong
kepala dari paku keling tersebut
Kelemahan
1. Hanya satu kelemahan bahwa ada pekerjaan mula
berupa pengeboran lubang paku kelingnya di samping
kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi
selama paku keling dipasang. Adapun pemasangan paku
keling bisa dilakukan dengan tenaga manusia, tenaga
mesin dan bisa dengan peledak (dinamit) khususnya untuk
jenis-jenis yang besar.
2. Paku keling dalam ukuran yang kecil dapat digunakan
untuk menyambung dua komponen yang tidak
membutuhkan kekuatan yang besar, misalnya peralatan
rumah tangga, furnitur, alat-alat elektronika, dll
Kerusakan Sambungan Paku Keling
Beban rusak dalam geser
Kerusakan dukung
Dimana terjadi pergerakan relatif antara plat utama, yaitu dari perubahan
bentuk tetap atau pembesaran lubang paku keling yang disebabkan oleh
kelebihan tekanan dukung (paku keling bisa rusak).
· Pada prakteknya kerusakan dukung (sb) dianggap merata di sepanjang
luas persegi lubang paku keling
Tearing of the plate at an edge
Robek pada bagian pinggir dari plat yang dapat terjadi jika
margin (m) kurang dari 1,5 d
dengan d : diameter paku keling.
Kerusakan Tearing Sejajar Garis Gaya
Tearing of the plate a cross a row of rivetsRobek pada garis sumbu lubang paku keling dan bersilangan dengan garis gaya.
Kerusakan Tearing Bersilangan Garis Gaya
Jika :
p adalah picth
d : diameter paku keling,
t : tebal plat
σt : tegangan tari ijin bahan, maka :
• At : luas bidang tearing = (p – d) . t
• Tearing resistance per pitch length :
Ft = σt . At = σt (p – d) t
Shearing of the rivets
Kerusakan sambungan paku keling karena beban geser.
Kerusakan Shearing Sambungan Paku Keling
d : diameter paku keling,
τ : tegangan geser ijin bahan paku keling
n : jumlah paku keling per panjang pitch,
1. Single shear (geseran tunggal)
• Luas permukaan geser A = π/4 . d 2
• Gaya geser maksimum Fs = π/4 . d 2 . τ . n
2. Double shear theoretically (geseran ganda teoritis )
• A = 2 . π/4 d 2
• Fs = 2. π/4 d 2 . τ . n
3. Double shear actual
• A = 1.875 x π/4 . d 2
• Fs = 1.875 x π/4 . d2 . τ . n
Crushing of the rivets
Kerusakan Crushing Sambungan Paku Keling
Jika
d : diameter paku keling,
t : tebal plat,
σ C : tegangan geser ijin bahan paku keling
n : jumlah paku keling per pitch length :
• Luas permukaan crushing per paku keling AC = d. t
• Total crushing area AC tot = n . d . t
• Tahanan crushing maksimum FC = n . d t . σC
Efisiensi Paku Keling
Efisiensi dihitung berdasarkan perbandingan kekuatan sambungan
dengan kekuatan unriveted. Kekuatan sambungan paku keling
tergantung pada = Ft, Fs, Fc dan diambil harga yang terkecil.
Contoh bentuk-bentuk paku keling
Contoh standar paku keling
Dimensi paku keling
SAMBUNGAN PAKU KELING BEBAN EKSENTRIS
BEBAN EKSENTRIS : Beban pada sambungan paku keling melalui ttk.berat
kelompok paku keling, dimana distribusi beban tdk. merata disemua beban
Agar stabil dipasang 2 paku keling dengan arah berlawanan yaitu gaya kolinier (P1 &
P2), sehingga beban eksentris (Po) diganti beban terpusat (P) dan kopel torsi (T = P.e)
Efek beban terpusat (P) ditahan oleh beban langsung
Kopel torsi (T) ditahan oleh
beban torsi (Pt) yang bekerja
tegak lurus jari2 pusat
kelompok paku (P).
Resultante beban setiap paku= jumlah vector beban langsung dan torsi
paku keling
Rumus torsi
Hitung efisiensi sambungan paku keling jenis single riveted lap joint
pada plat dengan tebal 6 mm dengan diameter lubang / diameter
paku keling 2 cm dan picth 5 cm dengan
asumsi :
σt = 1200 kg/cm2 (bahan plat)
τ = 900 kg/cm2 (bahan paku keling)
σC = 1800 kg/cm2 (bahan paku keling)
SOAL
Hitung efisiensi tipe double riveted double cover
butt joint pada plat setebal 20 mm, dengan
menggunakan paku keling berdiameter 25 mm
dan pitch 100 mm.
σt = 120 MPa (bahan plat)
τ = 100 MPa (bahan paku keling)
σC = 150 MPa (bahan paku keling)
SOAL
ELEMEN MESIN 1
Elemen mesin menurut fungsinya:
General purpose: Penggunaan secara umum seperti: Pegas, mur-baut, pasak, poros dsb.
Special purpose: Penggunaan secara khusus seperti: Sayap pesawat terbang, baling2 kapal dsb.
Contoh fungsi elemen mesin:
Fungsi menyambung: Mengantarkan dan meneruskangaya yang tidak disertai gerakan. Contoh: Samb. Keling, samb. Las, dsb.
Fungsi merangkai: Mengantarkan atau memindahkangaya disertai gerakan. Contoh: Kopling-poros, roda gigi, sabuk, rantai, dsb.
Fungsi mendukung: Meneruskan gaya tanpa disertaigerakan. Contoh: Kerangka, pondasi, dsb.
Fungsi menuntun: Meneruskan gaya disertai gerakan. Contoh: Bantalan luncur/gelinding, dsb.
Fungsi melumas: Bahan pelumas padat, cair dan gas. Fungsi melindungi: Lapisan cat, lapisan tahan aus.
Macam-macam Tegangan.
Tegangan timbul akibat adanya tekanan, tarikan,bengkokan, dan reaksi. Pada pembebanan tarikterjadi tegangan tarik, pada pembebanan tekanterjadi tegangan tekan, begitu pula padapembebanan yang lain
Tegangan Normal
Tegangan normal terjadi akibat adanya reaksi yangdiberikan pada benda. Jika gaya dalam diukur dalamN, sedangkan luas penampang dalam m2, makasatuan tegangan adalah N/m2.
TEGANGAN
REGANGAN
Tegangan Lentur
Displacement
Perbandingan antara tegangan dan regangan yang menjadikan penambahan panjang suatu benda (Displacement)
Dimana: E = Modulus elastisitasL = Panjang
Untuk mengurangi besarnya konsentrasi tegangan,maka dalam mendesain komponen mesin harusdihindari bentuk-bentuk yang dapat memperbesarkonsentrasi tegangan. Sebagai contoh denganmembuat camfer dan fillet, pada bagian-bagian yangberbentuk siku atau tajam.
1. Daerah elastis merupakan daerah yang digunakan dalam desainkonstruksi mesin.
2. Daerah plastis merupakan daerah yang digunakan untuk prosespembentukan material.
3. Daerah maksimum merupakan daerah yang digunakan dalam prosespemotongan material.
4. Dalam desain komponen mesin yang membutuhkan kondisi konstruksiyang kuat dan kaku, maka perlu dipertimbangkan hal-hal sebagaiberikut:
❖ Daerah kerja: daerah elastis atau daerah konstruksi mesin.❖ Beban yang terjadi atau tegangan kerja yang timbul harus lebih
kecil dari tegangan yang diijinkan.❖ Konstruksi harus kuat dan kaku, sehingga diperlukan deformasi
yang elastis yaitu kemampuan material untuk kembali ke bentuksemula jika beban dilepaskan.
❖ Perlu safety factor (SF) atau faktor keamanan sesuai dengankondisi kerja dan jenis material yang digunakan
Faktor Keamanan
Dalam desain konstruksi mesin, besarnya angkakeamanan harus lebih besar dari 1 (satu). Faktorkeamanan diberikan agar desain konstruksi dan komponenmesin dengan tujuan agar desain tersebut mempunyaiketahanan terhadap beban yang diterima. Pemilihan SFharus didasarkan pada beberapa hal sebagai berikut : Jenis beban Jenis material Proses pembuatan / manufaktur Jenis tegangan Jenis kerja yang dilayani Bentuk komponen
Makin besar kemungkinan adanya kerusakan pada komponen mesin, maka angka keamanan diambil makin besar. Angka keamanan beberapa material dengan berbagai beban dan untuk beberapa Modulus elastisitas material yang sering dipakai sehari-hari material dapat dilihat pada Tabel 1 dan tabel 2.
Dalam desain konstruksi mesin, besarnya angka keamanan harus lebihbesar dari 1 (satu). Faktor keamanan diberikan agar desain konstruksidan komponen mesin dengan tujuan agar desain tersebut mempunyaiketahanan terhadap beban yang diterima.
SOAL
1. Hitung gaya yang diperlukan untuk membuatlubang dengan diameter 6 cm pada plat setebal ½ cm.Tegangan geser maksimum pada plat 3500 kg/cm2.
2. Sebuah batang dengan panjang 100 cm dgn profilsegi empat ukuran 2 cm x 2 cm diberi gaya tariksebesar 1000 kg. Jika modulus elastisitas bahan 2 x106 kg/cm2. Hitung pertambahan panjang yang terjadi.
3. Tabung aluminium diletakkan antara batangperunggu dan baja, diikat secara kaku. Beban aksialbekerja pada kedudukan seperti pada gambar. Carilahtegangan pada setiap bahan.
SOAL
Bejana tekan (pressure vessel) adalah wadah sebagai penampung fluida, baik cairmaupun gas. Bejana tekan merupakan salahsatu alat proses suatu industri yangpenting, khusunya untuk industri kimia, perminyakan dan pembangkit listrik sepertipada pembangkit tenag nuklir. Pada industri tersebut, bejana tekan yang digunakanbiasanya memiliki tekanan tinggi.Dalam perancangan suatu bejana tekan ada beberapa hal yang haruus diperhatikanyaitu:1.Teganagn yang muncul pada dinding bejana teakan tersebut akibat tekaanan yang dihasilkan karena fluida yang berada dalam bejana.2.Berat jenis itu sendiri.3.Tekanan akibat faktor eksternal, seperti beban angin dan gempa yang diperoleh oleh bejana.
Gaya yang diberikan kepada bajana tekan atau struktur yang terdapat padabejan tekan. Beban utama yang diterima pada bejan tekan antara lain:1.Beban akibat tekanan (internal & eksternal).2.Beban angin.3.Beban akibat gempa.4.Beban akibat termeratur.5.Beban akibat komponen yang terpasang di beja tekan.
Bentuk paling umum dari vessel dengan sambungan dikeling atau dilas
adalah silinder, seperti :pada ketel, tangki kompresor udara, tangki air bola (U/
vessel preasure).
U/ fluida gas : maka tekanan diseluruh vessel konstan
U/ fluida cair : Tekanan terkecil pada puncak dan naik secara kasar 0,5 psi-per
kaki ke dalam cairan.
Bila tekanan disebabkan oleh air (spt.pada tangki air terbuka), tekanan
pada tiap titik = berat kolom air pada setiap titik tegak sampai tinggi permukaan
air bebas. (jarak tegak ini disebut “tinggi tekan” atau “h”)
Misal :
Berat air 62,5 pcf,
maka tekanan (p) pada tiap ttk.menjadi = 62,5. h (psf)
atau 62,5 h/144 = 0,434. h (psi) .
Jika tinggi tekanan air (h) = 10 ft akan menimbulkan tekanan = 0,434 (10) = 4,34 (psi)
)• Agar sambungan pada vessel ini dirancang dengan baik, maka dalam
arah longitudinal (keliling), maka gaya yang ditahan per-sat. panjang kampuh
harus diketahui dulu.
• Jika tebal dinding tdk.melampaui 10% diameter vessel, maka dianggap
dinding tipis (u/ silinder & bola). Dan pada vessel spt. ini intensitas tegangan
permukaan luar dan dalam mendekati konstan.
• Tegangan kampuh longitudinal silinder dinding tipis, mengalami tekanan
dalam fluida (gambar 3-19a), hukum mekanika fluida menyebutkan :
“Tekanan fluida pada setiap ttk. sama ke semua arah, dan arahnya selalu
tegak lurus permukaan tahanan” .
top related