I Sambungan Paku Keling

BAB I SAMBUNGAN PAKU KELING

A. Pend Pendah ahul ulua uan n Paku keling adalah sebuah batang pendek berbentuk selinder pada bagian kepala berbentuk bulat, bagian selinder pada paku disebut tangkai atau badan dan bagian bawah tangkai adalah ekor. Seperti ditunjukan dalam gamba ambarr

1.1

Peny Penyam ambu bung ngan an

den dengan

pak paku

keli kelin ng

dila ilakukan ukan

untu untuk k

menyambung menyambung pelat secara permanen. Sambunga Sambungan n ini

biasanya biasanya diaplikas diaplikasikan ikan pada pada struktur struktur baja, tangki, tangki,

boiler, pesawat terbang dan alat-alat rimah tangga. Bahan paku keling yang yang biasanya digunakan adalah baja, kuningan, aluminium dan tembaga. Untuk sambungan yang membutuhkan kekuatan kekuatan dan kerapatan, seperti pada boiler dan lambung kapal, digunakan paku keling dari baja.

Gambar 1.1 B. Metod Metode e Pengel Pengeling ingan an Fungsi paku pada sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambun sambungan gan tidak tidak rusak. rusak. Sedan Sedangk gkan an kerapa kerapatan tan diperl diperluka ukan, n, selain selain untuk untuk kekuat kekuatan an juga juga untuk untuk menja menjaga ga agar agar tidak tidak terjad terjadii keboco kebocoran ran,, seper seperti ti pada pada boiler atau lambung kapal. Jika Jika dua dua pelat pelat akan akan disamb disambun ung g dengan dengan paku paku keling keling sepert sepertii diliha dilihatt pada pada gamba gambarr 1.2 (a) lubang lubang pada plate plate di pukul, pukul, dilebark dilebarkan an dan dan dib or, pemukulan adalah metode termudah dan ini digunakan untuk plate yang relative tipis dialam struktur pekerjaan. Jika pemukulan ini merusak bahan disekitar lubang, maka yang digunakan aldalah pengeboran, ini banyak di

1

Sambungan Paku Keling

2

gunakan untuk pekerjaan bejana tekan. Pada sambungan untuk struktur dan bajana bajana tekan, tekan, diamet diameter er lubang lubang pelat pelat biasa biasanya nya 1,5 mm lebih lebih besar besar dari dari diameter nominal paku.

Gambar 1.2 Pelat di bor bersaman dan kemudian dipisahkan untuk menghilangkan kotoran atau dipotong agar memiliki sebuah celah antara pelat. Paku yang tela telah h dipa dipana nask skan an dima dimasu suka kan n keda kedala lam m luba lubang ng kedu kedua a pela pelat, t, kemu kemudi dian an ujungnya di bentuk menyerupai kepala paku, pembentukan kepala pak ini dapat dilakukan dengan menggunakan palu atau cetakan. Pada saat dipukul diamet diameter er batan batang g palu palu akan akan membe membesa sarr dan mengis mengisii lubang lubang pelat pelat secara secara penuh. penuh. Sehingga Sehingga menghasil menghasilkan kan sambunga sambungan n yang tepat dan kuat. kuat. Seperti Seperti pada gambar 1.2 Pada pengelingan dangan mesin, cetakan adalah bagian dari palu yang mana dioperasikan oleh udara, tekanan udara atau tekanan uap.

C. Jeni Jenis s Kepal Kepala a Paku Paku Berdasarkan standar Indian Institusi disarankan mengikuti type kepala paku setempel tekan yang biasanya dikerjakan untuk struktur pada cetakan.

Elemen Mesin


3

Gambar 1.3

Gambar 1.4

Gambar 1.5 D. Material Paku Keling

Bahan paku keling pada umumnya bermaterial baja sesuai dengan Standar Internasional : 1148 – 1997 Paku Paku kelin keling g untuk untuk ketel ketel uap harus harus berba berbahan han yang yang sesua sesuaii denga dengan n standar internasioanl : 1990-1962

Elemen Mesin


4

E. Manufacture Paku Keling

Mengac Mengacu u pada pada spesif spesifika ikasi si I.S.I, I.S.I, paku paku keling keling dapat dapat di buat buat dengan dengan salah satu cara perlakuan dingin atau perlakuan panas. Jika paku keling dibuat dengan perlakuan dingin, maka sesudah itu harus melalui perlakuan panas. Tekanan yang di peroleh pada perlakuan dingin akan hilang.

F. Jenis Jenis Sambun Sambungan gan Paku Paku keling keling Berd Berdas asar arka kan n peny penyam ambu bung ngan an pela pelatn tnya ya,, samb sambun unga gan n paku paku keli keling ng dike dikelo lomp mpok okka kan n seba sebaga gaii : (a). (a). samb sambun unga gan n beri berimp mpit it ( lap lap join joint) t) dan dan (b) (b) sambungan bilah (butt joint).

G. Sambungan Berimpit

Sambungan

berimp impit

(lap lap

joint)

adalah

sambungan

yang

menempatkan menempatkan pelat yang akan disambung saling berimpitan dan kedua pelat tersebut disambung dengan paku keling.

H. Samb Sambun unga gan n Bila Bilah h Sambungan bilah (butt joint) adalah sambungan yang menempatkan kedua ujung pelat yang akan disambung saling berdekatan, lalu kedua pelat ters terseb ebut ut ditut ditutup up deng dengan an bila bilah h (stra (strap) p),, kemu kemudi dian an masi masing ng-m -mas asin ing g pela pelatt disambungkan disambungkan dengan bilah menggunakan paku keling. Sambungan bilah ini terdiri dari dua jenis, yaitu : a. Sambungan bilah tunggal (single strap riveted butt joint) b. Sambungan bilah ganda (double strap riveted butt joint) Berdasarka Berdasarkan n jumlah jumlah baris paku yang digunakan, digunakan, sambungan sambungan paku keling dibedakan sebagai : a. Sambungan baris tunggal (single riveted joint). Pada sambunga sambungan n berimpit, berimpit, sambung sambungan an baris tunggal tunggal adalah adalah sambunga sambungan n yang yang meng menggu guna naka kan n satu satu bari baris s paku paku keli keling ng pada pada sist sistem em samb sambun unga gan. n. Seda Sedang ngka kan n pada pada samb sambun unga gan n bila bilah, h, samb sambun unga gan n bari baris s tung tungga gall adala adalah h sambungan yang menggunakan satu baris paku pada masing-masing sisi sambungan.

Elemen Mesin


5

b. Sambungan baris ganda (double riveted lap joint) Pada sambungan berimpit, sambungan baris ganda adalah sambungan yang menggunakan dua baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada sambungan bilah, sambungan baris ganda adalah sambungan yang menggunakan dua baris paku pada masing-masing sisi sambungan.

Gambar 1.6

Gambar 1.7 Sambungan berimpit keling tiga

Gambar 1.8 Sambungan bilah ganda keling tunggal

Elemen Mesin


6

Gambar 1.9 Sambungan bilah ganda keling ganda

Gambar 1.10 Sambungan bilah ganda keling ganda dengan pengelingan zigzag

Gambar 1.11 Sambungan bilah ganda keling tiga

Sebuah Sebuah paku paku berkel berkeling ing ganda ganda yang yang mempun mempunya yaii dua garis garis keling keling dalam sambungan berimpit sebagaimana sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 1.6 (b) dan (c) juga terdapat dua garis pada masing-masing sisinya dalam las menumpu sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.9. Kesama Kesamaan an keduan keduanya ya yakni yakni memp mempuny unyai ai keling keling rangka rangkap p tiga tiga atau atau keling rangkap empat.

Elemen Mesin


7

Catatan: Catatan: Saat Saat kedu kedua a keli keling ng dala dalam m gari garis s yang yang bera beraga gam m dipo diposi sisi sika kan n berlawanan, sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.6 (b), maka paku tersebut disebut sebagai rantai berkeling. Di lain sisi, jika kedua keling dalam garis yang berimpit sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 1.6 (c), maka paku tersebut disebut sebagai keling saling-silang. I. Isti Istila lahh-is isti tila lah h Tek Tekni nis s Istila Istilah-is h-istil tilah ah beriku berikutt ini dalam dalam hubun hubungan gannya nya denga dengan n paku-p paku-paku aku berkeling sangatlah penting. 1. Jarak Merupakan jarak dari pusat keling menuju pusat keling berukuran paralel kepada kampuh. Biasanya disimbolkan denga huruf p. p. 2. Jara Jarak k Dia Diago gona nall Merupa Merupaka kan n jarak jarak antara antara pusat-p pusat-pusa usatt keling keling denga dengan n garis garis paku paku keling keling saling-silang yang berdekatan. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pd. huruf Pd. 3. Jara Jarak k Bel Belak akan ang g Merupakan jarak tegak lurus antara garis-garis pusat dari garis-garis yang berturut-turut. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pb. huruf Pb. 4. Garis Tepi Merupakan jarak antara pusat lubang keling ke sudut pelat yang terdekat. Biasanya disimbolkan dengan huruf m. huruf m.

J. Pengampuhan dan Pemenuhan

Untuk menghindari paku-paku menjadi meleleh atau bocor di dalam bejana bertekanan seperti pemanas beruap, penerimaan udara dan tangki, dsb. Sebuah proses yang dinamakan Dempul dipakai.

Gambar 1.12

Elemen Mesin


8

Dalam proses ini, benda kasar yang yang dinamakan dinamakan alat kampuh, dengan teb tebal 5 mm sert serta a lebar ebar 38 mm, diper iperg gunak unakan an.. Bagia gian sisi isi alat alat ini ini diambangkan pada sudut 80 o . Alat tersebut dipindahkan setelah diratakan pada setiap sisi pelat, serta di miringkan pada sudut 75 o sampai 80o yang dimaksudkan untuk membuat efek tekanan ke sudut bawah sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.12 (a). Dalam praktek sebenarnya, kedua sisi A sisi A dan B di kampuhkan. Kepala keling sebagaimana terlihat pada posisi C juga C juga di puta putark rkan an ke bawa bawah h deng dengan an mema memaka kaii alat alat kamp kampuh uh untu untuk k memb membua uatt pemana pemanas s paku paku menjad menjadii rapat. rapat. Perawa Perawatan tan yang yang intens intensif if diperl diperluka ukan n untuk untuk mencegah kerusakan pada pelat dibawah alat. Cara lain yang lebih memuaskan untuk membuat paku-paku menjadi kokoh kokoh dan kuat kuat dikena dikenall denga dengan n istila istilah h Pemenu Pemenuha han. n. Pada Pada kasus kasus ini, ini, alat alat Pemenuhan yang tebal pada semua ujung pelatnya digunakan sedemikian rupa rupa sehi sehing ngga ga teka tekana nan n yang yang heba hebatt akib akibat at letu letupa pan n yang yang munc muncul ul pada pada permuk permukaan aan dekat dekat paku, paku, menja menjadi di akhir akhir yang yang bersih bersih,, dengan dengan resiko resiko yang yang sedikit dari kemungkinan membuat pelat menjadi rusak. Proses Pemenuhan ditunjukkan pada gambar 1.12 (b).

K. Kegagalan paku berkeling.

Paku berkeling akan menjadi gagal apabila: (1) Merobek Merobek sisi sisi pelat, pelat, (2) Merobek pelat melalui melalui garis-garis keling, (3) Menggunti Menggunting ng keling, keling, dan (4) Menghancu Menghancurkan rkan keling. keling. 1. Mero Merobe bek k sisi sisi pelat pelat Sebu Sebua ah

pak paku

aka akan

menj enjadi adi

gaga agal

apab apabil ila a

mero erobek bek

sis sisi

pela pelatt

sebagaim sebagaimana ana terlihat pada gambar gambar 1.13. 1.13. hal ini dapat dihindari dihindari dengan cara menjaga garis tepi, m =1.5 =1.5d. d.

Elemen Mesin


9

Gambar 1.13 Dimana d merupakan d merupakan diameter keling. 2. Merobek Merobek pelat melalui melalui garis-garis garis-garis keling Mengac Mengacu u pada pada tekana tekanan n rengga renggang ng pada pada pelat pelat utama, utama, yang yang beraki berakibat bat merobe merobek k pelat pelat melal melalui ui garisgaris-gar garis is keling keling sebaga sebagaima imana na terlih terlihat at pada pada gambar 1-14. Dalam kasus ini, kita hanya memikirkan lebar jarak pelat, karena setiap keling mempunyai jarak yang sudah ditentukan.

Gambar 1.14 Ketahanan yang dimiliki oleh pelat melawan sobekan dikenal dengan istilah ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan dari sebuah pelat. Misal

p = jarak keling, d = d = diameter keling, t = ketebalan pelat, ft= daya renggang materi pelat,

Kita ketahui bahwa area sobekan per lebar jarak, At = (p-d)t Ketahanan sobekan atau tarikan dibutuhkan untuk merobek pelat per lebar jarak, Pt = ft . At = ft (p-d)t

Elemen Mesin


10

3. Meng Menggu gunt ntin ing g kel kelin ing g

Gambar 1.15 Pela Pelat-p t-pel elat at

dihu dihubu bung ngka kan n

oleh oleh

kelin kelingg-ke kelin ling g

meng menggu guna naka kan n

teka tekana nan n

rengga renggang ng pada pada keling keling,, dan jika jika keling keling terseb tersebut ut tidak tidak dapat dapat menol menolak ak tekan tekanan, an, maka maka akan akan mengg menggunt unting ing pelat pelat sebag sebagaim aimana ana terlih terlihat at pada pada gambar 1.15. Perlu dicatat bahwa keling-keling tersebut merupakan guntingan tunggal dala alam

sam sambunga ungan n

berim rimpit

dan

pen penutu utup

gand anda

las

menum numpu

sebagaimana terlihat pada gambar 1.16. Ketahanan yang diberikan oleh keling dikenal dengan istilah ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan keling. 4. Meng Mengha hanc ncur urka kan n kelin keling g Terkadang, Terkadang, keling keling tidak sepenuhn sepenuhnya ya mengguntin menggunting g tekanan tekanan renggang, renggang, akan akan tetapi tetapi mengh menghanc ancurk urkan an sebaga sebagaima imana na yang yang terlih terlihat at pada pada gambar gambar 1.17. Teka Tekana nan n yang yang dibe diberi rika kan n oleh oleh kelin keling g untu untuk k meng mengha hanc ncur urka kan n dike dikena nall dengan istilah ketahanan hancuran atau nilai bantalan. bantalan.

Gambar 1.17 Misal d= diameter keling, t = ketebalan pelat, fc= tingkat hancuran aman pada paku, dan n= jumlah n= jumlah keling per lebar jarak dibawah hancuran. Kita ketahui bahwa area hancuran per keling, Ac= d . t

Elemen Mesin


11

Maka total area hancuran = n . d . t Sert Serta a

keta ketaha hana nan n

hanc hancur uran an

atau atau

tari tarika kan n

yang yang

dibu dibutu tuhk hkan an

untu untuk k

menghancurkan keling per lebar jarak, Pc = n . d . t . fc

Catatan: Juml Jumlah ah-j -jum umla lah h keli keling ng diba dibawa wah h gunt gunting ingan an harus haruslah lah sama sama dengan jumlah-jumlah keling dibawah hancuran.

L. Kekuatan Kekuatan Sambungan Sambungan Paku Berkeling Berkeling Keku Kekuat atan an

sebu sebuah ah

paku paku

dapa dapatt

dide didefi fini nisi sika kan n

seba sebaga gaii

keku kekuat atan an

maksimum yang dapat mengalir, tanpa menyebabkan kegagalan. Kita telah lihat pada gambar 1.12 bahwa Pt, Ps dan Pc merupakan Pc merupakan tarikan-tarikan yang dibutuhkan untuk merobek pelat, menggunting keling dan menghancurkan kelin keling. g. Sebu Sebuah ah pert pertim imba bang ngan an keci kecill akan akan munc muncul ul,, bahw bahwa a apab apabila ila kita kita tingkatkan tarikan pada paku berkeling, hal itu akan menjadi gagal bila sisa dari tiga tarikan ini dicapai. Hal ini dikarenakan sebuah nilai yang lebih tinggi yang diakibatkan oleh tarikan lain tidak akan tercapai karena paku telah gagal, gagal, sepert sepertii merob merobek ek pelat, pelat, mengg menggunt unting ing kelin keling g atau atau mengh menghanc ancurk urkan an keling. Jika Jika paku paku berkes berkesina inamb mbung ungan an sepert sepertii dalam dalam kasus kasus alat alat pendid pendidih, ih, kekuatann kekuatannya ya dihitung dihitung per per leba lebarr jara jarak. k. Akan Akan teta tetapi pi jika jika paku pakuny nya a kecil , kekuatannya dihitung untuk keseluruhan jarak pelat. M. Efisiensi Paku Berkeling

Efisie Efisiensi nsi dari dari paku paku berkel berkeling ing merupa merupakan kan rasio rasio dari dari kekuat kekuatan an paku paku dengan kekuatan pelat tak berkeling atau padat. Kita telah siap mendiskusikan bahwa kekuatan sambungan paku keling = lebih kecil dari Pt, Ps dan Pc P = p x t x ft

Elemen Mesin


12

Efisiensi sambungan paku η =

kekua tan sambungan

pakuleing

p.t . ft

P = jarak puncak paku T = tebal pelat Ft = tekanan keregangan yang di ijinkan

Tabel berikut menunjukkan tingkat efisiensi paku berkeling untuk alat pendidih dengan mengacu pada Regulator Pendidih Indian. Indian.

baris tunggal

Efisiensi (%) 45 – 60

Sambungan bilah baris tunggal

baris ganda

63 – 70

baris ganda

Sambungan berimpit

Efisiensi (%) 55 – 60 70 – 83

baris triple 72 - 80 baris triple 80 -90 Regulator Pendidih Indian mengijinkan angka maksimal 85% untuk paku terbaik.

Contoh 1.1 Temukanlah efisiensi dari paku-paku berkeling berikut:-(1) Sambun Sambungan gan keling keling berimp berimpit it tungga tunggall memil memiliki iki pelat pelat seteba seteball 6 mm dengan diameter 2 cm, serta berjarak 5 cm. (2) Samb Sambun unga gan n kelin keling g beri berimp mpit it gand ganda a memi memili liki ki pela pelatt sete seteba ball 6 mm dengan diameter 2 cm, serta berjarak 6.5 cm. Asumsikan Tekanan renggang yang diijinkan dalam pelat = 1,200 kg/cm2 Tekanan gunting yang diijinkan dalam keling = 900 kg/cm2 Tekanan hancur yang diijinkan dalam keling = 1,800 kg/cm2 Diketahui: Diketahui, ketebalan pelat t= 6 mm = 0.6 cm Diamter keling, d= 2 cm Tekanan renggang yang diijinkan, Ft= 1,200 kg/cm2 Tekanan gunting yang diijinkan, Fs= 900 kg/cm2

Elemen Mesin


13

Tekanan hancur yang diijinkan, Fc= 1,800 kg/cm2 Efisiensi paku pertama Jarak,

p= 5 cm

Pertama-tama kita cari terlebih dulu ketahanan sobek dari ketahanan gunting dan ketahanan hancur pelat keling. (i) Ketaha Ketahanan nan sobek sobek pelat pelat Kita tahu bahwa ketahanan sobek pelat per lebar jarak, Pt= (p-d)t . ft = (5-2) x 0.6 x 1,200 = 2,160 kg

(ii) Ketahanan Ketahanan gunting gunting keling keling Dikarenaka Dikarenakan n pakunya pakunya berbentuk berbentuk sambung sambungan an keling keling berimpit berimpit tunggal, tunggal, maka kekuatan satu keling dalam guntingan tunggal diambil. Dengan menggunakan persamaan, P s

=

= 2 x π

4

π 4

d 3 f s

x 22 x 900 = 2,827 kg

(iii) Ketahanan hancur keling Dikarenaka Dikarenakan n pakunya pakunya merupaka merupakan n keling keling tunggal, tunggal, maka maka kekuatan kekuatan satu keling diambil. Dengan menggunakan relasi Pc = d . t . fc dengan fc dengan notasi biasa = 2 x 0.6 x 1,800 = 2,160 kg Kekuatan paku, = kurang dari Pt, Ps atau Pc = 2,160 Kita mengetahui bahwa kekuatan dari pelat tak berkeling, Pc = d . t . ft = 5 x 0,6 x 1200 = 3600 kg η =

2160 3600

=

0.60 atau 60%

Efisiensi paku kedua Jarak,

Elemen Mesin

p= 6.5 cm


14

(i) Ketaha Ketahanan nan sobek sobek pelat pelat Kita tahu bahwa ketahanan sobek pelat per lebar jarak, Pt= (p-d)t . ft = (6.5 – 2) 0.6 x 1,200 = 3,240 kg

(ii) Ketahanan Ketahanan gunting gunting keling keling Dikarenakan pakunya berbentuk sambungan keling berimpit ganda, maka kekuatan satu keling dalam guntingan ganda diambil. Dengan menggunakan persamaan, P s

= 2 x =

π 4

π

4

d 3 f s

x 22 x 900 x 2 = 5654 kg

(iii) Ketahanan hancur keling Dikare Dikarenak nakan an pakun pakunya ya merupa merupakan kan keling keling ganda, ganda, maka maka kekuat kekuatan an dua dua keling diambil. Dengan menggunakan relasi Pc =n . d . t . fc dengan fc dengan notasi biasa = 2 x 2 x 0.6 x 1,800 = 4,320 kg Kekuatan paku, = kurang dari Pt, Ps atau Pc =3,240 =3,240 kg Kita mengetahui bahwa kekuatan dari pelat tak berkeling, Pc = d . t . ft = 6.5 x 0,6 x 1200 1200 = 3600 kg efisiensi

η =

3240 4680

=

0.69 atau 69%

Cont Contoh oh 1.2 1.2 (Uni (Unitt S.I. S.I.)) Sebu Sebuah ah pake pake berk berkel elin ing g gand ganda a deng dengan an las menumpu ganda dalam pelat dengan ketebalan 20 mm mempunyai diameter 25 mm keling pada jarak 100 mm. Tekanan yang diijinkan adalah: Ft= 120 N/mm2 ; fs= 100 N/mm2 ; fc= 150 N/mm2. Temukanlah efisiensi paku, ketahanan keling pada guntingan ganda dua kali lipat dibanding pada guntingan tunggal. (Universitas Calcuta, 1976)

Elemen Mesin


15

Diketahui: Diketahui: ketebalan pelat, T= 20 mm Diameter keling,

d= 25 mm

Jarak, p= Jarak, p= 100 mm Ft= 120 N/mm2 Fs= Fs= 100 N/mm2 Fc= 150 N/mm2 Jawab: Pertama-tama kita cari terlebih dulu ketahanan sobek dari ketahanan gunting dan ketahanan hancur pelat keling. (i) Ketahanan sobek pelat Kita tahu bahwa ketahanan sobek pelat per lebar jarak, Pt= (p-d)t . ft = (100 – 25) x 20 x 120 = 180.000 N (ii) Ketahanan guntingan keling Dikarenakan pakunya berbentuk sambungan keling berimpit ganda, maka kekuatan satu keling dalam guntingan ganda diambil. Dengan menggunakan relasi, P s

= n ×2 × =2x2x

π

4

d 3 f s

π

4

x 252 x 100 100 = 196300 196300 N

(iii) Ketahanan hancuran keling Dikare Dikarenak nakan an pakun pakunya ya merupa merupakan kan keling keling ganda, ganda, maka maka kekuat kekuatan an dua dua keling diambil. Dengan menggunakan relasi Pc = n . d . t . fc dengan fc dengan notasi biasa = 2 x 25 x 20 x 150 = 150.000 N Kekuatan paku, = kurang dari Pt, Ps atau Pc = 150.000 N

Elemen Mesin


16

Kita mengetahui bahwa kekuatan dari pelat tak berkeling, P = p . t . ft = 100 100 x 20 x 120 = 240000 N efisiensi

η =

150000 240000

= 0.625 atau 62.5%

N. Desain Paku Ketel Uap

Kita telah mempelajari pada bab sebelumnya bahwa sebuah ketel uap mempuny punya ai

paku aku

berk erkesin esina ambung bunga an

jug juga

paku aku

melin elinta tan ng.

Paku Paku

berkes berkesina inamb mbung ungan an diguna digunakan kan untuk untuk mengg menggabu abungk ngkan an ujung ujung pelat pelat guna guna mendapatkan diameter yang dibutuhkan oleh ketel uap. Untuk tujuan ini, sebua sebuah h las menum menumpu pu dengan dengan pelat pelat penut penutup up diguna digunaka kan. n. Paku Paku melint melintan ang g digunakan untuk mendapatkan jarak yang dibutuhkan oleh ketel uap. Untuk tujuan ini sebuah sambungan berimpit digunakan. Dikarenakan ketel uap terbuat dari sejumlah cincin, karena itu paku berkesinambungan digoncangkan untuk memudahkan ketika menyambung cincin-cin cincin-cincin cin pada tempatnya tempatnya dimana dimana paku berkesinambu berkesinambungan ngan dan paku melintang muncul. Asumsi berikut dibuat saat membuat paku untuk ketel uap: 1. Asupan Asupan paku paku terbagi terbagi secara secara merata merata ke semua semua keling. keling. Asumsi Asumsi tersebut tersebut meny menyira iratk tkan an bahw bahwa a bada badan n kete ketell dan dan pela pelatt koko kokoh. h. Dan Dan juga juga semu semua a perubahan bentuk paku terjadi di keling itu sendiri. 2. Tekana Tekanan n rengga renggang ng didist didistrib ribusi usika kan n secara secara merata merata ke seluru seluruh h bagian bagian metal antara keling. 3. Tekanan Tekanan gunting gunting di di seluruh seluruh keling keling secara secara seremp serempak. ak. 4. Tekanan Tekanan hancur hancur merata merata secara secara serem serempak. pak. 5. Tidak Tidak terdapa terdapatt tekana tekanan n lentur lentur pada keling. keling. 6. Lubang Lubang dimana dimana keling-kelin keling-keling g diarahkan diarahkan tidak melema melemahkan hkan kompone komponen. n. 7. Keling Keling memen memenuhi uhi lubang lubang setela setelah h diarahk diarahkan. an. 8. Pergeseka Pergesekan n antara antara permukaan permukaan pelat diabaikan. diabaikan. O. Desain Las Menumpu Berkesinambungan untuk Ketel Uap

Mengacu kepada Regulasi Ketel Uap Indian, prosedur berikut harus dipakai untuk desain paku berkesinambungan. 1. Ketebalan kerangka ketel uap

Elemen Mesin


Pert Pertam amaa-ta tama ma,,

kete keteba bala lan n

17

kera kerang ngka ka

kete ketell

uap uap

dite ditent ntuk ukan an

deng dengan an

menggunakan formula silinder tipis, sebagai contoh: t =

p.d +0,1 cm 2 ft .η

t = ketebalan ketebalan kerangka ketel p = tekanan uap pada boiler d = diameter dalam pada ketel uap dalam cm ft = tegangan rentangan

η = efisiensi Poin-poin berikut harus diperhatikan: (a) Ketebalan kerangka kerangka ketel uap tidak boleh kurang dari dari 7 mm. (b) Efisiensi paku dapat diambil dari tabel 1.1.

(c) (c) Fakt Faktor or keama amanan nan tida tidak k bole boleh h kura kuran ng dari ari 4. tab tabel berik erikut ut menunjukkan jumlah-jumlah faktor keamanan untuk berbagai macam paku di ketel uap. Jenis sambungan Sambugan berimpit

Faktor keamanan Pengelinga Pengelingan n tangan mesin 4.75 4.5

Sambungan bilah tunggal

4.75

4.5

Sambungan bilah baris

4.75

4.5

tunggal

4.25

4.0

Sambungan bilah baris ganda 2. Diameter keling Setelah mengetahui ketebalan kerangka ketel uap (t), (t), diameter lubang keling (d) dapat ditentukan dengan menggunakan formula empiris Unwin, sebagai contoh: d

=

6

t

Akan tetapi jika ketebalan pelat kurang dari 8 mm, maka diameter lubang keling dapat dihitung dengan mempersamakan ketahanan gunting paku kepada kepada ketaha ketahana nan n hancu hancurr paku. paku. Tabel Tabel beriku berikutt memb memberi erikan kan diame diameter ter yang cocok untuk diameter lubang kelign sebagai per IS: 1928 – 1961.

Elemen Mesin


18

Ukuran paku (mm) 12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 42 48

Panjang 28 31.5 35.5 40 45 50 56 63 71 80 85 90 95 100 106 112 118 125 132 140 150 160 180 200 224 250

Elemen Mesin

1 2 X X X X X X X X X X

1 4 X X X X X X X X X X X X

1 6

X X X X X X X X X X X X X X

Diameter lubang pa paku (mm) 13 15 17 19 21 23 25 28.5 31.5 34.5 37.5 41 44 50 Tabel 1.4

1 8

2 0

X X X X X X X X X X X X X X X


Diameter 2 2 2 3 2 4 7 0


X X X X X X X X X X X X X X X X



3 3

3 6

3 9



X X X X X X X X X X X

4 2

X X X X X X X X X X

48

X X X X X X X X X


19

3. Jarak puncak paku Jarak keling-kel keling-keling ing dapat dapat dicapai dicapai dengan dengan mempersa mempersamaka makan n ketahanan ketahanan sobekan pelat kepada ketahanan guntingan keling. Harus dicatat bahwa: (a)

Jarak Jarak kelin keling-k g-keli eling ng tidak tidak boleh boleh kurang kurang dari dari 2d , yang yang akan akan

berguna untuk formasi kepala. (b) (b)

Nila ilai maksi aksim mum jara jarak k kelin ling untu untuk k pak paku berke erkesi sin nambu ambun ngan gan

pada ketel uap sebagai per I.B.R adalah Pmax= C x t + t + 4.128 cm Dimana

t= Ketebalan kerangka pelat dalam cm, dan C= Konstanta

Nilai konstanta C diberikan C diberikan dalam tabel berikut ini: Jumlah paku per Jarak pucak 1 2 3 4 5 Catatan:

Jika Jika

Sambungan berimpit 1.31 2.62 3.47 4.17 -

jara jarak k

keli keling ng-k -kel elin ing g

Sambungan bilah tunggal 1.53 3.06 4.05 dica dicapa paii

deng dengan an

Sambungan bilah ganda 1.75 3.50 4.63 5.52 6.00 mempe empers rsam amak akan an

ketahanan ketahanan sobekan sobekan kepada kepada ketahana ketahanan n guntingan guntingan lebih dari Pmax , maka nilai Pmax digunakan. Pmax digunakan.

4. Mengatur jarak garis keling Pengaturan Pengaturan jarak keling sebagaim sebagaimana ana disebutka disebutkan n oleh Regulasi Regulasi Ketel Ketel Uap Indian, adalah sebagai berikut: (a)

Untuk Untuk jumlah jumlah keling keling-ke -kelin ling g yang yang lebih lebih dari dari satu satu garis garis untuk untuk

sambungan berimpit, jarak antara garis-garis dan keling-keling (Pb) tidak boleh kurang dari 0.33 p + 0.67d, 0.67d, untuk keling saling-silang, dan 2d, untuk rantai keling. (b)

Untuk paku yang jumlah keling-kelingnya berada pada garis

terluar terluar bernilai bernilai setengah jumlah keling-keling yang berada di garis

Elemen Mesin


20

dalam dalam dan dan jika jika garis garis terdal terdalam am merupa merupakan kan rantai rantai berke berkelin ling, g, jarak jarak antara garis-garis terluar dan garis-garis berikutnya tidak boleh kurang dari 0.33 p + 0.67d 0.67d atau atau 2d , atau yang manapun yang lebih besar. Jarak antara garis-garis berjumlah keling penuh, tidak boleh kurang dari 2d. (c)

Untuk paku yang jumlah keling pada garis terluarnya setengah

jumlah keling pada garis terdalam dan jika garis-garis terdalamnya merupakan keling saling-silang, jarak antara garis-garis terluar dan garis-garis garis-garis berikutnya berikutnya tidak boleh kurang kurang dari 0.2 p + 1.15d. 1.15d. Jarak antara antara garis-g garis-gari aris s berjum berjumlah lah penuh penuh dari dari keling keling saling saling-si -silan lang g tidak tidak boleh kurang dari 0.165 p + 0.67d. 0.67d. Catatan: Pada diskusi diatas, p merupakan jarak keling pada garis-garis terluar.

5. Ketebalan las Mengacu kepada I.B.R.., ketebalan las (t1) adalah sebagai berikut: (a) (a)

Kete Keteba bala lan n las las haru harusl slah ah kura kurang ng dari dari 1 cm cm.

(b) t 1 = 1.125 t

 p −d  t 1 = 1.125 t  p −2 d     t 1 = 0.625 t

 p −d  t 1 = 0.625 t  p −2 d     (c)

Untuk leb lebar las menumpu yang tidak sama, ketebalan lan las

adalah sebagai berikut: T1= 0.75t, 0.75t, untuk ikatan lebar, dan T2= 0.625t, 0.625t, untuk ikatan sempit di daerah luar.

6. Garis tepi Prosedur berikut diadopsi untuk desain sambungan berimpit melintang pada sebuah ketel uap.

Elemen Mesin


21

P. Perencanaan Sambungan Melingkar

Prosedur berikut diadopsi untuk desain sambungan berimpit melintang pada sebuah ketel uap. 1.

Ketebalan kerangka dan diameter keling

Ketebalan kerangka ketel uap dan diameter keling akan menjadi sama sebagaimana pada paku berkesinambungan. berkesinambungan.

2.

Jumlah keling

Dikarenakan keling ini merupakan sambungan berimpit, oleh karena itu, keling-keling akan berada di dalam guntingan tunggal. Ketahanan guntingan keling, π

Ps = n x

4

d2 fs

Seperti diketahui, diameter dalam boiler (D) dan tekanan uap (P), total beban geser yang Ws =

π

4

d2 p

Persamaan (i) dan (ii), kita dapat n x

π

4

d2 fs =

π

4

d2 p

2

 D  p n =   ×  d  fs 3. Jarak puncak paku Jika Jika efis efisie iens nsii

samb sambun unga gan n

mema memanj njan ang g

dike diketa tahu hui, i,

maka maka efis efisie iens nsii

ambungan melingkar dapat ditentukan. Nilainya biasanya 50% dari efisiensi ketahana ketahanan n sambung sambunganterh anterhadap adap sobekan sobekan pelat sambunga sambungan n memanjan memanjang. g. tetap tetapii jika jika lebih lebih dari dari satu satu sambun sambungan gan meling melingkar kar yang yang diguna digunakan kan,, maka maka nila nilain inya ya

62% 62%

untu untuk k


anta antara ra..

Seper eperti ti

sambungan berimpit-melingkar (η), jarak puncak puncak paku untuk sambungan berimpit diperoleh dari persamaan :

Elemen Mesin

dike diketa tahu huii

efis efisie iens nsii


η=

22

 p − d     p 

4. Jumlah baris Jumlah paku dalam satu baris untuk sambungan melingkar diperoleh dari hubungan : Jumlah paku pada satu baris N=

( D +t )

π

p

5. Setelah diperoleh jumlah baris, jenis sambungan (baris tunggal atau baris ganda) dapat ditentukan. Kemudian jumlah paku dalam satu baris dan jarak puncak dapat disesuaikan. 6. Jarak antara baris paku dihitung menggunakan persamaan yang telah diuraikan pada bagian terdahulu. 7. Setelah mengetahui jarak antara garis paku (Pb ( Pb), ), kelengkapan pelat dapat diperbaiki dengan menggunakan menggunakan hubungan, Kelengkapan = (No. Baris Paku – I) Pb + m, dimana m

= Margin

Gambar 1.18 Ada beberapa cara menghubungkan bujur keling dan keliling keling. Salah satu metode untuk menghubungkan keling-keling bujur dan keliling dapat dilihat pada gambar 1-18

Elemen Mesin


23

Q. Sambungan yang di rekomendsasikan untuk bejana tekan

Dapat dilihat dari table sambungan yang di rekomendasikan untuk bejana tekan. Tabel 1.6 Diameter of shell (metres) 0.6 to 1.8 0.9 to 2.1 1.5 to 2.7

Thickness of shell (mm) 6 to 13 13 to 25 19 to 40

Type of joint Kampuh ganda Kampuh tiga ganda Kampuh berlipat empat

Contoh Contoh 1.3 Sebuah paku keling ganda sambungan berimpit dengan pengelingan berliku di rancang ketebalan pelat untuk 13 mm Diketahui ft = 800 kg/cm2 fs = 600 kg/cm2 fc = 1,200 kg/cm2 Bagaimana keadaan sambungan akan rusak dan temukan efisiensi dari sambungan tersebut. Diketahui: Ketebalan pelat t = 13 mm Tegangan tarik yang di ijinkan untuk pelat ft = 800 kg/cm2 Tegangan gunting yang diijnkan untuk paku keeling fs = 600 kg/cm2 Tegangan hancur yang diijinkan untuk paku keeling adalah fc = 1,200 kg/cm2

Garis tengah paku keeling Ketika ketebalan pelat lebih besar 8 mm, oleh karena itu lubang garis tengah paku keeling, d

=

6

t

=

6 13

= 21.6 mm

Elemen Mesin


24

Mengacu pada Standar Internasional : 1928-1961(table 1.3). standar lubang paku keeling dalah 23 mm dan diameter yang sesuai untuk paku kelling adalah 22 mm.

Puncak paku keling Misalkan

p = puncak dari paku keling

Kita ketahui daya robek dari plate, Pt = (p-d) t.ft ……….(i) dan daya daya robek paku keling adalah P s

= 2 x

π 4

d 3 f s …………….(ii) …………….(ii)

Persamaan (i) dan (ii), kida dapatkan (p-d) t.ft = 2 x

π

4

d 3 f s

( p p – 2,3)1,3 x 800 = 2 x

π

4

x 2,32 x 600

Atau p -2,3 =4,8 P =4,8 + 2,3 = 7,1 cm Pucak maksimal maksimal adalah adalah diberikan oleh oleh P mak mak = C x t + 4,128 cm

Dari table 1.5, kita menemukan bahwa untuk 2 paku keling panjang puncak , C = 2,62 P mak 7,528 atau 7,6 cm mak = 2,62 x 1.3 + 4,128 = 7,528 Jika pmak melibihi p, melibihi p, oleh karena itu kita sebaiknya mengambil p = 7,1 cm sekarang mari kita temukan daya robek robek pada pelat, dan daya hancur hancur dari paku keling tersebut.

Kita ketahui bahwa daya robek pada pelat. Pt = (p-d) t.ft = ( 7,1 – 2,3 ) x 1,3 x 800 = 4,992 kg

Elemen Mesin


25

Daya gunting dari paku keling P s

= 2 x

π 4

= 2 x

d 3 f s

π

4

x 2,32 x 600 = 4,986 kg

Daya hancur pada paku keling Pc = 2.d.t.fc = 2 x 2,3 x 1,3 x 1,200 = 7,176 kg sebenarnya Pt, Ps dan Pc adalah Pz = 4,986 kg. sebab sambungan akan rusak karena sobekan untuk paku keling.

Efisiensi sambungan Misalkan

η =

Efficiency sambungan

Kita ketahui bahwa kekuatan dari tanpa pengelingan plate P = p.t.f = p.t.f t t = 7.1 x 1.3 x 800 = 7,384 kg

η = =

sebenarnya Pt Pt , Ps Ps & Pc Pc p.t . ft 4,986 7,384

= 0,675 atau 67,5 %

Contoh 1.4 Di rancang pengelingan ganda kampuh las dengan dua lapis lapis pelat pelat untuk untuk kampuh kampuh memanj memanjang ang pada pada dindin dinding g ketel ketel 150 cm pada pada diam diamet eter er mend mendap apat at perl perlak akua uan n

teka tekana nan n pana panas s sebe sebesa sarr 9,15 9,15 kg/c kg/cm m2

diketa diketahui hui efisie efisiensi nsi sambu sambunga ngan n sampa sampaii 75%, 75%, tegang tegangan an rentan rentang g yang yang di perbolehkan pada pelat 845 kg/cm 2 , tekanan kompresi 1,410 kg/cm 2 , dan tegangan sesar pada paku keling 560 kg/cm 2

Diketahui: Diameter pada dinding ketel D = 150 cm Tekanan panas

Elemen Mesin

P = 9,15 560 kg/cm2


26

Efisiensi sambungan memanjang

η = 75 % = 0,75 tegangan rentang yang di perbolehkan pada pelat ft = 845 kg/cm2 tekanan kompresi pada paku paku keling keling fc = 1,410 kg/cm2 tegangan sesar pada paku keling fs =560 =560 kg/cm2 Jawab: 1. Teba Teball din dindin ding g boi boile ler r misalkan

t = ketebalan pada dinding ketel

gunakan hubungan P . D +0,1cm 2. ft .η

t =

=

9,15

150

×

2 x845 x 0,75

+

0,1

= 1,18 atau 1,2 cm 2. diam diamet eter er paku paku Ketika ketebalan pelat lebih besar 8 mm, oleh karena itu lubang garis tengah paku keeling, d

=

6

t

=

6 12

= 20.76 mm Mengacu pada Standar Internasional : 1928-1961(table 1.3). standar lubang paku keeling dalah 21 mm dan diameter yang sesuai untuk paku kelling adalah 20 mm. 3. Jarak Puncak paku keling

Jara Jarak k punc puncak ak paku paku di pero perole leh h mela melalu luii pers persam aman an keta ketaha hana nan n pela pelatt terh terhad adap ap sobe sobeka kan n dan dan keta ketaha hana nan n gese geserr paku paku.. Kita Kita keta ketahu huii bahw bahwa a ketahan pelat terhadap sobekan. Ketika Ketika sambungan sambungan adalah adalah ganda ganda maka sambunga sambungan n bilah ganda, ganda, oleh oleh karena itu paku akan menjadi sobekan ganda. Diketahui bahwa waktu keta ketaha hana nan n

sobe sobeka kan n gand ganda a paku paku adal adalah ah 1,87 1,875 5 dari dari pada pada sobe sobeka kan n

tunggal, kita mempunyai

Elemen Mesin


27

Ketahanan geser paku, π

Ps = 1,875 x = 1,875 x

d2 fs x 2

4 π

4

x 2.1 x 560 x 2

= 7,273 kg Persamaan (i) dan (ii) kita dapat 1,014 ( p-2,1) p-2,1) = 7,273 p-2,1 = 7,273 =7,17 1,014 P = 7,17 + 2,1 = 9,27 cm Memgacu pada I.B.R jarak I.B.R jarak puncak maksimal pada pku untuk sambungan memanjang pad boiler di nerikan oleh P mak mak = C x t + 4,128 cm Dari table 1.5, nilai C untuk sambungan bilah ganda paku ganda adalah 3,50. P mak mak = 3,5 x t + 4,128 cm = 8.3 cm Jika nilai p nilai p lebih besar p pmak , mak , oleh karena itu kita pergunakan jaraj puncak paku, p = pmak = 8,3 cm yang dipergukanan

4.

Jarak baris paku

Diketahui pengelingan zig-zag, jarak antara baris paku ( berdasarkan I.B.R) P b = 0.33p +0.67d = 0.33 x 8,3 + 0.67 x 2.1 = 4,146 atau 4,2 cm

5.

Tebal Bilah

Berdassarkan I.B.R , ketebalan bilah dari persamaan lebah adalah t 1 = 0.625 t

Elemen Mesin


28

= 0.625 x 1,2 = 0.75 cm 6.

Margin Margin

m = 1,5 d = 1.5 x 2.1 = 3.15 atau 3.2 cm

Sekarang mari kita temukan efisiensi untuk perencanaan sambungan. Ketahanan sobekan terhadap pelat, Pt = (p-d) t.ft = (8,3 -2,1) 1,2 x 845 = 6.180 kg Ketahanan geser paku π

Ps = 1.875 x = 1.875 x

4 π

4

d2 fs x 2

x 2,1 x 560 x 2

= 7.260 kg Ketahanan geser paku Pc = d x t x fc x 2 = 2,1 x 1,2 x 1,410 x 2 = 6,980 kg Jika ketahanan sambungan paku lebih kecil dari perhitungan Pt, Ps atau Pc maka , Ketahanan sambungan paku Pt = 6,180 kg P = p x t x ft = 8,3 x 1,2 x 845 = 8,270 kg Efisiensi perencanaan sambungan

η = Pt P = 6,180 = 0.748 atau 74.8 % 8,270 Jika efisiensi dari rancangan sambungan adalah hamper sama yang di berikan efisiensi 75%, maka perangan ini memuaskan.

Elemen Mesin


29

Contoh 1.5 Sebuah bejana tekan memiliki diameter dalam 100 cm dan mendapatkan perlawanan dari dalam dengan tekanan 27,5 kg /cm 2 tekanan terse tersebut but dalah dalah tekana tekanan n udara. udara. Pertim Pertimban bangan gan

selind selinder er yang tipis dan

dike diketa tahu huii

menj menjad adii

efis efisie iens nsii


peng pengel elin inag agn n

79%, 79%,

deng dengan an

perhitungan ketebalan pelat. jika tegangan tarik bahan tidak boleh melibihi 880 kg/cm2. Dirancang Dirancang sebuah bilah ganda kampuh kampuh las memanjan memanjang g dengan dengan pengikat pengikat yang sama untuk bejana ini. Jarak puncak paku di luar garis menjadi du kali jar jarak ak punc puncak ak di dala dalam, m, dan dan deng dengan an peng pengel elin inga gan n zigzig-za zag g dala dalah h yang yang disarankan. Tegangan gesre maksimal yang diperbolehkan untk pengelingan ini adalah 640 kg/cm2. kamu munking dapat mengetahui bahwa pengelingan shear

ganda

adalah

1,8

leb lebih kuat

dari

pada

sing ingle

shear

dan

penyambungan penyambungan tidal rusak olehh patahan. Buat ketsa dari sambungan yang terl;ihat dihitung semua nilainya. Hitung efisiensi semuanya.

Diketahui: Diameter pada dinding ketel D = 100 cm Tekanan Dalam P = 27.5 kg/cm 2 Efisiensi sambungan

η = 79 % = 0,79 tegangan tarik yang di perbolehkan pada pelat ft = 880 kg/cm2 tekanan sobekan yang diperbolehkan fs = 640 kg/cm2 Jawab: 1. teb tebal pela pelat t Misalkan

t = tebal plate

Gunakan hubungan T=

P.D

Elemen Mesin

+ 0.1 cm


30

2ft . η = 27.5 x 100

+ 0.1

2 x 880 x 0.79 = 2.07 atau 2,1 cm 2. Diam Diamet eter er paku paku Jika tebal palte lebih besar dari 8mm maka diameter lubang paku, D=6

t

=6

21

= 27

, 4 mm

Mengacu pada Standar Internasional : 1928-1961(table 1.3). standar ukuran untuk lubang paku keling adalah 28.5 mm dan diameter yang sesuai untuk paku kelling adalah 27 mm. 3. jara jarak k punc puncak ak paku paku missal

p = jarak puncak di luar garis

jarak puncak paku paku adalah di peroleh dengan persamaan persamaan kekuatan sobekan terhadap pelat untuk ketahan sobekan terhadap paku. Kita ketahui bahwa ketahanan sobekan terhadap pelat per pajang. Pt = (p-d) t.ft = (p – 2,85)2,1 x 880 = 1,848 (p -2,85) kg Jika jarak puncak diluar garis adalah dua kali jarak puncak di dalam garis dan sambungan adalah pengelingan ganda, maka untuk satu jarak panjang akan menjadi tiga pengelingan pengelingan pada bilah ganda. ( n =3 ) hal ini diberikan untuk kekuatan pada paku dalam bilah ganda adalah 1,8 lebih lama dari bilah tuinggal, maka Tekanan geser terhadap pelat Ps = 1,8 x = 1.8 x

π

4 π

4

d2 fs x n

2.852 x 640 x 3 = 21,980 21,980 kg

Pers Persam amaa aan n Pt = Ps, Ps,

kita kita memil memilik iki i

1.848 (p-2,85) = 21,980 (p-2,85) = 21,980 21,980 = 11,9 11,9 1.848

Elemen Mesin


31

P = 11,9 + 2,85 = 14,75 atau 14,8 cm Berdasarkan I.B.R, jarak puncak max . P mak mak = C x t + 4,128 cm Dari Gambar 1.5, jumlah C untuk 3 keling per lebar jarak dan ikatan ganda adalah 4.63. Pmax = 4.63 X 2.1 + 4.128 = 13.85 atau 14 cm Jumlah Pmax lebih kecil dari p, p, oleh karena itu dapat diambil kesimpulan bahwa p = Pmax = 14 cm Jarak garis terdalam = 14/2 = 7 cm. 4. Mengatur jarak garis keling Pb = 0.2 p + 1.15 d = 0.2 x 14 + 1.15 x 2.85 = 6.07 atau 6.1 cm 5. Ketebalan las

t 1 = 0.625 t

 p − d     p − 2d   1 4− 2.8 5     1 4− 2 x 2.8 5 

= 0.625 x 2.1

= 1.76 atau 1.8 cm 6. Margin M = 1.5 d = 1.5 x 2.85 = 4,275 atau 4,3 cm Efisiensi Pt = (p-d) t.ft = (14 – 2,85)2,1 x 880 = 20,050 kg

Tekanan geser terhadap pelat

Elemen Mesin


Ps = 3 x 1,8 x = 3 x 1.8 x

32

π

d2 fs x n

4

π

4

2.852 x 640 = 22,050 kg

Kekuatan keras pelat = p x t x ft = 14 x 2.1 x 880 = 25,872 kg Efisiensi =

20 .605 25 .875

= 0.796 atau 79.6 %

Cont Contoh oh 1.6. 1.6. (S.I (S.I.. Unit Units) s) Buatlah Buatlah keling keling membuj membujur ur rangk rangkap ap tiga tiga deng dengan an

keti ketida daks ksam amaa aan n

peng pengik ikat at

beja bejana na.D .Dia iame mete terr

dala dalam m

rang rangka kaia ian n

terpanjang 1 – 3 meter. Paku di desain dengan tekanan uap 2-4 N/mm2.

Diketahui: Tekanan uap, P = P = 2.4 N/mm2 Diameter dalam teromol, D = 1.3 m = 1300 mm Tekanan rentang yang digunakan, Ft = Ft = 77 N/mm2 Tekanan pemecah yang digunakan, Fs= Fs= 62 N/mm2 Tekanan gunting yang digunakan, Fc= 120 N/mm2 Efisiensi untuk paku membujur,

η = 81 % = 0.81 Jawab: 1. tebal plat T = tebal pelat Gunakan persamaan

Elemen Mesin

t =

PD 2 ft η

+1


33

2.4 x1300 2 x 77 x 0.81

T=

= 26 mm

2. Diameter paku D=6

t

=

6

26

=

30 .6 mm

Untuk lubang dengan diameter diameter 31.5 mm maka diameter paku adalah 30 mm 3. Ketebalan Las Diketahui untuk lebar yang tidak sama, ketebalannya adalah t1 =0,75t = 0,75 x 26 = 19.5 mm t2 = 0.625 t = 0.625 x 26 = 16,25 atau 16,5 4. margin M = 1,5 d = 1,5 x 31,5 = 47.25 atau 47.5 mm Pt = (p-d) t ft = (200-31,5) 26 x 77 = 337000 N Ps = 4 x1,875 x π

= 8,5 x

4

π

= 8.5 x

4

π

4

d2 fs +

π

4

d2 f

d2 f

x 31,52 x 62 = 410250 N

Pc = d .t . fc. N = 31,5 x 26 x 120 x 5 = 491400 491400 ( n=5) Gabungan tegangang geser dan sobekan = (p-2d) t ft +

π

4

d2 f

= (200 -2 x31.5 ) 26 x 77 +

π

4

= 322 600 N P = p . t. Ft = 200 x 26 x 77 = 400 400 N Efisiensi

Elemen Mesin

x 31,52 x62


34

η = 322600 = 0.806 atau 80.6 % 400400

Contoh 1.7. Sebuah keling kampuh las rangkap tiga dengan ulir ganda digunakan uantuk paku pemanas uap Lancashire. Tekanan uap nya adalah 11.2 kg/cm2 serta efisiensinya 85 persen. Hitunglah ketebalan pelat untuk baja tipis 4,600 kg/cm2.

Diketahui: D = 2,5 m = 250 cm P = 11,2 kg/cm2

η = 85% =0.85 Tekanan Regangan terakhir = 4600 kg/cm2 Faktor keamanan =4 Ft = 4600 = 1,150 kg/cm2 4 Ft = 7 Fs fs

= =

6 7 6 7

6

ft x1150

985 ,7 kg/cm2 = 985

Desain paku membujur 1.

Ketebalan Rangka Ketel Uap

T = tebal pelat Gunakan persamaan

T=

11 .2 x 250 2 x1150 x 0.85

Elemen Mesin

t =

PD 2 ft η

+

0.1cm

+ 0.1 = 1.53 mm


2.

35

Diameter Keling

Dikarenakan ketebalan pelat lebih dari 8 mm, oleh karena itu diamter lubang keling menjadi, D=6

t

=

6 16

=

24 mm

Untuk lubang dengan diameter diameter 31.5 mm mm maka Mengacu kepada IS: 1928 – 1961 (Gambar 1.3), ukuran lubang keling standar adalah 25 mm dan diameter keling yang sesuai adalah 24 mm.

3.

Jarak Keling

P = jarak keliling P t t = (p – d)t.f t

….(i)

P s = 3 x 1.875 4 d 2 f t t ....(ii) π

(i) dan (ii) ( p − d )t . f t

= 3 ×1.875 ×

( p − 2.5) ×1.6

π

4

d 2

×

6 f t 7

π

= 3 ×1.875 × ×2.5 2 × 4

6 7

p − 2.5 =14 .8 p

4.

=14 .8 + 2.5 =17 .3 cm Ans

Peng Pengat atur ura an Jarak rak antara tara gar garis dan kel keling ing

Mengacu kepada I.B.R., Jarak antara garis keling, = 0.33 + 0.67 d (untuk keling ulir zig-zag) = 0.33 X 17.3 + 0.67 X 2.5 = 7.4 cm

5.

Ketebalan las

Ketebalan las,

Ti = t2 = 0.625 t = t = 0. 625 X 1.6 = 1 cm.

6.

Margin (Pinggiran)

Elemen Mesin


Margin

36

m = 1.5 d = 1.5 x 2.5 = 3.75 atau 3.8 cm

Mari kita cek tingkat efisiensinya.

Ketahanan sobek pelat, Pt = (p-d)t. Ft = (17.3 – 2.5) x 1.6 x 1.150 = 27,200 kg

Ketahanan guntingan,

= p x t x f t = 17.3 x 1.6 x 1,150 = 31,800 kg Efisiensi sambungan η

=

27 ,200 31 ,800

= 0.855

or 85 .5%

Dikarenakan tingkat efisiensi yang dibuat melebihi efisiensi yang dimaksud, oleh karena itu desainnya memuaskan. memuaskan.

Desain paku keliling 1. ketebalan ketebalan selubu selubung ng ketel dan dan diameter diameter keling keling akan menjad menjadii sama untuk paku membujur, sebagai contoh t = 1.6 cm 1.6 cm,, dan d= 2.5 cm

2. Nomo omor kel kelin ing g Semisal n = nomor keling Kita tahu bahwa ketahanan gunting keling = n.

π

4

d 2 f s

.....(i)

Dan total guntingan pada keliling paku,

Elemen Mesin


π 2 D P 4

=

37

.....(ii)

(i) dan (ii) η .

π

4

d 2 F s

= π D 2 P 4

η =

=

D 2 . P d 2 . f s

×11 .2 = 113 .6 2.5 2 × 985 .7 250

2

or 114 Ans

3. Jara arak Kel Keliing Kita anggap paku mempunyai keling ganda dengan ulir yang salingsilang, sehingga: =

114 114 2

=

57

Keliling keling adalah p1

=

π ( D + t ) angka ulir

=

π ( 250 +1.6 ) 57

=13 .86 or

14 Ans

4. Efis Efisie iens nsii paku paku kel kelin ing g η =

− d

p1

p1

= 14 − 2.5 = 0.821 14

or 82 .1% Ans

5. Jarak Jarak anta antara ra gari garis s dan dan keling keling = 0.33p1 + 0.67d = 0.33 x 14 + 0.67 x 2.5 = 6.3 cm Ans 6. Marg Margin in (Pem (Pemba bata tas) s) m = 1.5d = 1.5 x 2.5 = 3.75 cm or 3.8 cm Ans

Elemen Mesin


38

Paku keling dikenal dengan istilah paku Lozenge yang digunakan untuk atap, atap, pekerjaan pekerjaan jembatan atau balok balok penopang penopang dsb. Sebagaim Sebagaimana ana yang ditunjukkan dalam gambar 1 – 19. pada jenis ini, keling permata dibentuk untuk menambah ketahanan. Gamba Gambarr 1.19 1.19 menunj menunjukk ukkan an keling keling rangka rangkap p tiga tiga dengan dengan kampuh kampuh las ganda.

Misal

b = lebar pelat, T = ketebalan pelat D= diameter keling.

Dalam membuat desain paku Lozenge prosedur tersebut diatas akan digunakan.

1. Diameter Keling Diameter lubang keling dihasilkan dari hubungan: d

=6

t

Mengacu kepada IS: 1929 – 1961, ukuran keling yang digunakan untuk tujuan umum dapat dilihat dari tabel dibawah ini:

Tabel 1.7

2. Nomor Keling Nomor keling dipakai untuk paku yang dihasilkan oleh ketahanan guntingan atau cacahan keling.

Elemen Mesin


39

Misal P= Tarikan paku maksimum. Hal ini merupakan ketahanan sobek pelat pada garis terluar yang hanya mempunyai satu keling. = (b-d) t.ft n= Nomor keling.

Karna paku tersebut berbentuk kampuh lantak ganda, sehingga kelingkeling tersebut ada di dalam guntingan ganda. Terdapat asumsi bahwa ketahanan lubang keling dalam gunting ganda adalah 1.75 kali dibanding pada gunting tunggal. p s

= 1.75 × π d 2 f s 4

P c c = d.t.f c c Jumlah sambungan n

=

P P s or P c

3. Dari nomor nomor keling, keling, nomor nomor baris baris dan nomor nomor keling keling pada pada setiap setiap garis garis diputuskan.

4. Ketebalan Las Ketebalan Las, T 1= 1.25t, untuk tutup pengikat tunggal = 0.75t, untuk tutup pengikat ganda 5. Efisiensi Paku Pertama-tama kita hitung terlebih dulu ketahanan pada tahap 1-1, 2-2, dan 3-3. Pada tahap 1-1, hanya terdapat satu lubang l ubang keling. Ketahanan paku terhadap sobekan pada tahap ini, Pt1= (b-d) t.ft Pada tahap 2-2, terdapat dua lubang keling. Ketahanan paku terhadap sobekan pada tahap ini, Pt2= (b-2d) t.ft + Ketahanan satu keling di depan. (Hal ini terjadi karena untuk menyobekkan pelat pada tahap 2-2, keling di depan pada tahap 1-1 harus di retakan terlebih dahulu)

Elemen Mesin


40

Persamaan pada tahap (3-3) yakni terdapatnya tiga lubang keling. Ketahanan paku terhadap sobekan pada tahap ini, Pt3 = (b-3d)t.ft + (b-3d)t.ft + ketahanan 3 keling di depan.

Selisih nilai pt1,pt2,pt3 nilai pt1,pt2,pt3 merupakan ketahanan paku. Kita tahu bahwa, ketahanan pelat tak berkeling adalah, P= b X t X ft

Efisiensi paku =

P t 1 , P t 2 , P t 3 , P s or P c P

Cat : Tegangan dalam piri iringan

1,400 kg/cm2

Rivet shear

1,050 kg/cm2

Single shear

2,240 kg/cm2

Double shear

2,800 kg/cm2

6. Jarak Jarak paku dihasilk dihasilkan an dari persama persamaan an antara antara ketahanan ketahanan paku paku dengan dengan ketahanan keling terhadap sobekan. Jarak yang dihasilkan lebih besar dari pada tekanan bejana. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dari tabel dibawah ini:

Table 1.8 Ketebalan piring 2 3 4 5–6 6–8 8 – 12 11 – 15

Elemen Mesin

Diameter lubang keling 8.4 9.5 11 13 15 17 21

Diameter keling 8 9 10 12 14 16 20

Pitch keling 29 32 35 38 47 56 65

Margin keling 16 17 17 18 21 25 30


41

7. Jarak tepian tidak boleh kurang dari 1-5d 1-5d 8. Jarak antara garis dan keling berkisar antara 2-5d 2-5d sampai sampai 3d 3d .

Contoh 8. 8. sebuah tie bar sebuah jembatan terdiri dari flat dengan lebar 35 cm dan tebal tebal 2 cm. Ini dihubungka dihubungkan n pada sebuah sebuah pelat pengikat pengikat dengan dengan ketebalan yang sama dengan sebuuuah sambungan bilah ganda. Rancang sebuah sambungan yang ekonmis jika tegangan yang diijinkan Ft = 900 kg/cm2 Fs = 600 kg/cm2 Fc = 1,500 kg/cm2 Ketebalan piring t = 2 cm = 20 mm tegangan yang diijinkan f t = 900 kg/cm2 tegangan tubruk yang diijinkan f e = 1,500 kg/cm2

1. Diameter keling Diketahui d = diameter lubang keling Menggunakan hubungan d

=6

=6

20

t = 26

.8 mm

Mengacu pada IS : 1929 – 1961 (tabel 1-7), ukuran standar untuk lubang keling adalah 21.5 mm serta diameter yang sesuai adalah 20 mm.

2. jumlah keling Misal

n = nomor keling

Kita mengetahui bahwa tarikan maksimum pada paku,

P t1 t1 = (b-d)t.ft = (200 – 21.5) X 12.5 X 105 = 234 280 N

Elemen Mesin


42

Dikarenakan paku tersebut merupakan kampuh lantak ganda, sehingga keling-kelingnya berada di dalam sobekan ganda. p s

= 1.75 × π d 2 f t 4 π

= 1.75 × × 21 .5 2 × 70 = 44 474 N 4

Resistan kerusakan satu keling p c

= d .t . f c = 21 .5 ×12 .5 ×180 = 48 375

Jumlah keling n

= P P s

= 235 280 = 5.26 or 6 Ans 44 474 474

Dikarenakan ketahanan sobekannya lebih kecil dari ketahanan hancurnya, oleh karena itu jumlah keling yang dibutuhkan untuk paku adalah,

3. Susunan keling-keling dapat dilihat pada gambar 1.21.

Gambar 1.21

4. Ketebalan tali penumpu Ketebalan tali penumpu, T1 = 0.75 t = 0.75 X 12.5 = 8.375 atau 8.4 mm.

5. Efisiensi paku Pertama-tama, kita cari terlebih dahulu ketahanan antara tahap 1-1, 22, 3-3. pada tahap 1-1, hanya terdapat satu lubang keling. Pt1 = (b – d) t.f 1

Elemen Mesin


43

= (200 – 21.5) x 12.5 x 105 = 234 200 N

Pada tahap 2-2, terdapat dua lubang keling. Pada kasus ini, sobekan pada pelat terjadi hanya jika keling pada tahap 1-1 dilepaskan. Pt2 = (b – 2d)t.f t + pembagian kekuatan satu keling = (200 – 2 x 21.5) x 12.5 x 105 + 44 474 = 206 062 + 44 474 = 250 536 N

Pada tahap 3-3, terdapat tiga lubang keling. Sobekan pada pelat hanya akan terjadi apabila keling pada tahap 1-1 dan dua keling pada tahap 2-2 dilepaskan. Pt3 = (b – 3d)t.f t + pembagian kekuatan dari tiga keling di depan = (200 – 3 x 21.5) 12.5 x 105 + 3 X 44 474 = 177 854 + 133 422 = 311 264 N Kekuatan sambungan antara Pt1,Pt2,Pt3 Kekuatan sambungan = 234 280 N sepanjang daerah 1 – 1 Kita tahu kekuatan piringan keling P = b.t.f t = 200 x 12.5 12.5 x 105 = 262 500 500 N Efisensi sambungan kekuatan

η

=

η

= 234

sambungan

kekuatan setiap sambungan 280

262 500

= 0.892

keling

or 89 .2% Ans

R. Beban eksentris sambungan paku Keling

Beban Beban eksentris eksentris sambungan sambungan paku keling dapat dapat dilihat dilihat pada gambar 1.22. pada paku ini, garis aksi tidak menyentuh sistem keling dan semua

Elemen Mesin


44

kelin keling g daya daya masuk masukny nya a tidak tidak sama. sama. Hal ini diseba disebabka bkan n adany adanya a tende tendensi nsi kekuatan yang berputar ditambah daya gravitasi.

Gambar 1.22

Gambar 1.23

Prosedur tersebut diadopsi dari beban eksentris desain paku keling. (1) Pertama-tama, kita harus mencari pusat pusat gravitasi ‘G’ pada pada sistem keling terlebih dahulu. Misal

A = Area silang dari masing-masing keling,

X1, X2, X3 dst = keling dari OY, Y1,Y2,Y3 dst = keling dari OX, Kita tahu bahwa, z = =

= −

y

=

A1 x1

+

A1 A1 x1

A2 x 2

+

+

A2

+

+

A2 x 2

A3 x3

A3

+

+

+

....

.....

A3 x3

+

....

nA x1 + x 2 + x3 + .... n y1

+

y 2

+

y 3

+

....

n

(2) Masukkan dua kekuatan p1 dan p2 pada p2 pada pusat gravitasi ‘G’ di sistem

keling. Kekuatan-kekuatan ini sama dan bertolak-belakang terhadap P sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 1.23 (a ( a).

Elemen Mesin


45

(3) Asumsikan bahwa semua keling mempunyai ukuran yang sama, efek

P 1 = P terbentuk terbentuk untuk untuk menghasi menghasilkan lkan guntingan guntingan langsung langsung terhadap terhadap masing masing-m -masi asing ng keling keling yang yang sama sama besar. besar. Oleh Oleh karena karena itu, guntin guntingan gan langsung terhadap masing-masing keling adalah sebagai berikut, P s

=

P n

(4) Efek dari P2 = P dihasilkan P dihasilkan untuk membentuk perputaran besar P besar P X e

yang berindikasi berindikasi untuk memutar memutar paku di tengah tengah pusat pusat gravitasi gravitasi ‘G’ pada sistem keling yang searah jarum jam. Sehingga sobekan keling sekunder akan dihasilkan. Untuk mengetahui sobekan sekunder, asumsi berikut dibuat: a.

Sobekan

sekunder

sudah

proporsional

terhadap

pusat

gravitasi. b.

Arah Arah sob sobek ekan an sek sekun unde derr tega tegak k luru lurus s terh terhad adap ap gar garis is pus pusat at kel kelin ing g

di sistem pusat gravitasi. Dimana ; F1, F2, F3....= l1,l2,l3....= di asumsi kan (α) F1 α l1, F2 α l2, F3 α l3.... F 1 l 1

F 2

=

=

l 2

F 2

= F 1 .

F 3

= F 1

F 3 l 3

=

.....

l 2 l 1

l 3 l 1

Kita tahu bahwa jumlah dari perputara eksternal dan internal harus sama dengan nol. P .e

= F 1l 1 + F 2 l 2 + F 3l 3 + ....

= F 1l 1 + F 1 × =

F 1 l 1

l 2 l 1

.l 2

+ F 1 ×

[l + l + l + .... ] 2 1

Elemen Mesin

2 2

3 2

l 3 l 1

.l 3

+ .....


46

Dari Dari ekspre ekspresi si diatas diatas,, nilai nilai F1 dapat dihitung dihitung sehingga sehingga F2 dan F3 dapat diketahui. Arah dari kekuatan-kekuatan ini sudah pada sudut yang benar yakni pada garis pusat penghubung keling kepada pusat gravitasi di sistem keling, sebagaimana yang ditunjukkan oleh gambar 1.23 (a).

(5) Sobekan primer akan terjadi secara garis vektor pada hasil R di R di setiap

keling, sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 1.23 (b). Hal ini juga dapat diraih dengan menggunakan hubungan: R

Dimana

=

F 2

+ P s2 + 2 F . P cos θ

θ = sudut antara

Keling yang berat akan menjadi satu ketika sudut keling langsung dan keling keling sekund sekunder er pada pada posisi posisi minimu minimum. m. Kelin Keling g pada pada posisi posisi maksim maksimum um akan menjadi kritis untuk mengurangi kekuatan keling paku.

Contoh 1.10

Gambar 1.24 Ketebalan 25 mm. mm. Semua keling ukuran sama, sama, beban braket, P = 5,000 kg; luas keling, C = 10 cm, beban lengan, e = 40 cm. Tegangan yang diijinkan 650 kg/cm2 dan tegangan tubruk 1,200 kg/cm 2. hitung ukuran keling yang d gunakan untuk sambungan. Jawaban Ketebalan (t) = 25 mm Beban (P) = 5,000 kg Beban lengan (e) = 40 cm Jumlah keling r s = 7 Tegangan yang diijinkan

Elemen Mesin


47

f s = 650 kg/cm2 Tegangan tubruk yang dijinkan f e = 1,200 kg/cm2

Gambar 1.25 Mari kita lihat pusat gravitasi pada sistem keling Diketahui : Z = pusat gravitasi dari OY Y = pusat gravitasi dari OX X1, X2, X3 dst = keling dari OY, Y1,Y2,Y3 dst = keling dari OX, −

z = =

x1

=

x 2

+

x 3

+

x 4

7 =

+

x 5

+

x 6

+

x 7

n

10 + 20 + 20 + 20

−

y

+

y1

+

y 2

+

y 3

+

=

10cm

y 4

+

y5

+

y 6

+

y 7

n

20 + 20 + 20 + 10 + 0 + 0 7

=

11.43cm

Gravitasi ”G” keling 10 cm dari OY dan 11.43 dari 11.43 dari OX Kita tahu bahwa beban setiap keling Ps =

P n

=

5,000 000 7

= 714 .3kg

Ps = p x e = 5,000 x 40 = 2,00,000 kg-cm

Diketahui F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7 Sekarang

Elemen Mesin


48

= l s = 10 3 + ( 20 −11 .43) 2 = l 2 = 20 −11 .43 = 8.57cm l 1

173 173 .5

l 4

= l 7 =

10 3

+ (11 .43 −10 ) 2 =

l 5

= l 6 =

10 3

+11 .43 2 =

231 231

= 13 .17 cm

102 .05

= 10 cm

= 15 .2cm

Kita tahu bahwa P × e

=

F 1 l 1

=

F 1 l 1

(l + l + l + l + l + l + l ) 2 1

2 2

2 3

2 4

2 1

2 2

2 4

2 7

F 1

=

2 5

(2 ×13 .17 + 8.57 + 2 ×10 .1 + 2 ×15 .2 ) 2

13 .15 2,00,000 ×13 .15 = F 1 ( 347

=

2 6

(2l + l + 2l + 2l )

2,00,000

F 1

2 5

2,00 ,000

×13 .15

1,086 .6

2

=

F 1 .

F 3

=

F 1 .

F 4

=

F 1 .

F 5

=

F 1 .

F 2

=

F 1 .

F 7

=

F 1 .

l 2 l 1 l 3 l 1 l 4 l 1 l 5 l 1 l 6 l 1 l 7 l 1

=

=

2,420 420 ×

F 2

=

= 2,420 kg

8.57 13.17

=

1,575 575 kg

=

1,856 856 kg

=

2,793 793 kg

2,420 420 kg 10.1

=

2,420 420 ×

=

2,420 420 ×

=

F 5

=

2,793 793 kg

=

F 4

=

1,856 856 kg

13.17 8.57 13.17

Gambar 1.26 Mari kita cari sudut antara dari gambar

Elemen Mesin

2

+ 73 .5 + 204 .1 + 462 ) = F 1 ×1,086 .6

Kita tahu bahwa F 2

2


cos cos θ = cos cos θ 1

10

=

=

l 3 10

l 4

10 13 .17 10

=

10.1

49

= 0.76 = 0.99

Resultan Maksimum Maksimum keling tiga sekarang

=

R 3

F 32

+ P 32 + 2 F 3 . P 3

cos θ

= 2,420 2 +714 .3 3 + 2 ×2, 420 ×714 .3 ×0.76 = 3,000 kg Dan resultan beban maksimum keling 4

=

R 4

F 42

+ P 32 + 2 F 4 . P 3 cos

θ

= 1,856 2 +714 .3 3 + 2 ×1,856 ×714 .3 ×0.99 = 2,565 kg Ukuran keling Diketahui d = diameter lobang keling π

4

d 2 f 3

d 2 d

=

=

= R3

R3 × 4 f 3 π 5.88

=

3,000 × 4 π × 650

= 2.42 cm

= 5.88

or

24 .2 mm

Meng Mengac acu u pada pada IS: IS: 1929 1929 -196 -1961 1 (Tabe (Tabell 1.7) 1.7) ukur ukuran an luba lubang ng keli keling ng standar adalah 25.2 mm serta diameter keling yang sesuai adalah 24 mm. Crushing stress

=

=

Karen arena a

max .load crushing area

3,000 000 2.4 × 2.5

=

tek tekana anan

=

R3 d .t

500 500 kg / cm 2

ini dib dibawah awah 1,20 1,200 0

memuaskan.

Gambar 1.27

Elemen Mesin

kg/cm /cm2

maka desa esain ini ini


50

Solusi Diberikan nomor-nomor keling sebagai berikut: n = 6 Masukan,

P = 60 kN

Beban eksentris,

e = 200 mm

Tekanan gunting maksimum

fs = 150 N/mm2

Gambar 1.29 Dikarenakan keling-keling tersebut berukuran sama dan ditempatkan secara simetris, sehingga pusat gravitasi dari sistem keling terletak pada G sebagaimana ditunjukkan oleh gambar 1.28. P 3

=

P

=

n

60

=

6

10kN

Misal F1, F2, F3 F4, F5 dan F6 menjadi menjadi sobekan sobekan sekunder sekunder pada keling 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 pada jarak I1, I2, I3, I4, I5 dan I6 dari pusat gravitasi, G, di sistem keling. Maka menjadi: l 1

= 3 = 4 = 6 =

l

l

l

l 3

= 5 =

l

50 mm

75 2

+

50 2

=

90.1mm

Mengacu pada IS: 1929 – 1961 (Tabel 1.7) ukuran lubang keling standar adalah 19.5 mm dan diameter kelingnya adalah 18 mm. P = =

F 1

F 1 l 1

l 1

(l

2 2 2 2 2 2 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6

(4l

2 1 +

60 × 200 200

Atau

Elemen Mesin

=

l

l

l

l

l

)

2l 22 ) F 1 90.1

(4

×

90.12

+

2 × 50 2 ) = 416 416 F 1


60 × 200

F 1

=

F 2

= F 1

51

= 28 .9kN

416 l 2

28 .9 × 50

l 1

90 .1

=

= 16 kN

Beban resultan maksimum keling satu

=

R1

+ P 22 + 2 F 1 . P 2 cos θ

F 12

= 28 .9 2 +10 2 + 2 ×28 .9 ×10 ×0.555 = 35 .6 kN = 35 .6 ×10 3 kN Beban resultan maksimum keling dua R3 = F2 + P2 = 16 + 10 = 26 kN = 26 x 103 N Diameter keling Diketahui d = diameter lubang keling Berdasarkan beban maksimum keliung satu, yaitu π 4

d

d 2 f s

2

=

d =

= R1

R1 × 4 π . f s 303

=

35.6 ×10 2 π ×150

×4

= 303 303

= 17.4mm

Berdas Berdasark arkan an IS : 1929 1929 – 1961 1961 (tabel (tabel 1.7) standa standarr ukuran ukuran lubang lubang keling keling adalah 19.5 mm dan diameter keling adalah 18 mm Ans.

Elemen Mesin

I Sambungan Paku Keling

Recommend Documents