TUGAS ELEMEN MESIN I ‘’PAKU KELING’’
Disusun Oleh : HERIYADI F 331 12 003
PROGRAM STUDI SI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TADULAKO 2013/2014
1
BAB I PENDAHULUAN 1.Latar Belakang Sambungan paku keling adalah salah satu sambugan praktis yang menghasilkan sambugan logam yang sama. Sambungan keling termasuk kedalam jenis sambungan tetap atau permanen,yaitu sambungan yang tidak dapat dibuka kecuali dengan cara merusaknya.Proses penggunaan sambunga keling mengharuskan pembuatan lubang poros atau lubang bor perplat yang kira-kira ukuranya ( 1/16 inchi – 1,5 mm ). Pada hakekatnya,metode pemasangan paku keling adalah dengan memanaskan keling sampai berwarna merah jambu kira-kira ( 980° ) dan dimasukan kedalam lubang yang disejajarkan melalui beberapa bagian yang akan disambungkan,kemudian memakai sebuah batang pegang (bucking bar) dengan sebuah blok bentuk kepala (head die) paku keling yang dibuat untuk memegang pada saat membentuknya.dan seorang pekerja lainya menggunakan poros penggerak tekan dengan sebuah blok bentuk kepala untuk menempa tangkai paku keling yang menonjol yang akan menghasilkan kepala lainnya.opersi penempaan tersebut secara serempak mengerjakan kembali logam paku keling dan menyebabkan pembesaran tangki sampai hampir mengisi lubang tersebut,konstruksi paku keling selama pendinginan ditahan oleh bahan sambungan dan akan mengembangkan tegangan sehingga sebuah sambungan dalam paku keling berada ditengah-tengah anatar sebuah sambungan jenis geser dan sambungan jenis dukung.Sambungan paku keling telah mempunyai sejarah keberhasilan yang cukup panjang dibawah tegangan lelah (fatique ( fatique stress) seperti pada rel kereta api.
2
BAB II TEORI DASAR Paku keling digunakan untuk sambungan tetap antara 2 plat atau lebih misalnya pada tangki dan boiler.paku keling dalam ukuran yang kecil dapat digunakan untuk menyambung dua komponen yang tidak membutuhkan kekuatan yang besar,misalnya peralatan rumah tangga,furnite,dan alat elektronik. Sambungan paku keling sangat kuat dan tidak dapat dilepas dan jika dilepas maka akan terjadi kerusakan pada sambungan tersebut.karena sifat permanennya,maka sambungan paku keling harus dibuat sekuat mungkin untuk menghindari kerusakan/patah.
Beberapa bagian penting paku keling adalah:
1. Kepala 2. Badan 3. Kepala lepas
Gambar 1 : Bagian-bagian Paku kelling
Adapun cara pemasangan pemasangan sambungan sambungan paku keling antara lain: Plat yang akan disambung dibuat lubang sesuai diameter paku keling yang akan digunakan. Paku keling dimasukan kedala lubang plat yang akan ditulis. Bagian kepala lepas dimasukan kebaikan ekor dari paku keling. Dengan menggunakan penekanan atau palu,tekan bagian kepala lepas masukan kebagian ekor paku kelling dengan suaian paksa. Setelah rapat,bagian ekor sisa kemudian dipotong dan dirapihakan. Alat pemasangan paku keling dapat digerakan dengan dengan udara hidrolik atau tekanan uap,tergantung jenis dan besa paku keling yang akan disambung.
3
Pemakaian apaku keling ini digunakan untuk: Sambungan kuat dan rapat,pada konstruksi hollef (boiler tangki dan pipapipa tekanan tinggi). Sambungan kuat dan rapat,pada konstruksi baja (bangunan,jembata,dan crame). Sambungan rapat,pada tabung dan tangki (tabung pendek,cerobong,dan pipa-pipa tekanan). Sambungan pengikat,untuk pengikat,untuk penutup chasis (pesawat terbang).
Tipe pemasangan paku keling: a) Lap join Pemasangan tipe lap join biasanya digunakan pada plat yang overlaps satu dengan yang lainya.
Gambar 2 : Pemasangan lap join a.single rivited lap join b.double rivited lap join c.zig-zag rivited lap join b) Butt join Tipe butt join digunakan untuk menyambung dua plat utama dengan menjepit menggunakan 2 plat lain sehingga penahan (cover) dimana plat penahan ikut dikeling dengan plat utama.
Gambar 3 : Sambungan butt joint
4
c) Crushing of the nuets.
Gambar 4 : Crushing of the nuets. Jika : d = diameter paku keling t = tebal plat
σc = tegangan geser ijin bahan paku keling n = jumlah paku keling ~ Luas permukaan crushing per paku keling Ac = d.t ~ Total crushing area Actot = n.d.t.
σc
~ Tahanan crushing maksimum Fc = n.d.t..
σc
Macam-macam sambungan pada paku keling berdasarkan jumlah baris:
1.Sambungan 1.Sambungan paku keling baris tunggal a. Sebaris paku keling dalam sambungan berimpit. b. Sebaris paku keling dalam sambungan menumpuk. 2.Sambungan 2.Sambungan paku keling baris ganda a. Beberapa baris paku keling dalam sambungan berimpit Baris rantai sambungan berimpit Baris zig-zag sambungan berimpit b. Beberapa baris paku keling dalam sambungan menumpuk Baris rantai sambungan menumpuk menumpuk Baris zig-zag sambungan menumpuk
5
Kekuatan sambungan paku keling
Kekuatan sambungan erat kaitannya dengan kemampuan struktur benda yang di bentuk sambungan saat melakukakn fungsinya.Karena pada sambungan akan terkonsentrasi seluruh pembebanan yang akan diterima elemennya. Kerusakan/kegagalan sambungan akibat pembebanan tersebut sama artinya dengan kegagalan kerja elemen-elemen yang disambung atau bahkan keseluruh benda. Kegagalan sambungan dipastikan akan berawal pada titik lemah sambungan,Dengan sambungan,Dengan demikian teknik yang memadai untuk menganalisis kekuatan sambungan adalah dengan menganalisis aspek kegagalannya saat bekerja.
Keuntungan dan kerugian pada penggunaan sambungan paku keling: Keuntungan: 1.dapat menyerap getaran. 2.dapat menyambung bahan yang berbeda. 3.dapat menyambung bahan yang tipis. 4.sambungan 4.sambungan keling lebih sederhana dan mudah untuk dibuat. 5.pemeriksaannya 5.pemeriksaannya lebih mudah.
Kerugian: 1.kekuatan bahan berkurang dengan adanya beban. 2.konstruksi relative lebih mahal. 3.terjadi pemusatan tegangan.
Macam-macam bentuk kampuh keling
Pada umumnya kampuh sambnugan keling dapat dibuat menurut kenutuhan dan kerapatan yang dikehendaki. a.Kampuh berimpit kampuh berimpit dibentuk dengan memperhimpitkan kedua pinggir plat yang disambung kemudian dikeling.Kampuh berimpit mempunyai kekuatan kecil sedang dari sambungan yang memerlukan kerapatan. b.Kampuh bilah tunggal kampuh bilah tunggal dibuat untuk sambungan yang tidak dapat mempunyai gaya tarik terlalu beasr,jika gaya tarik terlalu besar dapat menyebabkan lengkung bilah dan meregangnya sambungan. sambungan.
6
c.Kampuh bilah ganda kampuh bilah ganda banyak ditemukan untuk sambungan yang menghendaki kekuatan dan kerapatn pada tekanan tinggi.misalnya sambungan memanjang badan ketel uap,kampuh bilah ganda ada 2 baris atau 3 baris.
Efisiensi paku keling
Efisiensi dihitung berdasarkan perbandingan kekuatan sambungan dengan kekuatan inrivited,kekuatan sambungan paku keling tergantung pada Ft,Fs,Fc,dan diambil yang terkecil. Efisiensi paku keling:
Ƞ =
dimana: p = pitch t = tebal plat
Tabel 1 harga efisien sambungan paku keling
7
Tabel 2 diameter paku keling standar
Kerusakan sambungan paku keling
Kerusakan yang dapat terjadi pada sambungan paku keling akibat menrima beban,sebagai berikut: a.Tearing of the plate at an edge. Robek pada bagian pinggir dan plat yang dapat terjadi jika margin (m) kurang dari 1,5 d.
Gambar 5 : Tearing of the plate at an edge
8
b.Tearing of the plate a cross a row of rivets. Robek pada garis sumbu lubang paku dan bersilang dengan garis gaya.
Gambar 6 : Tearing of the plate a cross a row of rivets.
c.Sharing of the rivets. Kerusakan sambungan paku keling karena bahan geser.
Gambar 7 : Sharing of the rivets Jika : d : diameter paku keling : tegangan geser ijin bahan paku keling n : jumlah paku keling per panjang baut
9
Rumus yang digunakan:
Ft =
σt . At = σt (p-d) t
Keterangan : P = pitch (jarak antar paku ) d = diameter paku keling t =tebal plat
σt = tegangan tarik diizinkan ( bahan plat ) untuk geseran tunggal:
Fs =
untuk geseran ganda :
Fs =2 .
. . . n
. . . n
Keterangan : Fs : gaya geser : tegangan geser diizinkan paku keling n :jumlah paku keling per panjang (pitch)
(Timoshenko, S.,D.H. Young. Mekanika Teknik. Terjemahan, edisi ke-4, Penerbit Erlangga. Jakarta. 1996.) (Sularso. (2000) Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin. Jakarta : PT. Pradnya Paramita)
10
BAB III PERHITUNGAN
Perhitungan
Dik : f= 10000 (N) N= 6 buah T= 5 mm T= 137,9 N/mm . (bahan plat)
c= 109,8 N/mm. (bahan paku kelin) Dit : - diameter paku keling..? - Jarak paku keling...? - Lebar plat..?
11
Penyelesaian : (a). Mencari diameter Fs= 2 .
=2.
=
⁄
= ⁄
=
=√ .= 3,1 mm
(b). Mencari jarak antara paku Ft=
t (p – d) . t
P – d=
P – 3,1 mm =
⁄
P – 3,1 mm =
P – 3,1 mm = 14,5 mm P = 14,5 + 3,1 mm = 17,70 mm = 0,176 cm
12
(c). dengan demikian lebar plat : Lebar plat =
⁄
= 17,60 / 2
4
= 35,2 mm Atau dapat juga diperoleh dari lebar plat plat : Lebar plat = 2 p = 2 17,60 mm = 35,2 mm Sehingga bentuk dari plat ini persegi, dan lebar plat yang digunakan 35,2 mm = 0,352 cm.
13
