Elmes1

BAB III

SAMBUNGAN KELING

Dalam perencanaan elemen mesin, selain dipersyaratkan aman dengan dimensi yang sesuai, juga harus dipertimbangkan tentang : pembuatan, pemasangan, dan perbaikan atau perawatannya. Oleh karena itu sebuah mesin harus tersusun dari beberapa elemen mesin yang digabungkan secara kompak melalui sistem sambungan.

Secara garis besar sistem sambungan dibagi menjadi dua macam, yaitu : sambungan tetap (permanent joints), misalnya : las keeling solder dll. dan sambungan yang dapat dipisahkan (detachable joints ), misalnya mur-baut, pasak / pen, dll.

Gambar 3.1. Pembagian sambungan Elemen Mesin

Sambungan keling sampai saat ini masih banyak digunakan, seperti misalnya pada kontruksi : rangka mesin, jembatan, kapal, dan lain-lain. Walaupun sambungan dengan las juga sudah banyak digunakan, tapi sambungan keling masih juga digunakan terutama untuk bagian-bagian yang tidak dapat disambung dengan las.

3.1 Perhitungan-perhitungan Sambungan Keling

Pada sub bab ini akan dibahas mengenai dimensi / ukuran dasar dari paku keling dan analisis perhitungan sambungan keling.

3.1.1 Ukuran-ukuran kelingTermasuk ukuran-ukuran dasar pada paku keling adalah : diameter keling, diameter kepala keling, panjang keling sebelum dipasang, tinggi kepala keling dan tinggi bagian kepala pada daerah kemungkjinan kena geser. Secara kematik ukuran-ukuran tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Keterangan gambar :

S = tebal pelat yang disambung

d = diameter keling

D = diameter kepala keling

L = Panjang keling sebelum dipasang

h = tinggi kepala keling

ho = tinggi pada bagian kepala, pada daerah kemungkinan putus geser

Gambar 3.2. Dimensi-dimensi keling

Hubungan dimensi-dimensi tersebut secara sederhana dapat dinyatakan dengan persamaan :

L = Z s + ( 1,5 - 1,7 ) d , dimana : Z = jumlah keling

D = ( 1,6 - 1.75 ) d

h = ( 0,6 : 0,7 ) d atau h = ho + 0,05 d

3.1.2 Analisa perhitungan sambungan keling

Bila akan menganalisis kekuatan sambungan keling, maka harus diperhatikan bahwa kemungkinan kerusakan dapat terjadi pada kelingnya sendiri dan dapat pula terjadi pada pelat yang disambung.

3.1.2.1. Bila yang rusak kelingnya

Beban yang diterima oleh keling umumnya ada 2 arah, yaitu :Beban yang searah dengan sumbu keling ( tarik, tekan & geser pada kepala ) dan Beban yang melintang sumbu keling ( geser )

1. Beban searah dengan sumbu keling

Beban Q pada Gambar 3.2. merupakan beban luar searah sumbu , sehingga kerusakan yang diakibatkan adalah diameter kelingnya (akibat beban tarik) dan kepala kelingnya (akibat beban geser)

1.a. Akibat beban tarik pada diameter keling

Tegangan yang terjadi dapat dinyatakan dengan rumus :

dimana : A =

sehingga :

(3-1)

Untuk menghitung besarnya diameter (d) yang terkacil, namun aman, maka tegangan yang terjadi tersebut harus lebih kecil dengan tegangan ijin dari bahan yang dipakai. Sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan :

atau

(3-2)

atau

(3-3)

1.b. Tegangan geser pada kepala keling

Tegangan yang terjadi dapat dinyatakan dengan rumus :

dimana : (.d. ho

(3-4)

sehingga :

(3-5)

Untuk menghitung besarnya diameter (ho) yang terkacil, namun aman, maka tegangan yang terjadi tersebut harus lebih kecil dengan tegangan ijin dari bahan yang dipakai. Sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan :

atau

(3-6)

atau

(3-7)2. Beban tegak lurus terhadapa sumbu keling (memotong melintang)

Beban P pada Gambar 3.2. merupakan beban luar yang tegak lurus sumbu , sehingga kerusakan yang diakibatkan adalah diameter kelingnya (akibat beban geser)

Tegangan yang terjadi dapat dinyatakan dengan rumus :

dimana : A = sehingga :

(3-8)

Untuk menghitung besarnya diameter (d) yang terkacil, namun aman, maka tegangan yang terjadi tersebut harus lebih kecil dengan tegangan ijin geser dari bahan yang dipakai. Sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan :

atau

(3-9)

atau

Bila pada sambungan menggunakan beberapa keling, misalnya jumlahnya Z, maka gaya yang bekerja terhadap satu keling adalah F/Z.

3.1.2.2. Bila yang rusak pelatnya

Pada sub bab ini akan dianalisa mengenai : jarak antara keling, lebar pelat, tempat lubang keling dan jarak tepi dari ujung pelat.

1. Pelat diantara 2 keling akibat tegangan tarik :

Gambar 3.3. Jarak minimum antara dua keling (t)Tegangan tarik yang terjadi :

dimana : A = ( t d ) . s

Sehingga besarnya t dapat dihitung dengan persamaan :

(3-10)

dimana : s = tebal pelat

t = Jarak antara 2 keling minimum agar pelat tidak rusak.

2. Bila yang rusak seluruh lebar pelat (w) akibat tarik

Gambar 3.4. Kerusakan pada lebar pelat

Tegangan tarik pada masing-masing atau salah satu pelat dengan tebal s dan lebar w dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

(3-11a)

Bila terdapat keling sederet sebanyak Z , maka tegangan tarik yang terjadi adalah :

(3-11b)

3. Bila yang rurak pada daerah lubang keling

Lubang-keling bias rusak karena mendapat tegangan kompresi dari kelingnya, sehingga Besarnya tegangan kompresi yang terjadi dan syarat aman dapat dinyatakan dengan rumus :

(3-12)

dimana : s = tebal plat dan d = diameter keling / lubang

4. Bila yang rusak jarak keling dengan tepi ( edge ) Kerusakan bagian tepi ini diakibatkan oleh tegangan geser, dimana luasan yang mengalami tegangan geser adalah, A = 2.s.a ( dimana : a = jarak dari tepi, lihat Gambar 3.7 ).

Gambar 3.7. Kerusakan pada jarak keling dengan tepinyaTegangan geser yang timbul dan syarat aman dapat dinyatakan dengan rumus :

(3-13)

3.2 Beban Eksentris pada keling

Pada perhitungan-perhitungan diatas, beban yang bekerja tepat atau langsung pada kelingnya, yaitu melewati titik berat susunan kelingnya. Pada penggunaan yang nyata ( dilapangan ), sering beban bekerja tidak tepat atau tidak langsung pada kelingnya namun diluar deretan kelingnya. Beban yang demikian disebut beban eksentrik. Sehingga perhitungannya akan berbeda, karena pada beban eksentris akan terjadi momen. Di bawah ini akan diberikan contoh beban eksentris yang bekerja pada susunan keling.

Contoh : Suatu kontruksi paku keling seperti ditunjukkan Gambar 3-8. Menerima beban P di luar deretan keling. Buat persamaan untuk diameter keling ( d ) .

Gambar 3-8. Beban eksentris pada susunan paku keling segi empat

Penyelesaian :

Gaya F tersebut mengakibatkan reaksi langsung berupa geser dan reaksi tidak langsung berupa momen.

Reaksi langsung ( P1 ),

Reaksi tidak langsung (momen).

4.P2 . r = P. L

Mencari resultan ( R ) dari P1 dan P2 yang terbesar

R2= P1-P2

R4= P1+P2Untuk menghitung diameter keling ( d) dicari R yang paling besar, karena bila dengan R terbesar aman maka dengan R yang lain juga aman. Dalam kontruksi tesebut R4 adalah terbesar, sehingga :

Tegangan geser yang terjadi

Besarnya diameter keling :

F

F

t

D

Q

Q

P

P

s

d

ho

h

PAGE 17

_1047223462.unknown

_1047225308.unknown

_1216218466.unknown

_1216218571.unknown

_1216218627.unknown

_1234348792.unknown

_1234360355.unknown

_1216218660.unknown

_1216218594.unknown

_1216218534.unknown

_1047225693.unknown

_1047225949.unknown

_1047225496.unknown

_1047224528.unknown

_1047224718.unknown

_1047223559.unknown

_1047220079.unknown

_1047223311.unknown

_1047223359.unknown

_1047220377.unknown

_1047218887.unknown

_1047219000.unknown

_1047219880.unknown

_1047218990.unknown

_913587995.unknown

_913589904.unknown

_945328343.unknown

_1047218293.unknown

_913590120.unknown

_913588306.unknown

_913587754.unknown