BAB I

PENDAHULUAN

Sambungan merupakan bagian yang banyak terdapat pada setiap

konstruksi terutama pada konstruksi mesin umumnya sambungan di buat dengan

maksud :

1. Membentuk konstruksi menurut kebutuhan yang dikehendaki terutama

jika sulit atau kurang ekonomis bila dibentuk dari satu bahan baja.

2. Memudahkan waktu pemasangan, pemeliharaan dan penggantian

bagian – bagian yang rusak.

3. Memungkinkan membentuk konstruksi dari bermacam – macam jenis

dan ukuran bahan menurut kebutuhan dan harga yang lebih rendah.

4. Terdapat bagian – bagian yang bergerak diam dan dapat dibuka atau

tidak dilihat dari fungsinya.

Dilihat dari segi konstruksinya, maka sambungan dapat dibedakan

menjadi :

1. Sambungan tetap (permanen)

Yaitu sambungan yang tidak dapat dibuka kecuali dengan jalan

merusaknya.

2. Sambungan tidak tetap

Yaitu sambungan yang sewaktu – waktu dapat dilepas.

Untuk lebih jelasnya kami telah menulis beberapa perencanaan dalam

laporan ini yaitu ”perencanaan paku keling” untuk kebutuhan

penampungan minyak solar.

1

BAB I

SAMBUNGAN PAKU KELING

II. 1 Sambungan keling

Dengan berkembangnya teknologi pengecoran, pada waktu belakangan ini

sambungan keling masih banyak digunakan pada konstruksi dari logam-logam

ringan yang kurang baik kualitasnya apabila di las, misalnya alumunium dan

logam paduannya, meskipun sudah jarang digunakan.

Sambungan keling adalah sambungan - sambungan yang dilakukan pada

konstruksi karena mendapat beban getaran dan yang memerlukan kerapatan pada

tekanan tinggi, bahan baku keling pada umumnya dari baja karbon rendah,

tembaga, alumunium dan bermacam logam lainnya, untuk keperluan khusus ada

yang dibuat dari baja paduan dan cara mengeling atau membentuk kepala paku

keling dapat dilakukan dalam keadaan panas atau dingin.

Gambar sambungan keling

1. Jenis-jenis sambungan keling

Sambungan keling dapat dibedakan atas beberapa jenis antara lain :

a. Sambungan kuat

Yaitu sambungan keling yang hanya memerlukan kekuatan saja, seperti

sambungan keling pada jembatan, blok mesin dan lain-lain.

b. Sambungan kuat rapat

2

Seperti pada ketel uap, tangki-tangki muatan dan tekanan tinggi, serta

dinding kapal dimana kekuatan sambungan ini ± 90% dari kekuatan plat

asal.

c. Sambungan rapat

Seperti pada sambungan keling tangki-tangki zat cairan dan bejana rendah

d. Sambungan pengikat

Sambungan ini digunakan sebagai pengikat pada bejana tekanan rendah

2. Bentuk dan ukuran paku keling

Bentuk-bentuk yang masih banyak digunakan/diperdagangkan dapat

dilihay pada

gambar 2a, 2b, 2c dan 2d

a. Kepala bulat : Biasanya digunakan pada konstruksi jembatan, bangunan,

ketel, dll.

Jenis A Jenis B

D 2 + 31 mm 2 + 37 mm

a 1,6 d 1,7 + 10 d

N 0,4 + 0,6 mm 0,7 + 10 d

nI 3 d + 10 d 3 d + 10 d

b. Kepala Persing (dibenam) : banyak digunakan pada kapal untuk konstruksi

dan pekerjaan merapatkan.

Gambar 2b

3

Jenis A Jenis B

d 2 + 37 mm 2 + 31 mm

a 1,6 + 1,7 mm 1,6 + 1,8 d

h 0,6 + 0,7 mm 0,4 + 0,6 d

i 3 d + 10 d 0,6 d + 0,7 d

c. Kepala silinder datar : banyak digunakan pada pekerjaan konstruksi dan

pekerjaan merapatkan.

D 2,3 + 6 mm

N 0,4 + 0,5 mm

a 1,5 + 2 d

II.2 KAMPUH KELING

Kampuh sambungan keling di buat menurut kebutuhan dari kekuatan dan

kerapatan yang di kehendaki.

a. Kampuh berimpit

Kampuh berimpit dapat dibentuk dengan kedua pinggir plat yang disambung,

lalu di keling. Kampuh berimpit biasanya untuk kekuatan kecil dan sedang

4

serta untuk sambungan yang hanya memerlukan kerapatan jika diperlukan.

Antara kedua plat diberi perekat seperti kain yang dibasahi cat, gasket dan

bahan perekat lainnya. Kampuh berimpit ada yang di keling tunggal, berganda

atau dikeling tiga baris.

Diameter paku keling di pilih dengan patokan :

d = 5 s – 0,4 cm

s = Tebal plat

b. Kampuh bila tunggal

Kampuh bila tunggal di buat untuk sambungan yang tidak mendapat gaya

tarik yang terlalu besar sehingga dapat menyebabkan lengkungan bilah dan

meregangkannya sambungan tebal bilah (sambungan) biasanya di ambil

S’ = 0,6 – 0,8 dan maksimal

S’ = 5

Seperti halnya kampuh berimpit, kampuh bilah tunggal, ganda atau dikeling 3

baris.

c. Kampuh bilah ganda

Kampuh bilah ganda banyak digunakan untuk sambungan yang dikehendaki

kekuatan dan kerapatan pada tekanan tinggi, misalnya sambungan memanjang

5

dan ketel uap. Kampuh bilah ganda juga dikeling tunggal, di keling 2 atau 3

baris. Sambungan ini juga di sebut dengan sambungan di lantik (butt joins).

d. Kampuh Rowe

Gambar di atas menunjukkan kampuh bilah ganda yang dikeling ganda, yang

dikenal dengan kampuh rowe. Yang istimewa dari kampuh ini bilah luar yang

di kenal atau kurang lebar dari bilah dalam. Selain itu baris paku keling luar

diumpamakan untuk mempertinggi persen plat. Oleh karena itu jarak paku

keling dari baris sebelah dalam agak kecil dari bilah sebelah luar dan dapat

kita rapatkan dengan baik walaupun jarak antara paku keling pada baris luar

kampuh Rowe biasanya delapan kali lebih besar dari pada tebal bilah dalam.

Jarak ini tidak dibuat dengan rumit atau dengan sangat teliti sehingga bilah

luar harus mengusahakan kerapatan yang baik. Cara menghitung kekuatan

kampuh ini adalah sebagai berikut :

P (t – d) S . T ......................................................................... (2.1)

Sambungan ini juga mudah putus jika plat antara lubang paku keling baris

dalam robek dan sambungan ini putus. Bila salah satu paku keling pada tiap

jarak antara baris dalam bergeser bila di berikan beban pada salah satu

penampangnya. Untuk itu berlaku persamaan :

P> (t – d) / 4 d2 D .............................................................. (2.2)

Kekuatan paku keling itu harus sedemikian rupa sehingga :

P> 2.1,857 / 4 d2 + d2 . d .................................................. (2.3)

Karena jarak antara terdapat dua paku keling yang di bebani pada dua

penampang san satu paku keling dan satu penampangnya. Untuk

memungkinkan pemeriksaan pada plat, berlaku :

6

P> 2 . d . s . 2 + d . s . 1,5 t ................................................. (2.4)

Bila bahan plat dan paku keling kita ambil sama, maka diperoleh :

( t – d ) s . t = ( t – d ) s . t + / 4 d2 0,8 ............................ (2.5)

Atau :

( t – d ) s = ( t – d ) s . t + / 4 d2 0,8

Dimana : d . s = 0,628 d2 atau d = 1,59 s

Bila d = 1,59 s, maka diperoleh jarak antara :

t =

Dan bila d = 1,595, maka diperoleh jarak antara :

t =

Cara menghitung persentase kekuatan dilakukan dengan cara yang sama pada

kampuh kelingan, yang akan di bahas berikut ini.

II.3 KEKUATAN SAMBUNGAN

Sambungan keling harus diperiksa kekuatannya yang memungkinkan

putus atau rusaknya paku keling atau plat yang disambung.

Pemeriksaan paku keling terutama terhadap :

Kemungkinan putus geser batang paku

Kemungkinan putus geser bidang silinder batang paku

Tekanan bidang pada telapak kepala dan bahan paku keling

Sedangkan pemeriksaan plat sambungan terutama terhadap :

Kemungkinan putus tarik penampang antara lubang yang satu ke lubang

yang lain

Kemungkinan putus tarik penampang pada bagian pinggir plat yang

menahan paku.

7

Geseran dari pengelingan dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 4 . 1 . Geseran sebagian paku keling pada suatu sambungan berimpit

(lap joint)

Gambar 4 . 2 . Geseran dengan paku keling pada sambungan berimpit Butt joint

penutup tunggal

Pergeseran seperti terlihat pada gambar di atas, tahanan yang dilakukan pada

keling sudut bergeser / geser di sebut tahanan atau kekuatan geser diharga

geseran dari paku keling.

Dik : Luas penampang daerah geseran

Jarak antar paku :

T = 3d + 0,5 cm ...................................................................... (2.6)

8

Jika di keling dua atau tiga baris, jarak baris dengan baris (a) diambil :

A = 2,5 + 3,5d

Ag = d2 (pada geseran tunggal)

Ag = d2 (pada geseran ganda)

Jadi geseran / tarikan yang diizinkan untuk menggeser paku keling untuk tiap

panjang pitch, adalah :

Ag = d2 (pada geseran tunggal)

Ag = d2 (pada geseran ganda)

Dimana : Ps = Ketahanan keling dari geseran

s = Diameter paku keling (cm,mm)

d = Tegangan yang diizinkan untuk beban keling (kg/cm2)

e = Jumlah pengelingan

Kepatahan pengelingan

Kadang – kadang pengelingan tidak terjadi atau mengalami geseran pada

waktu terjadi tegangan tarik tetapi justru terjadi kecepatan.

Tahanan yang diizinkan oleh paku keling dikenal dengan ”tahanan patah”

daerah patahnya :

Pc = d . t (untuk tiap paku keling)

Atot = n . t . p

Maka tahanan patahnya :

Pc = n . t . p ............................................................................... (2.7)

Dimana : t = Tebal plat

P = Tegangan patah keling

n = Jumlah pengelingan

Kekuatan pada suatu sambungan keling

Kekuatan dari sambungan keling dapat didefenisikan dengan gaya

maksimum yang dapat dipindahkan tanpa menyebabkan kerusakan

padanya.

Kita ketahui bahwa : Pt = (p.d) t.t .................... (kg)

9

Ps = t . t . d2 . d ............. (kg)

Pd = d . t . p .................. (kg)

Dimana : pt = Ketahanan plat

Ps = Tahanan geser pada paku keling dari kepatahan

d = Diameter paku keling

t = Tegangan tarik yang diizinkan

d = Tegangan geser yang diizinkan

t = Tebal plat

II.4 EFESIENSI DARI SAMBUNGAN KELING

Efesiensi (pk) dari suatu sambungan keling adalah perbandingan kekuatan

sambungan dengan kekuatan dari plat sebelum dikeling sama dengan harga

terkecil dari Pc / Ps dan Pt serta kekuatan sebelum dikeling.

P = p . t . t .............. (kg)......................................................... (2.8)

Dimana : P = kekuatan sebelum dikeling

p = pitch ............... (cm)

t = tebal plat = 5 cm

t = tegangan tarik yang diizinkan

Jadi efesiensi dari sambungan paku keling adalah :

Pk = ...................................................................... (2.9)

Dimana : Pk = Efesiensi sambungan keling (%)

Pt = Ketahanan plat

Ps = Tahanan geser

Pc = Ketahanan paku keling dari kepatahan plat

P = Pitch (cm)

t = Tegangan tarik yang diizinkan

Atau efesiensi sambungan adalah :

Pk =

Dimana : P = Kekuatan sambungan keling (kg)

P = p . t . t

Sedangkan efesiensi sambungan dari plat adalah :

10

Plat =

Plat = (t – d) . t

= t . s . t

Plat = (t – d)

Dimana : plat = Efesiensi dari plat (%)

t = Tegangan tarik yang diinginkan (kg/cm2)

t = p = Pitch (cm)

s = Tebal plat

adapun alat – alat yang digunakan pada saat mengeling, antara lain :

a. Alat penempa

b. Alat penutup

c. Snapper

II.5 BAHAN PAKU KELING

Bahan paku keling yang sering digunakan adalah :

a. U, ST 36 – 1 : Baja konstruksi umum dengan tegangan tarik 360 N/mm2,

tanpa dikil dengan kualitas dua (untuk kebutuhan yang lebih tinggi

memiliki kandungan P 0,005%)

b. UQ, ST 36 – 2 : sama dengan U ST 36 – 1, namun memiliki sifat khas

yaitu cocok untuk cold sorning

c. CU 2N 37 : Paduan tembaga dan seng dengan kandungan seng 37 %.

11