ELEMEN MESIN I

NAMA : Ilham Romadhona

NIM : 02858

KELAS : C1

PEMBIMBING : Ir. Tarmono M.T.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-

Nya rangkuman ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Rangkuman ini disusun untuk

memenuhi tugas mata kuliah Elemen Mesin I.

Tujuan pembuatan rangkuman ini ialah untuk lebih memperjelas materi dari bab

pertama sampai bab kelima yaitu Satuan, Tegangan, Sambungan Keling, Sambungan Las dan

Sambungan Ulir.

Saya menyadari bahwa rangkuman ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu

saran dan kritik sangat saya harapkan demi memperbaiki kesalahan dan kekurangan yang ada.

Semoga rangkuman ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Yogyakarta, 16 April 2014

Ilham Romadhona

DAFTAR ISI

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM ii

KATA PENGANTAR.........................................................................................................ii

DAFTAR ISI.......................................................................................................................iii

I. SATUAN.....................................................................................................1a. Pendahuluan.....................................................................................2b. Standar Satuan Besaran...................................................................3c. Tambahan........................................................................................9d. Istihad dan Alfabet Yunani..............................................................10

II. TEGANGAN...............................................................................................11a. Pendahuluan.....................................................................................12b. Macam-macam gaya (beban)...........................................................12c. Macam-macam Tegangan................................................................13

i. Tegangan Normal................................................................13ii. Tegangan Tarik....................................................................14

iii. Tegangan Tekan..................................................................14iv. Tegangan Geser Lurus.........................................................15v. Tegangan Geser Puntir........................................................16

vi. Tegangan Lentur (Lengkung)..............................................16d. Modulus Elastisitas..........................................................................17e. Modulus Geser.................................................................................17f. Hubungan Modulus Elastisitas dan Modulus Young......................17g. Faktor Keamanan.............................................................................18

III. SAMBUNGAN KELING............................................................................19a. Pendahuluan.....................................................................................20b. Metode Pengelingan........................................................................20c. Bahan Keling...................................................................................21d. Jenis Kepala Keling.........................................................................21e. Macam Sambungan Keling.............................................................23f. Istilah Penting..................................................................................25g. Kerusakan Sambungan Keling........................................................26h. Efisiensi Sambungan.......................................................................29

IV. SAMBUNGAN LAS...................................................................................30a. Pendahuluan.....................................................................................31b. Tipe Sambungan Las.......................................................................32c. Perhitungan Kekuatan Las...............................................................33d. Tegangan Sambungan Las...............................................................35e. Faktor Konsentrasi Tegangan Las...................................................35

V. SAMBUNGAN ULIR.................................................................................36a. Pendahuluan.....................................................................................37b. Istilah dalam Ulir.............................................................................37c. Jenis dan Bentuk Ulir......................................................................38d. Tipe Umum Penyambungan Ulir.....................................................41e. Bentuk Kepala Mur/Baut.................................................................42f. Penguncian Mur/Baut......................................................................42g. Standar Dimensi Ukuran Sekrup.....................................................44h. Analisis Sambungan Ulir.................................................................46

i. Tegangan Internal................................................................46ii. Tegangan Eksternal.............................................................48

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM iii

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 1

SATUAN Pendahuluan

Hasil pengukuran selalu mengandung dua hal, yakni: kuantitas atau nilai dan satuan.

Sesuatu yang memiliki kuantitas dan satuan tersebut dinamakan besaran. Berbagai besaran

yang kuantitasnya dapat diukur, baik secara langsung maupun tak langsung, disebut besaran

fisis, misalnya panjang dan waktu. Tetapi banyak juga besaran-besaran yang dikategorikan

non-fisis, karena kuantitasnya belum dapat diukur, misalnya cinta, bau, dan rasa.

Dahulu orang sering menggunakan anggota tubuh sebagai satuan pengukuran,

misalnya jari, hasta, kaki, jengkal, dan depa. Namun satuan-satuan tersebut menyulitkan

dalam komunikasi, karena nilainya berbeda-beda untuk setiap orang. Satuan semacam ini

disebut satuan tak baku. Untuk kebutuhan komunikasi, apalagi untuk kepentingan ilmiah,

pengukuran harus menggunakan satuan baku, yaitu satuan pengukuran yang nilainya tetap

dan disepakati secara internasional, misalnya meter, sekon, dan kilogram. Adanya

kemungkinan perbedaan penafsiran terhadap hasil pengukuran dengan berbagai standar

tersebut, memacu para ilmuwan untuk menetapkan suatu sistem satuan internasional yang

digunakan sebagai acuan semua orang di penjuru dunia. Pada tahun 1960, dalam The Eleventh

General Conference on Weights and Measures (Konferensi Umum ke-11 tentang Berat dan

Ukuran) yang diselenggarakan di Paris, ditetapkanlah suatu sistem satuan internasional, yang

disebut sistem SI (Sistem International). Sampai saat ini ada dua jenis satuan yang masih

digunakan, yaitu:

1) Sistem metrik2) Sistem Inggris (imperial sistem)

Sistem metrik dikenal sebagai: meter, kilogram, dan sekon (disingkat MKS), system

Inggris dikenal sebagai: foot, pound dan second (disingkat FPS). Dalam Sistem Internasional

dikenal dua besaran yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran

yang satuannya ditetapkan lebih dulu atau besaran yang satuannya didefinisikan sendiri

berdasarkan hasil konferensi internasional mengenai berat dan ukuran. Berdasar Konferensi

Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, besaran pokok ada tujuh, yaitu

panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, temperatur, jumlah zat, dan intensitas cahaya. Tabel

1.1 menunjukkan tujuh besaran pokok tersebut beserta satuan dan dimensinya.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 2

Tabel 1.1 Besaran Pokok dan Satuannya dalam SI

Dua satuan SI tanpa dimensi adalah Radian (rad) dan Steradian (sr).

Besaran turunan adalah besaran yang dapat diturunkan atau diperoleh dari besaran-

besaran pokok. Satuan besaran turunan diperoleh dari satuan-satuan besaran pokok yang

menurunkannya, seperti terlihat dalam Tabel 1.2.

Tabel 1.2. Contoh besaran turunan

Standar Satuan Besaran1) Panjang

Panjang adalah dimensi suatu benda yang menyatakan jarak antar ujung. Panjang dapat dibagi menjadi tinggi, yaitu jarak vertikal, serta lebar, yaitu jarak dari satu sisi ke sisi yang lain, diukur pada sudut tegak lurus terhadap panjang benda. Dalam ilmu fisika dan teknik, kata "panjang" biasanya digunakan secara sinonim dengan "jarak", dengan simbol "l" atau "L" (singkatan dari bahasa Inggris length).

Panjang adalah ukuran satu dimensi, sedangkan luas adalah ukuran dua dimensi (pangkat dua dari panjang) dan volume adalah ukuran tiga dimensi (pangkat tiga dari panjang). Dalam hampir semua sistem pengukuran, panjang adalah satuan fundamental yang digunakan untuk menurunkan satuan-satuan lainnya.

Meter Meter adalah satuan dasar untuk ukuran panjang dalam sistem SI. Satuan ini didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh dalam perjalanan cahaya di ruang hampa (vakum) selama 1/299.792.458 detik. Satuan meter disingkat menggunakan simbol m. Meter bisa ditulis sebagai metre dalam bahasa Inggris, atau meter dengan ejaan Amerika.

Patut diperhatikan bahwa definisi meter sebagai satuan dasar panjang adalah bergantung dari definisi detik, seperti yang ditunjukan oleh persamaan di atas.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 3

Penggandaan

Awalan yang sering digunakan untuk kelipatan meter adalah sebagai berikut.

a) 10-12 meter = pikometer (pm, dari picometer)b) 10-9 meter = nanometer (nm), dari sini muncul istilah nanoteknologi, karena berkaitan

dengan material berukuran dalam kisaran satuan nanometerc) 10-6 meter = mikrometer (μm)d) 10-3 meter = milimeter (mm)e) 10-2 meter = sentimeter (cm, dari centimeter)f) 10-1 meter = desimeter (dm)g) 101 meter = dekameter (dam, dari decameter)h) 102 meter = hektometer (hm, dari hectometer)i) 103 meter = kilometer (km)j) 106 meter = megameter (Mm)k) 109 meter = gigameter (Gm)l) 1012 meter = terameter (Tm)

2. Massa Massa(berasal dari bahasa Yunani μάζα) adalah suatu sifat fisika dari suatu benda yang

digunakan untuk menjelaskan berbagai perilaku objek yang terpantau. Dalam kegunaan sehari-hari, massa biasanya disinonimkan dengn berat. Namun menurut pemahaman ilmiah modern, berat suatu objek diakibatkan oleh interaksi massa dengan medan gravitasi.

Satuan-satuan massa :

Alat yang digunakan untuk mengukur massa biasanya adalah timbangan. Dalam satuan SI, massa diukur dalam satuan kilogram, kg. Terdapat pula berbagai satuan-satuan massa lainnya, misalnya:

gram: 1 g = 0,001 kg (1000 g = 1 kg) ton: 1 ton = 1000 kg MeV/c2 (Umumnya digunakan untuk mengalamatkan massa partikel subatom.)

Pada situasi normal, berat suatu objek adalah sebanding dengan massanya. Namun pembedaan antara massa dengan berat diperlukan untuk pengukuran berpresisi tinggi. Oleh karena hubungan relativistik antara massa dengan energi, adalah mungkin untuk menggunakan satuan energi untuk mewakili massa. Sebagai contoh, eV normalnya digunakan sebagai satuan massa (kira-kira 1,783×10−36 kg) dalam fisika partikel.

Kilogram

Kilogram (kg), adalah satuan unit SI untuk massa. 1 gram didefinisikan sebagai 1/1000 kilogram.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 4

3. Waktu

Waktu menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (1997) adalah seluruh rangkaian saat ketika proses, perbuatan atau keadaan berada atau berlangsung. Dalam hal ini, skala waktu merupakan interval antara dua buah keadaan/kejadian, atau bisa merupakan lama berlangsungnya suatu kejadian.

Skala

Skala waktu diukur dengan satuan:

detik (sekon) menit jam hari (Senin, Selasa, Rabu, Kamis, Jumat, Sabtu, Minggu) pekan (minggu) bulan (Januari, Februari, Maret, April, Mei, Juni, Juli, Agustus, September, Oktober,

November, Desember) tahun windu dekade (dasawarsa) abad milenium (alaf) dan seterusnya.

Detik

Detik atau Sekon adalah satuan waktu dalam SI (Sistem Internasional, lihat unit SI) yang didefinisikan sebagai durasi selama 9.192.631.770 kali periode radiasi yang berkaitan dengan transisi dari dua tingkat hyperfine dalam keadaan ground state dari atom cesium-133 pada suhu nol kelvin.

Dalam penggunaan yang paling umum, satu detik adalah 1/60 dari satu menit, dan 1/3600 dari satu jam.

4. Arus listrik

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere. Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere (μA) seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi pada petir. Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.

Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional. Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). Secara formal satuan Ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10-7 Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 5

Untuk arus yang konstan, besar arus I dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:

di mana I adalah arus listrik, Q adalah muatan listrik, dan t adalah waktu (time).

Ampere

Dalam fisika, ampere dilambangkan dengan A, adalah satuan SI untuk arus listrik. Satu ampere adalah suatu arus listrik yang mengalir, sedemikian sehingga di antara dua penghantar lurus dengan panjang tak terhingga, dengan penampang yang dapat diabaikan, dan ditempatkan terpisah dengan jarak satu meter dalam vakum, menghasilkan gaya sebesar 2 × 10-7 newton per meter. Satuan ini diambil dari nama André-Marie Ampère, salah satu penemu elektromagnetisme.

5. Temperatur

Temperatur atau Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut. Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan antara satu jenis termometer dengan termometer lainnya mengikuti:

C:R:(F-32) = 5:4:9 dan

K=C + 273.

Alat Ukur Suhu

Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan termometer. Suhu dapat diukur dengan menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol. Kata termometer ini diambil dari dua kata yaitu thermo yang artinya panas dan meter yang artinya mengukur (to measure).

Tipe termometer

Beberapa tipe termometer antara lain:

termometer alkohol termometer basal termometer merkuri termometer oral termometer Galileo termometer infra merah , dll.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 6

Kelvin

Kelvin (simbol: K) adalah skala suhu di mana nol absolut didefinisikan sebagai 0 K. Satuan untuk skala Kelvin adalah kelvin (lambang K), dan merupakan salah satu dari tujuh unit dasar SI. Satuan kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol absolut (ketika gerakan molekuler berhenti), dan satu kelvin adalah pecahan 1/273,16 dari suhu termodinamik triple point air (0,01 °C).

6. Molekul

Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku, sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun dianggap termasuk molekul.

Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering digunakan untuk merujuk pada partikel gas apapun tanpa bergantung pada komposisinya. Menurut definisi ini, atom-atom gas mulia dianggap sebagai molekul walaupun gas-gas tersebut terdiri dari atom tunggal yang tak berikatan.

Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom yang berunsur sama (misalnya oksigen O2), ataupun terdiri dari unsur-unsur berbeda (misalnya air H2O). Atom-atom dan kompleks yang berhubungan secara non-kovalen (misalnya terikat oleh ikatan hidrogen dan ikatan ion) secara umum tidak dianggap sebagai satu molekul tunggal.

Mol

Mol adalah satuan dasar SI yang mengukur jumlah zat. Istilah "mol" pertama kali diciptakan oleh Wilhem Ostwald dalam bahasa Jerman pada tahun 1893, walaupun sebelumnya telah terdapat konsep massa ekuivalen seabad sebelumnya. Istilah mol diperkirakan berasal dari kata bahasa Jerman Molekül. Nama gram atom dan gram molekul juga pernah digunakan dengan artian yang sama dengan mol, namun sekarang sudah tidak digunakan. Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat suatu sistem yang mengandung "entitas elementer" (atom, molekul, ion, elektron) sebanyak atom-atom yang berada dalam 12 gram karbon-12.

Intensitas cahaya

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 7

Rumus konversi suhu kelvin

Konversi dari Ke Rumus

Kelvin Fahrenheit °F = K × 1,8 − 459,67

Fahrenheit kelvin K = (°F + 459,67) / 1,8

Kelvin Celsius °C = K − 273,15

Celsius kelvin K = °C + 273,15

Rumus konversi lainnyaConversion calculator for units of temperature

7. Intensitas Cahaya

Intensitas Cahaya adalah besaran pokok fisika untuk mengukur daya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya pada arah tertentu per satuan sudut. Satuan SI dari intensitas cahaya adalah Candela (Cd). Dalam bidang optika dan fotometri (fotografi), kemampuan mata manusia hanya sensitif dan dapat melihat cahaya dengan panjang gelombang tertentu (spektrum cahaya nampak) yang diukur dalam besaran pokok ini.

Intensitas cahaya monokromatik pada panjang gelombang λ adalah:

di mana

Iv intensitas cahaya dalam satuan Candela,I intensitas radian dalam unit W/sr,

fungsi intesitas standar.

Intensitas cahaya total untuk semua panjang gelombang menjadi:

Candela

Candela (cd) adalah unit SI yang mengukur kekuatan dari sinar bercahaya yang memberikan arah dari suatu sumber yang mengeluarkan radiasi monochromatic sebesar frekuensi 540 x 1012 hertz.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 8

Tambahan

Satuan penting untuk Elemen Mesin

NO BESARAN SIMBOL SATUAN

1 Panjang L m

2 Massa m kg

3 Waktu t s

4 Temperature T K

5 Sudut αβθγ Rad

6 Kecepatan Linier V m/s

7 Percepatan Linier A ms2

8 Kecepatan Sudut w rad/s

9 Percepatan Sudut α rad/s2

10 Massa Jenis ρ Kg/m3

11 Gaya,Berat F,W N

12 Tekanan,Tegangan p, N/m2

13 Kerja,Energi,Enthalpi W,E,H J

14 Daya P W

Keterangan:

1 Newton =1 kgms2

1 Joule =1 N.m

1 W =1 N . m

s

g =9.81 ms2

Gaya ialah tarikan atau dorongan yang bekerja pada suatu benda dan menghasilkan

perubahan gerak benda atau deformasi benda.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 9

Berat ialah besar gaya yang dibutuhkan untuk menopang sebuah benda terhadap pengaruh

gravitasi bumi.

Gaya(F) =Massa(m)*pecercepatan(a)

Berat(W) = Massa(m)*gravitasi(g)

Satu newton(1N) adalah gaya yang dibutuhkan untuk menggerakan massa satu kilogram (1kg)

denganb percepatan satu meter per detik kuadrat(1ms2 )

Alfabet Yunani

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 10

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 11

TEGANGAN Pendahuluan

Hukum Newton pertama tentang aksi dan reaksi, bila sebuah balok terletak di atas lantai,

balok akan memberikan aksi pada lantai, demikian pula sebaliknya lantai akan memberikan

reaksi yang sama, sehingga benda dalam keadaan setimbang. Gaya aksi sepusat (F) dan gaya

reaksi (F”) dari bawah akan bekerja pada setiap penampang balok tersebut. Jika kita ambil

penampang A-A dari balok, gaya sepusat (F) yang arahnya ke bawah, dan di bawah

penampang bekerja gaya reaksinya (F”) yang arahnya ke atas.

Pada bidang penampang tersebut, molekul-molekul di atas dan di bawah bidang penampang

A-A saling tekan menekan, maka setiap satuan luas penampang menerima beban sebesar: F/A

Macam-macam gaya (beban)

a) Beban Statis

b) Beban Dinamis

c) Beban Kejut

d) Beban Impact

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 12

Macam-macam TeganganTegangan timbul akibat adanya tekanan, tarikan, bengkokan, dan reaksi. Pada

pembebanan tarik terjadi tegangan tarik, pada pembebanan tekan terjadi tegangan tekan,

begitu pula pada pembebanan yang lain.

1. Tegangan Normal, yang dibagi menjadi 2, yaitu:

a. Tegangan Tarik

b. Tegangan Tekan

2. Tegangan Geser, yang dibagi menjadi 2, yaitu:

a. Tegangan geser lurus

b. Tegangan geser puntir

3. Tegangan Lentur (Lengkung)

4. Tegangan Variable (Dinamis)

I. Tegangan Normal

Tegangan normasl terjadi akibat adanya reaksi yang diberikan pada benda. Jika gaya

dalam diukur dalam N, sedangkan luas penampang dalam m2, maka satuan tegangan

adalah N/m2 atau dyne/cm2.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 13

II. Tegangan Tarik

Tegangan tarik pada umumnya terjadi pada rantai, tali, paku keling, dan lain-lain.

Rantai yang diberi beban W akan mengalami tegangan tarik yang besarnya tergantung pada

beratnya.

III. Tegangan Tekan

Tegangan tekan terjadi bila suatu batang diberi gaya F yang saling berlawanan dan

terletak dalam satu garis gaya. Misalnya, terjadi pada tiang bangunan yang belum mengalami

tekukan, porok sepeda, dan batang torak. Tegangan tekan dapat ditulis:

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 14

IV. Tegangan Geser Lurus

Tegangan geser terjadi jika suatu benda bekerja dengan dua gaya yang berlawanan

arah, tegak lurus sumbu batang, tidak segaris gaya namun pada penampangnya tidak terjadi

momen. Tegangan ini banyak terjadi pada konstruksi. Misalnya: sambungan keling, gunting,

dan sambungan baut.

Tegangan geser terjadi karena adanya gaya radial F yang bekerja pada penampang normal

dengan jarak yang relatif kecil, maka pelengkungan benda diabaikan. Untuk hal ini tegangan

yang terjadi adalah Apabila pada konstruksi mempunyai n buah paku keling, maka sesuai

dengan persamaan dibawah ini tegangan gesernya adalah

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 15

V. Tegangan Geser Puntir

Tegangan puntir sering terjadi pada poros roda gigi dan batang-batang torsi pada

mobil, juga saat melakukan pengeboran. Jadi, merupakan tegangan trangensial.

VI. Tegangan Lentur (Lengkung)

Misalnya, pada poros-poros mesin dan poros roda yang dalam keadaan ditumpu. Jadi,

merupakan tegangan tangensial. Gambar 20.Tegangan lengkung pada batang rocker arm.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 16

VII. Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas adalah hubungan antara tegangan dan regangan, dimana bisa

dirumuskan :

⋿=σε

Dimana :

⋿ : Modulus Elastisitas

σ : Tegangan

ε : Regangan

VIII. Modulus Geser

Modulus Geser didefinisikan sebagai perbandingan tegangan geser dan regangan geser.

Dirumuskan :

G= τφ

Dimana :

G = Modulus geser

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 17

𝜏 = Tegangan geser

φ = Regangan geser

IX. Hubungan Modulus Elastisitas dengan Modulus Geser

G= ⋿2 (1+µ )

Dimana :

G = Modulus Geser

⋿ = Modulus Elastisitas

µ = Bilangan Poisson’s

Adapun Nilai Bilangan Poisson’s Baja : 0,25-0,33

Besi Tuang : 0,23-0,27

Aluminium : 0,32-0,36

X. Faktor Keamanan (SF)Faktor keamanan didefinisikan sebagai sebagai berikut :

a) Perbandingan antara tegangan maksimum dan tegangan kerja aktual atau tegangan ijin.

b) Perbandingan tegangan luluh (σy) dengan tegangan kerja atau tegangan ijin.

c) Perbandingan tegangan ultimate dengan tegangan kerja atau tegangan ijin.

Dalam desain konstruksi mesin, besarnya angka keamanan harus lebih besar dari 1

(satu). Faktor keamanan diberikan agar desain konstruksi dan komponen mesin dengan tujuan

agar desain tersebut mempunyai ketahanan terhadap beban yang diterima. Pemilihan SF harus

didasarkan pada beberapa hal sebagai berikut :

• Jenis beban

• Jenis material

• Proses pembuatan / manufaktur

• Jenis tegangan

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 18

• 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 dapat dilihat

pada Tabel 3.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 19

SAMBUNGAN KELING Pendahuluan

Keling adalah sebuah batang silinder yanga mempunyai bentuk kepala yang melebar. Bagian

batang silinder dari keling itu sendiri disebut shank atau body, dan bagian bawahnya disebut tail,

seperti yang tampak pada gambar di bawah.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 20

Keling digunakan untuk membuat sambungan secara permanen

antara dua buah plat, yang biasanya untuk plat-plat yang tipis.

Sambungan keling ini juga termasuk sambungan permanen, karena

untuk melepasnya harus merusak sambungan itu sendiri, tidak

seperti sambungan semi permanen yang bisa di lepas dengan

mudah, seperti sambungan ulir (mur-baut)

Metode pengelinganFungsi dari sambungan keling adalah untuk membuat hubungan yang kuat dan rapat. Kekuatan

dari sambungan keling itu dibutuhkan untuk menghindari kerusakan sambungan yang disebabkan

karena adanya gaya. Sedangkan kerapatan dibutuhkan untuk menjaga sambungan dari kebocoran,

seperti pada sambungan keling yang terdapat pada kapal boiler, dan mesin bertekanan tinggi yang

lain.

Ketika dua buah plat akan disatukan dengan menggunakan keling seperti pada gambar diatas

bagian (a) kemudian bagian tail keling dipukul menggunakan palu yang berbentuk sebuah

cetakan, maka diameter bodykeling tersebutakan melebar dan memenuhi lubang tersebut, dan

bagian tail akan menjadi point seperti pada gambar (b) (untuk ukuran lubang 1,5mm lebih besar

daripada diameter nominal keling).

Metode pengelingan ini sendiri terbagi menjadi dua, yaitu :

1. Pengelingan dingin : digunakan untuk penyambungan struktural secara umum

2. Pengelingan panas : digunakan untuk penyambungan yang ditujukan tahan bocor

Bahan kelingBahan yang secara umum digunakan sebagai komponen pembuatan keling untuk pemakaian

ringan adalah alumunium. Untukpemakaiansedangadalahbajaklasifikasi IS : 1148 – 1957 dan IS :

1149 – 1957untukstrukturkonstruksidengangayatariktinggi. Sedangkan untuk pemakaian berat

termasuk yang kedapcairandan gas adalahbajaklasifikasi IS : 1990 – 1962 seperti yang

digunakanpada mesin boiler.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 21

Jenis-jenis kepala kelingMenurut standar spesifikasi yang ditetapkan oleh India, kepala keling diklasifikasikan menjadi 3,

yaitu :

1. Kepala keling untuk tujuan umum (diameter dibawah 12mm) berdasarkan

IS : 2155 – 1982

2. Kepala keling untuk tujuan umum (diameter 12mm sampai 48mm) berdasarkan

IS : 1929 - 1982

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 22

Beberapa contoh penggunaan keling dengan tipe kepala yang berbeda :

o Kepala bulat dan jamur digunakan untuk mengeling konstruksi mesin mulai dari pemakaian

ringan sampai berat, seperti pemakaian rumah tangga, jembatan, kereta api, bangunan tingkat

tinggi dan lain-lain.

o Kepala rata terbenam digunakan untuk bangunan kedap air dengan permukaan rata, seperti

kapal(laut / terbang).

o Kepala bulat terbenam digunakan untuk bangunan-bangunan kedap dan tahan tekanan tinggi

fluida, seperti : ketel, tangki dan lain-lain.

o Kepala panci digunakan untuk pemasangan dengan palu tangan.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 23

3. Kepala keling untuk boiler (diameter 12mm sampai 48mm) berdasarkan

IS : 1928 - 1961

Macam Sambungan Keling

• Sambungan keling menurut cara penyambungan platnya dibedakan menjadi 2, yaitu :

1. Lap Joint : merupakan sambunganyangmenempatkanplat yang

akandisambungsalingberimpitandankedua

plattersebutdisambungdenganpakukeling.

2. Butt Joint : merupakan sambungan yang menempatkan kedua ujung plat yang

akandisambungsalingberdekatan, lalukeduaplattersebutditutupdenganbilah

(strap), kemudianmasing-masing

platdisambungkandenganbilahmenggunakanpakukeling. Untuk Butt joint

sendiri masih terbagi menjadi dua macam, yaitu :

a. Single strap riveted but joint : bilah yang digunakan pada sistem

sambungan keling hanya satu sisi saja

b. Double strap riveted butt joint : bilah yang digunakan pada sistem

sambungan keling adalah pada kedua sisinya

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 24

• Sambungan keling menurut jumlah baris paku yang digunakan dibedakan menjadi 2,

yaitu :

1. Single riveted joint : sambunganyang menggunakansatubarispaku keling pada sistem

sambungan

2. Double riveted joint : sambungan yangmenggunakanduabarispaku k eling pada sistem

sambungan

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 25

Istilah pentingBerikut adalah beberapa istilah penting yang harus diketahui dalam hal sambungan keling :

a. Pitch

Merupakan jarak dari pusat keling menuju pusat keling berukuran paralel kepada kampuh.

Biasanya disimbolkan denga huruf p.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 26

b. Diagonal pitch

Merupakan jarak antara pusat-pusat keling dengan garis paku keling saling-silang

yang berdekatan. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pd.

c. Back pitch

Merupakan jarak tegak lurus antara garis-garis pusat dari garis-garis yang berturut-turut.

Biasanya disimbolkan dengan huruf Pb.

d. Margin atau Marginal pitch

Merupakan jarak antara pusat lubang keling ke sudut plat yang terdekat. Biasanya disimbolkan

dengan huruf m.

Kerusakan Sambungan KelingBeberapa kegagalan yang terjadi pada penyambungan keling antara lain :

1. Sobek pada sisi plat

Sebuah sambungan keling dianggap gagal

apabila terjadi sobek pada sisi plat, seperti

yang terlihat pada gambar disamping.

2. Plat sobek pada garis sumbu pengelingan

Mengacu pada tekanan renggang pada plat utama, yang berakibat merobek plat

melalui garis-garis sumbu keling. Dalam kasus ini, kita hanya memikirkan lebar jarak plat,

karena setiap keling mempunyai jarak yang sudah ditentukan.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 27

d : diameter keling (body)

m : jarak pusat keling ke ujung plat

Ketahanan yang dimiliki oleh platuntuk melawan sobekan dikenal dengan istilah

ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan dari sebuah plat.

Ketahanan sobekan atau tarikan dibutuhkan untuk merobek plat per-lebar jarak

dapat dicari dengan rumus :

Pt=A . σt=σ t ( p−d )t

Keterangan :

Pt : gaya tarik (N)

p : jarak keling (mm)

d : diameter keling (mm)

t : ketebalan plat (mm)

σ t : tegangan tarik plat (N/mm2)

Sambungan akan aman apabila P kurang dari . A(Pt>σt)

3. Paku keling yang patah

Plat-plat dihubungkan oleh keling-keling menggunakan tekanan renggang

pada keling, dan jika keling tersebut tidak dapat menolak geseran, maka akan

mematahkan keling sebagaimana terlihat pada gambar dibawah

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 28

Untuk menghitung kekuatan keling terhadap geseran dapat dicari dengan rumus :

• Untuk bidang geser tunggal

Ps=n . π4

. d2 . τ

• Untuk bidang geser ganda

Ps=n .2 . π4

.d2 . τ

Keterangan :

Ps : gaya geser (N)

n : jumlah paku setiap jarak antar paku (p)

d : diameter paku (mm)

τ : tegangan geser yang diijinkan paku (N/mm2)

4. Deformasi lubang oleh tekanan bidang

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 29

Suatu plat yang dikeling memiliki batas tertentu untuk menahan tekanan/tegangan bidang. Jika

besar gaya tekan melebihi yang diijinkan, maka akan terjadi deformasi lubang seperti pada

gambar.

Untuk menghitung besar gaya tekan dapat

digunakan rumus :

Pc=n . d .t . σc

Keterangan :

Ps : gaya tekan bidang (N)

n : jumlah paku setiap jarak antar paku (p)

d : diameter paku (mm)

t : tebal plat (mm)

σ c : tekanan bidang yang diijinkan antara paku dan plat (N/mm2)

Efisiensi SambunganSuatu efisiensi dari sebuah sambungan keling dapat dihitung menggunakan rumus :

η=Beban terkecil yang dapat ditahanKekuatan plat tanpa keling

η=Pt ; P s; atau Pc (terkecil)

p .t .σ t

Keterangan :

Pt ; Ps ; Pc : gaya yang bekerja pada sambungan (N)

p : jarak antar paku (mm)

t : tebal plat (mm)

σ t : tegangan tarik plat (N/mm2)

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 30

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 31

SAMBUNGAN LAS

Sambungan las (welding joint) merupakan jenis sambungan tetap. Sambungan las menghasilkan kekuatan sambungan yang besar.

Proses pengelasan secara umum dibedakan menjadi dua kelompok besar yaitu : Las dengan menggunakan panas saja atau Fusion Welding (cair/lebur) yang meliputi

thermit welding, gas welding atau las karbit/las asitelin dan electric welding (las listrik).

Las dengan menggunakan panas dan tekanan atau Forge Welding (tempa).

Cara kerja pengelasan : Benda kerja yang akan disambung disiapkan terlebih dahulu mengikuti bentuk

sambungan yang diinginkan. Pengelasan dilakukan dengan memanaskan material pengisi (penyambung) sampai

melebur (mencair). Material pengisi berupa material tersendiri (las asitelin) atau berupa elektroda (las

listrik). Setelah didinginkan maka material yang dilas akan tersambung oleh material pengisi.

Tipe Sambungan Las

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 32

A. Lap joint atau fillet joint :overlapping plat, dengan beberapa cara :

Single transverse fillet (las pada satu sisi) :melintang Double transverse fillet (las pada dua sisi) Parallel fillet joint (las paralel)

B. Butt Joint Pengelasan pada bagian ujung dengan ujung dari plat. Pengelasan jenis ini tidak disarankan untuk plat yang tebalnya kurang dari 5mm Untuk plat dengan ketebalan plat (5 – 12,5) mm bentuk ujung yang disarankan

adalah : Tipe V atau U.

C. Angle Joint Pengelasan pada bagian ujung benda dengan permukaan benda lain. Pengelasannya hingga tegak lurus 90o antara ujung benda dengan permukaan benda

lain.

Perhitungan Kekuatan Las

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 33

a. Kekuatan transverse fillet welded joint

Jika :t = tebal lasl = panjang lasan

Throat thickness digambar ditunjukkan BD (t), maka

A = Luas area minimum dari las (throat weld), dapat dicari dengan rumus

, maka

σt = tegangan tarik ijin bahan las.

Tegangan tarik/kekuatan tarik maksimum sambungan las :

Single fillet :

Double fillet :

b. Kekuatan las paralel fillet

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 34

A= throat thickness x length of weld

A= t x lsin 45°

= t x l√2

=0.707 t x l

tsin 45 °

= t√2

=0,707 t

F= t x l√2

x σ t=0,707 t x l x σ t

F=2 t x l√2

x σ t=1,414 t x l xσ t

c. Kekuatan Butt Joint Weld Digunakan untuk beban tekan /kompensi Panjang leg sama dengan throat thickness sama dengan thickness of

plates (t)

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 35

Tegangan Sambungan LasTegangan pada sambungan las, sulit dihitung karena variabel dan parameter

tidak terprediksikan, misalnya :• Homogenitas bahan las/elektroda• Tegangan akibat panas dari las• Perubahan sifat-sifat fisik.

Dalam perhitungan kekuatan diasumsikan bahwa :• Beban terdistribusi merata sepanjang lasan• Tegangan terdistribsi merata

Faktor Konsentrasi Tegangan LasKonsentrasi tegangan (k) untuk static loading and any type of joint, k = 1

Konsentrasi tegangan terjadi akibat penambahan material yang berasal dari material dasar yang mungkin berbeda dengan material utama yang disambung.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 36

SAMBUNGAN ULIR

Sambungan Ulir digunakan pada sambungan yang tidak permanen. Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan. Sambungan Ulir merupakan jenis dari sambungan semi permanent

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 37

(dapat dibongkar pasang). Sambungan ulir terdiri dari 2 (dua) bagian, yaitu baut dimana memiliki ulir di bagian luar dan mur dimana memiliki ulir di bagian dalam.

KEUNTUNGAN DAN KERUGAIAN SAMBUNGAN ULIRDitinjau dari sisi teknik sambungan ulir memiliki keuntungan dan kerugian sebagai

berikut; Keuntungan Sambungan Ulir :

a. Mempunyai reliabilitas (kehandalan) tinggi dalam operasi.b. Sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen.c. Suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapa

kondisi operasi.d. Lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien.

Kerugian Sambungan UlirA. Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai

kondisi beban

Istilah-istilah dalam ulir terlihat pada gambar di bawah ini :

Major diameterDiameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup ditentukan oleh diameter ini, juga disebut diameter luar atau diameter nominal.

Minor diameterBagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar, disebut juga sebagai core

atau diameter root.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 38

Pitch diameterDisebut juga diameter efektif, merupakan bagian yang berhubungan antara baut dan

mur. Pitch

Jarak dari satu ujung ulir ke ujung ulir berikutnya. Juga dapat diartikan jarak yang ditempuh ulir dalam satu kali putaran.

Crest adalah permukaan atas ulir Depth of thread adalah jarak tegak lurus antara permukaan luar dan dalam dari ulir. Flank adalah permukaan ulir Angle of thread adalah sudut yang terbentuk dari ulir Slope Ini adalah setengah pitch

JENIS-JENIS DAN BENTUK ULIR

A. British standard whitworth (BSW) threatMata Ulir berbentu segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, automobile. Seperti

gambar 5.2.

B. British Association (BA) threatMata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul. Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan

yang presisi. Seperti gambar 5.3.

C. American national standard thread.Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar. Ulir ini digunakan untuk tujuan

umum misalnya pada baut, mur, dan sekrup. Seperti gambar 5.4.

D. Unified standard thread.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 39

Tiga negara yakni, Inggris, Kanada dan Amerika Serikat melakukan perjanjian untuk sistem ulir sekrup yang sama yaitu dengan sudut termasuk 60°, dalam rangka memfasilitasi pertukaran mesin. Ulir ini memiliki puncak dan akar yang bulat, seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.5.

E. Square threatMata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves.

Seperti gambar 5.6.

F. Acme threatMata Ulir berbentuk Trapesium. Aplikasi : cutting lathe, brass valves. Seperti gambar 5.7.

G. Knuckle threatMata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini digunakan

untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan gerbong kereta api, dan botol kaca. Seperti gambar 5.8.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 40

H. Metric threatMerupakan ulir standar India dan mirip dengan ulir BSW. Ini memiliki sudut 60 °. Profil

dasar ulir ditunjukkan pada Gambar. 5.9 dan profil desain mur dan baut ditunjukkan pada Gambar. 5.10.

I. Buttress threatMata Ulir berbentuk Gergaji Aplikasi : Mentransmisikan daya pada satu arah, bench vices .

Seperti gambar dibawah ini

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 41

TIPE UMUM PENYAMBUNGAN ULIR

1. Through boltMerupakan jenis penyambungan yang digunakan untuk menyambung dua bagian atau

lebih dengan cara dijepit menggunakan mur dan baut. Lubang material yang akan disambung harus sesuai dengan ukutan baut sehingga beban yang dapat ditahan oleh baut dapat maksimal. seperti ditunjukkan pada gambar. 5.10(a).

2. StudsMerupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana mur diikat langsung

pada material, seperti ditunjukkan pada gambar. 5.10(b).

3. Tap BoltMerupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana salah satu ujung

mur mengikat pada material dan ujung lainnya diikat dengan baut, seperti yang ditunjukkan pada gambar. 5.10 (c).

BENTUK KEPALA MUR/BAUT

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 42

PENGUNCIAN MUR/BAUTUmumnya mur dan baut akan tetap kencang di bawah beban statis, tapi banyak ikatan

mur dan baut menjadi longgar di bawah beban variabel atau ketika mesin mengalami getaran. Mengendurnya baut/mur ini sangat berbahaya dan harus dicegah. Untuk mencegah hal ini, sejumlah besar metode penguncian perangkat telah diterapkan, beberapa di antaranya adalah :

1. Jam nut or lock nut.Perangkat penguncian yang paling umum adalah mengunci mur. Metode ini menggunakan

dua buah mur dimana mur bagian atas adalah sebagai penguncinya. Seperti ditunjukkan pada gambar 5.12.

2. Castle nut.Mur berbentuk heksagonal dengan bagian atas berbentuk silinder yang memiliki slot,

seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.12. Pin melewati dua slot pada mur dan sebuah lubang pada baut, biasanya digunakan pada kondisi yang tiba-tiba mengalami guncangan dan getaran yang cukup besar seperti di industri otomotif.

3. Sawn nut.

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 43

Memiliki slot setengah mur, seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.13 dimana mur diperkuat dengan sekrup kecil yang menghasilkan lebih banyak gesekan antara mur dan baut. Hal ini mencegah mengendurnya mur.

4. Locking with pin.Mur dapat dikunci dengan menggunakan pin atau pasak lancip melewati tengah mur

seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.14. (a). Tapi pin juga sering digunakan diatas dari mur, yaitu dimasukkan pada lubang baut, seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.14. (b).

5. Locking with plate.Mur bisa disesuaikan dan kemudian dikunci melalui interval sudut 30° dengan

menggunakan plat. Plat penguncian ditunjukkan pada gambar 5.15.6. Spring lock washer

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 44

Mur dapat dikunci dengan menggunakan pegas cincin yang pipih, pegas dapat meningkatkan ketahanan sehingga mur tidak mudah untuk mengendur seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.16.

Standard Dimensi Ukuran Sekrup Untuk Ulir Kasar dan Halus

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 45

ANALISIS SAMBUNGAN ULIR

Jenis – jenis tegangan :Tegangan pada ulir disebabkan karena :

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 46

a. Tegangan internal atau tegangan sisa dikarenakan penambahan gaya pada saat pengencangan ulir

b. Tegangan dikarenakan beban eksternalc. Kombinasi dari keduanya

A. Tegangan Internal (Internal Stress)Tegangan internal meliputi tegangan – tegangan sebagai berikut :

1. Tegangan tarik dikarenakan pengencangan bautBila sampel diberikan beban awal sehingga cukup tegang tetapi tidak mengalami

kemuluran, maka dapat dikatakan bahwa bahan dalam keadaan ‘standard initial tension’. Baut dirancang berdasarkan tegangan tarik langsung dengan faktor keamanan yang besar. initial tension baut berdasarkan eksperimen, dapat ditemukan melalui hubungan :

(digunakan untuk sambungan pada penggunaan zat cair/pada bendabertemperature tinggi)

Dimana :Pi = initial tension baut (N)d = diameter nominal (mm)

ketika sambungan tidak membutuhkan sekencang ketika untuk sambungan pada fluida, maka initial tension dalam baut dapat dikurangi menjadi setengah dari nilai di atas, yaitu :

(digunakan pada sambungan pada pengunaan non zat cair/pada benda

pada umumnya)

Diketahui juga initial tension pada baut :

Baut diameter kecil dapat saja gagal dalam proses pengencangan, sehingga baut diameter lebih kecil (kurang dari M 16 atau M 18) tidak diperbolehkan digunakan dalam sambungan pada fluida. Jika baut awalnya pada kondisi tanpa tegangan, maka beban aksial maksimum yang aman yang dapat diterapkan pada baut adalah :

Area tegangan dapat diperoleh dari Tabel 5.1 atau dapat juga dicari dengan menggunakan hubungan :

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 47

Pi=2840 d N

Pi=1420 d N

P = tegangan ijin × luas penampang (area tegangan)

Dimana :A = stress area (luas bidang tarik)σt = tegangan ijin (Pa)dp = diameter pitch (mm)dc = diameter minor (mm)

2. Tegangan geser torsionalTegangan geser torsi selama pengencangan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan torsi, yaitu :

Dimana :τ = tegangan geser torsi,T = torsi yang diterapkan, dandc = diameter minor (mm)

3. Tegangan geser sepanjang ulir.Tegangan geser pada sekrup (τs) diperoleh dengan menggunakan hubungan :

Dimana :P = beban maksimumb = lebar ulirn = jumlah ulir

Tegangan geser pada mur adalah

Dimana d adalah diameter mayor

B. Tegangan EksternalPengaruh beban eksternal menyebabkan timbunya :

• tegangan tarik• tegangan geser• kombinasi keduanya

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 48

1. Tegangan tarikBaut biasanya membawa beban searah sumbu baut yang mengakibatkan tegangan

tarik pada baut. Jika dc = diameter minor, danσt = tegangan tarik yg dijinkan.

Beban eksternal yang diterapkan adalah,

Jika sambungan menggunakan n baut, maka :

2. Tegangan GeserKadang-kadang, baut digunakan untuk mencegah gerakan relative dari dua atau lebih

bagian, seperti dalam kasus kopling flens, sehingga menyebabkan tegangan geser pada baut. Tegangan geser ini sedapat mungkin untuk dihindari.

Jika Fs = gaya geserd = diameter mayor baut, dann = Jumlah baut.

Beban geser yang dialami oleh baut adalah :

3. Tegangan kombinasiHubungan antara tegangan tarik dengan tegangan geser adalah :Tegangan geser maksimum :

Tegangan tarik maksimum :

D3 TEKNIK MESIN SEKOLAH VOKASI UGM 49