A. SAMBUNGAN LAS

Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara memanaskan sampai suhu

lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan pengisi. Sistem sambungan las ini

termasuk jenis sambungan tetap dimana pada konstruksi dan alat permesinan, sambungan las

ini sangat banyak digunakan. Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 jenis las

yaitu :

a) Las Karbid ( Las OTOGEN ) yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar

dari gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las

ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi sekunder, seperti ; pagar

besi, teralis dan sebagainya.

b) Las Listrik ( Las LUMER ) Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk

pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu

kabel dihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan

dengan tang penjepit batang las / elektrode las. Jika elektrode las tersebut didekatkan

pada benda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang dapat

melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga ikut melebur ujungnya yang

sekaligus menjadi pengisi pada celah sambungan las. Karena elektrode / batang las

ikut melebur maka lama-lama habis dan harus diganti dengan elektrode yang lain.

Dalam perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu

21/2 mm, 31/4 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm. Untuk konstruksi baja yang

bersifat strukturil (memikul beban konstruksi) maka sambungan las tidak diijinkan

menggunakan las Otogen, tetapi harus dikerjakan dengan las listrik dan harus

dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional.

Keuntungan sambungan las :

a) Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu

dengan lebih kokoh (lebih sempurna).

b) Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.

c) Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan.

d) Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang

dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi.

e) Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubang-lubang baut, tak

perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya ).

f) Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya

utuh.

Kekurangan sambungan las :

a) Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika

pengelasannya baik maka keuatan sambungan akan baik, tetapi jika pengelasannya

jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik bahkan

membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las cacat lambat laun

akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan akhirnya bangunan dapat runtuh

yang menyebabkan kerugian materi yang tidak sedikit bahkan juga korban jiwa. Oleh

karena itu untuk konstruksi bangunan berat seperti jembatan jalan raya / kereta api di

Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las.

b) Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang.

Jenis sambungan las :

Terdapat lima jenis sambungan yang biasa digunakan untuk menyatukan dua bagian

benda logam, seperti dapat dilihat dalam berikut :

Gambar jenis sambungan yang biasa digunakan dalam proses pengelasan

Keterangan :

a) Sambungan tumpu (butt joint), kedua bagian benda yang akan disambung

diletakkan pada bidang datar yang sama dan disambung pada kedua ujungnya.

b) Sambungan sudut (corner joint), kedua bagian benda yang akan disambung

membentuk sudut siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut.

c) Sambungan tumpang (lap joint), bagian benda yang akan disambung saling

menumpang (overlapping) satu sama lainnya.

d) Sambungan T (tee joint), satu bagian diletakkan tegak lurus pada bagian yang lain

dan membentuk huruf T yang terbalik.

e) Sambungan tekuk (edge joint), sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua bagian yang akan

disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan yang

sejajar tersebut.

Setiap jenis sambungan yang disebutkan di atas dapat dibuat dengan pengelasan. Proses

penyambungan yang lain dapat juga digunakan, tetapi pengelasan merupakan metoden

penyambungan yang paling universal. Berdasarkan geometrinya, las-an dapat dikelompokkan

sebagai berikut :

a) Lasan jalur (fillet weld), digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut,

sambungan tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi

digunakan untuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk segitiga siku-

siku.

Gambar Beberapa bentuk las-an jalur

b) Lasan alur (groove welds); ujung bagian yang akan disambung dibuat alur dalam

bentuk persegi, serong (bevel), V, U, dan J pada sisi tunggal atau ganda, seperti dapat

dilihat dalam gambar di bawah, pengisi digunakan untuk mengisi sambungan, yang

biasanya dilakukan dengan pengelasan busur dan pengelasan gas.

Gambar Beberapa bentuk las-an alur

c) Lasa sumbat dan las-an slot (plug and slot welds), digunakan untuk menyambung

pelat datar seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah, dengan membuat satu lubang

atau lebih atau slot pada bagian pelat yang diletakkan paling atas, dan kemudian

mengisi lubang tersebut dengan logam pengisi sehingga kedua bagian pelat melumer

menjadi satu.

Gambar (a) Las-an sumbat dan (b) las-an slot

d) Lasan titik dan las-an kampuh (spot and seam welds), digunakan untuk sambungan

tumpang seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah. Las-an titik adalah manik las

yang kecil antara permukaan lembaran atau pelat. Las-an titik diperoleh dari hasil

pengelasan resistansi listrik. Las-an kampuh hampir sama dengan las-an titik, tetapi

las-an kampuh lebih kontinu dibandingkan dengan las-an titik.

Gambar (a) Las-an titik dan (b) las-an kampuh

e) Lasan lekuk dan las-an rata (flange and surfacing welds), Las-an lekuk dibuat

pada ujung dua atau lebih bagian yang akan disambung, biasanya merupakan

lembaran logam atau pelat tipis, paling sedikit satu bagian ditekuk. Las-an datar tidak

digunakan untuk menyambung bagian benda, tetapi merupakan lapisan penyakang

(ganjal) logam pada permukaan bagian dasar.

Gambar (a) Las-an lekuk dan (b) las-an rata

Ciri-ciri Penyambungan Pengelasan Lebur

Pada umumnya sambungan las diawali dengan meleburnya di daerah sekitar

pengelasan. Sepertiditunjukkan dalam gambar, sambungan las yang di dalamnya telah

ditambahkan logam pengisi terdiri dari beberapa daerah (zone) :

a) Daerah lebur

Terdiri dari campuran antara logam pengisi dengan logam dasar yang telah melebur

secara keseluruhan. Daerah ini memiliki derajat homogenitas yang paling tinggi

diantara daerah-daerah lainnya. Struktur yang dihasilkan pada daerah ini berbentuk

butir kolumnar yang kasar seperti ditunjukkan dalam gambar.

Gambar Penampang melintang penyambungan pengelasan lebur

b) Daerah antarmuka las

Merupakan daerah sempit berbentuk pita (band) yang memisahkan antara daerah

lebur dengan Haz . Daerah ini terdiri dari logam dasar yang melebur secara

keseluruhan atau sebagian, yang segera menjadi padat kembali sebelum terjadi proses

pencampuran.

c) HAZ (Heat Affected Zone)

Logam pada daerah ini mendapat pengaruh panas dengan suhu di bawah titik lebur,

tetapi cukup tinggi untuk merubah mikrostruktur logam padat. Komposisi kimia pada

HAZ sama dengan logam dasar, tetapi akibat panas yang dialami telah merubah

mikrostrukturnya, sehingga sifat mekaniknya mengalami perubahan pula dan pada

umumnya merupakan pengaruh yang negatif karena pada daerah ini sering terjadi

kerusakan (mudah patah/retak).

d) Daerah logam dasar tanpa pengaruh panas

Daerah ini tidak menagalami perubahan metalurgi, tetapi karena dikelilingi oleh Haz

maka daerah ini memiliki tegangan sisa yang besar akibat adanya penyusutan dalam

daerah lebur, sehingga mengurangi kekuatannya. Untuk menghilangkan tegangan sisa

tersebut biasa dilakukan perlakuan panas (heat treatment) yaitu memanaskan kembali

daerah las-an tersebut hingga temperatur tertentu, kemudian temperatur dipertahankan

dalam beberapa waktu tertentu, selanjutnya didinginkan secara perlahan.

Aturan dan Prinsip Las

a) Panjang netto las tidak boleh kurang dari 40 mm atau 8 a 10 kali tebal las.

b) Panjang netto las tidak boleh lebih dari 40 kali tebal las. Kalau diperlukan panjang

netto las yang lebih dari 40 kali tebal las, sebaiknya dibuat las yang terputus-putus.

c) Untuk las terputus pada batang tekan, jarak bagian-bagian las itu tidak boleh melebihi

16 t atau 30 cm. Sedangkan pada batang tarik, jarak itu tidak boleh melebihi 24 t atau

30 cm, dimana t adalah tebal terkecil dari elemen yang dilas.

d) Tebal las sudut tidak boleh lebih dari ½ t (2)1/2

Perencanaan sambungan las

Las sudut sering digunakan dan dipakai pada semua struktur.

Tebal las biasanya berukuran 1 mm dan kelipatannya.

Las sudut dapat dibebani pada berbagai arah geser, tekan atau tarik. Oleh karena itu

las tersebut selalu gagal pada geser.

Kegagalan geser pada las sudut terjadi sepanjang bidang kritis las yang dilalui.

Teg. geser dari las sudut sepanjang L yang menerima beban P yakni := 0,707 Kapasitas geser las adalah Rn dimana := 0,707

ɸ = 0,75 0,707dimana : ɸ = 0,75

Dimana fw = tegangan geser ultimit electroda = 0,6 x kuat tarik electroda las

(tergantung pada electrode yang digunakan pada proses SMAW)

Kuat tarik dari electroda las antara lain ; 413, 482, 551, 620, 688, 758, atau 827 MPa.

Terminologi standar electrode las yang dipakai adalah E60XX, E70XX, E80XX, dan

seterusnya.

Tegangan geser las sudut :

Kondisi batas las sudut ditentukan oleh :

a) Patahan geser pada lintasan kritis atau kuat geser las

ɸ = ɸ

Untuk kaki las sudut yang sama (equal):

ɸ = ɸ (0,707 )b) Kemampuan geser base metal atau pelat : ɸ Rn = 0.9 x 0.6 Fy x Luas base

metal yang menerima geser dimana Fy = Tegangan leleh pada base metal.

Kuat geser las menerima beban adalah : Vn = 0.75 x (0.707 a) x Lw x fw > T

Perhitungan Kekuatan

Pembebanan Tarik, Tekan atau Geser

Tegangan yang terjadi pada sambungan

w = F/Aw (N/mm2)

w = F/Aw (N/mm2)

Sambungan kuat bila

w = F/Aw= F/(a.l) wijin (N/mm2)

w = F/Aw = F/(a.l) wijin (N/mm2)

Dimana:

F = beban yang diterima sambungan (N)

Aw = (a.l) = Luas sambungan las (mm)

a = tinggi las (mm) dan; l =panjang sambungan (mm)

wijin , wijin = tegangan ijin material sambungan (N/mm2)

Pembebanan Lengkung

Tegangan lengkung wb yang terjadi pada sambungan

wb = Mb/Ww wbijin (N/mm2)

Mb = momen lengkung yang terjadi pada sambungan (Nmm)

Ww = momen tahanan luas sambungan las (mm3)

= 2.(1/6) a.h2 (untuk sambungan 2 sisi, gambar)

= (D4 – d4)/10.D (untuk sambungan poros )

Untuk sambungan gabungan, maka berlaku:

Ww = Iw/ y; Iw = Iw1 + Iw2 + Iw3 + …..

Pembebanan Gabungan

Bila beberapa tegangan normal bekerja sekaligus pada sambungan, maka tegangan

normal maksimum adalah:

wmax = [wb + t ( c ) ] wijin (N/mm2)

Bila sekaligus bekerja tegangan normal dan geser, maka tegangan equivalent yang

terjadi pada sambungan, adalah:

wv = (w2

+ w2) wijin (N/mm2)

Beban Torsi/Puntir

Pada pembebanan torsi, sambungan akan menerima tegangan torsi, yaitu:

w = Mt/Wwp wijin (N/mm2)

Dimana:

Mt = momen torsi yang terjadi pada sambungan (Nmm)

Wwp = momen tahanan sambungan las (mm3)

= (D4-d4)/(5.D)

Beban Gabungan

– Bila beban gabungan terdiri dari beban normal (mis. Tarik dengan lengkung),

maka perhitungan kekuatan sama seperti pada konstruksi baja

– Bila yang bekerja beban normal dan beban geser, maka perhitungan kekuatan

adalah sebagai berikut:

wv = (w2 + 2.w2) wijin (N/mm2)

Dimana:

wv = tegangan gabungan (N/mm2)

wv = Tegangan geser pada sambungan (N/mm2)

wijin = Tegangan ijin sambungan las (N/mm2)

Tegangan Ijin (Ijin)

Tegangan ijin pada pembebanan dinamis pada komponen mesin adalah sebagai

berikut:

wijin atau (wijin) = (D atau(D).b1.b2) / Sf (N/mm2)

Dimana:

wijin atau (wijin) = masing-masing tegangan normal & geser ijin sambungan las

(N/mm2)

b1 = faktor pelemahan sambungan (0,75 -1)

b2 = faktor kualitas sambungan (kls I: b2 = 1; kls II: b2 = 0,8; kls III: b2 = 0,5)

B. 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

(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.

FUNGSI SAMBUNGAN ULIR

Dilihat dari kontruksi yang memiliki ulir (yang dapat di bongkar pasang) sambungan

ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu:

Digunakan pada bagian mesin yang memerlukan sambungan dan pelepasan

tanpa merusak bagian mesin.

Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau perawatan.

KEUNTUNGAN DAN KERUGAIAN SAMBUNGAN ULIR

Ditinjau dari sisi teknik sambungan ulir memiliki keuntungan dan kerugian

sebagai berikut;

Keuntungan Sambungan Ulir :

1. Mempunyai reliabilitas (kehandalan) tinggi dalam operasi.

2. Sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen.

3. Suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapa

kondisi operasi.

4. Lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien.

Kerugian Sambungan Ulir :

Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai

kondisi beban.

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

Gambar Model Ulir

Major diameter : Diameter 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 diameter : Bagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar, disebut

juga sebagai core atau diameter root.

Pitch diameter : Disebut 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 : permukaan atas ulir

Depth of thread : jarak tegak lurus antara permukaan luar dan dalam dari ulir.

Flank : permukaan ulir

Angle of thread : sudut yang terbentuk dari ulir

Slope Ini : setengah pitch

Jenis-Jenis Dan Bentuk Ulir

a). British standard whitworth (BSW) threat

Mata Ulir berbentu segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, automobile

b). British Association (BA) threat

Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul. Aplikasi : Untuk mengulir

pekerjaan yang presisi.

c). American national standard thread.

Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar. Ulir ini digunakan untuk

tujuan umum misalnya pada baut, mur, dan sekrup.

d). Unified standard thread.

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 threat

Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves.

f). Acme threat

Mata Ulir berbentuk Trapesium. Aplikasi : cutting lathe, brass valves.

g). Knuckle threat

Mata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini

digunakan untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan gerbong

kereta api, dan botol kaca.

h). Ulir Metrics

Merupakan 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. 5.11.

TIPE UMUM PENYAMBUNGAN ULIR

1. Through bolt

Merupakan 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.

2. Tap Bolt

Merupakan 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 (b).

3. Studs

Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana mur diikat

langsung pada material, seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.10(c).

Bentuk Kepala Mur/Baut

PENGUNCIAN MUR/BAUT

Umumnya 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.

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. 11,19 (a). Tapi pin juga sering digunakan

diatas dari mur, yaitu dimasukkan pada lubang baut, seperti ditunjukkan pada

Gambar. 11,19 (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

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.

ANALISIS SAMBUNGAN ULIR Jenis – jenis tegangan :

Tegangan pada ulir disebabkan karena :

a. Tegangan internal atau tegangan sisa dikarenakan penambahan gaya pada

saat pengencangan ulir

b. Tegangan dikarenakan beban eksternal

c. Kombinasi dari keduanya

A. Tegangan Internal (Internal Stress)

Tegangan internal meliputi tegangan – tegangan sebagai berikut :

1. Tegangan tarik dikarenakan pengencangan baut

Bila 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 )

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 untuk sambungan pada penggunaan non zat cair )

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 :

P = tegangan ijin × luas penampang (area tegangan)

area tegangan dapat diperoleh dari Tabel 5.1 atau dapat juga dicari dengan

menggunakan hubungan :

Dimana :

A = stress area (luas bidang tarik)

σt = tegangan ijin (Pa)

dp = diameter pitch (mm)

dc = diameter minor (mm)

2. Tegangan geser torsional

Tegangan geser torsi selama pengencangan dapat diperoleh dengan

menggunakan persamaan torsi, yaitu :

Dimana :

τ = tegangan geser torsi,

T = torsi yang diterapkan, dan dc = diameter minor (mm)

3. Tegangan geser sepanjang ulir.

Tegangan geser pada sekrup (τs) diperoleh dengan menggunakan hubungan :

Dimana :

P = beban maksimum

b = lebar ulir

n = jumlah ulir

tegangan geser pada mur adalah

Dimana d adalah diameter mayor

Contoh permasalahan

1. Tentukan beban tarik yang aman untuk baut M 30, dengan asumsi tegangan

tarik yang diijinkan 42 MPa.

Jawab :

Dari Tabel 5.1, luas penampang untuk baut M 30 adalah 561 mm2.

Maka,

Beban tarik yang aman = luas penampang × σt

= 561 × 42 = 23.562 N F

= 23,562 kN

2. Dua bagian mesin disatukan dengan baut berukuran diameter 24 mm.

Tentukan tegangan yang di terima oleh baut pada saat pengencangan awal. Dari

Tabel 5.1 diameter minor yang sesuai untuk M 24 adalah dc = 20,32 mm. Initial

tension pada baut :

Sehingga,

B. Tegangan dikarenakan beban Eksternal

Pengaruh beban eksternal menyebabkan timbunya :

- tegangan tarik

- tegangan geser

- kombinasi keduanya

1. Tegangan tarik

Baut biasanya membawa beban searah sumbu baut yang mengakibatkan

tegangan tarik pada baut.

Jika dc = diameter minor, dan

σt = tegangan tarik yg dijinkan

Beban eksternal yang diterapkan adalah,

Jika sambungan menggunakan n baut, maka :

2. Tegangan Geser

Kadang-kadang, baut digunakan untuk mencegah gerakan relatif dari dua atau

lebih bagian, sepert dalam kasus kopling flens, sehingga menyebabkan

tegangan geser pada baut. Teganga geser ini sedapat mungkin untuk dihindari.

Jika d = diameter mayor

baut, dan n = Jumlah baut.

Beban geser yang dialami oleh baut adalah :

Dapat juga dicari dengan

Dimana T = torsi

3. Tegangan kombinasi

Hubungan antara tegangan tarik dengan tegangan geser adalah :

Tegangan geser maksimum :

Tegangan tarik maksimum :

Kombinasi tegangan Tarik dan Geser

Apabila terjadi kombinasi beban internal dan eksternal, maka beban tersebut

dijumlahkan sesuai dengan arahnya yang menyebabkan terjadinya tegangan

masing-masing.

Beban Eksentrik

Ada banyak aplikasi sambungan baut yang dikenakan pembebanan eksentrik.

Pembebanan eksentrik bisa saja :

1. Sejajar dengan sumbu baut,

2. Tegak lurus sumbu baut.

Kasus 1 (arah beban searah baut)

Sebuah braket mempunyai dasar persegi panjang disatukan ke dinding dengan

menggunakan empat baut seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.19. Beban maupun

momen yang terjadi adalah :

1. Beban tarik secara langsung pada masing-masing baut

n = jumlah baut

W = beban

2. Beban pada tiap-tiap baut yang berjarak L1

dan beban tarik akibat momen

Demikian pula, beban pada setiap baut yang berjarak L2

dan beban tarik akibat momen

3. Total momen baut yang berjarak L1 dan L2

……………………………………..(1)

Dan momen pada bagian tepi ditinjau dari L adalah

……………………………………………………(2)Sehingga dari persamaan (1) dan (2) diperoleh :

atau

4. Baut yang mengalami pembebanan terbesar adalah yangberjarak L2, sehingga Beban tarik terbesar untuk tiap-tiap baut di L2

sebesar :

5. Beban total

6. Jika dc adalah diameter minor dari baut dan σt adalah tegangan tarik

untuk material baut, maka total beban tarik,

Kasus 2 (arah beban tegak lurus arah baut)

Sebuah bracket diberi beban seperti gambar diatas akan menimbulkan dua akibat

pembebanan terhadap baut :

1. Beban geser langsung masing-masing baut

Ws = W/n n = jumlah baut

2. Beban tarik akibat momen

beban tarik maksimum terjadi pada baut 3 dan 4 yang besarnya

sehingga diperoleh :

Beban tarik Equivalen :

Dapat juga dicari dengan persamaan :

Beban Geser Equivalen :

dari beban equivalen tersebut digunakan untuk menghitung ukuran baut.