Tugas Pemilihan Bahan Dan Proses Paku Keling [PDF]

Citation preview

TUGAS PEMILIHAN BAHAN DAN PROSES SAMBUNGAN PAKU KELING



Disusun Oleh Nama



: DANDI EFENDI



Prodi



: TEKNIK MESIN



NPM



: 17321023



FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BANDAR LAMPUNG



BAB I Pendahuluan



A.Latar blakang masalah Dalam suatu proses perencanaan, kegiatan rekayasa merupakan kegiatan untuk mendapatkan produk yang lebih baik. Dalam evaluasi biasanya hanya berdasarkan beban statis dalam analisa kegagalan dan hal ini sudah kurang sesuai, minimal juga harus sudah memperhitungkan beban dinamis ( fatigue ) dan pengaruh lingkungan jika perlu. Analisa perambatan retak merupakan salah satu analisa kegagalan terhadap beban fatigue, terutama pada struktur sambungan yang banyak digunakan untuk konstruksi dibidang kelautan dan penerbangan. Dengan berkembangnya teknologi, jumlah angkutan udara di Indonesia semakin meningkat, dari seluruh angkutan udara yang didominasi oleh pesawat terbang, penggunaan sambungan pada struktur pesawat ini masih memegang peranan penting, terutama sambungan keling banyak dijumpai dibagian perut (fuselage), sayap (wing) dan ekor (tail unit) dari pesawat terbang. Beban dinamis yang terjadi pada fuselage paling kritis disebabkan adanya tabrakan turbulensi campuran gas dengan partikel udara terhadap pesawat dan adanya perbedaan tekanan udara di dalam kabin terhadap tekanan udara di luar kabin kapal. Penyambungan bagian satu dengan lainnya pada struktur pesawat terbang diperlukan rivet, struktur akan mengalami pengurangan luasan akibat lubang rivet. Pangaruh adanya lubang rivet menimbulkan konsentrasi tegangan yang menurunkan kekuatan struktur. Hasil inspeksi retak pada pesawat terbang banyak terlihat justru pada bagian sambungan keling ini, banyak ditemukan retak “Multiple Site Damage” (MSD) yang dapat didefinisikan sebagai terjadinya retak-retak yang berasal dari lubang paku keling akibat adanya beban dinamis. Dalam operasinya rivet akan dilepas terlebih dahulu jika terjadi kerusakan, akibatnya konstruksi menjadi dalam keadaan plat berlubang yang akan mengalami cacat awal yang berupa takikan pada permukaan dalam dari diameter rivet. Sehingga kerusakan ini perlu ditinjauan lagi apakah mengganggu fungsi struktur secara keseluruhan atau tidak. Hal ini menunjukkan perlunya mengetahui laju perambatan retak pada material tertentu agar umur lelah bisa ditentukan (minimal bisa dipakai untuk memperkirakan umur lelah). Kajian fatigue pada struktur dapat juga dilakukan untuk tahap evaluasi redesain. B. Rumusan masalah Dari hal tertsebut diatas maka timbulah suatu perumusan masalah sebagai berikut : 1. Mengetahu fungsi dari sambungan keling ? 2. . mengetahui kelebihan dan kekurangan dari sambungan keling ?



C. Maksud dan tujuan



maksud dan tujuan dari penyusunan makalah yang bertema sambungan keling adalah : 1. pemahaman terhadap sambungan keling. 2.



Melengkapi tugas mata kuliah Tugas Elemen Mesin 1.



D. Manfaat Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah : 1. menambah pustaka dalam diri tentang elemen mesin kususnya sambungan keling. 2. Pemblajaran ilmu tentang sebuah penyusunan karya tulis ilmia



BAB II LANDASAN TEORI A. SAMBUNGAN KELING Dalam konstruksi bangunan, jembatan, ataupun pembuatan kerangka alat transportasi dan perlengkapannya, terdapat berbagai macam sambungan. Dari sekian banyak metode sambungan yang di gunakan salah satunya adalah sambungan keling. Sambungan keling termasuk sambungan tetap yaitu sambungan yang sulit untuk di lepas tanpa merusak benda yang di sambung atau alat penyambungnya. Metode pengelingan banyak di aplikasikan pada konstruksi jembatan, lambung kapal, dan perlengkapan alat transportasi lainnya. Dalam sambungan keling komponen utama yang di gunakan sebagai alat penyambung adalah paku keling. Paku keling mepunyai bentuk dari berbagi jenis bahan dan kegunaan sambungan keling tersebut. Penyambungan dengan paku keling dilakukan untuk menyambung pelat secara permanen. Sambungan ini biasanya di aplikasikan pada struktur baja, tangki, boiler, pesawat terbang dan alat-alat rumah tangga. Bahan baku paku keling yang biasanya di gunakana adalah baja, kuningan, alumunium, dan tembaga. Untuk sambungan yang membutuhkan kekuatan dan kerapatan, seperti pada boiler dan lambung kapal, digunakan paku keling dari baja 1. JENIS - JENIS SAMBUNGAN KELING 1.1 Berdasarkan penyambungan pelatnya, sambungan paku keling dikelompokkan sebagai : i. Sambungan berimpit ( lap joint) adalah sambungan yang menempatkan pelat yang akan disambung saling berimpitan dan kedua pelat tersebut disambung dengan paku keling. ii. Sambungan bilah (butt joint) adalah sambungan yang menempatkan kedua ujung pelat yang akan disambung saling berdekatan, lalu kedua pelat tersebut ditutup dengan bilah (strap), kemudian masingmasing pelat disambungkan dengan bilah menggunakan paku keling. Sambungan bilah terdiri dari dua jenis, yaitu : ·



Sambungan bilah tunggal (single strap riveted butt joint)



·



Sambungan bilah ganda (double strap riveted butt joint)



(sambungan bilah tunggal)



(sambungan bilah ganda)



1.2 Berdasarkan Jumlah Baris Paku Yang Digunakan, Sambungan Paku Keling Dibedakan Sebagai : i.



Sambungan baris tunggal (single riveted joint).



Pada sambungan berimpit, sambungan baris tunggal adalah sambungan yang menggunakan satu baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada sambungan bilah, sambungan baris tunggal adalah sambungan yang menggunakan satu baris paku pada masing-masing sisi. ii.



Sambungan baris ganda (double riveted lap joint)



Pada sambungan berimpit, sambungan baris ganda adalah sambungan yang menggunakan dua baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada sambungan bilah, sambungan baris ganda adalah sambungan yang menggunakan dua baris paku pada masing-masing sisi sambungan. Berdasarkan susunan paku kelingnya, sambungan baris ganda ini dikelompokkan sebagai : – Sambungan rantai – Sambungan zig-zag



gambar Sambungan berimpit tunggal, sambungan berimpit baris ganda rantai, sambungan berimpit baris ganda zig zag



B. PAKU KELING Fungsi paku pada sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambungan tidak rusak. Sedangkan kerapatan diperlukan, selain untuk kekuatan juga untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran, seperti pada boiler atau lambung kapal. Bahan paku keeling untuk tujuan umum dibuat dari baja atau bahan yang ringan yaitu dari timah, dengan alasan efektifitas dan efisiensi. Jika dua pelat akan disambung dengan paku keling, maka kedua pelat tersebut dilubangi Pada sambungan, untuk struktur dan bejana tekan, diameter lubang pelat dibuat 1 - 1,5 mm lebih besar dari diameter nominal paku. Paku yang telah dipanaskan dimasukkan kedalam lubang kedua pelat, kemudian ujungnya dibentuk menyerupai kepala paku. Pembentukan kepala paku ini dapat dilakukan dengan menggunakan palu atau dengan cetakan. Pada saat dipukul, diameter batang paku akan membesar dan mengisi lubang pelat secara penuh, sehingga menghasilkan sambungan yang rapat dan kuat.



Gambar. Paku Keling Paku keling dibedakan berdasarkan bentuk kepala paku tersebut, bentuk dan ukuran kepala paku keling juga di sesuaikan dengan fungsi kegunaan paku tersebut. Berikut adalah bentuk dan ukuran kepala paku keling berdasarkan kegunaanya : ·



Kepala paku keling untuk penggunaan umum berdiameter di bawah 12 mm



a. Snap Head b. Pan Head c. Mushroom Head d. Counter Sunk Head 120º e. Flat Counter Sunk Head 90º f.



Flat Counter Sunk Head 60º



g. Round Counter Sung 60º h. Flat Head ·



Kepala Paku keling untuk pekerjaan Ketel: Diameter paku keling dari 12 mm sampai 48 mm.



a. Snap head b. Pan Head c. Pan head with tapered neek d. Round counter e. Flat counter f.



Flat head:



BAB III Pembahasan A. metode pengelingan Sambungan keling dipakai untuk mengikatkan bagian satu dengan yang lain menggunakan paku keling. Sambungan dengan paku keling ini umumnya bersifat permanen dan sulit untuk melepaskannya karena pada bagian ujung pangkalnya lebih besar daripada batang paku kelingnya. Oleh karena itu Pengelingan Banyak Dipakai Pada Bangunan-Bangunan Bergerak Atau Bergetar, mengingat sifatnya yang permane. Bahan yang biasanya digunakan untuk pemakaian ringan adalah alumunium, untuk pemakaian sedang adalah baja klasifikasi IS : 1148 – 1957 dan IS : 1149 – 1957 untuk struktur konstruksi dengan gaya tarik tinggi. Sedangkan untuk pemakaian berat termasuk yang kedap cairan dan gas adalah baja klasifikasi IS : 1990 – 1962 seperti pada boiler. paku keling terdiri secara sederhana dari sebuah baja yang pendek, mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan. Tetapi bisa juga kepala paku keling tersebut berbentuk bonggolan. Pada saat paku keling berada dalam keadaan plastis, paku keling dipukul dengan palu sehingga akan terbentuk sebuah kepala lagi pada sisi ekornya, dan paku keling tersebut mengembang serta mengisi seluruh lubang. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar berikut ini.



Selama proses penempaan, sebuah alat bucking di tempatkan dibawah kepala paku keling di sisi belakang sambungan, untuk memegang paku keling supaya tidak bergerak dan berfungsi sebagai landasan. Setelah ditempa, paku keling kemudian menjadi pendek, proses pemendekkan ini akan memberikan tekanan pada pelat-pelat yang disambung. Didalam perhitungan, prinsip sambungan dengan menggunakan paku keling sama saja dengan prinsip sambungan dengan menggunakan baut. Yang membedakannya hanyalah tegangan izin. Untuk mengetahui tegangan izinnya dapat dilihat PPBBI pasal 8.3. ayat (1). Kecuali kombinasi tegangan geser dan tegangan tarik yang diizinkan sama dengan kombinasi tegangan geser dan tegangan tarik pada sambungan baut, yaitu : Hal ini didasarkan kepada pendapat Gunawan dan Margaret (1991) yang



menyatakan bahwa pada PPBBI rumus tersebut ditulis salah. Besarnya tegangan izin dalam menghitung kekuatan paku keling adalah : Tegangan geser yang diizinkan Tegangan tarik yang diizinkan tr = 0,8 Tegangan tumpuan yang diizinkan : untuk > 2 d untuk 1,5 d ≤ ≤ 2 d



Dimana :



d



=



Jarak dari paku keling yang paling luar ke tepi bagian yang disambung



=



Diameter pake keling.



= Tegangan dasar menurut tabel 1 (pasal 2.2), kecuali untuk tumpuan menggunakan tegangan dasar bahan yang disambung. Ada dua metode pengelingan yaitu pengelingan dengan tangan (manual) dan pengelingan menggunakan mesin. Adapun pengelingan manual sudah terbahas diatas. Dan untuk pengelingan menggunakan mesin dapat digerakkan dengan udara, hidrolik atau tekanan uap tergantung jenis dan besar paku keling yang akan dipasang. Pemakaian paku keling ini digunakan untuk : -



Sambungan kuat dan rapat, pada konstruksi boiler( boiler, tangki dan pipa-pipa tekanan tinggi ).



-



Sambungan kuat, pada konstruksi baja (bangunan, jembatan dan crane ).



-



Sambungan rapat, pada tabung dan tangki ( tabung pendek, cerobong, pipa-pipa tekanan).



-



Sambungan pengikat, untuk penutup chasis ( mis ; pesawat terbang)



Pemakaian berat dan kedap air, ditujukan untuk mendapatkan kekuatan dan kerapatan sambungan. Lobang kedudukan paku keling dibuat lebih besar 1,5 mm dari ukuran diameter paku, agar saat ekor paku ditekan oleh mesin pencetak kepala, bahan logam paku yang mulai luluh karena sebelumnya dipanaskan sampai membara pada suhu kritis (600 – 800oC), mengisi ruang antara tersebut. Logam luluh yang tertekan tentu saja akan mengisi sampai ke celah-celah terkecil yang terdapat diantara kedua pelat. Sehingga akhirnya diperoleh sambungan yang kedap fluida.



B. kegagalan pada sambungan keling Pada saat menerima beban suatu sambungan paku keling kemungkinan dapat mengalami kegagalan berupa : 1. Terjadi sobek pada ujung plat



2.



Terjadi sobek pada pelat diantara paku



3.



Terjadi gesera pada paku



4. Terjadi patah paku



retak pesawat pada lambung kapal pad sambungan keling



Kelemahan - bahwa ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku keling kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi serta kemungkinan terjadi karat karena paku keling harus dipanaskan dahulu sampai suhu tertentu sebelum dipasang. -sambungan paku keling merupakan sambungan tetap karena sambungan ini bila dibuka harus merusak paku kelingnya dan tidak bisa dipasang lagi, kecuali mengganti paku kelingnya dengan yang baru.



Kelebihan -Bahwa tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis. -sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambungan tidak rusak. Sedangkan kerapatan diperlukan, selain untuk kekuatan juga untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran.



BAB IV PENUTUP



A. Kesimpulan Berdasarkan makalah yang telah diuraikan, maka di simpulkan bahwa: 1. Fungsi dari sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambungan tidak rusak. Sedangkan kerapatan diperlukan, selain untuk kekuatan juga untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran. Adapun aplikasinya sebagai berikut: -



Sambungan kuat dan rapat, pada konstruksi boiler (boiler, tangki dan pipa-pipa tekanan tinggi ).



-



Sambungan kuat, pada konstruksi baja (bangunan, jembatan dan crane ).



-



Sambungan rapat, pada tabung dan tangki ( tabung pendek, cerobong, pipa-pipa tekanan).



-



Sambungan pengikat, untuk penutup chasis ( mis ; pesawat terbang).



2. Sambungan keling mempunyai kelebihan dan kekurangan sebagai berikut: Kelebihan Bahwa tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis. sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambungan tidak rusak. Sedangkan kerapatan diperlukan, selain untuk kekuatan juga untuk menjaga agar tidak terjadi kebocoran.



Kekurangan bahwa ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku keling kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi serta kemungkinan terjadi karat karena paku keling harus dipanaskan dahulu sampai suhu tertentu sebelum dipasang. sambungan paku keling merupakan sambungan tetap karena sambungan ini bila dibuka harus merusak paku kelingnya dan tidak bisa dipasang lagi, kecuali mengganti paku kelingnya dengan yang baru.



B.



SARAN



Dalam kesempatan ini ada bebarapa saran untuk meningkatkan kinerja dalam belajar, antara lain : a). Awali dengan doa dalam segala kegiyatan serta jaga kesehatan b). Berani melangkah dan positif tinking c). Manfaatkan ilmu untuk sebuah pengabdian.



DAFTAR PUSTAKA



1. Gunawan, T. Dan Margaret, S. (1991). Teori Soal Dan Penyelesaian Konstruksi Jakarta : Delta Teknik Group



Baja I Jilid I.



2. Pasaribu, Patar M. (1996).Konstruksi Baja. Medan: Percetakan Bin Harun. Peraturan Perencanaan Bangunan Baja Indonesia (PPBBI) 1983. Bandung Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan 3. STRUKTUR BAJA I / 3 SKS / MODUL 3/ Drs. Nathanael Sitanggang, S.T., M.Pd. 4. PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Dadang S.Permana 5. buku ajar diktat elemen mesin 1oleh: Drs. Lagiyono, MPd, MT