Elemen Mesin 1 (Sambungan Tetap) [PDF]

Citation preview

ELEMEN MESIN 1 (SAMBUNGAN TETAP)



1



KATA PENGANTAR



Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan nikmat yang telah dilimpahkan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah elemen mesin 1 tentang ”SAMBUNGAN TETAP” Terselesainya makalah ini tidak lepas dari dukungan beberapa pihak yang telah memberikan kepada penulis berupa motivasi, baik materi maupun moril. Oleh karena itu, penulis bermaksud mengucapkan banyak terima kasih kepada seluruh pihak yang tak dapat saya sebutkan satu persatu, semua yang telah membantu terselesaikannya makalah ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan makalah ini belum mencapai kesempurnaan, sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan dari berbagai pihak demi kesempurnaan makalah ini. Akhirnya penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.



Yogyakarta, 30 September 2015



ANJAR YULIANTO (141031114)



2



DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL ..................................................................................................



1



KATA PENGANTAR .................................................................................................



2



DAFTAR ISI ...............................................................................................................



3



BAB I PENDAHULUAN ...........................................................................................



4



A. Latar Belakang ...........................................................................................



4



B. Tujuan ………….........................................................................................



4



BAB II PEMBAHASAN ............................................................................................



5



A. Sambungan .................................................................................................



5



B. Sambungan Paku Keling ............................................................................



5



C. Sambungan Las………………………. ....................................................



9



BAB III PENUTUP .....................................................................................................



15



A. Kesimpulan .................................................................................................



15



B. Saran ...........................................................................................................



15



DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................



16



3



BAB I PENDAHULUAN



A. LATAR BELAKANG Penggunaan sambungan dalam sebuah kontruksi baja sangat berperan penting dalam industri baja pada umumnya yang banyak menggunakan rekayasa penyambungan logam dengan berbagai teknik seperti pengelasan dan pengelingan. Oleh karena banyaknya penggunaan dan ketergantungan akan hal itu, maka penyambungan haruslah di perhatikan demi sebuah kokohnya sambungan di karenakan penyambungan yang tidak sesuai dapat menyebabkan kerusakan dan runtuhnya sebuah kontruksi yang tentu saja bisa menyebabkan hal yang berakibat fatal. Pada sambungan menggunakan teknik pengelasan banyak di pilih karna efisiensinya dan harga yang terjangkau oleh berbagai industri, tentu saja pada pengelasan banyak factor yang menyebabkan sebuah sambungan yang di las kuat atau tidak begitu juga pada pengelingan oleh karna itu factor-faktor tersebut harus menjadi acuan pemilihan sambungan yang tepat agar sesuai dengan standar fungsi dan keamanan.



B. TUJUAN Dalam sambungan tetap banyak faktor yang dapat mempengaruhi baik atau tidaknya sebuah sambungan ,makalah ini di tujukan sebagai rujukan penjelasan sederhana akan sebuah sambungan yang baik dan apa saja yang mempengaruhi serta keuntungan dan kerugian dalam setiap sambungan.



4



BAB II PEMBAHASAN



A. SAMBUNGAN Makna sambungan dalam bidang pemesinan, tidak jauh berbeda dengan apa yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu menghubungkan antara satu benda dengan lainnya. Sebagaimana yang diketahui, manusia tidak dapat memproduksi sesuatu dalam sekali kerja. Hal ini tidak lain karena keterbatasan manusia dalam menjalani prosesnya. Makanya benda yang dibuat manusia umumnya terdiri dari berbagai komponen, yang dibuat melalui proses pengerjaan dan perlakuan yang berbeda. Sehingga untuk dapat merangkainya menjadi sebuah benda utuh, dibutuhkanlah elemen penyambung. Menilik fungsinya, elemen penyambung sudah pasti akan ikut mengalami pembebanan saat benda yang dirangkainya dikenai beban. Ukurannya yang lebih kecil dari elemen yang disambung mengakibatkan beban terkonsentrasi padanya. Efek konsentrasi beban inilah yang harus diantisipasi saat merancang sambungan, karena sudah tentu akan bersifat merusak. Ada dua jenis sambungan yang dikenal secara umum : 1) Sambungan tetap (permanent joint). Merupakan sambungan yang bersifat tetap, sehingga tidak dapat dilepas selamanya, kecuali dengan merusaknya terlebih dahulu. Contohnya : sambungan paku keling (rivet joint) dan sambungan las (welded joint). 2) Sambungan tidak tetap (semi permanent). Merupakan sambungan yang bersifat sementara, sehingga masih dapat dibongkarpasang selagi masih dalam kondisi normal. Contohnya : sambungan mur-baut / ulir (screwed joint) dan sambungan pasak (keys joint).



B. SAMBUNGAN PAKU KELING (Rivet Joint) Paku keling adalah batang silinder pendek dengan sebuah kepala di bagian atas, silinder tengah sebagai badan dan bagian bawahnya yang berbentuk kerucut terpancung sebagai ekor, seperti gambar di bawah. Konsruksi kepala (head) dan ekor (tail) dipatenkan agar permanen dalam menahan kedudukan paku keling pada posisinya. Badan (body) dirancang untuk kuat mengikat sambungan dan menahan beban kerja yang diterima benda yang disambung saat digunakan untuk membuat sambungan permanen antara pelat-pelat, mulai dari konstruksi ringan sampai konstruksi berat. Biasanya terbuat dari bahan baja, kuningan, alumunium atau tembaga sesuai dengan bahan benda yang disambung. 5



1) Bahan Paku Keling 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. 2) Metode Pengelingan



Metode pengelingan (penyambungan paku keling) yang dilakukan pada umumnya tergantung dari jenis pemakaian. Yakni : a. Pemakaian ringan Ditujukan untuk penyambungan atau menyatukan benda-benda yang tidak terlalu sering/ bahkan tidak pernah menerima beban berat.



b. Pemakaian sedang Ditujukan untuk mendapatkan kekuatan sambungan. Setelah pasangan pelat dilubangi dan paku keling dipasangkan pada lubang, ekor paku dipanaskan dibawah suhu kritis dan ditekan dengan pukulan palu tangan pada cetakan ekor. Sehingga ekor tercetak seperti bentuk kepala.



c. 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 - 800°C), mengisi ruang 6



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.



3) Tipe Paku Keling Berdasarkan Bentuk Kepala Lembaga standarisasi India menetapkan ada beberapa bentuk kepala paku keling yang dapat digunakan berdasarkan pada jenis pemakaiannya : 1. Kepala bulat/payung 2. Kepala panci 3. Kepala jamur 4. Kepala rata terbenam 120° 5. Kepala rata terbenam 90° 6. Kepala rata terbenam 60° 7. Kepala bulat terbenam 60° 8. Kepala data.



7



4) Pemakaian Paku Keling:  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.  Kepala rata terbenam digunakan untuk bangunan kedap air dengan permukaan rata,seperti : kapal (laut / terbang).  Kepala bulat terbenam digunakan untuk bangunan-bangunan kedap dan tahan tekanan tinggi fluida, seperti : ketel, tangki dan lain-lain.  Kepala panci digunakan untuk pemasangan dengan palu tangan. 5) Keuntungan dan Kelemahan Sambungan Paku Keling a. Keuntungan  Bahwa tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis. b. Kelemahan  Lubang Rivet melemahkan penampang kerja sambungan.  Logam yang lebih diperlukan untuk sambungan karena untuk kepentingan lempeng tumpang tindih yang bergabung. 6) Kegagalan dan Mengatasinya a. Kegagalan Pada Sambungan Paku Keling  Robek pada salah satu sisi plat (tear off at the edge)  Robek pada plat melintas baris rivet (tear off across a row)  Bergesernya rivet (shear off)  Hancur atau rusaknya rivet (crushing off) b. Cara Mengatasi Kegagalan Rivet  Mengatasi kegagalan robek pada salah satu sisi plat dapat dilakukan dengan memasang rivet dengan ukuran m= (1.5 – 2)d; m adalah margin, dan d adalah diameter rivet.



8



C. 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 dengan las unan kita mengenal 2 jenis las yaitu : o 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. o 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 / elektroda 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 lamalama habis dan harus diganti dengan elektroda yang lain. Dalam perdagangan elektroda / 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 oleh tenaga kerja ahli.



1) Jenis sambungan Las Terdapat lima jenis sambungan yang biasa digunakan untuk menyatukan dua bagian benda logam.



9



Jenis sambungan yang biasa digunakan dalam proses pengelasan, yaitu: 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. 2) Jenis pengelasan Setiap jenis sambungan yang disebutkan di atas dapat dibuat dengan pengelasan. Proses penyambungan yang lain dapat juga digunakan, tetapi pengelasan merupakan metode penyambungan yang paling universal. Berdasarkan geometrinya, las-an dapat dikelompokkan sebagai berikut : a). Las-an jalur (fillet weld) : Digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut,sambungan tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi digunakanuntuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk segitiga siku-siku;



b). Las-an 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;



10



c). Las-an 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;



d). Las-an 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.



11



e). Las-an 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 logamatau 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.



3) Ciri-ciri Penyambungan Pengelasan Lebur : umumnya sambungan las diawali dengan meleburnya di daerah sekitar pengelasan. Seperti ditunjukkan dalam gambar, sambungan las yang di dalamnya telah ditambahkan logam pengisi terdiri dari beberapa daerah (zone) :  daerah lebur (fusion zone),  daerah antarmuka las (weld interface zone),  daerah pengaruh panas (heat effective zone, HAZ),  daerah logam dasar tanpa pengaruh panas (uneffective base metal 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.



12



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. Daerah pengaruh panas 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.



4) Keuntungan dan Kelemahan Sambungan Las Listrik a. Keuntungan:  Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna).  Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi.  Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan.  Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedang dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi.  Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubanglubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya ).  Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya utuh.



13



b. Kelemahan:  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.



14



BAB III PENUTUP



A. KESIMPULAN



Sambungan yaitu menghubungkan antara satu benda dengan lainnya. Ada dua jenis sambungan yang dikenal secara umum : 1) Sambungan tetap (permanent joint). Merupakan sambungan yang bersifat tetap, sehingga tidak dapat dilepas selamanya, kecuali dengan merusaknya terlebih dahulu. Contohnya : sambungan paku keling (rivet joint) dan sambungan las (welded joint). 2) Sambungan tidak tetap (semi permanent). Merupakan sambungan yang bersifat sementara, sehingga masih dapat dibongkarpasang selagi masih dalam kondisi normal. Contohnya : sambungan mur-baut / ulir (screwed joint) dan sambungan pasak (keys joint) Hal ini yang mendasarkan pemilihan sambungan sesuai dengan penggunan, keuntungan dan kerugian pada sambungan tersebut. Dalam berbagai kegiatan kontruksi penyambungan las dan paku keling lebih banyak di gunakan sebagai sambungan permanen karna ketahanannya dalam berbagai kondisi dan beban yang dapat di topangnya.



B. SARAN Dalam memilih sambungan harus di perhatikan berbagai faktor seperti keamanaan, kekuatan, ketahanan, dan lain-lain agar sambungan tidak terjadi patah atau rusak di karnakan beban dan kerusakan sambungan di akibatkan oleh korosi. Dengan membandingkan keuntungan dan kerugian pada setiap sambungan logam akan di dapati sambungan yang baik dan sesuai dengan sifat yang kita butuhkan.



15



DAFTAR PUSTAKA



http://www.scribd.com/doc/46887458/sambungan-ELEMEN-MESIN#scribd http://nd4s4ch.blogspot.co.id/2012/01/makalah-paku-keling-rivet-sambungan.html http://www.scribd.com/doc/46887458/sambungan-ELEMEN-MESIN#scribd http://sofyanida.blogspot.co.id/2015/02/rangkuman-las-dan-keling.html http://pahatbaja.blogspot.co.id/2011/06/tugas-elemen-mesin-1.html



16