Kelompok 3 Pasak PDF Dikonversi [PDF]

Citation preview

MATA KULIAH ELEMEN MESIN



PASAK



DI SUSUN OLEH Nama



: 1. Andriana Juliyanti (13 644 007) 2. Nurwanty Dzul Aidha (13 644 012) 3. Rizky Maulidiyani (13 644 021) 4. Firdaus (13 644 054)



Kelompok



: III (tiga)



Kelas



: 1-A (S1-Terapan)



Dosen Pengajar : Mustafa



ELEMEN MESIN JURUSAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA 2014



DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL DAFAR ISI………………...………………………………



i



KATA PENGANTAR……………………………………



ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang….……………………………… 1.2 Manfaat Penulisan……………………………… 1.3 Tujuan Penulisan……………………………….. 1.4 Rumusan Masalah………………………………



1 3 3 4



BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 Pengertian Pasak………………………………... 2.2 Macam Pasak…………………………………… 2.3 Gaya pada Pasak………………………………... 2.4 Sambungan Pasak dan Pena……………………. 2.5 Penggunaan Pasak/Dpie………………………… 2.6 Pasak Berdasarkan Bentuk yang Ditegangkan…. 2.7 Pasak Berdasarkan Bentuk yang Dinormalisasi… 2.8 Perhitungan Kekuatan Pasak…………………… 2.9 Komponen Mesin Pasak………………………... 3.0 Aplikasi Pasak………………………………….. 3.1 Pemilihan Jenis Pasak………………………….. 3.2 Perhitungan Perencanaan Pasak…………………



5 7 11 12 13 15 17 23 35 36 37 41



BAB III PERTANYAAN DAN JAWABAN 3.1 Pertanyaan dan Jawaban…………………………



51



BAB 1V RANGKUMAN 4.1 Kesimpulan………………………………………



55



DAFTAR PUSTAKA i



KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah “ELEMEN MESIN”



ini



dengan



lancar. Kemudian shalawat beserta salam kita sampaikan kepada Nabi besar kita Muhammad SAW yang telah memberikan pedoman hidup yakni al-qur’an. Makalah ini dibuat dalam rangka untuk mengetahui apakah peran pasak terhadap kehidupan kita sehari-hari khususnya dalam dunia pekerjaan, dan untuk memperdalam pengetahuan mahasiswa mengenai pengertian pasak dan komponen pasak. Dan apabila dalam penulisan makalah ini banyak terdapat kesalahan atau kekurangan, kami memohon maaf yang sebesar-besarnya karena kesempurnaan hanyalah milik Allah SWT dan kekurangan hanyalah milik kami semata. Akhirnya kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan makalah ini. Samarinda, Januari 2014



Penulis ii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring dengan perkembangan zaman, maka semakin kompleks pula kebutuhan manusia di segala bidang. Dengan kompleknya ini mendorong manusia untuk terus mengembangkan Ilmu Pengetahuan dan Teknologinya. Sejumlah catatan sejarah mengenai para Ilmuwan yang telah berhasil menciptakan penemuan-penemuan yang sangat bermanfaat bagi manusia. Penemuan-penemuan inilah yang kemudian dikembangkan teknologinya agar dapat memenuhi kebutuhan pasar dunia modern. Sejumlah penemuan telah diwujudkan dalam karya nyata, khususnya bidang permesinan baik mesin konvensional maupun non konvesional, bidang konstruksi mesin / bangunan seperti penggunaan sambungan baut dan mur; pengelingan; maupun sambungan las yang digunakan dalam penyambungan konstruksi-konstruksi tersebut. Khususnya dalam bab ini penulis hanya membahas mengenai penggunaan sambungan tetap dalam suatu konstruksi, yakni sambungan paku keling, khususnya untuk sambungan dua pelat yang dibebani. Dalam makalah ini akan dijelaskan teori tentang paengertin pasak, macam-macam pasak serta perhitungan kekuatan pasak.



1



Tugas Elemen Mesin ini sebagai bentuk aplikasi dari mata kuliah Elemen Mesin , yang bertujuan agar mahasiswa Teknologi Kimia Indstri dapat melakukan suatu perancangan konstruksi secara sederhana yang nantinya bermanfaat di lapangan kerja kelak. Pengetahuan awal tambahan mengenai pasak kiranya dapat menambah dasar pengetahuan mengenai perancangan suatu konstruksi mesin ataupun bangunan, sehingga diharapkan para lulusan Teknologi Kimia Industri dapat menjadi teknisi atau konsultan handal di dalam masyarakat guna memenuhi pasar dunia yang semakin canggih akan teknologinya, dalam memenuhi kebutuhan manusia yang semakin modern dan komplek. Teknologi diciptakan untuk kemudahan bagi para pengguna. Penggunaan teknologi selalu dikaitkan dengan usaha baik yang berbasis kecil maupun menengah. Seperti usaha pengolahan plastik. Sebelum plastik menjadi bahan jadi tentunya harus melalui beberapa proses permesinan. Mesin yang tepat guna diharapkan efisiensi untuk menghasilkan produksi dari plastik. Penulis akan memaparkan lebih lanjut tentang teknologi pengolahan plastik kedalam bentuk laporan yang berjudul ”Mesin penghancur plastik”. Mesin ini hasil penelitian yang dilakukan pada sebuah usaha pengolahan plastik bekas yang berada di Selindung Lama Kota Madia Pangkal Pinang. Mesin penghancur plastik ini memiliki beberapa komponen/elemen mesin, yang salah satunya adalah pasak. Untuk menjaga supaya produksi 2



tetap berjalan dengan baik elemen penerus putaran ini harus mendapat perawatan, sehingga tidak terjadi kemacetan pada waktu produksi. Dan pada laporan ini akan menjelaskan tentang pasak dan perhitungan pada pasak, serta komponen dan macam pasak. Penulis mengharapkan laporan ini dapat bermamfaat bagi pembaca dan para mahasiswa untuk dapat mengetahui pasak, yaitu pengertian, macam, dan komponen pasak, serta perhitungan kekuatan pasak. 1.2 Manfaat Penulisan Dari latar belakang permasalahan yang dijelaskan diatas, maka dapat ditentukan bahwa tujuan dari penulisan laporan ini adalah :  Memenuhi tugas Elemen Mesin  Menganalisa sistem kerja dari pasak  Dari hasil analisa penulis akan menentukan perhitungaan kekuatan pasak 1.3 Tujuan Penulisan Tujuan Umum : 



Menerapkan dan mengaplikasikan Ilmu Pengetahuan mengenai pasak dalam mata kuliah Elemen Mesin







Melatih mahasiswa dalam membuat suatu rancangan konstruksi mesin atau bangunan. 3



Tujuan Khusus Mahasiswa dapat : 



Memilih material konstruksi yang tepat dengan penggunaan jenis sambungan pasak.







Menghitung segala faktor-faktor yang dapat mempengaruhi konstruksi dengan penggunaan pasak







Menghitung



kekuatan



sambungan



pasak



yang



memenuhi



persyaratan yang diizinkan. 1.4



Rumusan Masalah Untuk menegaskan dan lebih memfokuskan permasalahan yang akan



dianalisa dalam penelitian tugas elemen mesin, maka akan dibatasi permasalahan-permasalahan yang akan dibahas sebagai berikut : -



Komponen yang ditinjau/yang dibahas hanya komponen pasak dengan



macam-macam pasak -



Diasumsikan komponen bekerja dalam keadaan normal



4



BAB II STUDI PUSTAKA 2.1 Pengertian Pasak Pasak merupakan sepotong baja lunak (mild steel), berfungsi sebagai pengunci yang disisipkan diantara poros dan hub (bos) sebuah roda pulli atau roda gigi agar keduanya tersambung dengan pasti sehingga mampu meneruskan momen putar/torsi. Pemasangan pasak antara poros dan hub dilakukan dengan membenamkan pasak pada alur yang terdapat antara poros dan hub sebagai tempat dudukan pasak dengan posisi memanjang sejajar sumbu poros. Pasak (key) adalah sebuah elemen mesin berbentuk silindris, balok kecil atau silindris tirus yang berfungsi sebagai penahan elemen seperti puli , sprocket roda Gigi atau Kopling seperti puli , sprocket roda gigi atau kopling pada poros. (Sonawan, H., “Perancangan Elemen Mesin”, 2009). Mengapa pemasangan pasak harus benar ? Jika pasak tidak terpasang dengan benar antara puli dengan poros maka kemungkinan akan terjadi slip diantara bagian yang berkontak lubang puli akan cepat aus. . Piye Carane ? Harus dibuatkan alur sebagai tempat duduknya pasak pada permukaan poros yang akan dipasangkan puli. Contoh pemasangan pasak padaporos motor listrik dan puli. 5



Gambar 1.1 diagram kerja katup motor diesel Menurut kamus besar Bahasa Indinesia, pasak meiliki arti 1. paku yg



dibuat dr kayu, bambu, dsb; 2 poros kecil pd roda arloji dsb; 3 Tek potongan kecil logam yg disisipkan pd alur yg terlipat di antara roda dng sumbunya agar roda tsb tidak berputar thd sumbu tsb; 4 sepotong besci atau kayu tidak berkepala untuk menyatukan dua bagian besi, kayu, atau bagian mesin (roda); besar -- dr tiang, pb belanja lebih besar dp pendapatan; -- bumi tumbuhan hutan (di Kalimantan) yg akarnya dapat dijadikan obat penambah tenaga; -- kampung 1 penduduk kampung yg tetap menetap (tidak pernah pindah ke manamana); 2 ki orang udik; orang dusun; -- kuku garis hitam di tengah kuku (kuda); -- kunci ki orang yg berkuasa; -- negeri orang terkemuka 6



dl suatu negeri tempat orang meminta nasihat; turus



negeri;



me·ma·sak v memasang pasak; memaku dng pasak: ~ tiang; me·ma·sak·kan v 1 memakai sesuatu untuk pasak: ~ sepotong kayu ke dl lubang; 2 ki menerangkan (menasihatkan dsb) benar-benar: dr dahulu Ayah telah ~ hal itu kepadamu; ~ ke telinga menasihatkan benar-benar; ter·pa·sak v sudah dipasak. 2.2



Macam Pasak Beberapa tipe yang digunakan pada sambungan elemen mesin,



adalah :



Gambar 1.2 Macam Pasak 1. Pasak Benam (PB) Pasak jenis ini dipasang terbenam setengah pada bagian poros dan setengah pada bagian hub. Terdiri atas beberapa jenis : 7



a. PB Persegi Panjang (penampang memanjang tirus perbandingan 1 : 1000) Dengan : - Lebar pasak : w = - Tebal pasak : t = dimana :



d 4 2 3



.w



d = diameter poros atau lubang lubang Hub.



b. PB Sama sisi/persegi Disini lebar pasak sama dengan tebalnya. (w = t =



d 4



)



c. PB Sejajar (sama dengan PB Persegi Panjang tetapi penampang memanjang tidak tirus) Bentuk seperti ini dimaksudkan agar hub atau sebaliknya poros dapat digeser satu sama lain di sepanjang sumbu poros. d. PB Kepala Memiliki bentuk yang sama dengan PB Persegi Panjang tetapi dilengkapi kepala pada salah satu bagian ujungnya. Berfungsi untuk memudahkan proses bongkar pasang. e. PB Ikat



8



Pasak diikat pada poros, bebas pada hub atau sebaliknya agar bagian yang bebas bisa digerakkan aksial (searah poros). Merupakan pasak tipe khusus untuk memindahkan torsi/momen putar sekaligus diizinkan adanya pergerakan aksial disepanjang sumbu poros. f. PB Segmen Merupakan jenis pasak yang dapat disetel dengan mudah, karena pasak dibenam pada alur yang berbentuk setengah lingkaran pada poros. Jenis ini digunakan secara luas pada mesin-mesin kendaraan dan perkakas. Kelebihan dari jenis pasak ini adalah : -



dapat menyesuaikan sendiri dengan kemiringan (ketirusan) bentuk celah yang terdapat pada hub.



-



Sesuai untuk poros dengan konstruksi tirus pada bagian ujungnya, karena mencegah kemungkinan lepasnya pasak.



Kekurangannya : -



Alur yang terlalu dalam pada poros akan melemahkan poros



-



Tidak dapat difungsikan sebagai PB Ikat.



2. Pasak Pelana Terdiri dari dua tipe, yakni : 9



-



Pasak Pelana Datar Merupakan pasak tirus yang dipasang pas pada alur hub dan datar pada lengkung poros, jadi mudah slip pada poros jika mengalami kelebihan beban torsi. Sehingga hanya mampu digunakan untuk poros-poros beban ringan sebagai penyortir beban.



-



Pasak Pelana Lengkung Merupakan pasak tirus yang dipasang pas pada alurnya dihub dan bagian sudut bawahnya dipasang pas pada bagian lengkung poros. Tebalnya : w d t= = 3 12



3. Pasak Bulat Merupakan pasak berpenampang bulat yang dipasang ngepas dalam lubang antara poros dan hub. Kelebihannya adalah pembuatan alur dapat dilakukan dengan mudah setelah hub terpasang pada poros dengan cara dibor. Umumnya digunakan untuk poros yang meneruskan tenaga putar kecil. Ada dua posisi pemasangannya atau kedudukannya pada poros dan hub, yakni : a. dipasang membujur (sejajar sumbu poros) 10



b. dipasang melintang (tegak lurus sumbu poros) 4. Pasak Bintang (Spline) Pasak jenis ini memiliki kekuatan yang lebih besar dibanding dengan tipe-tipe lainnya. Karena konstruksi pasaknya dibuat lansung pada bahan poros dan hub yang saling terkait. Umumnya digunakan untuk poros-poros yang harus mentrasmisikan tenaga putar besar, seperti pada mesin-mesin tenaga dan sistim transmisi kendaraan. Bahan pasak dan poros yang digunakan biasanya sama. Pasaknya yang berjumlah banyak yakni : 4, 6, 8, 10 sampai 16 buah . Karena hampir menyerupai sehingga sering disebut sebagai pasak bintang (Spline). Spline pada poros biasanya relatif lebih panjang, terutama bagi hub yang dapat digeser-geser secara aksial. Dengan : D = 1,25.d 2.3



dan b1 = 0,25.D



Gaya-gaya yang bekerja pada pasak Saat poros digunakan untuk mentrasmisikan daya, maka pada pasak



akan bekerja gaya-gaya seperti : a. Gaya Radial (FR) Gaya yang memberikan tekanan pada pasak dengan arah tegak lurus sumbu poros. b. Gaya Tangensial (FT) 11



Gaya yang menimbulkan tegangan geser dan tekanan bidang pada pasak. Pada saat bekerja meneruskan tenaga putar, pada konstruksi pasak, Gaya Tangensial (FT) lah yang memberikan nilai terbesar. 2.4



Sambungan Pasak & Pena Tujuan pena dan pasak adalah untuk menyambung bagian-bagian konstruksi sedemikian rupa satu terhadap yang lain, hingga sambungan itu setiap waktu dapat dilepas kembali atu dapat digerakkan satu terhadap yang lain. Contoh konstruksi pada umumnya berupa poros dan nabe yang harus dihubungkan satu dengan yang lainnya.



Gambar 1.3 Sambungan Pasak



12



Gambar 1.4 Macam-macam pasak 2.5



Penggunaan Pasak/Dpie Gambar dibawah ini adalah ilustrasi dari penggunaan pasak/spie yang



dipasang antara shaft dengan gear :



Gambar 1.5 penggunaan pasak/spie 13



Keterangan : 1. Pasak (Spie) 2. Shaft 3. Gear (Roda gigi)



Gambar 1.6 Besar ukuran pasak 14



Catatan : Dalam beberapa kasus sering ditemukan ukuran pasak yang idak sesuai dengan table diatas, hal itu biasanya ditemukan pada shaft diameter lebih dari 90 mm. contoh kasus yang sudah ditemukan adalah : 



Dalam table d : 95 mm lebar pasak 28 mm ditemukan actual lebar pasak 25 mm







Dalam table d : 110 mm lebar pasak 28 mm ditemukan actual lebar pasak 26 mm Pasak adalah bagian dari mesin yang berfungsi untuk penahan/



pengikat benda yang berputar. Bagian ini biasanya berupa Shaft yang berfungsi sebagai transfer daya dengan gear/roda gigi maupun pulley yang berfungsi untuk mengatur perbandingan putaran. Dengan pasak inilah akan diperoleh sambungan yang kuat dan fleksibel/mudah untuk di pasang di lepas. Adapun besar ukuran pasak berbeda-beda ukurannya. 2.6 Sambungan Pasak berdasarkan Bentuk yang ditegangkan 1.



Pasak tembereng Pasak tembereng adalah memiringkan diri sendiri menghasilkan sambungan pasak yang paling murah dan paling sedikit membutuhkan pengerjaan akhir. Khususnya digunakan pada mesin perkakas dan juga pada kendaraan pada momen putar yang tidak terlalu besar. 15



2.



Pasak rata Perlemahan proses karena peralatan tidak sebesar perlemahan karena alur. Momen putar yang dapat ditransmisikan agak lebih besar daripada dengan baji lubang.



3. Pasak alur Pasak yang terpasang masuk (naf yang digerakkan masuk) dibedakan dari pasak gerak (pasak yang digerakkan masuk), yang kalau dikehendaki mudah dilepaskan dilengkapi juga dengan kepala (pasak kepala). Momen putar yang dapat ditransmisikan lebih besar daripada dengan pasak rata. Pada momen putar yang arahnya bolak-balik dan tersentak-sentak dapat diatur dua pasak alur yanbg terpisah 120 (kondisi tiga titik). 4. Pasak singgung Pasak singgung merupakan satu-satunya pasak, pada naf dan poros yang



juga



ditegangkan



pada



arah



keliling,



sehinggga



juga



mentransmisikan momen putar tersentak-sentak dalam kedua arah putaran dalam pemasangan bebas kelonggaran (contoh penggunaan : Roda Gila) Fungsi yang serupa dengan pasak dilakukan pula oleh seplain (spline) dan gerigi (serration) yang mempunyai gigi luar pada poros dan gigi dalam 16



dengan jumlag gigi yang sama pada naf dan saling terkait yang satu dengan yang lain. Gigi pada seplain adalah besar-besar, sedang pada gerigi adalah kecilkecil dengan jarak bagi yang kecil pula. Kedua-duanya dapat digeser secara aksial pada waktu meneruskan daya. Pasak pada umumnya dapat digolongkan atas beberapa macam (menurut letak pada poros dapat dibedakan anatara) :  Pasak Rata  Pasak Pelana  Pasak Benam  Pasak singgung yang umumnya berpenampang segi empat 2.7



Sambungan Pasak berdasarkan Bentuk yang di Normalisasi Bentuk ini merupakan yang paling sederhana dan paling tua dari



sambungan dalam konstruksi mesin : Suatu pasak melintang atau baut (=pasak besar) dipasang pada suatu lubang, yang menembus masuk bagian konstruksi yang disambungkan. Disamping alat-alat penyambung kayu seperti perekat, baut, dn paku, terdapat alat-alat penyambung kayu yang semuanya dapat digolongkan sebagai pasak. Definisi pasak adalah suatu benda yang dimasukkan semua atau sebagian pada bidang sambungan dalam tiap-tiap 17



bagian kayu yang disambung, untuk memindahkan beban dari bagian satu ke bagian yang lain. Beberapa contoh ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :



Gambar 1.7 Baut yang di normalisasi Sambungan dengan pasak Menurut pemasangannya pasak dapat dibedakan menjadi 3 macam : 1. Yang pada bidang sambungan dimasukkan ke dalam tarikan-rarikan di dalan bagian kayu yang disambung 2. Yang pada bidang sambungan di salam bagian-bagian kayu bdengan cara do pres 3. Kombinasi 1 dan 2 18



t



 t 5 ,1



 5 t



u



u



15 cm



Kekuatan ijin satu sambungan S adalah harga terkecil. Pasak-pasak modern : 1. Split ring Connector 2. Toothed ring Connector 3. Bulldog Connector 4. Claw-plate Connector 5. Shear-plate Connector 6. Spike-grid Connector Penggunaan Untuk pengamanan posisi dari dua bagian, contohnya bagian atas dan bawah suatu kotah roda gigi dengan dua buah pasak pas, yang jaraknya diatur sejauh mungkin satu ama lain; untuk 19



pengaturan kekuatan luncur dari naf terhadap poros, untuk perletakkan kuat dari gandar dengan pasak melintang atau pasak memanjang; untuk sambungan fleksibel atau bantalan dari sirip, batang, piringan dan rol, dengan bautnya menembus ke dalam suatu dudukan kuat dari bagian dan dipegang dalam dudukan luncur dari bagian yang lain. (Baut penyambung, baut piston, baut gandar, baut kopling); untuk penghenti dari pegas, batang, dan semacamnya (pasak benam); untuk pembatasan gaya (baut patah); untuk pengaman dari sekrup, mur, dan baut (pasak benam, pasak melintang, bilah). Desain Kekuatan dari vaut serta pasak harus lebih tinggi daripada benda kerjanya, umumnya St 50, St 60, atau C 35 untuk baut dan pasak yang berhubungan dengan baja pegas untuk soket penegang dan sebagainya. Baut penyambung berbeban tinggi (contohnya baut poros) adalah dikeraskan dan dipoles. Pada baut berlubang (pipa) sebaiknya diameter dalam di < d/1,5, untuk mencegah penekanan menjadi oval dan penjepitan. Penguatan untuk pengaman getaran dicapai pada pasak dengan dudukan pres dan pada baut penyambung yang penting dengan tambahan pengaman isi, contohnya dengan cincin 20



pengaman, dengan pasak melintang atau bilah, dengan top berulir dan mur atau dengan pengelingan kepala. Pasak Suatu elemen mesin yang di pakai untuk menetapkan atau mengunci bagian- bagian mesin . Pasak digunakan untuk menyambung dua bagian batang (poros) atau memasang roda, roda gigi, roda rantai dan lainlain pada poros sehingga terjamin tidak berputar pada poros. Pemilihan jenis pasak tergantung pada besar kecilnya daya yang bekerja dan kestabilan bagian-bagian yang disambung. Untuk daya yang kecil, antara naf roda dan poros cukup dijamin dengan baut tanam (set screw). Dilihat cara pemasangannya, pasak dapat dibedakan yaitu : 1. Pasak memanjang Jenis pasak memanjang yang banyak digunakan ada bermacam-macam yaitu : ~ Sunk Keys (pasak benam) Pasak benam ada beberapa jenis yaitu : a. Pasak benam segi empat (Rectangular Sunk key) b. Pasak bujur sangkar (Square key) Bentuknya smaa seperti Rectangular sunk key, tetapi lebar dan tebalnya sama yaitu b = t = 4d c. Parallel Sunk key (pasak benam sejajar) 21



Bentuknya sama seperti di atas, tapi penggunaannya bila pemakaian di atas belum mampu memindahkan daya, maka pasak tersebut dipasang sejajar d. Pasak Berkepala (Gib head key) Pasak ini digunakan biasanya untuk poros berputar bolak balik b= 4d t = 32 b = 6d e. Pasak Tembereng (woodruff key) Pasak jenis ini digunakan untuk poros dengan puntir / daya tidak terlalu besar. f. Pasak Pelana (Saddle key) Jenis pasak ini pemakaian umum untuk menjamin hubungan antara naf roda dengan poros. g. Tangent key Pemakaiannya sama seperti pasak pelana, tetapi pasaknya dipasang dua buah berimpit. h. Pasak bulat (Round keys) Jenis pasak ini, biasanya digunakan untuk memindahkan daya relatip kecil. i. Pasak gigi (Splines)



22



Jenis pasak ini bahannya dibuat satu bahan dengan poros dan biasanya digunakan untuk memindahkan daya serta putaran yang cukup besar dan arah kerja putarannya bolak balik. 2.8



Perhitungan Kekuatan Pasak Memanjang Bila direncanakan poros tersebut mampu memindahkan daya sebesar P



(KW) dengan putaran (n) rpm, maka sudah barang tentu pasak yang akan direncanakan tersebut juga harus mampu meneruskan daya dan putaran, sehingga besar torsi (T) yang bekerja pada poros yaitu : T = nPπ260 (N.m) atau T = 16π τ d



3



p



dimana : p = daya yang akan dipindahkan (watt) n = putaran dalam (rpm) d = Diameter poros τ = Tegangan puntir yang diizinkan untuk bahan poros p



Dalam perencanaan pasak, besar torsi yang terjadi lebih besar dari torsi yang harus dipindahkan yaitu : T = k. T p



dimana : T = Total untuk perencanaan pasak p



T = Torsi yang bekerja pada poros k = Faktor perencanaan = 1,25 s/d 1,5



23



Bila diameter poros serta Torsi untuk perencanaan pasak telah diketahui, maka gaya keliling yang bekerja pada pasak dapat dicar yaitu : F = 2/dTp..............................1) dimana : d = diameter poros Dalam perencanaan pasak, ada dua kemungkinan pasak tersebut rusak atau putus : a. Putus akibat gaya geser b. Putus akibat tekanan bidang Bila pasak tersebut diperhitungkan kemungkinan putus akibat gaya geser maka : F=Aτ



g



---------- > F = L b τ …………………… g



dimana : A = Luas penampang kemungkinan putus tergeser  = L b τ = Tegangan geser yang diizinkan untuk bahan pasak. g



Dari pers. 1 & 2 diperoleh : 2/dTp = L b τ ===== > T = L b 2d τ …………………. g



p



g



Pasak kerucut (Kerucut 1 : 50) bekerja memusatkan, tetapi menyebabakan kaeausan dari lubang (mahal!) pasak kerucut dengan tap berulir (DIN 258) dapat juga dikeluarkan dari lubang benam dengan mengetatkan sebuah mur.



24



Gambar 1.8 Pasak Kerucut Pasak silinder membutuhkan untuk dududkannya yang ketat (bertegangan melintang) suatu kegiatan terhadap toleransi lubang yang ketat (mahal!)



Gambar 1.9 Pasak Silinder 25



Penegang yang becelah (lebar celah = kekuatan pita pegas) dan pasak penegang spiral berbentuk spiral yang digulung dari baja pegas (



B



=



1400…… 1800 N/mm2, kekerasan HRC = 42…. 50) atas jasa dari pemegasan melintangnya tidak ada toleransi lubang yang ketat. Cukup dengan lubang yang di bor dengan toleransi H 12. Pada soket penegang maka pemegasan tergantung dari arah pembebanannya (keras, kalau pelebaran celah dalam arah pembebanan; lunak, kalau arahnya kmenguncupkan). Pemegasan dari pasak penegang spiral adalah sama dalam setiap arah, tetapi pada dasarnya lebih keras daripada soket penegang.



Gambar 2.1 Soket Penegang 26



Dibandingkan dengan pasak pejal biasa (gaya geser = 100%) maka besarnya gaya geser pada soket pemegang yang ringan DIN 7346 sekitar 62%, pada yang berat (DIN 1481) sekitar 112% dan pada soket penegang gabungan yang berat (= 2 soket penegang berat yang dimasukkann satu ke yang lain) sekitar 155%. Pada pasak penegang spiral ringan maka besarnya gaya geser sekitar 80….90% dan pada pasak penegang spiral berat sekitar 130%. Soket penegang berlubang juga dapat dipakai sebagian bus belah untuk sekrup dan sebagai bus bantalan untuk sambungan (suatu soket penegang kedua sebagai baut). Pada pasak bertakik dan paku bertakik maka dudukan yang kuat dihasilkan oleh 3 takikan berlapis pada pasak, yang pada pemukulan maka pasaknya berubah bentuk secara plastis-elastis, maka lubang yang dibor halus mencukupi (toleransi H9 sampai 3 mm, H 11 di atas 3 mm. Berbagau bentuk desain dan maksud penggunaan ditunjukkan pada gambar 1.2. hal yang baru adalah juga pasak dan paku bertakik yang terbuat dari plastic (berwarna) untuk keperluan penyambungan dan pengkonstruksian dalam perakitan plastic.



27



Tabel 1.1 Tegangan dan perhitungan suatu sambungan pasak. No.1 Baut melintang dalam batang tarik



Nilai pegangan : /d = 1,5….1,7 ; /d = 2….3,5 DN/d = 2,5 untuk naf St dan Gs ; = 3,5 Baut: dari Mb =



b



sampai Mb = (masing-masing



menurut



pelampauan) Kasus a sampai kasus b. Nilai perhitungan praktis : Mb = Mb = W b . b ab



baut; dari



F = 2 d2 .



/4



ab



P garpu: dari



F = 2p . b. d



sampai F = 2 . Pmax. d. b/(4+ /b) (kasus a sampai kasus b) P batang : dari



F=p.. d 28



No.2 Pasak benam dalam gaya tekuk



b



pasak’ dari :



Mb = F . h = b . d2/32



Pb =



P max dari :



P max, = Pb



+ Pd =



29



No.3 Pasak melintang dalam momen



Nilai pegangan d/D = 0,2…..0,3



putar DN/D = 2 untuk naf St dan Gs = 2,5 Dari ……….. ab



pasak;



Mt =



ab



. D . d2/4



P max poros; Mt = Pmax . d . D2/6 P naf; Mt = p........d (D + )



t



poros;



Mt = Wt .



t



Wt = = (1 – 0,9 d/D)



30



No.4 Pasak memanjang



Nilai pegangan d/D= 0,13…..0,2 Panjang pasak : = 1D….....1,5D Pt ab pasak; Dari Mt = p . d . D/4 = ab . d . D/2



Pada table 1.1 menunjukkan untuk beberapa kasus penggunaan dari pengaturan dari berbagai distribusi tegangan permukaan yang dapat diterima dan setelah itu hubungan yang dipasangkan untuk pengukuran, kalau hanya dipertimbangkan gaya kerja F saja. Tegangan tambahan karena dudukan pres dalam lubang adalah untuk berbagai cara pempasakan dan berbagai ukuran serta disamping itu untuk pelampauan (ukuran lebih) yang berhubungan pada pasak lerucut yang tergantung dari gaya pemukulannya. Kasus ekstrim adalah tekanan badan yang secara setempat melampaui batas elastisitas. Dari sini menghasilkan suatu gaya perusak tambahan, yang pada pengukuran dari gaya perusak pada bagian konstruksi tertinggal harus diperhatikan. Maka 31



besaran dari gaya perusak dalam mata garpu Fs < s. b.d = (DN – d) . b. Untuk naf baja dan GS maka dengan diizinkan = s/1,5 kemudian DN/d > 2,5 dan untuk naff GG DN > 3,5 (dengan diizinkan = s/2,5). 1. Baut melintang dalam batang tarik. ~ Diberikan baut dari St 70, d = 20 mm, batang dan garpu dan St 50, bus bantalan BZ (perunggu), b = 12 mm, = 32 mm, gaya tarik F = 5200 N membesar. ~ Dihitung : tegangan geser



ab



= F/(2 d2/4) = 8,27 N/mm2 ,



ab diizinkan



= 70



N/mm2. ~ Tegangan tekung b : b



= Fl32 / (8 d3) = 26,48 N/mm2 < DIIZINKAN = 105 N/mm2



Tegangan Permukaan batang : p = F/(ld) = 8,12 N/mm2 < p diizinkan = 12...15 N/mm2 Tegangan permukaan batu : Kasus a : p F / (2bd) = 10,83 N/mm2 < p diizinkan = 90 N/mm2. Kasus b : P max = F (4 + l/b) / (2bd) = 72,2 N/mm2 2. Pasak Benam dalam gaya tarik. ~ Tekanan permukaan maksimal diberikan secara bersamaan dari sumbangan Pb dari momen tekuk : Pb = F(h + s/2) 6 (ds 2) dan sumbangan Pd dari gaya F : Pd = F / (ds) `~ Diberikan : 32



pasak bertakik dari St 50, d = 13 mm, h = 12 mm ~ Plat dari GS dengan s = 18 mm ~ Gaya F = 1000 N membesar ~ Dihitung : = Fh 32/ d3 = 55,63,



Untuk pasak



b



N/mm2 . P



max



b



diizinkan = 80 x 0,8 = 64



= 4F(1 + 1,5 h/s) / (d/s) = 34,18 N/mm2
P diizinkan ~ Diberikan : Poros, naf seperti contoh 3, pasak d = 4 mm, dan l = 40 mm ~ Dihitung : Untuk pasak p = Mt / (ldD) = 41,6 N/mm2
F = L b g........................................2) dimana : A = Luas penampang kemungkinan putus tergeser 



=Lb



τg = Tegangan geser yang diizinkan untuk bahan pasak. Dari pers. 1 & 2 diperoleh :



τ



Tp = L b g ===== > Tp = L b d d/2 2



τg....................................3)



Bila diperhitungkan kemungkinan rusak akibat tekanan bidang : F = A σD dimana :



σD = Tegangan bidang yang diizinkan untuk bahan pasak A = Luas bidang pasak yang menekan / bersinggungan terhadap bidang poros.  =L ------ > F = L t 2 ===== > Tp = L



t 2



σD



dimana Tp = F



d 2



t d 2 2



σD...................4) 44



Bila pasak harus mampu menahan gaya geser dan gaya tekan, maka dari pers. 3 & 4 diperoleh : Lb



d 2



τg = L τ



t 2



σD



t



b g= 2



σD ==== >



b



σD



t



=2 τg



Seperti halnya baut dan sekrup, pasak digunakan untuk membuat sambungan yang dapat dilepaskan. Dari kebanyakan pasak yang dibebani adalah bagian penampang memanjangnya, sedangkan beban pada penampang melintang tidak banyak terdapat pada pasak. Pasak memanjang terutama digunakan untuk menyematkan naf pada poros. Dapat dibedakan antara lain menjadi:



1. Pasak Benam Rata Pasak benam merata merupakan pasak memanjang yang paling banyak diterapkan. Pasak ini diterapkan, baik pada konstruksi diman roda harus dapat digeserkan pada poros, maupun pada konstruksi dimana roda harus disambung tak bergerak dengan poros. Nama “pasak” pada pasak rata sebenarnya tidak tepat, sebab pasak ini tidak tirus, karena itu pasak benam rata harus lebih banyak dipandang sebagai suatu penahan memutarnya roda terhadap poros kala kurang ada gesekan. 45



Alur pasak dalam naf sejajar dengan poros. Antara tepi atas pasak dan dasar alur dalam naf terhadap ruang main sebesar 0,2 . . . 0,4 mm lihat NEN 2430. Pasak benam rata hanya mendukung pada tepi sampingnya. Jadi lebar pasak dan labar alur harus disesuaikan dengan teliti, sebab kalau tidak, terutama pada arah gaya bertukar akan terjadi tumbukan dan pasak terancam terlepas. Untuk toleransi alur pasak dalam poros dan naf dapat dilihar pada NEN 2430. Kalau sebuah naf harus dapat digeser-geserkan, sangatlah perlu untuk menerapkan suatu ruang main antara pasak dan alur pasak, sekalipun ruang main itu sangat kecil. Karena itu dalam hal serupa pasak harus dikencangkan agar pasak tidak terlepas (lihat gambar V.02 penampang AA) dan NEN 2432. Panjang (l ) pasak benam rata dapat dikontrol dengan tekanan bidang yang diperbolehkan antara pasak dan naf. Dengan mengabaikan gesekan antara naf dan poros, pasak dapat dalam gambar V.01 dapat memindahkan momen (M) kalau penyerongan s pasak pada pasak diabaikan (ini memang diperbolehkan sebab lengan gaya pada pasak agak lebih besar dari ½ d). Mw = t. (l-b). σo . d/2



46



Pada efek tumbuk, tekanan bidang yang diperbolehkan σo = 40 N/mm2 pada naf besi cor dan σo = 70 N/mm2 pada naf baja cor dan naf baja. Kalau tidak ada efek tumbuk, harga ini masing-masing adalah 60 dan 100 N/mm 2. Kalkulasi ini hanya benar pada gerak antara poros dan naf seperti gambar V.02. kalau naf desematkan pada poros dengan suaian jepit arau dengan suaian pres, maka sebagian dari momen puntir dipindahkan lewat gesekan antara poros dan naf.



2. Pasak Belah Pasak belah juga dinamakan pasak Woodruff (gambar V.03) lebih murah ditinjau dari segi pembuatannya, tetapi membuat poro jauh lebih lebih lemah. Pasak ini masih bisa digunakan untuk momen puntir kecil. Momen puntir yang hendak dipindahkan. Dapat dihitung lagi seperti yang dikemukakan tadi dengan tekanan bidang yang sama.



3. Pasak Tirus Karena dilantak maka pasak, naf dan poros dipres satu sama lain, dengan demikian suatu momen puntir dipindahkan lewat gesekan. Gesekan sekaligus mencegah tergesernya naf pada poros, sehingga suatu penahan terhadap penggeseran aksial kebanyakan dianggap tidak perlu lagi. Tepi samping pasak ini biasanya tidak mendukung. Bidang miring (lereng 1: 100) pasak dengan hati-hati dibuat suai dalam alur naf dan alur poros. 47



Kepalanya memberi kesempatan untuk melepaskan pasak. Bagian yang menonjol pada pasak dapat membahayakan sehingga perlu dipasang sebuah pelindung yang biasanya terbuat dari baja plat tipis. Kalkulasi pasak ini pada kekuatan tidak mungkin dilakukan. Kalkulasi pasak aman kalau untuk panjang naf sekitar 1,5 d. Ketika pasak dilantak, ruang bebas antara naf dan poros terdapat pada satu sisi, roda terletak agak eksentrik dan mungkin miring terhadap poros. Hal ini mempunyai pengaruh buruk terhadap kerjasama dengan elemen yang lain. Disamping itu, titik berat dalam hal itu tidak lagi terletak di sumbu poros, sehingga poros mulai berayun, karena itu jenis pasak ini tidak cocok untuk pekerjaan teliti, seperti pemindahan dengan roda gigi.



4. Pasak tangensial Pasak ini member sambungan mati yang luar biasa. Sambungan ini adalah satu-satunya sambungan dimana naf dan poros dalam arah keliling diprategang, sehingga juga lolen puntir tumbuk dapat dipindahkan kedua arah di bawah prategangnya (jadi tanpa ruang bebas). Disini poros dan naf, menurut perbandingan, dilemahkan oleh alur pasak tidak sebanyak pelemahan yang dialami oleh dudukan pasak, sedangkan bidang samping pasak bekerja dengan bidang tekan. Dalam tiap alur dilantak dua buah pasak, dengan bidang mirinya menempel satu sama lain, sehingga dalam arah tangensial dikerjakan suatu gaya. 48



Tepi luar alur satu sama lain membentuk sudut 120 O resultan kedua gaya tangensial menekan naf dan poros satu sama lain dengan kuat pada sisi yang lain. Pasak tangensial hampir semata-mata dipergunakan apabila hendak dipindahkan gaya besar dan jika dalam hal ini pemindahan terkena tumbukan, atau seandainyakopel yang hendak dipindahkan dengan berganti-ganti bekerja dalam arah yang satu dan yang lain seperti pada roda daya. Apabila naf dari 2/2, mala pasak harus dipasang sedemikian rupa sehingga pasak tidak berusaha melepaskan paruhan roda yang satu dari yang lain sehingga simetrik terhadap bidang pisahnya. Tinggi pasak h = d/10 dan b = 3h Catatan: disamping pasak memenjang masih terdapat pasak melintang yang diterapkan untuk sambungan sebuah ujung batang pada suatu elemen mesin antara lain pada kompresor torak kerja berganda. Dalam hal ini pasak menerima beban lengkung. Untuk perbandingan satu sama lain konstruksi ini berlaku : Panjang bagian berbentuk kerucut pada batang l = 2 d, tinggi pasak h= 1,2 d , lebar pasak b= 1,3 d Untuk ukuran lebar dan tebal pasak biasanya sudah distandarisasi maka hasil perhitungan harus dipilih ukuran yang ada pad astandarisasi.Bila hasil perhitungan, ukurannya tidak ada yang cocok dalam 49



tabel pasak, maka ukuran pasak yang diambil adalah ukuran yang lebih besar Di bawah ini dicantumkan ukuran lebar dan tebal pasak, sesuai dengan standart yang dipasaran. Tabel standart Pasak melintang menurut IS : 2292 dan 2293 – 1963 Diameter poros (mm) 6 8 10 12 17 22 30 38 44 50 58 65 75



Penampang pasak Lembar Tebal (mm) (mm) 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 8 7 10 8 12 8 14 9 16 10 18 11 20 12 22 14



Diameter Poros (mm) 85 95 110 130 150 170 200 230 260 290 330 380 440



Penampang pasak Lembar Tebal (mm) (mm) 25 14 28 16 32 18 36 20 40 22 45 25 50 28 56 32 63 32 70 36 80 40 90 45 100 50



50



BAB III PERTANYAAN DAN JAWABAN 1. Mengapa pemasangan pasak harus benar ? (Andriana Juliyanti) Jawab : Pasak adalah bagian dari mesin yang berfungsi untuk penahan/ pengikat benda yang berputar. Bagian ini biasanya berupa Shaft yang berfungsi sebagai transfer daya dengan gear/roda gigi maupun pulley yang berfungsi untuk mengatur perbandingan putaran. Piye Carane merupakan harus dibuatkan alur sebagai tempat duduknya pasak pada permukaan poros yang akan dipasangkan puli. Jika pasak tidak terpasang dengan benar antara puli dengan poros maka kemungkinan akan terjadi slip diantara bagian yang berkontak lubang puli akan cepat aus. Contoh pemasangan pasak pada poros motor listrik dan puli.



51



2. Tentukan bahan dan ukuran suatu pasak untuk poros yang meneruskan daya sebesar 10 (kW) pada 1450 (rpm). Panjang pasak benam tidak boleh lebih dari 1,3 kali diameter poros. (Nurwanty Dzul Aidha) Jawab : P = 10 (kW),n1 = 1450 (rpm) Fc = 1 Pd = 1,0 10 = 10 (kW) T = 9,74 105 10/1450 = 1717 (kg.mm) S30C-D : = 58 (kg/mm2), Sfk1 = 6, Sfk2 = 2 τsa = 58/(6,0 2,0) =,4,83 (kg/mm2) Kt = 2, Cb = 2 ds = [5,1/4,83



2



2



6717]1/3 = 30,4 (mm)



31,5 (mm) F =



6717/(31,5/2) = 426 (kg) Penampang pasak 10 8, Kedalaman alur pasak pada poros t1 = 4,5 (mm) Kedalaman alur pasak pada naf t2 = 3,5 (mm) Jika bahan pasak S45C dcelup dingin dan dilunakan, maka = 70 (kg/mm2), Sfk1 = 6, Sfk2 = 3, Sfk1. Sfk2 = 6 3 = 18 Teganan geser yang diizinkan τka = 70/18 = 3,9 (kg/mm2) , tegangan permukaan yang diizinkan pa = 8 (kg/mm2) τk =



52



p= l = 15,2 (mm) lk = 25 (mm) b/ds = 10/31,5 = 0,317, 0,25 0,317 0,35, baik lk/ds =25/31,5 = 0,817, 0,25 0,794 1,5, baik Ukuran pasak : 10 8 (standard) Panjang pasak yang aktif : 25 (mm) Bahan pasak : S45C, dicelup dingin, dan dilunakkan. 3. Mengapa pasak tangensial disebut member sambungan mati yang luar biasa ? (Rizky Maulidiyani) Jawab : Karena Sambungan ini adalah satu-satunya sambungan dimana naf dan poros dalam arah keliling diprategang, sehingga juga lolen puntir tumbuk dapat dipindahkan kedua arah di bawah prategangnya (jadi tanpa ruang bebas). Disini poros dan naf, menurut perbandingan, dilemahkan oleh alur pasak tidak sebanyak pelemahan yang dialami oleh dudukan pasak, sedangkan bidang samping pasak bekerja dengan bidang tekan. Dalam tiap alur dilantak dua buah pasak, dengan bidang mirinya menempel satu sama lain, sehingga dalam arah tangensial dikerjakan suatu gaya yang menyebabkan pasak ini disebt dengan member sambungan mati luar biasa. 53



Gambar 1.1 Pasak Tangensial 4. Apa prinsip kerja dari pasak ? (Firdaus) Jawab : Pengunci yang disisipkan di antara poros dan hub (bos) sebuah roda pulli atau roda gigi agar keduanya tersambung dengan pasti sehingga mampu meneruskan momen putar/torsi. Pemasangan pasak antara poros dan hub dilakukan dengan membenamkan pasak pada alur yang terdapat antara poros dan hub sebagai tempat dudukan pasak dengan posisi memanjang sejajar sumbu poros. Penggunaan Pasak yaitu sebagai pengaman posisi, pengaturan kekuatan putar atau kekuatan luncur dari naf terhadap poros, perletakan kuat dari gandar, untuk sambungan flexible atau bantalan, penghenti pegas, pembatas gaya, pengaman sekrup dan lain-lain. 54



BAB IV RANGKUMAN Pasak merupakan sepotong baja lunak (mild steel), berfungsi sebagai pengunci yang disisipkan diantara poros dan hub



(bos)



sebuah roda pulli atau roda gigi agar keduanya tersambung dengan pasti sehingga mampu meneruskan momen putar/torsi. Pemasangan pasak antara poros dan hub dilakukan dengan membenamkan pasak pada alur yang terdapat antara poros dan hub sebagai tempat dudukan pasak dengan posisi memanjang sejajar sumbu poros. Pengunci yang disisipkan di antara poros dan hub (bos) sebuah roda pulli atau roda gigi agar keduanya tersambung dengan pasti sehingga mampu meneruskan momen putar/torsi. Pemasangan pasak antara poros dan hub dilakukan dengan membenamkan pasak pada alur yang terdapat antara poros dan hub sebagai tempat dudukan pasak dengan posisi memanjang sejajar sumbu poros. Penggunaan Pasak yaitu sebagai pengaman posisi, pengaturan kekuatan putar atau kekuatan luncur dari naf terhadap poros, perletakan kuat dari gandar, untuk sambungan flexible atau bantalan, penghenti pegas, pembatas gaya, pengaman sekrup dan lain-lain.



55



DAFTAR PUSTAKA Abdillah, Noor Yasin. 2012. Pasak dan Poros. http://nooryasinabdillah.blogspot.com/2012/04/elemen-mesin-pasakporos-baut-bantalan.html. Diakses 14 Januari 2014, 19.05 WITA. Mansyur, Iqbal. 2013. Elemen Mesin Pasak. http://myprivate-zone.blogspot.com/2013/12/elemen-elemenmesin.html. Diakses 14 Januari 2014, 20.05 WITA. Mustaqim, Romadhona Al. 2012. Sambungan Pasak (Keys). http://romadhona33.blogspot.com/2012/11/contoh-jurnal-elemenmesin19.html. Diakses 14 Januari 2014, 18 WITA. Niemann, G. Elemen Mesin Jilid 1. Erlangga. Jakarta : 1999 Raharja, Dian. 2013. Komponen Mesin Pasak. http://teknik-pelat.blogspot.com/2013/02/komponen-mesinpasak.html. Diakses 14 Januari 2014. 17.30 WITA Suga, kiyokatsu. Design of machine elements. pradnya paramita. Jakarta : 1987 Sularso. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. pradnya paramita. Jakarta : 2008 Stolk, Jack. Ir; Kros, C. Ir. Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Erlangga. Jakarta : 1986



56