Poros dan Bantalan

POROS & BANTALAN

POROS

Menurut Elemen Mesin Sularso,1987:hal 1, Poros adalah salah satu bagian terpenting dari mesin. Hampir semua  mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Secara garis besarnya poros dibedakan menjadi:

1.Poros transmisi
Poros ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk dan sproket rantai.

2.Spindel
Spindel adalah poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah depormasinya harus kecil  dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

3.Gandar
Gandar adalah poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang dimana, tidak mendapat beban puntir. Gandar ini hanya mendapat beban lentur.

Dalam merencanakan sebuah poros hal-hal penting yang diperhatikan adalah sebagai berikut :

1.Kekuatan poros
Kekuatan poros adalah kekuatan poros untuk menerima beban puntir atau lentur atau gabungannya. Perlu juga diperhatikan jika poros mendapat alur pasak atau mengalami pengecilan diameter (poros bertingkat). Jadi poros harus kuat dan mampu untuk menerima semua beban tersebut.

2.Kekakuan poros
Meskipun poros sudah kuat tetapi jika lenturan atau defleksi puntirannya harus besar, misalnya pada kotak roda gigi. Oleh karena itu disamping kekuatannya harus diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin yang akan dilayani.

3.Putaran kritis
Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada harga tertentu akan menimbulkan getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kristis.  Jika mungkin poros harus direncanakan dengan putaran kerja dibawah putaran kristisnya.

4.Bahan
Bahan untuk poros hendaknya bahan yang tahan terhadap korosi, terutama untuk poros yang bersinggungan langsung dengan fluida yang korosif dan poros mesin yang sering berhenti dalam jangka waktu yang lama. Tetapi pada batas-batas tertentu dapat dilakukan perlindungan terhadap korosi.

BANTALAN

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.

Prinsip Kerja Bantalan
Apabila ada dua buah logam yang bersinggungan satu dengan lainnya salingbergeseran maka akan timbul gesekan , panas dan keausan .Untuk itu pada kedua benda diberi suatu lapisan yang dapat mengurangi gesekan ,panas dan keausan serta untuk memperbaiki kinerjanya, ditambahkan pelumasansehingga kontak langsung antara dua benda tersebut dapat dihindarai.

Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
a.Bantalan Luncur
b.Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karenapermukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. Berdasarkan konstruksinya bantalan luncur dibedakan menjadi:a) Bantalan Luncur Radial Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar.Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros.

Berdasarkan konstruksinya, bantalan luncur terbagi menjadi 3 Jenis, yaitu:
1. Bantalan luncur radial (Jurnal bearing)
Bantalan ini untuk mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar. Konstruksinya terbagi / terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros engkol

2. Bantalan luncur aksial (Thrust bearing)
Bantalan ini menghantarkan poros engkol menerima gaya aksial yaitu terutama pada saat terjadi melepas / menghubungkan plat kopling saat mobil berjalan. Konstruksi bantalan ini juga terbelah / terbagi menjadi dua dan dipasang pada poros jurnal bagian paling tengah.

3. Bantalan khusus
Yaitu kombinasi antara bantalan radial dan aksial

Bahan Bantalan luncur

Bahan untuk bantalan luncur harus memenuhi persyaratan berikut:
·Mempunyai kekuatan yang cukup (tahan beban dan kelelahan)
·Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu besaratau terhadap perubahan bentuk yang kecil
·Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) terhadap poros jika terjadikontak dan gesekan antara logam dan logam
·Sangat tahan karat
·Dapat membenamkan kotoran atau debu kecil
·Murah harganya
·Tidak terlalu terpengaruh oleh temperature

Berdasar bahannya batalan luncur dibedakan menjadi:
a) Bantalan satu bahan
Yaitu bantalan yang terbuat dari satu jenis bahan sajaseperti besi tuang kelabu atau perunggu. Jenis ini hanyadigunakan pada motor dengan beban ringan.

b) Bantalan dua bahan
Bantalan ini mempunyai dua bahan untuk pendukung danuntuk bagian luncurnya.Untuk bagian pendukungnyaterbuatdari Cuprum ( Cu) , Plumbum ( Pb), Sn ataupaduan alumunium , sedanng bagian luncurnya biasanyaterbuat dari : Pb atau Sn. Jenis ini mempunyai sifat luncuryang baik serta daya dukungnya lebih besar Keuntungan:
a.Tidak peka terhadap beban kejut dan goncangan, karena bantalan luncurmemiliki bidang penopang dan bidangpelumasan yang lebar.
b.Bantalan luncur tidak terlalu peka terhadap debu / kotoran, maka dari itukurang membutuhkan seal.
c.Tinggi angka putaran tidak terbatas karena tidak ada gesekan langsung antaralogam dengan logam, tetapi yangada berupa gesekan antara logam denganpelumas.
d.Bantalan luncur konstruksi belahan memungkinkan pembongkaran danpemasangan kembali dari poros dapatdilakukan dengan mudah.
e.Bantalan luncur yang dapat diatur kembali kelonggarannya memungkinkandicapainya karakter putaran yang presisi.

1.Single row groove ball bearings
Bearing ini mempunyai alur dalam pada kedua cincinnya. Karena memiliki alur, maka jenis ini mempunyai kapasitas dapat menahan beban secara ideal pada arah radial dan aksial. Maksud dari beban radial adalah beban yang tegak lurus terhadap sumbu poros, sedangkan beban aksial adalah beban yang searah sumbu poros

2.Double row self aligning ball bearings
Jenis ini mempunyai dua baris bola, masing-masing baris mempunyai alur sendiri-sendiri pada cincin bagian dalamnya. Pada umumnya terdapat alur bola pada cincin luarnya. Cincin bagian dalamnya mampu bergerak sendiri untuk menyesuaikan posisinya. Inilah kelebihan dari jenis ini, yaitu dapat mengatasi masalah poros yang kurang sebaris.

3. Single row angular contact ball bearings
Berdasarkan konstruksinya, jenis ini ideal untuk beban radial. Bearing ini biasanya dipasangkan dengan bearing lain, baik itu dipasang secara pararel maupun bertolak belakang, sehingga mampu juga untuk menahan beban aksial.

4. Double row angular contact ball bearings
Disamping dapat menahan beban radial, jenis ini jgua dapat menahan beban aksial dalam dua arah. Karena konstruksinya juga, jenis ini dapat menahan beban torsi. Jenis ini juga digunakan untuk mengganti dua buah bearing jika ruangan yang tersedia tidak mencukupi.

5. Double row barrel roller bearings
Bearing ini mempunyai dua baris elemen roller yang pada umumnya mempunyai alur berbentuk bola pada cincin luarnya. Jenis ini memiliki kapasitas beban radial yang besar sehingga ideal untuk menahan beban kejut.

6.Single row cylindrical bearings
Jenis ini mempunyai dua alur pada satu cincin yang biasanya terpisah. Eek dari pemisahan ini, cincin dapat bergerak aksial dengan mengikuti cincin yang lain. Hal ini merupakan suatu keuntungan, karena apabila bearing harus mengalami perubahan bentuk karena temperatur, maka cincinya akan dengan mudah menyesuaikan posisinya. Jenis ini mempunyai kapasitas beban radial yang besar pula dan juga cocok untuk kecepatan tinggi.

7.Tapered roller bearings
Dilihat dari konstriksinya, jenis ini ideal untuk beban aksial maupun radial. Jenis ini dapat dipisah, dimana cincin dalamnya dipasang bersama dengan rollernya dan cincin luarnya terpisah.

8.Single direction thrust ball bearings
Bearing jenis ini hanya cocok untuk menahan beban aksila dalam satu arah saja. Elemenya dapat dipisahkan sehingga mudah melakukan pemasangan. Beban aksial minimum yang dapat ditahan tergantung dari kecepatannya. Jenis ini sangat sensitif terhadap ketidaksebarisan (misalignment) poros terhadap rumahnya.

9.Double direction thrust ball bearings
Bearing jenis ini hanya cocok untuk menahan beban aksila dalam satu arah saja. Elemenya dapat dipisahkan sehingga mudah melakukan pemasangan. Beban aksial minimum yang dapat ditahan tergantung dari kecepatannya. Jenis ini sangat sensitif terhadap ketidaksebarisan (misalignment) poros terhadap rumahnya.

10.Ball and socket bearings
Bearing jenis ini mempunyai alur dalam berbentuk bola, yang bisa membuat elemennya berdiri sendiri. Kapasitasnya sangat besar terhadap beban aksial. Selain itu juga dapat menahan beban radial secara simultan dan cocok untuk kecepatan yang tinggi.

Pasak

PASAK

Pengertian
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.

Macam Pasak

            Beberapa tipe yang digunakan pada sambungan elemen mesin, adalah :

1.Pasak Benam (PB)
Pasak jenis ini dipasang terbenam setengah pada bagian poros dan setengah pada bagian hub.
Terdiri atas beberapa jenis :
a.PB Persegi Panjang (penampang memanjang tirus perbandingan 1 : 1000)

b.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.

c.PB Kepala
Memiliki bentuk yang sama dengan PB Persegi Panjang tetapi dilengkapi kepala pada salah satu bagian ujungnya. Berfungsi untuk memudahkan proses bongkar pasang.

b = 4d
t = 32 b = 6d

d.PB Ikat
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.

e.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 :
-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.

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 :
dipasang membujur (sejajar sumbu poros)
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           dan      b1 = 0,25.D

Pertemuan VI dan VII

1.Pengertian
    Sambungan  baut  adalah  sambungan  yang  menggunakan  kontruksi  baut untuk   mengikat   dua   atau   lebih   komponen   permesinan.   Sambungan   baut merupakan jenis dari sambungan semi permanent (dapat dibongkar pasang). Sambungan baut terdiri dari 2 (dua) bagian, yakni Baut (Inggris=Bolt, yakni yang memiliki ulir di bagian luar) dan Mur (Inggris = Nut , yakni yang memiliki ulir di bagian dalam).

2.Fungsi Sambungan Baut

   Dilihat dari kontruksi yang memiliki ulir (yang dapat di bongkar pasang)
sambungan baut memiliki fungsi teknis utama, yaitu :
¾   Digunakanu   untuk   bagian   mesin   yang   memerlukan   sambungan   dan pelepasan tanpa merusak bagian mesin perawatan. ¾   Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau

3.Keuntungan dan Kerugaian Sambungan Baut

Ditinjau dari sisi teknik   sambungan   ulir   memiliki   keuntungan   dan kerugian sebagai berikut :

Keuntungan Sambungan Baut
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 Baut

1.Konsentrasi  tegangan  yang pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai kondisi beban.
Nomenklatur Baut

•      Major diameter
Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup dispesifikasikan 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.

2.Bentuk Ulir

a.British standard whitworth (BSW) threat
Mata Ulir berbentu segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, aero dan automobile
b.British Association (BA) threat
Mata  Ulir berbentuk  segitiga  dengan  puncak  tumpul   Aplikasi  : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi.
c.Square threat
Mata  Ulir  berbentuk  Segiempat.  Aplikasi  :  power  transmisi,  machine tools, valves, screw jacks.
d.Acme threat
Mata  Ulir  berbentuk  Trapesium  Aplikasi  :  cutting  lathe,  brass  valves, bench vices
e.Knuckle threatMata Ulir berbentu Bulat.
Aplikasi  :  digunakan  untuk  tugas  berat,  railway  carriage  couplings, hydrant,  dll,
f.Buttress threat
Mata Ulir berbentuk Gergaji Aplikasi : Mentransmisikan  daya pada satu arah, bench vices.
g.Metric threat
Aplikasi : general purpose

3.Tegangan internal akibat gaya pengencangan

1Tegangan tarik disebabkan pelonggaran baut.
2Tegangan geser puntir akibat tahan gesek selama pengencangan.
3Tegangan geser pada ulir.
4Tegangan tekan pada ulir.
5Tegangan   tekuk,   jika   permukaan   dibawah   kepala   baut/screw
tidak dalam posisi sempurna thd sumbu baut.

Jenis Ulir
Ulir digolongkan menurut bentuk profil penampangnya sebagai berikut : ulir segi tiga, persegi, trapezium, gigi gegaji, dan bulat, bentuk persegi,trapezium, dan gigi gergaji, pada umumnya dipakai untuk pengerak atau penerus gaya , sedangkan ulir bulat dipakai untuk menghindari kemacetan karena kotoran . tetapi bentuk yang paling banyak dipakai adalah ulir segitiga.
Ulir segitiga diklasifikasikan lagi menurut jarak baginya dalam ukuran metris dan inch, dan menurut ulir kasar dan lembut sebagai berikut :
1.seri ulir kasar metris
2.seri ulir kasar UNG
3.seri ulir lembut simetris
4.seri ulir lembut UNF

kelas Ulir
Ukuran ulir uar dinyatakan dengan diameter luar, diameter efektif ( diameter dimana tebal profil dan tebal alur dalam arah sumbu adalah sama ), dan diameter inti. Untuk ulir dalam, ukuran tersebut dinyatakan dengan diameter efektif , ukuran pembatas yang diizinkan, dan toleransi.
Atas dasar besarnya toleransi, ditetapkan kelas ketelitian sbb:

Untuk ulir metris : kelas 1,2 dan 3. Untuk ulir UNC, UNF UNEF : kelas 3A, 2A, dan 1A, untuk ulir luar. Kelas 3B, 2B, dan 1B untuk ulir dalam.
Perlu diterangkan bahwa ketelitian tertinggi dalam standar JTS adalah kelas 1, dan dalam standar amerika adalah 3A atau 3B .
Patokan yang dipakai untuk pemilihan kelas adalah sbb:
Kelas teliti ( kelas 1 dalam JTS ) untuk ulir teliti
Kelas sedang ( kelas 2 dalam JTS ) untuk pemakaian umum .
Kelas kasar ( kelas 3 dalam JTS ) untuk ulir yang sukar dikerjakan,
Misalnya ulir dalam dari
Lubang yang panjang

Bahan Baut
Penggolongan ulir menurut kekuatannya distandarkan dalam JTS seperti diperlihatkan dalam Tabel 1.3. arti dari bilangan kekuatan untuk baut dalam tabel tersebut adalah sbb : angka sebelah kiri tanda titik adalah 1/10 harga minimum kekuatan tarik σb ( kg /mm) dan sebelah kanan titik adalah 1/10 (σγ/σB ) Untuk mur , bilangan yang bersangkutan menyatakan 1/10 tegangan beban jaminan.

Jenis Baut Menurut Bentuk Bagian Dan Fungsinya.

Baut digolongkan menurut bentuk kepalanya, yaitu segi enam , soket segi enam , dan kepala persegi. Baut dan mur dapat dibagi sebagai berikut : baut penjepit , baut untuk pemakaian khusus , sekrup mesin sekrup penetap , dan mur, seperti diuraikan dibawah ini :
Baut penjepit gambar 1.6 , dapat berbentuk :
a.Baut tembus, untuk menjepit dua bagian melalui lubang tembus, dimana jepitan diketatkan dengan sebua mur
b.Baut tap , untuk menjepit dua bagian, dimanajepitan diketatkan dengan ulir yang ditapkan pada salah satu bagian .
c.baut tanam, merupakan baut tanpa kepala dan diberi ulir pada kedua ujungnya. Untuk dapat menjepit dua bagian, baut ditanam pada salah satu bagian yang mempunyai lubang berulir, dan jepitan diketatkan dengan sebuah mur.

Pertemuan V

Defenisi
Pengelasan adalah proses penyambungan dua buah logam sejenis dengan cara memanaskan sampai suhu lebur tanpa atau dengan menggunakan bahan tambah.

Sumber panas pengelasan
1. Secara mekanik, misalnya dengan gesekan, pukulan, dan tekanan dari material yang akan disambung.
2. Dengan energi listrik, misalnya melalui busur listrik, tahanan listrik, dan pancaran electron.
3. Dengan gas, misalnya udara panas, argon, helium, dan hydrogen.

Proses-proses Pengelasan
Pemilihan jenis proses pengelasan tergantung pada konstruksi yang akan dilas, mutu yang ingin dicapai, bahan yang akan dilas, dan biaya. Umumnya proses pengelasan adalah fusi dan tekan. Proses fusi adalah dengan mencairkan setempat secara bersama antara material yang akan dilas dan bahan pengisi. Sedangkan proses tekan tidak memerlukan bahan pengisi.

Jenis-jenis Proses Pengelasan

1. Pengelasan Tempa
Benda kerja yang akan disambung dipanaskan sampai temperature dibawah temperature cairnya dan kemudian dilakukan penyambungan dengan tekanan/pukulan.
Contoh penerapan: penyambungan rantai, pipa, konstruksi mesin ringan,dan sebagainya.

2. Pengelasan Gas.
Benda kerja dipanaskan dengan menggunakan busur api yang dihasilkan oleh kombinasi gas-gas (gas alam, asetilen, oksigen-hidrogen, helium dan sebagainya). Contoh penerapan: tabung, pipa, konstruksi mesin.

3. Pengelasan Busur Listrik
Panas diperoleh dari loncatan bunga api listrik antara elektroda las (sekaligus berfungsi sebagai bahan pengisi) dan benda kerja. Transformator las diperlukan untuk menghasilkanarus kuat hingga 200 amper pada tegangan yang cukup rendah.

4. Las Tahanan Listrik
Pada prinsipnya panas ditimbulkan karena adanya tahanan listrik pada benda kerja. Kemudian setelah bagian dari benda kerja yang akan disambung pijar, dilakukan penyambungan dengan ditekan. Penerapan pengelasan ini hanya pada benda kerja yang dapat mengalirkan arus listrik dengan baik.

Jenis pengelasan yang termasuk las tahanan listrik sangat banyak diantaranya:

a. Las Titik ( spot welding)
Elektroda pengalir arus listrik terbuat dari tembaga atau paduan Cu+Mo yang dibagian dalamnya berongga untuk mengalirkan cairan pendingin. Las ini biasa digunakan untuk menyambung pelat-pelat yang tipis.

b. Las Tumpul
Pengelasan ini dilakukan dengan cara menyambungkan benda kerja kemudian dialiri arus listrik. Jenis material benda kerja harus sama, serta arus listrik yang dialirkan harus merata pada permukaan yang akan disambung.

Jenis-jenis Sambungan Las

1. Sambungan Temu (butt joint)
Butt joint digunakan untuk plat-palt rata dan tiang-tiang. Kemampuan butt joint untuk bebab statis maupun dinamis , lebih tinggi kekuatannya dari pad alas fillet, tetapi las butt biayanya lebih tinggi. Kapasitas beban dinamis dapat diperhitungkan dari kerapatan pengelasan dan pengerjaan finishing. Diagonal atau kemiringan pengelasan juga dapat menambah kapsitas beban statis. Untuk tebal plat sampai 4 mm, tanpa dibuat miring ujung-ujungnya, untuk tebal plat 5 mm s.d. 15 mm perlu dibuat kampuh V ( bersudut V, 60 ) dan untuk tebal plat 10 mm s.d. 30 mm perlu dibuat kampuh X, untuk tebal plat lebih besar lagi ujung-ujung plat dibuat kampuh U dobel U.

2. Sambungan Tee (T joint)
Tee joint biasanya berbentuk kampuh datar. Kekuatannya lebih kecil disbanding dengan butt joint untuk beban dinamis, yang terkuat adalah dengan menggunakan kampuh rongga, kemudian kampuh datar, dan yang terlemah adalah dengan menggunakan kampuh lengkung. Tebal kampuh ( a ) untuk jenis sambungan ini adalah tinggi dari penampang segi tiga dari kampuh.

3.Sambungan Sudut (corner joint)
Kekuatan dari sambungan ini lebih kecil dibanding dengan Tee joint.

4.Sambungan Tumpang (Lap joint)
Sambungan ini merupakan jenis sambungan yang paling lemah.

Keuntungan dan Kerugian Sambungan Las

Keuntungan
1. Konstruksi lebih ringan
2. Untuk komponen yang kecil dan jumlah produksi sedikit, waktu produksi akan lebih singkat dan biaya lebih murah.
3. Dapat menahan kebocoran
4. Proses cepat untuk produksi masal.

Kerugian
1. Untuk produksi masal biaya lebih tinggi
2. Kesulitan untuk mengetahui mutu las
3. Pengerjaannya memerlukan pengalaman khusus.
4. Memerlukan pengetahuan tentang bahan yang akan dilas.

Perhitungan Krekuatan Sambungan Las

1. Akibat Gaya Tarik/Tekan

Sambungan temu (butt joint) dengan kampuh V direncanakan untuk menahan tegangan tarik atau tekan yang terjadi karena gaya F.
Tegangan tarik atau tekan yang terjadi ( ):
……………………………..( 4-1)
dengan F = gaya tarik/tekan ( N ); A= luas penampang yang menahan beban ( mm )
…………………………..(4 – 2)
dengan a = tebal pengelasan ( mm )
l = panjang pengelasan ( mm

2. Akibat Gaya Geser

Sambungan las pada gambar diatas dimaksudkan untuk menahan tegangan geser akiabat dari gaya geser F. Bentuk pengelasannya las sudut dengan tebal las a adalah BD.
BC dengan BC= tebal plat

Teganga Geser yang terjadi ( ):
……………………………( 4 – 3 )

Pertemuan III san IV

Pertemuan III dan IV
Elemen Mesin Paku Keling

SAMBUNGAN PAKU KELING

Sampai kini sambungan paku keling masih digunakan sebagai suatu sambungan tetap seperti pada pembuatan badan kapal terbang, ketel uap, jembatan dan lain lain meskipun belakangan sambungan las banyak dipakai pengganti sambungan keling.

Pada saat ini sambungan keling masih digunakan pada industri pesawat terbang untuk memasang plaat badan pesawat dimana smbungan las tidak dapat dilakukan karena perlu dilakukan penggantian secara rutin sehingga penggunakan sambungan keling akan memudahkan pekerjaan
Juga sambungan ini banyak digunakan pada metal yang agak sulit dilakukan pengelasan seperti aluminium dimana penjambungannya dilakukan dengan menggunakan paku keling.

Pengerjaan sambungan paku keling adalah dengan memasukan paku keling melalui suatu lubang dan kemudian bagian yang menonjol dari paku keling kita pukul sehingga membentuk kepala kedua yang akan mengekalkan sambungan tersebut.

Untuk paku keling dengan diameter maksimum 12 mm dapat dikerjakan dalam keadaan dingin sedangkan untuk diameter lebih besar paku keling perlu dipanaskan terlebih dahulu.

Bahan dari paku keling dapat baja lunak, tembaga, kuningan, aluminium atau bahan metal lainnya tetapi bahan dari paku keling dan plaat harus sesuai untuk mencegah terjadinya proses galvano yang dapat menyebabkan terjadinya korosi.

BENTUK PAKU KELING

Bentuk paku keling menurut bentuknya dibagi dalam 3 kelompok :

1.    Paku keling dengan kepala bulat untuk pemakaian khusus misalnya ketel uap –DIN123
2.    Paku keling dengan kepala bulat untuk konstruksi biasa misalnya penyambungan baja profil dari bangunan – DIN124
3.    Paku keling dengan kepala dibenamkan untuk mendapatkan hasil pekerjaan rata misalnya pemasangan plaat pesawat terbang –DIN302.

Untuk memungkinkan paku keling dapat masuk dengan baik pada lubangnya maka diameter dari lubang harus dibuat lebih besar sedikit dari diameter paku kelingnya dimana perbedaannya telah distandarisir.

Panjang paku keling dapat dihitung dengan rumus:

                     L  =  ΣS + ( 1,5  -  1,7 ) d

Dimana  :  S  =  Tebalnya plaat atau profil
                 d  =  Diameter Paku keeling

MACAM MACAM SAMBUNGAN PAKU KELING

Macam sambnungan yang umum dipakai pada sambuingan paku keling adalah sebagai berikut :

1.  KAMPUH BERHIMPIT
Sambungan ini yang paling sederhana dengan meletakan 2 buh pelat satu diatas yang lainnya kemudian disambung dengan paku keling.

2.   KAMPUH BILAH TUNGGAL
Disini sambungan kita lakukan dengan mengeling sebuah lajur plaat pada plaat –plaat yang akan disambung.

3.   KAMPUH BILAH BERGANDA
Disini sambungan kita lakukan dengan mengeling dua buah lajur plaat pada plaat-plaat yang akan disambung dimana plaat-plaat tersebut  berada diantara kedua lajur plaat.

Sambungan paku keling dapat juga dibagi menurut pemakaiannya :

1.    Sambungan paku keling yang hanya harus kuat.
Sambungan macam ini digunakan untuk sambungan pada konstruksi jembatan, bangunan dan lain-lain.
2.    Sambungan paku keling yang harus merupakan ikatan kuat dan rapat.
Sambungan macam ini digunakan  pada ketel uap.
3.    Sambungan paku keling yang harus merupakan ikatan yang rapat.
Sambungan macam ini digunakan untuk reservoir zat cair atau gas dengan tekanan rendah.

PERHITUNGAN SAMBUNGAN PAKU KELING

PERHITUNGAN PAKU KELING.

Pada perhitungan kekuatan paku keling yang harus diperhatikan  adalah tegangan-tegangan yang timbul pada sambungan tersebut.

Tegangan-tegangan yang timbul terdiri dari :

1.    Tegangan tarik atau tekan pada plaat atau pada lajur plaat untuk kampuh bil;ah tunggal atau berganda . (σt, σd)
2.    Tegangan geser pada paku keling (τ)
3.    Tegangan permukaan antara plaat dan paku keling. (σs)

Untuk pasangan plaat dan paku keling yang sesuai misalnya untuk paku keling K.St 34 dan Plaat St 37 maka tegangan geser yang diizinkan dari paku keling dapat diambil sebagai berikut :
                           
                             Τ  =  0,8.  σt

Dimana σt  ialah tegangan tarik dari plaat.

Kalau jarak antara pinggir plaat dan pusat paku keling pada arah gaya yang bekerja sama dengan dua kali diameter paku keling (2d) , maka tegangan permukaan yang diizinkan adalah

                             σs =   2,0  . σt

Dimana :  σt  =  tegangan tarik yang diizinkan dari plaat
                σs =  tegangan permukaaan yang diizinkan antara plaat dan paku
                        keling

Kalau jarak antar pinggir plaat dan pusat paku keling tersebut adalah satu setengah diameter paku keling (1.5 d) maka tegangan permukaan yang diizinkan  adalah :

                             σs =   1,5  . σt

Materi Pertemuan II

Materi Pertemuan II

Elemen mesin : Gaya dan Tegangan



Gaya beban  / load itu dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu :

1.Dead or steady load : adalah  gaya beban yang diberikan atau terjadi secara konstan dan tidak    berubah ubah atau biasa disebut muatan mati

2.Live or Varying load : adalah gaya beban yang diberikan itu berubah ubah atau berpindah pindah

3.Suddenly Applied or Shock load : adalah gaya beban yang berawal dari steady load lalu secara tiba tiba berubah menjadi gaya beban yag bertekanan besar

•Gaya Tegangan (Stress) : Gaya yang berasal dari dalam benda yang terjadi karena adanya gaya luar

Gaya tegangan dibagi menjadi 4 macam yaitu :

1.Tegangan dan Regangan tarik ( Tensile and Strain ) : Tegangan tarik terjadi karena akibat bekerjanya gaya tarik pada luas suatu penampang sehingga bendanya mengalami perpanjangan .

2.Tegangan dan Regangan tekan ( Compresssive stress and Strain ) : Tegangan yang terjadi karena suatu gaya tekan pada suatu satuan luas penampang luas material elemen mesin sehingga mengalami pemendekan

3.Tegangan dan Regangan geser (Shear stress and Strain ) : tegangan yang terjadi karena 2 gaya geser yang saling berlawanan arah terhadap suatu bidang geser pada bidang penampang elemen mesin sehingga bidang penampang tersebut mengalami tegangan geser

4.Tegangan luluh ( Crushing/Bearing stress ) : Tegangan  yang timbul akibat terpusatnya gaya tekan pada suatu daerah kontak yang sangat kecil , tegangan ini terjadi umumnya pada komponen mesin yang berfungsi sebagai penyambung / pengunci , contoh : pasak , paku keling , pin , baut dll

•Bearing Stress

Pendahuluan Materi Elemen Mesin

                       PENDAHULUAN MATERI


1.1 Pengertian Elemen Mesin
Elemen Mesin adalah Bagian-bagian suatu konstruksi yang mempunyai bentuk serta fungsi tersendiri, seperti baut-mur, pene , pasak, poros, kopling, sabuk-pulli, rantai- sprocket, roda gigi dan sebagainya.
Dalam penggunaan elemen mesin bias berfungsi sebagai elemen pengikat, elemen pemindah atau transmisi, elemen penyangga elemen pelumas, elemen pelindung dan sebagainya.

1.2 Pembagian Elemen Mesin
Elemen Mesin dapat dikelompokkan sebagai berikut:
1. Elemen-elemen Sambungan
a. Sambungan Lem
b. Sambungan Solder
c. Sambungan Paku Keling
d. Sambungan Las
e. Sambungan Ulir

2. Elemen-elemen Transmisi
a. Poros dan pasak
b. Kopling
c. Sabuk dan rantai penggerak
d. Roda gigi
e. Rem

3. Elemen Penyangga
a. Pegas
b. Bantalan

1.3 Prinsip Dasar Perencanan Elemen Mesin
Pada dasarnya perencanaan elemen mesin merupakan perencanaan komponen yang diadakan/dibuat untuk memenuhi kebutuhan mekanisme suatu mesin. Tahap-tahap dalam perencanaan elemen mesin adalah sebagai berikut:
1. Menentukan kebutuhan
Menentukan kebutuhan dalam hal ini adalah kebutuhan akan elemen mesin yang akan direncanakan, sesuai dengan fungsinya.
2. Pemilihan mekanisme
Berdsarkan fungsinya dipilih mekanisme yang tepat dari elemen tersebut.
Contoh: Memindahkan putaran poros penggerak ke poros yang digerakkan dengan roda gigi miring.
3. Beban mekanis
Berdasarkan mekanisme yang ditentukan pada tahap ke 2 beban-beban mekanis yang akan terjadi harus dihitung berdasarkan data pada tahap ke 1, hingga diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada elemen tersebut.
Contoh: Data-data : daya yang ditransmisikan, putaran
4. Pemilihan Material
Untuk mendapatkan elemen mesin yang tahan dipakai, dilakukan pemilihan material dengan kekuatan yang sesuai dengan kondisi beban yang terjadi.
5. Menetukan Ukuran
Bila terjadi kesesuaian pemakaian bahan dan perhitungan beban mekanis, dapat dicari ukuran-ukuran elemen mesin yang direncanakan dengan standar.
6 Modifikasi
Modifikasi bentuk diperlukan bila elemen-elemen mesin yang direncanakan telah pernah dibuat sebelumnya.
7. Gambar kerja
Pada tahap ini, ukuran-ukuran untuk penggambaran gambar kerja diperoleh, baik gambar detail maupun gambar perakitan.
8. Pembuatan dan control kualitas
Dengan gambar kerja dapat dibuat elemen mesin yang diperlukan.
1.4 Pertimbangan-pertimbangan Dalam Perencanaan Elemen Mesin

Hal-hal penting yang harus dipertimbangkan dalam perencanaan elemen mesin adalah.:
1. Jenis-jenis tegangan yang ditimbulkan pembebanan
2. Gerak dari elemen mesin
3. Pemilhan bahan
4. Bentuk dan ukuran komponen
5. Tahanan gesek dan peleumasan
6. Hukum ekonomi
7. Penggunaan komponen stndar
8. Keamanan operasi
9. Fasilitas bengkel
10. Jumlah komponen yang akan diproduksi
11. Harga konstruksi total
12. Pemasangan.
1.5 Dasar Perhitungan dalam Perencanaan Elemen Mesin
Perhitungan pada perencanaan elemen mesin didasarkan pada teori-teori mekanika teknik dan kekuatan bahan.
1.5.1 Dasar-dasar mekanika teknik
a.Gaya
Gaya adalah penyebab suatu pergerakan dan deformasi suatu benda atau aksi sebuah benda terhadap benda lain.
Gaya adalah sebuah besaran vector yang mempunyai besar, arah, dan titik tangkap.

b.Momen
Momen adalah sebuah gaya yang bermaksud untuk menggerakkan atau memutar benda.


c.Kesetimbangan
Suatu benda kaku dikatakan dalam keadaan setimbang bila resultante (jumlah) gaya-gaya yang bekerja = 0 dan momen disetiap titik benda = 0
Syarat kesetimbangan benda

Jika satu syrat diatas tidak dipenuhi maka benda tersebut dikatakan tidak seimbang.
1.5.2 Dasar-dasar Kekuatan Bahan
Tegangan-tegangan yang akan terjadi dalam perencanaan elemen mesin adalah.
a.Tegangan Tarik
b.Tegangan Geser
c.Tegangan Puntir
d.Tegangan Bengkok