modul 3 ( sambungan keling )

MODUL DTO

Sambungan .

Sambungan dibuat dengan maksud :

1. Membentuk konstruksi sesuai dengan yang dikehendaki terutama bila sulit atau kurang ekonomis bila dibentuk dari satu macam bahan .

2. Memudahkan dalam pemasangan , pemeliharaan dan penggantian bagian-bagian yang rusak .

3. Memungkinkan membentuk konstruksi dari bermacam bahan , ukuran dengan harga yang lebih murah .

4. Memudahkan bagian-bagian yang bergerak atau diam untuk dapat dibuka .

Konstruksi Sambungan .

1. Sambungan tetap .

Sambungan dimana bagian - bagian yang disambung tidak dapat dibuka kecuali dengan dirusak dinamakan sambungan tetap .

Sambungan tetap seperti sambungan paku keling , sambungan las , sambungan solder , sambungan susut dan sambungan dengan bahan perekat .

Sambungan tetap dibuat untuk bagian-bagian yang tidak perlu dibuka

pasang .

2. Sambungan tidak tetap .

Sambungan dimana bagian - bagian yang disambung dapat dibuka ( dilepas ) disebut sambungan tidak tetap .

Sambungan tidak tetap seperti sambungan ulir dan sambungan pasak atau sambung an pen .

Sambungan tidak tetap dibuat untuk memudahkan penggantian bagian – bagian yang ru sak dan kepentingan perakitan ( asembling ) .

A. Sambungan paku keling .

Sambungan yang menggunakan kelingan paku sebagai bahan pengikat sambungan dina makan sambungan paku keling .

Sambungan paku keling umumnya dipakai untuk menyambung pelat atau

besi profil .

1. Syarat sambungan paku keling :

a. Sambungan rapat dan kuat , seperti sambungan pada ketel uap dan

badan kapal .

b. Sambungan rapat . Seperti pada tangki da bejana tekanan rendah .

c. Sambungan kuat , misalnya pada konstruksi bangunan , jembatan dan

mesin .

Komponen Mesin 1MODUL DTO

2. Jumlah baris paku keling dibedakan :

a. Sambungan dikeling tunggal . Sambungan yang dikeling satu baris paku :

b. Sambungan dikeling ganda . Sambungan yang dikeling dua baris paku :

c. Sambungan dikeling triple . Sambungan yang dikeling tiga baris paku :

3. Bentuk sambungan paku keling .

3.1 Sambungan kampuh berimpit .

Cara menyambung dengan menghimpitkan dua plat yang diikat dengan paku keling dinamakan sambungan kampuh berimpit .

a. Kampuh berimpit dikeling tunggal : Adalah kampuh yang diikat oleh satu baris paku keling .

Contoh :

Kampuh berimpit dikeling tunggal dengan tiga paku keling :

e d d = diameter paku keling . s = tebal pelat t = jarak antara paku . e = jarak pusat paku kepinggir pelat . syarat sambungan : t < 8 s t e = 1,5.d atau e = ½ t .

b. Kampuh berimpit dikeling ganda :

Adalah kampuh yang diikat oleh dua baris paku keling .

Contoh :

Kampuh berimpit dikeling ganda dengan empat paku :

e a = jarak antara baris paku .

syarat sambungan : t = 2,6. d + 10 mm e = 1,5 d a = 0,8 t

t


Kampuh berimpit dikeling ganda dengan tiga paku sistim berliku ( zig-zaq ) :

e

syarat sambungan : t = 2,6 d + 15 mm e = 1,5 d a = 0,6 t

a = jarak antara baris paku t

a

c. Kampuh berimpit dikeling triple . Adalah kampuh yang diikat oleh tiga baris paku keling .

Contoh :

Kampuh berimpit dikeling triple dengan lima paku keling sistim berliku :

e syarat sambungan : t = 3.d + 22 mm

e = 1,5.d a = 0,5 .t .

t

a

a a

Berdasarkan percobaan e = 1,5.d , sambungan akan aman terhadap kerusakan yang disebabkan oleh sobek atau tergesernya pinggir plat .

Sambungan ini dibuat untuk kekuatan kecil atau sedang atau untuk sambungan yang hanya memerlukan kerapatan .

3.2 Sambungan kampuh bilah .

Sambungan kampuh bilah adalah cara menyambung plat yang menggunakan satu atau dua lembar bilah sebagai alat penyambung , kemudian diikat oleh paku

keling .

a. Kampuh bilah tunggal .

Cara menyambung dengan menggunakan satu bilah kemudian diikat oleh paku keling dinamakan kampuh bilah tunggal .


Contoh :

Kampuh bilah tunggal dengan tiga paku :

Syarat sambungan : s = tebal kampuh . s’ = tebal bilah . s’ = 0,6 – 0,8.s

Kampuh bilah tunggal dibuat untuk sambungan yang tidak memerlukan kekuatan tarik yang terlalu besar .

b. Kampuh bilah ganda .

Cara menyambung dengan menggunakan dua bilah kemudian diikat oleh paku keling di

s s'

namakan kampuh bilah ganda .

Sambungan bilah ganda banyak digunakan untuk sambungan yang memerlukan kekua tan dan kerapatan pada tekanan tinggi .

Sambungan yang paling baik dan kuat adalah kampuh bilah ganda .

Contoh :

Sambungan bilah ganda dengan empat paku paralel :

s’ = Tebal bilah s = Tebal plat

Syarat sambungan : t = 2,6.d + 10 mm t a = 0,5.t s' teoritis = 0,5.s t t s' praktis = ( 0,6 – 0,7 ).s

Komponen Mesin 4MODUL 3 PDTM

Sambungan bilah ganda dikeling ganda dengan enam paku zig-zaq :

e

p b

Syarat sambungan :

- t = 3,5.d + 15 mm - b = 1,5.d - p = 0,5.t - e = 1,5.d

s

s’ t

t

a

4. Paku Keling .

Paku keling adalah sejenis pasak atau paku yang digunakan untuk mengikat sambungan yang sifatnya permanen tidak bergerak dan dilepas .

Bahan paku keling terbuat dari logam yang mudah dibentuk dan dilepas dengan cara me rusak seperti baja yang ulet , aluminium , tembaga dan perunggu .

Dari segi ekonomis sambungan paku keling lebih murah , sederhana dan lebih ringan konstruksinya .

4.1 Dimensi paku keling .

1,6.d 1,5.d L

kepala

Sebelum dikeling Sesudah dikeling

d = diameter paku L = panjang batang paku keling L = Σ s + 1,5.d Σ s = jumlah tebal plat .

Komponen Mesin 1 3.6 MODUL 3 PDTM

4.2 Bentuk dan ukuran kepala paku keling :

Kepala paku Penggunaan

A. kepala radius ( bulat ) Dipakai pada konstruksi – konstruksi jembatan , 1,8 d bangunan , ketel dll .

L

B. kepala radius lebih tinggi Dipakai untuk keperluan-keperluan khusus pada 1,5 d konstruksi seperti jenis A .

L

0,6.d

d

d

0,8

.d 0

,8.d

d

C. kepala konis . Dipakai pada konstruksi-konstruksi / sambung 1,8 d an yang tidak boleh bocor, misalnya tangki ketel uap , tangki minyak dll .

L

d D. kepala konis lebih tinggi . Dipakai pada sambungan jenis C , untuk yang le lbih kuat misalnya pada kapal . 1,6 d

L

d

E. kepala persing( countersunk ) Dipakai seperti jenis A , tetapi kepala keling pa 750 da jenis E rata dengan permukaan bagian yang 1,8 d disambung ( terbenam ) .

d L


5. Kekuatan Sambungan Paku Keling .

5.1 Kerusakan pada sambungan paku keling .

Kerusakan pada sambungan paku keling karena adanya beban yang bekerja pada sam bungan dan menyebabkan :

a. Plat melengkung :

F F F = Beban

0,7

.d 0

,8.d

0,6

.d

b. Robeknya plat diantara paku-paku karena tarikan :

F F

c. Paku keling putus oleh tegangan geser :

paku bergeser ( putus ) F F

d. Kerusakan lubang paku karena tekanan bidang paku :

kerusakan lubang paku

F F

e. Robeknya plat bagian pinggir karena plat melengkung :

F F

Plat robek .

5.2 Kekuatan sambungan paku keling .

Kekuatan sambungan paku keling perlu diperhitungkan untuk mencegah / menahan ke kerusakan yang terjadi pada sambungan .


a). Kampuh berimpit .

a.1) . Kampuh berimpit dikeling tunggal :

Kekuatan plat yang berlubang :

F F ( t- d )

plat robek

t

F ≤ ( t – d ). s . σt [ kgf ; N ] …………………. ( 1 )

σt dari bahan plat . s = tebal plat t = jarak antara paku . d = diameter paku .

Kekuatan paku menahan geseran :

( tegangan geser ) F F F

F ≤ n . . d 2. [ kgf ; N ] ……………………… ( 2 )

dari bahan paku = ( 0,6 – 0,8 ) . σt

n = jumlah paku yang menerima geseran . d = diameter paku .

Tegangan geser ( ) tergantung pada jarak antara sumbu paku dengan pinggir plat : e = 1,5 d = 0,8 . σt

Kekuatan plat menahan takanan bidang paku : σo

F F

F ≤ n. d. s . σo [ kgf ; N ] …………………….. ( 3 )

σo = Tekanan bidang plat yang diijinkan .

Komponen Mesin 1 3.9MODUL 3 PDTM

Tekanan bidang tergantung :

e = 1,5 d σo = 1,6 σt

e = 2 d σo = 2 σt

Kekuatan plat terhadap beban tarik :

F F

g

d

d

F ≤ ( b – n.d ) . s . σt [ kg ; N ] ........................ ( 4 )

n = jumlah paku sejajar . σt dari bahan plat . b = lebar plat .

Dari persamaan 2 dan 3 jika σo plat = 1,6 di dapat nilai :

. d 2 . = d . s . σo

d = 2 . s

d = diameter paku keling .

Dari persamaan 1 dan 2 jika = σt dan d = 2 s , didapat nilai : . d 2 . = ( t - d ) . s . σt

t = 2,6 . d

t = jarak antara paku keling .

Prosen Kekuatan ( Efisiensi ) .

1). Efisiensi plat ( φ plat ) .

Plat yang disambung dengan paku keling tidak sekuat plat yang utuh . Hasil bagi kekuatan plat yang dilubangi dengan plat utuh ( tidak dilubangi ) dinamakan efi siensi plat ( prosen kekuatan plat ) .

Secara matematis ditulis :

φ plat = x 100 %


φ plat = x 100 % φ plat = x 100 %

Kekuatan plat berlubang Kekuatan plat

utuh

( t – d ) . s . σt

t . s . σt

2). Efisiensi paku ( φ paku ) .

Efisiensi paku didefinisikan sebagai :

φ paku = x 100 %

φ paku = x 100 % ( % )

Perhitungan :

Diketahui sambungan kampuh berimpit dikeling tunggal :

- sambungan dipasang dengan empat buah paku .- bahan plat dari bahan St 35 .- bahan paku dari bahan St 34 .- tebal kampuh ( plat ) 16 mm .- faktor keamanan sambungan ditetapkan 5 - diamter paku 20 mm .

Rencanakan :

a. Jarak antara paku b. Efisiensi plat . c. Besar gaya F pada tiap paku yang mengalami geseran , = 0,7

paku .d. Gambarkan konstruksi sambungannya .

Solusi : plat = = = 700 kgf cm -2 = 0,7. = 0,7 . = 476 kgf cm -2

a. t = 2,6 . d = 2,6 . 20 = 52 mm .

b. Efisiensi plat :

φ plat = x 100%

= x 100 % = 61,5 %


c. Kekuatan paku terhadap geseran :

F ≤ n . . d 2. ≤ 4 . . ( 2 ) 2 . 476

F ≤ 5978, 56 kgf .

Gaya tiap paku yang menerima geseran ( Fo ) :

St 35 5

St 34 5

Fo = = = 1494,64 kgf .

d. Konstruksi sambungan :

a.2 ) . Kampuh berimpit dikeling ganda .


Perhitungan kekuatan sambungan berimpit dikeling ganda sama dengan sambungan berimpit dikeling tunggal .

Perhiutngan :

Diketahui konstruksi sambungan seperti gambar :

F F

t

F F

( t – d ) t

0,6 t

- Diameter paku keling 13 mm - paku 500 kgf cm-2

- Tebal plat 7 mm - σo plat 600 kgf cm -2

- plat 750 kgf cm -2

Ditanya : Gaya maksimum yang diijinkan pada sambungan .

Solusi :

- Kekuatan plat terhadap beban tarik :

F ≤ ( b – n.d ) . s . σt

F ≤ ( 7 – 4.1,3 ) .0,7 . 750 ≤ 945 kgf .

- Kekuatan paku menahan geseran :

F ≤ n . . d 2.

F ≤ 4. . (1,3)2 . 500 ≤ 2653.3 kgf .

- Kekuatan plat menahan takanan bidang paku :

F ≤ n. d. s . σo

F ≤ 4 . ( 1,3 ) . ( 0,7 ) . 600 ≤ 2184 kgf .

Dari pemeriksaan diatas bagian yang terlemah pada kekuatan plat terhadap beban ta rik dengan gaya maksimum 945 kgf .

Gaya maksimum yang diijinkan pada sambungan 945 kgf .

b). Kampuh Bilah .

b.1). Kampuh bilah tunggal .

s’ s’ = tebal bilah s = tebal plat .

Bilah tunggal dikeling tunggal


Kekuatan bilah yang berlubang :

bilah

70

m

m

s

F t F

Plat

F ≤ ( t – d ) . s’ . σt [ kgf ; N ] , σt dari bahan bilah .

Kekuatan paku terhadap geseran :

F ≤ n . . d 2. [ kgf ; N ] , n = jumlah paku .

Tekanan bidang pada lubang bilah :

F ≤ n . d. s’ . σo [ kgf ; N ] , σo bahan plat .

Perhitungan :

Konstruksi sambungan seperti gambar :

I

F F t

I

-Beban tiap paku F = 4800 kgf . -Bahan plat dan bilah St 34 -Bahan paku keling St 35 -Faktor keamanan sambungan ( v ) = 6 -Tegangan geser paku ( ) = 0,7 -Tebal plat ( s ) = 12 mm -Tebal bilah ( s’ ) = 0,8 . s .

Ditanya kekuatan pada penampang I – I :

a. Diameter paku ( d ) b. Jarak antara paku ( t ) c. Gambarkan penampang konstruksi sambungan tersebut .

Komponen Mesin 1

3.14

MODUL 3 PDTM

Solusi : paku = = = 583 kgf cm-2

( t

– d

)

paku = 0,7. 583 = 408 kgf cm-2

plat = = 567 kgf cm-2 ; plat = bilah

a. Diameter paku ( d ) : 3 F0 ≤ n . . d 2 . paku

2400 ≤ 3 . . d 2 . 408

d ≥ 1,58 dibulatkan 16 mm .

maka diameter paku ( d ) ditetapkan ≥ 16 mm .

b. Jarak antara paku ( t ) :

Jarak t pada penampang I - I :

2. F0 ≤ ( t – d ) . s’ . bilah 1600 ≤ ( t – 1,6 ) . 0,8. 1,2 . 567 t ≥ 2,96 + 1,6 t ≥ 4,56 cm dibulatkan 48 mm . nilai t ditetapkan ≥ 48 mm .

e. Konstruksi penampang sambungan bilah tunggal dikeling ganda :

b.2 ). Kampuh bilah ganda .

s’ s’ = tebal bilah s s = tebal plat . s’

Kekuatan plat :

F ≤ ( t – d ) . s . [ kgf ; N ] , bahan plat .

Kekuatan paku terhadap geseran :

F ≤ n . 2 . . d 2. paku [ kgf ; N ]

Komponen Mesin 1

3.15

MODUL 3 PDTM

Kekuatan lubang plat terhadap tekanan bidang :

F ≤ n . d . s . σo [ kgf ; N ] ,

σo bahan plat ( paku ) atau dari bahan terlemah . Perhitungan :

Konstruksi sambungan seperti gambar :

- Beban pada sambungan ( F ) = 14 ton . - Tegangan tarik ijin bahan ( ) = 1400 kgf cm-2 - Tegangan geser paku ( ) = 0,8. - Tekanan bidang pada lubang ( σo ) = 2 . - Sambungan menggunakan enam paku . ( n = 6 ) - Tebal bilah ( s’ ) = 0,5 s

Rencanakan :

a. Besar diameter paku keling . b. Tebal plat dan tebal bilah . c. Lebar plat ( bilah ) .

Solusi :

a. Diameter paku ( d ) : F ≤ n . 2 . . d 2. paku

14.103 ≤ 6 . 2 . . d 2 . 0,8 . 1400

d ≥

≥ 1,15 cm dibulatkan 12 mm .

Ditetapkan d ≥ 12 mm . b. - Tebal plat ( s ) :

F ≤ n . d . s . σo

s ≥ ≥

s ≥ 0,69 cm dibulatkan 0,7 cm ( 7 mm )

Komponen Mesin 1

3.16

MODUL 3 PDTM

- Tebal bilah ( s’ ) :

s’ = 0,5. 0,7 = 0,35 cm .

Tebal bilah ditetapkan s’ ≥ 4 mm . c. Lebar plat ( b ) :

F ≤ ( b – 3.d ) .s . b ≥ + 3.d

b ≥ + 3. ( 1,2 )

≥ 17,89 cm dibulatkan 18 cm .

Lebar plat ditetapkan ( b ) = 180 mm .

Komponen Mesin 1

3.17

MODUL 3 PDTM

A. Pilihan Ganda .

1. Yang tidak termasuk sambungan tetap adalah ................

a. Sambungan keling c. Sambungan solder b. Sambungan las d. Sambungan ulir

2. Sambungan paku keling pada konstruksi jembatan adalah

sambungan ...............

a. Rapat dan kuat . b. Rapat c. Rapat dan berat . d. Kuat

3. Sambungan keling pada ketel uap termasuk sambungan ...............

a. Kuat b. Rapat c. Berat d. Rapat dan kuat

4. Sambungan yang diikat oleh satu baris paku dinamakan ................

a. Sambungan dikeling ganda c. Sambungan dikeling paralelb. Sambungan dikeling triple d. Sambungan dikeling tunggal .

5. Konstruksi sambungan berikut adalah ...................

a. Kampuh dikeling tunggal .b. Kampuh dikeling ganda c. Kampuh bilah d. Kampuh bilah tunggal .

6. Tegangan geser yang diperbolehkan dari sambungan berikut adalah ............ F F

a. ≥ b. ≥ c. ≤ d. ≤

7. Kekuatan plat menahan tekanan bidang paku dari sambungan berikut : ........... d F F

a. F ≥ 3 . d . s . σo

b. F ≥ n . d . s . σo

c. F ≤ n . d . s . σo

d. F ≤ 3 . d . s . σo

Komponen Mesin 1

3.18

MODUL 3 PDTM

8. Lebar plat ( b ) dari konstruksi sambungan berikut adalah ..................

d F b F

a. b ≤ + 2.d b. b ≤ + n.d

c. b ≥ + 3.d d. b ≥ + 2.d

9. Kekuatan paku terhadap geseran dari sambungan seperti gambar , beban F ........

F F

a. F ≥ n . 4 . d 2. c. F ≥ 4 . 2 . d 2.

b. F ≤ n . 4 . d 2 . d. F ≤ 4 . 2 . d 2.

10. Prosen kekuatan plat pada sambungan kampuh berimpit dikeling ganda secara mate matis ditulis :

a. φ plat = x 100 % c. φ plat = x 100 %

b. φ plat = x 100 % d. φ plat = x 100 %

B.Essay .

1. Jelaskan yang dimaksud dengan sambungan keling ?

2. Jelaskan macam-macam sambungan keling ?

3. Jelaskan keuntungan sambungan keling ?

4. Gambarkan konstruksi sambungan kampuh berimpit :

a. dikeling tunggal dengan empat paku .b. dikeling ganda dengan tiga paku .

5. Gambarkan konstruksi sambungan berikut :

a. kampuh bilah tunggal dikeling ganda dengan enam paku keling .b. kampuh bilah ganda dikeling tunggal dengan empat paku keling .

6. Konstruksi sambungan seperti gambar :

4

g g

4

4

g g

t

dt )(

t

dt )( d

dt )(

Komponen Mesin 1

3.19

MODUL 3 PDTM

F = 1,5.103 kgf .

t = 1400 kgf cm-2

F F = 0,7 t

Rencanakan diameter paku .

7. Dua paku dengan diameter 15 mm dipakai untuk menahan beban 1,2.103 kgf . Jika tegangan tarik ijin bahan paku 1200 kgf cm-2 . Hitung tebal platnya .

8. Tiga buah paku keling dengan diameter 16 mm dipakai pada kampuh berimpit dike ling ganda . Tebal kampuh 10 mm . Hitung :

a. gaya maksimum yang diijinkan , bila = 1400 kgf cm-2 . b. Gambarkan konstruksi sambungannya .


Tabal plat 12 mm F F F = 3 ton . Paku keling yang dipakai enam buah . Rencanakan :

a. Diameter paku keling . b. Lebar dari plat .


14 t 14 t

= 1400 kgf cm-2

tebal bilah ( s’ )= 0,5.s

= 0,8.

Rencanakan :

a. Diameter paku keling . b. Tebal plat dan bilah .c. Lebar plat .


Sambungan yang menggunakan kelingan paku sebagai bahan pengikat sambungan di namakan sambungan paku keling .

Sambungan paku keling umumnya dipakai untuk menyambung pelat atau besi

profil .

Konstruksi sambungan paku keling :

Kampuh berimpit dikeling tunggal Kampuh berimpit dikeling ganda Kampuh berimpit - dikeling ganda paralel - dikeling ganda zig-zaq (berliku)

Kampuh berimpit dikeling triple Sambungan paku keling

Kampuh bilah tunggal

- bilah tunggal dikeling tunggal Kampuh bilah - bilah tunggal dikeling ganda

Kampuh bilah ganda

- bilah ganda dikeling tunggal - bilah ganda dikeling ganda

Kekuatan Sambungan Paku Keling .

Kerusakan pada sambungan paku keling :

a. Melengkungnya plat .

b. Robeknya plat antara paku karena tarikan .

c. Paku keling putus karena geseran .

d. Kerusakan lubang paku karena tekanan bidang paku .

e. Robeknya plat bagian pinggir karena melengkungnya plat .


Perhitungan kekuatan sambungan paku keling :

a. Kekuatan pada plat .

b. Kekuatan paku terhadap geseran .

c. Tekanan bidang pada lubang paku .

d. Kekuatan plat menahan geseran

e. Prosen kekuatan sambungan ( Efisiensi ) .


1. Tiga buah paku keling dipakai pada konstruksi sambungan seperti gambar

:

2 t = 1400 kgf cm-2 2 t = 0,8

Rencanakan :

a. Diameter paku keling .b. Jarak antara paku keling c. Prosen kekuatan plat .

2. Kampuh berimpit dikeling ganda diikat oleh empat paku keling 20 mm dan tebal kampuh 12 mm .

- Bahan kampuh St 35 - Bahan paku keling St 34 - Faktor keamanan sambungan ditetapkan 5- Tegangan geser yang diperbolehkan pada paku 0,7. .

- Jarak antara paku 90 mm .

Hitung :

a. Gaya maksimum yang diijinkan pada paku .b. Prosen kekuatan paku keling .c. Gambarkan konstruksi sambungannya .


- Bahan plat dan bilah St 35 - Bahan paku St 34 1,5 t 1,5 t - Tebal plat ( s ) 12 mm - Tebal bilah ( s’ ) 0,8. s - Faktor keamanan ( v ) 5

Hitung :

a. Besar diameter paku keling .( = 0,8 ) b. Jarak antara paku . c. Prosen kekuatan plat .


13 t 13 t


-Paku keling yang dipakai empat buah dengan diameter 20 mm-Tegangan tarik ijin bahan 1300 kgf cm-2

-Tekanan bidang pada lubang paku 1,6.tegangan tarik ijin bahan .

Hitung :

a. Tegangan geser yang diperbolehkan tiap paku keling .b. Tebal plat dan bilah ( s’= 0,6.s ) .

5. Tiga buah batang dari suatu konstruksi seperti tampak dalam gambar

berikut :

- Bahan konstruksi dari St 37

- faktor keamanan 4 .

- = 0,8 .

- Tebal plat batang 12 mm .

0 0

F3 F2

F1

12 t

Buatlah rencana perhitungan sambungan diatas :

a. Besar beban F2 dan F3 . b. Besar beban tiap paku keling dari setiap batang . c. Diameter paku keling dari tiap batang .d. Luas tiap batang yang menahan beban tarik .


PENDAHULUAN .

Standar kompetensi komponen mesin adalah pengetahuan yang mempelajarai tentang dasar – dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin atau bagian - bagain dari me sin , antara lain sambungan , poros , alat transmisi ( penerus daya ) , kopling , rem dan roda gigi . A. Deskripsi Bahan Ajar .

Komponen mesin 1 :

Sambungan keling Sambungan las Sambungan ulir .

B. Prasyarat .

Peserta diklat telah menyelesaikan dan mengusai modul 1 dan 2 Setiap latihan soal harus dikerjakan untuk meningkatkan pemahaman terhadap bahan ajar yang dipelajari .

C. Tujuan Umum Pemelajaran .

Memiliki kemampuan dalam pemahaman tentang sambungan , macam–macam sam bungan dan menghitung kekuatan sambungan .

D. Petunjuk penggunaan modul .

Bacalah isi modul ini secara berurutan dan pahami dengan benar dari setiap ba

han ajarnya .

Setelah menyelesaikan bahan ajar , kerjakan test formatif untuk mengukur dan

mengetahui tingkat penguasaan bahan ajar .

Cocokan jawaban test formatif dengan kunci jawaban yang terdapat dibagian be

lakang modul ini . Kemudian gunakan rumus berikut ini :

Tingkat penguasaan = x 100 %

Arti Tingkat Penguasaan Bahan Ajar :

- 90 % - 100 % = baik sekali . - 80 % - 89 % = baik - 70 % - 79 % = sedang - < 70 % = kurang .

Tingkat penguasaan bahan 80% ke atas anda dapat meneruskan ke bahan ajar

berikutnya . Tingkat penguasaan bahan di bawah 80% anda harus mengulang la gi pemelajaran tersebut .

Untuk menambah wawasan penguasaan bahan modul dapat menggunakan buku

referensi lainnya .

Bila mendapatkan kesulitan dalam mempelajari bahan modul konsultasikan deng an guru pembimbing .

ivMODUL 3 PDTM

Sambungan Paku Keling

Setelah mempelajari bahan ajar ini peserta diklat :

Jumlah jawaban yang benar Jumlah soal

1. Memiliki pemahaman dan pengertian tentang sambungan pa ku keling .

2. Memiliki pengetahauan tentang macam – macam sambung

an paku keling .

3 Memiliki pengetahuan tentang menghitung kekuatan sambu

ngan paku keling

Komponen Mesin 1 3.1

MODUL 3 PDTM

KATA PENGANTAR

Standar kompetensi “ Komponen Mesin “ ini disusun berdasarkan silabus KTSP edisi 2006 dan acuan kerangka penulisan modul yang dikeluarkan oleh Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan Departemen Pendidikan Nasional .

Komponen Mesin ( B ) disampaikan dalam tiga modul dengan tujuan agar siswa dapat lebih mudah mempelajari dan memahami isi dari materi komonen mesin tersebut .

1. Modul 3 ( B1 ) : Komponen Mesin 1 2. Modul 4 ( B2 – B3 ) : Komponen Mesin 2 3. Modul 5 ( B4 – B5 ) : Komponen Mesin 3

Dengan adanya media modul ini diharapkan dapat membantu membimbing dan melatih kegiatan pemelajaran peserta diklat supaya lebih mandiri dan

kreatif .

Semoga modul yang sederhana ini dapat memberikan kontribusi dalam usaha me ngatasi dan memenuhi bahan ajar yang dituntut oleh KTSP edisi 2006 .

Kritik dan saran yang konstruktif untuk kesempurnaan modul ini kedepan sangat diharapkan dari rekan - rekan pengajar khususnya DTM .

Baleendah , Media Juli 2006

Penyusun .

iMODUL 3 Pembahasan & Jawaban Test Formatif

Pembahasan dan Jawaban Test Formatif 1 .

1. Diketahui data kampuh berimpit dikeling tunggal : n= 3 buah ; F = 2 t ( 2.103 kg ) . g = 0,8.σt ; σt = 1400 kgf cm-2

Solusi :

a. F ≤ n . . d 2. g

2.103 ≤ 3 . . d 2 . 0,8. 1400

3

d ≥ ≥ 0,575 cm

d di bulatkan 0,60 cm . b. t = 2,6 . d = 2,6 . 0,6 = 1,56 cm dibilatkan 1,60 cm .

c. φplat = 62,5%

2. Diketahui data kampuh berimpit dikeling ganda : n = 4 buah ; d = 20 mm s = 12 mm ; v = 5 St 35 bahan kampuh St 34 bahan paku g= 0,7.σt dan t = 90 mm . Solusi : a). Kekuatan paku menahan geseran : F ≤ n . . d 2. g

F ≤ 4 . . 22 . 0,7.

F ≤ 5978,56 kgf .

b). Prosen kekuatan paku : 2

φpaku = x 100%

2 φpaku = x 100%

φpaku = 79 % .

c). Gambar konstruksi sambungan :

Komponen Mesin 1 1

MODUL 3 KOMPONEN MESIN 1

12 mm

F t F

3. Diket konstruksi sambungan bilah tunggal :- St 35 bahan plat dan bilah .- St 34 bahan paku . - s = 12 mm dan s’ = 0,8 s .- v = 5 - g = 0,8.σt - F = 1,5 t dan n = 4 buah .

Solusi : a. Diameter paku keling : F ≤ n . . d 2. g 3

d ≥ ≥

d ≥ 9,5 mm ( dibulatkan ) b. Jarak antara paku : F ≤ ( t – d ) . s’ . σt 1,5.103 ≤ ( t – 0,95 ) . ( 0,8 . 1,2 ) .

t ≥ 2,23 + 0,95 ≥ 3,18 cm t ≥ dibulatkan 35 mm .

c. Prosen kekuatan plat :

φplat = x 100 %

= x 100 %

= 58,3 % 4. Diket data konstruksi sambungan bilah ganda : F = 13 t ; σt= 1300 kgf cm-2

n = 4 buah ; σo= 1,6.σt ; d = 20 mm

Pembahasan & Jawaban Test Formatif 2


a. Tegangan geser pada tiap paku keling : F ≤ n . 2 . d 2. g

13.103 ≤ 4.2 . .( 22 ) . g

g ≤ 517,5 kgf cm-2

b. Tebal plat dan bilah :

F ≤ n . d . s .σ0 3

s ≥ ≥ o

- tebal plat s ≥ 8 mm ( dibulatkan ) . - tebal bilah s’ = 0,6 . s = 0,6 . 8 = 4,8 mm dibulatkan 5 mm .

5. Diketahui konstruksi batang seperti gambar : F1 = 12 t ; v = 4 g = 0,8 .σt F3 F2 Bahan konstruksi St 37

F1

Solusi : a. Besar beban F2 dan F3 :

Σ FH = 0 F3 3 2 F2 F2 cos 45 + ( - F3 cos 45 ) = 0

F2 = 3

450 450

F3 cos 450 F2 cos 450 F2 = F3 ...................... ( 1 ) .

12 t Σ FV = 0 (- F1 ) + F2 sin 45 + F3 sin45 = 0 ....... ( 2 )



Subsitusikan pers ( 1 ) ke pers ( 2 ) :

F2 sin 45 + F3 sin 45 = F1 F2 = F3

F3 sin 45 + F3 sin 45 = F1

2. F3 sin 45 = F1

F3 = 1

- F3 = 8,5 t ( dibulatkan ) - F2 = F3 = 8,5 t .

b. Beban tiap paku :

- Batang 1 ( F1 ) = 1 = 4 t

- Batang 2 ( F2 ) = 2 = 4,25 t

- Batang 3 ( F3 ) = 3 = 4,25 t

c. Diameter paku tiap batang : - Batang 1 :

F1 ≤ n . 2 . d12.

3

d1 ≥ 1 ≥

d1 ≥ 20 mm ( dibulatkan ) .

- Batang 2 :

F2 ≤ n . 2 . d22.

3

d2 ≥

d2 ≥ 20 mm ( dibulatkan ) .

- Batang 3 : d3 = d2 ≥ 20 mm

d. Luas batang yang menahan beban tarik : - Batang 1 : F1 = A1 . σt

12.103 = A1 . A1 = 13 cm2 ( dibulatkan )

- Batang 2 : F2 = A2 . σt

8,5.103 = A2 . A2 = 9,20 cm2 ( dibulatkan )

- Batang 3 : A3 = A2 = 9,20 cm2



Pembahasan dan Jawaban Test Formatif 2 1. Diketahui sambungan las dengan data : F = 1,8 t . b = 2½” = 6,36 cm . σt = 1200 kgf cm-2. Solusi : F ≤ A . σt ≤ b.s . σt

2

s ≥

s ≥ 2,4 mm ( dibulatkan ) .

2. Diketahui konstruksi las sbb :

D = 100 mm ; d = 80 mm lingkaran las 110 mm dan pipa =1200 kgf cm-2

Hitung : d D a. Beban F b. Tebal pengelasan ( a ) .

F Solusi : a. Besar beban tarik ( F ) : F ≤ A . σt ≤ ( D2 – d2 ) . σt

F ≤ ( 102 - 82 ) . 1200

F ≤ 33912 kgf .

b. Tebal pengelasan ( a ) :

a F ≤ A . σl ≤ k . a . σl k = . lingkaran las = 3,14 . 11 = 34,54 cm

= 450 = 0,85 ( Tabel 1 ) .

a ≥

a ≥

a ≥ 0,96 cm .

Pembahasan & Jawaban Test Formatif 5 MODUL 3 KOMPONEN MESIN 1

3. Diketahui konstruksi sambungan las sebagai berikut : a

F 80 mm L

15 mm

Bahan kedua plat St 37 dengan = 1400 kgf cm-2 .

Solusi : a. Besar beban F :

F ≤ A . σt ≤ ( 8 x 1,5 ) . 1400 F ≤ 16800 kgf .

b. Panjang pengelasan ( L ) .

F ≤ A . σl

A = 2 . a . L a = ½ = 0,7071 = 1,4142 . L = 00 ( F // penampang las ) = 0,75 ( Tabel 1 ) F ≤ A . σl ≤ ( 1,4142 . L ) . 0,75 . σl

L ≥ ≥

L ≥ 11,32 cm .

4. Diketahui konstruksi sambungan las sbb : a1 = 8 mm 60.60.6 11 t z 17 L1 60mm

L2 a2 = 4 mm

σt besi siku 800 kgf cm-2 .

Solusi : Panjang pengelasan L1 : F1 ≤ 2 . A . σl ≤ 2. ( L1 . a1 ) . σl


L1 ≥ 1

- Besar beban F1 : F1 . 6 = F ( 6 – 1,7 ) 3

F1 = = 7884 kgf ( dibulatkan ) . - Besar beban F : F = F1 + F2 F2 = F – F1 = 3116 kgf . - = 0 ( F // penampang las ) :

= 0,75 ( Tabel 1 )

L1 ≥ ≥ 8,21 cm .

Panjang pengelasan L1≥ 82,1 mm .

Panjang pengelasan L2 : F2 ≤ 2 . A . σl ≤ 2. ( L2 . a2 ) . σl

L2 ≥ 2 ≥

L2 ≥ 6,50 cm ( dibulatkan ) Panjang pengelasan L2 ≥ 65 mm .

5. Diketahui sebuah ketel dengan ukuran : D = 1500 mm ; Bahan ketel St 37 ; φ = 80% . p = 10 kgf cm-2 ; V1 = 4,5 dan V2 = 9 . Solusi :

t pada kampuh memanjang :

t ≥ 1

t ≥

t ≥ 2,14 cm ( 21,4 mm ) .

t pada kampuh melintang : t ≥ 2

t ≥

t ≥ 2,14 cm ( 21,4 mm ) .


Pembahasan dan Jawaban Test Formatif 3 . 1. Diketahui konstruksi tutup selinder seperti gambar diikat oleh empat baut . D = 50 mm ; p = 10 kg cm-2 . Beban yang bekerja kombinasi statis dan dinamis . Rencanakan : a. Gaya pengencang bila baut menggunakan kunci momen . b. Ukuran ulir baut jika menggunakan ulir metrik dan p whitwort . Tegangan pada baut 103 kg cm-2

D

Solusi :a. Gaya pengencang dengan kunci momen :

FV ≤ c . FS c = 3,2 ( Tabel 6 ) . FS ≤ p x 2 ≤ 10 x 2

FS ≤ 196,5 kgf . FV ≤ c . FS ≤ 3,2 . 196,5 ≤ 628 kgf . Besar gaya pengencang pada baut dengan kunci momen adalah 628 kgf .

b. Ukuran ulir baut : FV ≤ A x σt ≤ 1 x 103

D1 ≥ V ≥ 3

D1 ≥ 9 mm ( dibulatkan ) - Ulir Metrik : M 12 ( D = 12 mm ; D1 = 9,85 mm & s = 1,75 mm ) - Ulir Whitwort : W ½ “ ( D 12,70 mm ; D1 = 9,99 mm & s = 2,12 mm ) 2. Diketahui konstruksi sambungan ulir seperti gambar :

- Bahan baut St 34 . - = 103 kgf cm-2 . - Panjang baut 100 mm . - Panjang ulir baut 40 mm - = 0,6 Rencanakan : a. Ukuran ulir baut jika menggunakan ulir

whit wort. b. Tinggi mur bila H = 0,8.D .

30 t Pembahasan & Jawaban Test Formatif 8 MODUL 3 KOMPONEN MESIN 1

Solusi : a. F ≤ 2 D2 .

D ≥ 3 ≥ 56,43 mm

ulir whit wort yang digunakan adalah W 2¼“ ( D = 57,15 mm ; D1= 49,02 mm dan s = 6,35 mm ) .

b. Tinggi mur ( H ) : H = 0,8.D = 0,8 . 56,43 mm H = 45 mm .

3. Diketahui ukuran ulir trapesium : D1 = 45,6 mm dan p = 12 mm . Solusi : a. Gambar penampang ulir : D

p ½ p D1

b. Diameter luar ulir ( D ) : D = D1 + ½ p = 45,6 + 6 = 51,6 mm .

4. Diketahui sebuah ulir whitwort : - menahan beban ( F ) = 6 t - σt = 800 kgf cm-2

Solusi : F ≤ . D1

2 . σt

3

D1 ≥ ≥

D1 ≥ 31 mm ( dibulatkan ) . Ukuran ulir whitwort yang digunakan adalah W 1½“ ( D= 38,10 mm ; D1=32,68 mm dan s = 4,25 mm ) Tabel 3 .

5. Diketahui poros ulir trapesium kepala senter mesin bubut : - menerima beban ( F ) = 400 kgf . - Tegangan σt = 500 kgf cm-2 . Solusi : F ≤ . D1

2 . σt

D1 ≥



D1 ≥

D1 ≥ 10 mm Ulir trapesium yang digunakan pada kepala senter mesin bubut : T 16 x 4 ( D = 16 mm ; D1 = 11,5 mm dan s = 4 mm ) .

6. Diketahui baut UNC : - Bahan baut St 42 - faktor keamanan 6 - Baut menahan beban 1,2 t Solusi : F ≤ . D1

2 . σt

3

D1 ≥ ≥

D1 ≥ 15 mm ( dibulatkan ) Ukuran untuk baut UNC adalah ¾” – 10 UNC ( D = 19,10 mm ; D1 = 15,93 mm dan s = 2,54 mm ) .


PEMBAHASAN DAN JAWABAN TEST FORMATIF MODUL 3 - 5

Oleh : T.S.Wijaya , Drs .

SMK Negeri 8 Bandung .

MODUL 3 – 5 PDTM

KATA PENGANTAR

Materi bahan ajar yang tersaji dalam modul 3 – 5 ini disusun berdasarkan deskripsi pemelajaran program diklat PDTM kurikulum SMK edisi 2004 kelompok Teknologi dan Industri .

Modul 3 - 5 ini membahas tentang kompetensi “ Komponen Mesin “ ( B ) yang terdiri dari : 1. Komponen Mesin 1 ( B1 ) 2. Komponen Mesin 2 ( B2 – B3 ) 3. Komponen Mesin 3 ( B4 – B5 )

Dengan adanya media modul ini diharapkan dapat membantu membim bing kegiatan pemelajaran dan aktivitas belajar peserta diklat lebih mandiri dan kreatif sehingga pemahaman terhadap bahan ajar dapat lebih mendalam dan mantap .

Semoga modul yang sederhana ini dapat memberikan kontribusi dalam usaha mengatasi dan memenuhi bahan ajar yang dituntut oleh kurikulum edisi 2004 .

Kritik dan saran yang konstruktif untuk kesempurnaan modul ini kedepan sangat dinantikan dari rekan-rekan pengajar khususnya PDTM .

Baleendah , Media Juli 2004 Penyusun .

i MODUL 3 - 5 PDTM

DAFTAR ISI

Kata Pengantar i Daftar Isi ii

Peta Kedudukan Modul iii

Pendahuluan : iv

A. Deskripsi Bahan Ajar iv

B. Prasyarat iv

C.Tujuan Umum Pemelajaran iv D. Petunjuk Penggunaan Modul iv

MODUL 3 ( B 1 ) : 3.1

Pemelajaran 1 : 3.2

Sambungan paku keling 3.2

Latihan 1 3.19

Rangkuman 3.22 Test Formatif 1 3.25

Pemelajaran 2 : 3.27

Sambungan Las 3.27

Latihan 2 3.39 Rangkuman 3.42 Test Formatif 2 3.45

Pemelajaran 3 :

3.47 Sambungan Ulir

3.47 Latihan 3 3.59

Rangkuman 3.61 Test Formatif 3 3.63

Kunci Jawaban Test Formatif 3.64

DAFTAR PUSTAKA 3.66

ii

MODUL 3 – 5 PDTM

PETA KEDUDUKAN MODUL PDTM Program Keahlian : Teknik Mekanik Otomotif .

M 3 B1 M 2 A3-A4 M 4 M 5 B2-B3 B4 – B5 M 7 E1-E2 M 6 C1- C2 D1- D2 M 8 M 9 F1-F2 G1-G2-G3 M 10 M 1 H 1 A1 - A2 M 11 I 1

M 13 K1-K2

M 12 M 14 J1-J2 L1-L2

M 16 M 15 N1-N2 M1-M2

M 17 O1-O2-O3

Keterangan :

M 1 = Modul nomor 1 . A1 = A ( Kode kompetensi ) , 1 ( Sub kompetensi ) .

iii

MODUL 3 PDTM

Sambungan Paku Keling

Setelah mempelajari bahan ajar ini peserta diklat :

1. Memiliki pemahaman dan pengertian tentang sambungan pa ku keling .

2. Memiliki pengetahauan tentang macam – macam sambung

an paku keling .

3 Memiliki pengetahuan tentang menghitung kekuatan sambu

ngan paku keling

Komponen Mesin 1 3.1

Pemelajaran 1

Sambungan Paku Keling .

Tujuan Pemelajaran : Setelah mempelajari bahan ajar ini , peserta diklat dapat :

Memahami dan menjelaskan pengertian sambungan paku keling Memahami dan menjelaskan macam-macam sambungan paku keling Menghitung kekuatan sambungan paku keling .

modul 3 ( sambungan keling )

Documents