BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era teknologi ini kehidupan manusia tidaklah terlepas dari keberadaan

suatu mesin yang berperan penting dalam kehidupan sehari-hari. Dalam

dunia industri mesin merupakan suatu rangkaian elemen yang membentuk

suatu alat yang berfungsi memper mudah pekerjaan manusia serta

penghematan daya tsb.

Suatu kontruksi mesin tidaklah mungkin dibentuk secara utuh dalam satu

kesatuan yang tidak dapat dipisahkan, melainkan terbentu dari bermacam-

macam elemen mesin yang dirangkai menyatu dengan berbagai cara

penyambungan yang bertujuan mempermudah pada waktu penggantian dan

pemasangan bagian-bagian yang rusak serta pemeliharaan.

Dalam perencanaan sebuah kontruksi harus direncanakan dengen

perhitungan yang teliti, karena jika perhitungan meleset maka kontruksi akan

gagal atau fatal, missal perencanaan sambungan baut untuk mengikat kepala

silinder,tanpa direncanakan dengan perhitungan yang tepat, maka akan

terjadi mall fungsi, sambungan baut tersebut akan patah dan rusak karena

tidak sesuai dengan gaya-gaya yang berkerja pada sambungan baut tersebut.

Atas dasar itu maka penyusun merencanakan “Sambungan Baut Pada Kepala

Silinder” yang diharapkan dengan adanya pembahasan ini, maka

perencanaan tersebut akan tepat fungsi

1.2 Rumusan Masalah

a Menentukan jumlah baut yang sesuai dengan kontruksi tersebut

b Menentukan jenis ulir yang tepat

c Menghitung tekanan rata-rata yang terjadi dalam ruang bakar akibat

pembakaran

1

d Menghitung gaya tekan pada kepala silinder

e Menghitung gaya tarik yang bekerja pada tiap baut

f Menghitung gaya pengencangan tiap baut

g Menghitung ukuran-ukuran baut yang tepat

1.3 Maksud dan Tujuan

a.Untuk mengikat kepala silinder pada mesin diesel 6,5 hp

b Untuk mendapatkan kekuatan ikat, jenis dan ukuran baut yang tepat sesuai

dengan fungsinya

c.Untuk mendapatkan konstruksi sambungan baut yang tepat sehingga mampu

menahan beban yang diterima oleh sambungan baut tersebut

d Mengaplikasikan ilmu-ilmu teknik, khususnya teknik mesin sebagai wujud

kontribusi penyusun terhadap dunia industri dan masyarakat.

1.4 Batasan Masalah

Pada tugas elemen mesin ini yang berjudul “ Perencanaan Sambungan

Baut Pengikat Kepala Silinder Pada Mesin Diesel 6,5 Hp” Penulis membatasi

permasalahan sebagai berikut :

1. Tekanan yang terjadi di ruang bakar

2. Perhitungan-perhitungan gaya

3. Ukuran-ukuran baut

4. Aman tidaknya baut yang digunakan

2

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Sambungan

Sambungan adalah suatu teknik atau cara untuk mengikat atau

menggabungkan ( menyambung ) dua buah komponen atau lebih sehingga

menjadi satu kesatuan yang dapat berfungsi sebagaimana tujuan pembuatan

sambungan tersebut.

Berdasarkan fungsinya sambungan dapat dibedakan menjadi 2 yaitu :

a. Sambungan yang dapat bergerak

Sambungan ini dibuat untuk kepentingan perakitan ( assembling ) agar

dapat dengan mudah mengganti bagian-bagian yang rusak. Misalnya :

sambungan baut dan sekrup,sambungan pasak : pen, pena belah, ring

pegas, dan lainnya.

b Sambungan yang tidak dapat di lepas ( mati )

Sambungan ini dibuat untuk bagian-bagian yang dianggap tidak perlu

dibuka,

maka sambungan ini sering dikatakan sambungan tetap ( permanent )

Misalnya :

sambungan keeling, sambungan las dan solder, sambungan susut panas

dan susut dingin, sambungan paksa ( tekan ), sambungan dengan bahan

perekat koimia ( metallic bond )

2.2 Macam-macam Sambungan

a. Sambugan las ( welding joint )

b. Sambungan Solder dan sambungan baut perekat

c. Sambungan keling

d. Sambungan ulir skrup

e. Sambungan baut dan pasak.

3

Sebagai sarana menyambung yangh dapat dilepas banyak digunakan ulir

skrup. Ulir sekrup ini dilaksanakn sebagai ulir luar pada batang bulat

(tangkai).

Disebut baut skrup karena tangkai itu diberi bagian yang tebal (kepala baut).

Yang misalnya dapat berbentuk kepala baut segi empat/segi enam sehingga

baut tersebut dapat dikencangkan dari lur, apabila kemungkinan

mengencangkan iu diperoleh melalui sebuah alur, benaman berbentuk msegi

empat/ segi enam pada tangkai atau dikepala, maka yang dimasukkan ialah

sebuah skrup.

2.3 Sambungan Ulir Sekrup

Sambungan ulir adalah merupakan sambungan yang dapat dilepas, agar dalam

penggantian bagian-bagian yang rusak dari suatu kontruksi messin dapat

dengan mudah untuk menggantinya sesuai dengan tujuan pembuatan

sambungan ini.

Fungsi sambungan iniadalah sebagai pengikat dan pemindah tenaga yang

terdiri dari ulir kanan. Kekuatan pengikat dan pemindah suatu beban

tergantung dari kekuatan profil dan kkontruksi ulir yang di gunakan.

Bentuk profil ulir yang digunakan sebagai pengikat adalah ulir segitiga

dengan sudut puncak 600 ( metris ) dan 550 ( whit worth ). Sedangkan untuk

pemindah tenaga digunakan ulir segiempat, ulir trapezium, ulir butters, ulir

radius dan lainnya, seperti yang terdapat pada ragum, poros transporter,

poros-poros meja trails dan eretan, dongkrak dan macam-macam alat

pengendali pada mesin-mesin, batang ulir ini disebut juga ulir tenaga atau ulir

gerak.

2.4 Macam-macam Bentuk Ulir

Didalam jurusan mesin terdapat bermacam-macam ulir yang sering

digunakan, diantara lain :

1. Ulir segitiga

4

Bentuk ulir ini digunakan sebagai pengikat/penyambung dari dua buah

komponen atau lebih dengan sudut puncak 60o untuk standar metric dan

55o untuk standar whitworth.

Pada standar metric ukurannya dinyatakan dalam millimeter

(mm),sedang pada standar whitworth dinyatakan dalam satuan inchi.

Untuk memudahkan dalam penggunaan ulir pada suatu kontruksi

sambungan di anjurkan menggunakan table ulir seperti berikut .

2. ulir segi empat

ulir jenis ini biasanya di pakai untuk jenis sambungan yang bergerak

seperti dongkrak dan penghantar/penggerak pada meja-meja mesin. Ulir

ini ada yang tunggal dan ada juga yang majmuk.

3. ulir trapezium

ulir trapezium jga banyak digunakan untuk sambungan-sambungan yang

bergerak seperti halnya sepertiulir segiempat, ul;ir ini mempunyai sudut

puncak 30o dan ulirnya ada yang tunggal dan ada yang majmuk

2.5 Rumusan perhitungan sambungan ulir

1.gaya tekan pada tutup silinder

Dimana :

Fp = gaya tekan pada tutup silinder ( N )

D = diameter silinder ( cm )

Pm = tekanan rata-rata pada pembakaran ( N )

2. beban yang bekerja pada sanbungan ulir ( dapat dibagi menjadi 2

bagian ) yaitu :

a. pembebenan memanjang

5

Sedangkan tempat terlemah yang terdapat pada baut tersebut adalah

pada penampang intinya ( dk ) sehingga

Dimana :

gaya tarik tiap baut ( N )

= diameter inti baut ( cm )

tegangan tarik yang diizinkan ( kg/cm2 )

luas penampang baut yang terlemah ( cm2 )

Oleh karena pemasangan baut/mur dilakukan dengan menggunakan

kunci. Maka pada batang baut akan terjadi gaya pengencangan

tambahan sebesar Fq sehingga gaya tarik yang bekerja pada tiap baut :

Sedangkan

Fo = gaya yang bekrja pada tiap baut ( N )

6

Fq = gaya pengencangan/ tegangan mula pada tiap baut ( N )

Ft = gaya tarik pada tiap baut ( N )

F = gaya/beban keseluruhan ( N )

n = jumlah baut yang digunakan

perlu diketahui bahwa tegangan yang terjadi karena pengencangan baut

harus dalam batas berlakunya hokum Hooke yakni

Hal ini dinyatakan dari batas lumer bahan baut dan ditentukan dari factor

perbandingan terhadap gaya luar atau beban yang bekerja pada tiap baut

(Po)

factor perbandingan empiris 1,2 ÷1.8

untuk sambungan flens pipa 1.5 ÷ 1.8

Sehingga

Q = 1.2 Po ÷1.8 Po dan Pt = 1,2 Po ÷2,8 Po

Sedangkan rumus tegangan geser :

Untuk mengantisipasi agar pada mur pengikat baut yang dipasang tidak

mengalami dolulir maka terdapat rumus :

Dimana :

H = tinggi mur ( mm )

Ft = gaya tarik tiap baut ( N )

= tegangan geser

= factor bidang gesek ulir

1. unutk ulir segitiga

2. ½ untuk ulir segi empat

Untuk menentukan besr gaya pengunci mur yang digunakan ( Fk )

terdapa persamaan

7

M Ft = Ft . x

= Ft . 0.866. dl

= 0.866 . Ft . dl

Dimana x :

x =

=

=

= dl

Dari persamaan kedua tersebut diatas maka diperoleh

Bahwa Fk . L = 0.866 . dl . Ft

Sehingga Fk =

b. pembebanan melintang

terjadi pada baut apabila gaya gaya yang bekerja pada plat sambungan itu

menimbulkan gaya gaya geser pada batang baut.

Pada lembaran tugas ini penulis menitik beratkan masalah tentang

sambungan baut pada kepal a silinder . jadi rumus yang di pakai untuk

kontruksi ini rumus pembebanan memanjang.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Data Spesifikasi

8

Dari data yang diambil,tutup silinder tersebut menggunakan 4 buah baut

pengikat dengan standar ulir metrik, tegangan tarik baut yang diizinkan ( )

= 500 , faktor pengencangan baut ditetapkan ( ) = 1,5 diameter

silinder ( D ) =62 cm dan tekanan rata-rata ( pm ) = 41

3.2 perencanaan

Maka dari data tersebut diatas penulis akan merencanakan

~ ukuran ulir yang digunakan

~ tinggi mur yang digunakan bila h = 0.78 dl

~ gaya putar kunci, bila panjang kunci 180 cm

3.3 Cara Pengumpulan data

Adapun penyusunan tugas elemen mesin 1 saya menggunakan cara

pengumpulan data untuk kelancaran dan penjelasan masalah yang terjadi,

adapun cara pengumpulan data yang saya lakukan yaitu :

1. Studi pustaka yaitu dengan mempelajari literatur dan buku-buku yang

berhubungan dengan materi

2. Penelitian atau observasi dan pengumpulan data langsung ke objek yang

direncanakan.

3. Melakukan interviw.

BAB IV

PERHITUNGAN

9

4.1 Perencanaan Ulir Yang Digunakan

Dari data spesifikasi pada bab III diketahui :

n = 4 buah baut pengikat ( ulir metrik )

= 500 kg/cm2

= 1.5

D = 62 cm

Pm = 41 kg/cm2

h = 0.7 dl

L = 180 cm

Dari data tersebut maka dapat ditentukan sebagai berikut :

4.1.1 Gaya tekan pada tutup silinder ( beban ) :

= 0,785 . 62 . 41

= 0,785 . 3844 . 41

= 123719,14 kg

4.1.2 Gaya tekan untuk tiap baut

= 30929.785 N

= 1.5 karena

flens pipa

4.1.3 Gaya tarik untuk tiap-tiap baut

10

Dari daftar/tabel ulir matrik dengan dk = 140,35mm diperoleh bahwa

dk = 140,61 mm

dl = 149 mm

p = 6 mm

hal ini dk harus lebih besar dari 140,35 agar tidak mengurangi kekuatan dari

perhitungan

Jadi dari tabel ulir metrik dengan dk 140.35 didapatkan ukuran ulir yang

tersedia adalah M 149 x 6

4.2 Tinggi Mur Yang Digunakan ( H ) Bila h = 0,7

=

=

= 158,45 kg/cm2

= 1,11 cm

= 11,1 mm

11

4.3 Gaya Putar Kunci (K) bila panjang kunci ( L ) 180 cm

= 5.5 KN

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari data yang diperoleh dalam perhitungan, maka didapat :

1. Bahan baut yang direncanakan ST 37 dengan tegangan tarik ( = 500

kg/cm2)

12

2. Tekanan efektif yang terjadi diruang bakar akibat pembakaran ( Pm = 41

kg/cm2)

3. Gaya tekan pada kepala silinder ( F = 123719,14 N )

4. Gaya tarik pada tiap-tiap baut ( Fo = 30929,785 N )

5. Gaya pengencangan tiap-tiap baut ( Q = 46394,678 N)

6. Gaya tarik total pada tiap baut ( Ft = 77324,463 N )

1. Jenis ulir yang digunakan adalah ulir metric M16 dengan :

a. Diameter kaki (dk) :140,61 mm

b. Diameter luar (dl) : 149 mm

c. Kisar/Gang ulir (P): 6 mm

2. Panjang MUR :11,1 mm

5.2 Saran

Secara prinsip bahwa sebenarnya penyusun belum mampu memberikan saran-

saran, tetapi penulis akan dapat sedikit menyampaikan suatu pendapat yaitu :

1. bahan-bahan yang mudah didapat dipasaran

2. harganya dapat dijangkau oleh konsumen

3. memiliki daya tahan yang tinggi

4. alat dapat digunakan sesuai dengan fungsinya

5. dalam pengencangan baut sesuaikan dengan ukuran standar

6. jangan memberikan beban melebihi batas yang di izinkan

Kiranya cukup sekian saran-saran dari penulis agar untuk pertimbangan

dalam menentukan baut yang akan dipakai agar memenuhi standar keamanan

dalam pemakaian.

13

DAFTAR PUSTAKA

Jogaswara, Drs., Eka. 2000. Penggunaan Peralatan Mekanik Industri.

Bandung

Nieman . Anton B . Dipl. Ing. . Bambang p . Elemen Mesin, jilid 1 Edisi

Kedua

14