SAMBUNGAN ULIR

SAMBUNGAN ULIR

        Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan. Sambungan Ulir merupakan jenis dari sambungan semi permanent (dapat dibongkar pasang). Sambungan ulir terdiri dari 2 (dua) bagian, yaitu baut dimana memiliki ulir di bagian luar dan Mur dimana memiliki ulir di bagian dalam. Sambungan Ulir digunakan pada sambungan yang tidak permanen. 

1. FUNGSI SAMBUNGAN ULIR Dilihat dari kontruksi yang memiliki ulir (yang dapat di bongkar pasang) sambungan ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu: x Digunakan pada bagian mesin yang memerlukan sambungan dan pelepasan tanpa merusak bagian mesin. x Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau perawatan. 

KEUNTUNGAN DAN KERUGAIAN SAMBUNGAN ULIR Ditinjau dari sisi teknik sambungan ulir memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut;

Keuntungan Sambungan Ulir 

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 Ulir x Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai kondisi beban Istilah-istilah dalam ulir terlihat pada gambar di bawah ini : 

        Major diameter Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup ditentukan 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. x Crest adalah permukaan atas ulir x Depth of thread adalah jarak tegak lurus antara permukaan luar dan dalam dari ulir. x Flank adalah permukaan ulir x Angle of thread adalah sudut yang terbentuk dari ulir x Slope Ini adalah setengah pitch 

2. JENIS-JENIS DAN BENTUK ULIR 

a). British standard whitworth (BSW) threat Mata Ulir berbentuk segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, automobile 

b). British Association (BA) threat Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi. 

c). American national standard thread. Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar. Ulir ini digunakan untuk tujuan umum misalnya pada baut, mur, dan sekrup. 

d). Unified standard thread. Tiga negara yakni, Inggris, Kanada dan Amerika Serikat melakukan perjanjian untuk sistem ulir sekrup yang sama yaitu dengan sudut termasuk 60°, dalam rangka memfasilitasi pertukaran mesin. Ulir ini memiliki puncak dan akar yang bulat, seperti ditunjukkan pada Gambar. 

e). Square threat Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves. f). Acme threat Mata Ulir berbentuk Trapesium Aplikasi : cutting lathe, brass valves. 

g). Knuckle threat Mata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini digunakan untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan gerbong kereta api, dan botol kaca. 

h). Ulir Metrics Merupakan ulir standar India dan mirip dengan ulir BSW. Ini memiliki sudut 60 °. Profil dasar ulir ditunjukkan pada Gambar. Samping atas dan profil desain mur dan baut ditunjukkan pada

3. TIPE UMUM PENYAMBUNGAN ULIR 

1. Through bolt Merupakan jenis penyambungan yang digunakan untuk menyambung dua bagian atau lebih dengan cara dijepit menggunakan mur dan baut. Lubang aterial yang akan disambung harus sesuai dengan ukutan baut sehingga beban yang dapat ditahan oleh baut dapat maksimal. 

2. Tap Bolt Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana salah satu ujung mur mengikat pada material dan ujung lainnya diikat dengan baut

3. Studs Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana mur diikat langsung 

4. BENTUK KEPALA MUR/BAUT Macam-macam bentuk kepala mur dan baut

5. PENGUNCIAN MUR/BAUT Umumnya mur dan baut akan tetap kencang di bawah beban statis, tapi banyak ikatan mur dan baut menjadi longgar di bawah beban variabel atau ketika mesin mengalami getaran. Mengendurnya baut/mur ini sangat berbahaya dan harus dicegah. Untuk mencegah hal ini, sejumlah besar metode penguncian perangkat telah diterapkan, beberapa di antaranya adalah : 

1. Jam nut or lock nut. Perangkat penguncian yang paling umum adalah mengunci mur. Metode ini menggunakan dua buah mur dimana mur bagian atas adalah sebagai penguncinya. 

2. Castle nut. Mur berbentuk heksagonal dengan bagian atas berbentuk silinder yang memiliki slot,Pin melewati dua slot pada mur dan sebuah lubang pada baut, biasanya digunakan pada kondisi yang tiba-tiba mengalami guncangan dan getaran yang cukup besar seperti di industri otomotif. 

3. Sawn nut. Memiliki slot setengah mur, dimana mur diperkuat dengan sekrup kecil yang menghasilkan lebih banyak gesekan antara mur dan baut. Hal ini mencegah mengendurnya mur.

4. Locking with pin. Mur dapat dikunci dengan menggunakan pin atau pasak lancip melewati tengah mur 

(a). Tapi pin juga sering digunakan diatas dari mur, yaitu dimasukkan pada lubang baut, 

 5. Locking with plate. Mur bisa disesuaikan dan kemudian dikunci melalui interval sudut 30 ° dengan menggunakan plat. 

 6. Spring lock washer Mur dapat dikunci dengan menggunakan pegas cincin yang pipih, pegas dapat meningkatkan ketahanan sehingga mur tidak mudah untuk mengendur seperti

6. Perhitungan kekuatan ulir Perhitungan didasarkan pada kekuatan dan kemampuan ulir menahan suatu beban . Beban yang bekerja pada ulir dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu: x Pembebanan memanjang yang mengakibatkan terjadinya tegangan tarik pada baut (σt) x Pembebanan melintang yang mengakibatkan terjadinya tegangan geser pada baut (��) 

a. Pembebanan memanjang Pembebanan ini disebabkan oleh pemasangan baut dengan kunci, maka pada batang baut terjadi gaya memanjang sebesar F. Ini berarti bahwa pada baut terjadi pembebanan memanjang. Dan tempat terlemah adalah pada diameter inti D₁. Dengan demikian: F = A. �ത௧ . d₁ A = luas penampang d₁ d₁ = diameter inti baut F = beban F = గ ସ �₁² . �ത௧ . 4 F = π. d₁² . �ത௧ d₁² = ସி గ �ത௧ d₁ = ටସி

b. Pembebanan melintang Pembebanan ini terjadi bila kita menyambung dua belah plat dengan menggunakan baut, sedang pada pelat pelat tersebut bekerja gayagaya tarik kesamping. Bagian baut yang menerima tarikan paling besar adalah di tempat kedua plat tadi berhimpitan. Maka gaya F yang bekerja pada bagian baut tadi didasarkan atas geseran. Dalam hal ini berlaku rumus: F = n. గ ସ �² . �ௌ . dimana D = diameter luar baut, �ௌ = tegangan geser Seperti pada pembebanan memanjang maka besarnya diameter baut bisa dicari c. Rangkuman 6 Sambungan ulir adalah sambunga

SAMBUNGAN (2)

SAMBUNGAN TETAP

    1. Metode Penyambungan Las Proses pengelasan merupakan ikatan metalurgi antara bahan dasar yang dilas dengan elektroda las yang digunakan, melalui energi panas. Energi masukan panas ini bersumber dari beberapa alternatif diantaranya energi dari panas pembakaran gas, atau energi listrik. Panas yang ditimbulkan dari hasil proses pengelasan ini melebihi dari titik lebur bahan dasar dan elektroda yang di las. Kisaran temperatur yang dapat dicapai pada proses pengelasan ini mencapai 2000 sampai 3000 ºC. Pada temperatur ini daerah yang mengalami pengelasan melebur secara bersamaan menjadi suatu ikatan metalurgi logam lasan. Menurut Duetch Industrie Normen (DIN) las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau paduan logam yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Las merupakan sambungan setempat dan untuk mendapatkan keadaan lumer atau cair dipergunakan energi panas. Dari keterangan tersebut mengelas adalah menyatukan dua bagian logam atau lebih dengan mengadakan ikatan metalurgi dibawah pengaruh panas Keuntungan penggunaan las adalah : 

a). Konstruksi sambungan las mudah dilakukan. 

b). Waktu pengerjaan sambungan las relatif lebih cepat. 

c). Bahan lebih hemat.

 d). Konstruksi lebih ringan. 

e). Diperoleh bentuk sambungan yang lebih estetis (indah). 

Dari pengertian pengelasan secara umum diatas, maka cara pengelasan dibedakan menjadi beberapa macam, yakni : 

a). Las Tekan

(1). Las Resistansi Listrik 

(2). Las Tempa 

(3). Las Tekan yang lain 

 b). Las Cair 

(1). Las Gas 

(2). Las Cair Busur Listrik

 (a). Elektrode tak terumpan (Las TIG/Wolfram)

 (b). Elektrode Terumpan ƒ Las Busur pelindung Gas (Las MIG, Las CO2) ƒ Las Busur pelindung Fluks (elektrode terbungkus, elektrode Inti, elektrode rendam. ƒ Las Busur tanpa pelindung

 (c). Las Termit 

(d). Las Terak 

(e). Las Cair yang lain. 

(3). Pematrian 

(a). Patri Keras 

(b). Patri Lunak. 

       Pada topik bahasan ini yang diuraikan adalah las resistensi listrik, las gas acetylin dan las busur cahaya(las listrik) Kualitas Hasil Pengelasan Kualitas hasil pengelasan ditentukan oleh beberapa faktor antara lain :

 Teknik Pengelasan, bahan logam yang disambung, pengaruh panas serat jenis kampuh yang tepat. 

Teknik Pengelasan Faktor yang mempengaruhi kualitas las pada pengelasan ini adalah posisi mengelas, bentuk kampuh sambungan, kecepatan mengelas, brander las yang dipakai (untuk las gas), ukuran elektrode (las Busur). Bahan logam yang disambung Logam yang dipanasi sampai keadaan lumer/meleleh, maka pada proses pendinginan kembali akan terjadi perubahan sifat elastisitas logam, jika didinginkan secara perlahan logam akan menjadi kenyal dan jika didinginkan mendadak (dengan cepat) logam akan menjadi getas. Logam yang dipanasi tersebut akan mengalami perubahan komposisi kimia yang terkandung, trutama unsur karbon 

(C). Logam yang meleleh pada temperatur tinggi akan lebih banyak mengandung gas dari pada logam yang meleleh pada temperatur rendah, dan berakibat logam menjadi keropos. Untuk menghindari keropos tersebut maka sewaktu pengelasan perlu diberi bahan fluks (bahan pelindung). Perlu diketahui pula bahwa logam yang disambung diusahakan mempunyai titik lebur yang sama, sehingga proses penyambungannya menjadi sempurna. Pengaruh Panas Akibat pengaruh panas terjadi ekspansi dan pemuaian, sehingga menimbulkan tegangan-tegangan skunder yang tidak diinginkan. Pada proses pendinginan logam lasan yang meleleh/cair akan menjalani proses pembekuan. Selama pembekuan akan terjadi reaksi pemisahan (retak), terbentuk lobang halus, serta terbentuknya oksida-oksida. Reaksi pemisahan ada beberapa macam yakni : 

(a) pemisahan makro, yaitu : terjadinya perubahan pada garis lebur menuju ke garis sumbu las,

 (b) pemisahan gelombang, yaitu : terputusnya gelombang manik las, dan 

(c) pemisahan mikro, yaitu : terjadinya perubahan komponen dalam satu pijar atau bagian dari satu pilar.

 2. Las resistensi listrik Las resistensi listrik adalah suatu cara pengelasan dimana permukaan pelat yang disambung ditekankan satu sama lain dan pada saat yang sama arus listrik dialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panas dan mencair karenaadanya resistensi listrik. Dalam las ini terdapat dua kelompk sambungan yaitu sambungan tumpang dan sambungan tumpul. Sambungan tumpang biasanya digunakan untuk pelat-pelat tipis. Penyambungan pelat-pelat tipis sangat baik dikerjakan dengan las resistansi listrik. Proses penyambungan dengan las resistansi ini sangat sederhana, dimana sisi-sisi pelat yang akan disambung ditekan dengan dua elektroda dan pada saat yang sama arus listrik yang akan dialirkan pada daerah pelat yang akan ditekan melalui kedua elektroda. Akibat dari aliran arus listrik ini permukaan plat yang ditekan menjadi panas dan mencair, pencairan inilah yang menyebabkan terjadinya proses penyambungan. Penggunaan las resistansi listrik untuk penyambungan pelat-pelat tipis yang biasa digunakan terdiri dari 2 jenis yakni : 

a. Las Titik (spot welding) Proses pengelasan dengan las resistansi titik ini hasilnya pengelasan membentuk seperti titik. Skema pengelasan ini dapat dilihat pada gambar disamping. elektroda penekan terbuat batang tembaga yang dialiri arus listrik yakni, elektroda atas dan bawah. Elektroda sebelah bawah sebagai penumpu plat dalam keadaan diam dan elektroda atas bergerak menekan plat yang akan disambung. Agar pelat yang akan disambung tidak sampai bolong sewaktu proses terjadinya pencairan maka kedua ujung elektroda diberi air pendingin. Air pendingin ini dialirkan melalui selang-selang air secara terus menerus mendinginkan batang elektrodaTipe dari las resistansi titik ini bervariasi, salah satu tipenya dapat dilihat pada gambar disamping. pada las resistansi ini elektroda penekan sebelah atas digerakkan oleh tuas bawah. Tuas ini digerakkan oleh kaki dengan jalan menginjak / memberi tekanan sampai elektroda bagian atas menekan pelat yang ditumpu oleh elektroda bawah.

Tipe kedua dari las resistansi titk ini adalah penggerak elektroda tekan atas dilakukan dengan tangan. Tipe las resistansi ini dapat dengan mudah dipindah– pindahkan sesuai dengan penggunaannya. Untuk mengelas bagian-bagian sebelah dalam dari sebuah kostruksi sambungan pelat - pelat tipis ini, batang penyangga elektroda dapat diperpanjang dengan menyetel batang penyangga ini. Untuk mengelas bagianbagian sebelah dalam dari sebuah kostruksi sambungan pelat – pelat tipis ini, batang penyangga elektroda dapat diperpanjang dengan menyetel batang penyangga ini.

b. Las Resistansi Rol (Rolled Resistance Welding) Proses pengelasan resistansi tumpang ini dasarnya sama dengan las resistansi titik, tetapi dalam pengelasan tumpang ini kedua batang elektroda diganti dengan roda yang dapat berputar sesuai dengan alur/garis pengelasan yang dikehendaki. penampang cairan yang terjadi merupakan gabungan dari titiktitik yang menjadi satu. Pengelasan tumpang ini mempunyai kelebihan yakni dapat mengelas sepanjang garis yang dikehendaki. Untuk penekan roda elektroda sewaktu proses pengelasan berlangsung, tekanan roda memerlukan 1,5-2,0 lebih tinggi jika dibandingkan dengan resistansi titik.

Teknik dan prosedur pengelasan Teknik dan prosedur pengelasan reistansi titik dan tumpang ini pada dasarnya sama, hanya perbedaan terletak pada pengelasan sambungan yang terjadi antara titik dan bentuk garis. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam melaksanakan pengelasan ini diantaranya : a. Pelat (benda kerja) yang akan dilas harus bersih dari oli, karat, cat dan sebagainya. b. Pada daerah pelat yang akan disambung sebaiknya diberi tanda titik atau garis. c. Sesuaikanlah aru pengelasan dengan ketebalan pelat yang akan disambung. d. Apabila kepala elektrtoda titk atau roda telah kotor, maka perlu dibersihkan dengan kikir atau amplas. Sebab apabila kepala elektroda ini kotor kemungkinan hasil penyambungan akan kurang melekat/jelek dan mudah lepas. 3. Las Karbit (las acetelyne) a). Pengertian Umum Las cair busur cair gas biasa disebut sesuai dengan bahan bakar gas yang dipakai misalnya las karbit karena menggunakan bahan bakar gas karbit, las elpiji karena gas elpiji yang dipakai dan seterusnya. Bahan bakar yang biasa dipakai pada pengelasan busur cair gas antara lain : gas acetelyne (karbir), gas propan, gas hydrogen, gas elpiji dll. Dalam materi ini kami membatasi materi dengan las karbit. Las karbit termasuk pengelasan leleh yaitu bagian yang akan dilas dipanasi pada lokasi sambungan hingga melampaui titik lebur dari kedua logam yang akan disambung. Dengan meleburnya kedua logam tersebut akan menyatu (tersambung) dengan atau tanpa adanya bahan tambah. Ikatan dengan prosedur tersebut biasa disebut sebagai ikatan Metalurgi. 

b). Peralatan dan Bahan Dalam pengelasan karbit kita memerlukan beberapa peralatan yang harus disiapkan agar proses pengelasan dapat kita lakukan dengan lancar dan hasil yang sempurna. Peralatan tersebut yakni :

 (1). Brander Listrik 

(2). Regulator

(3). Gas Asetelyne 

(4). Gas Oksigen 

(5). Katup pengaman 

(6). Kaca Mata Las 

(7). Tang Penjepit

(8). Sarung Tangan 

(9). Sumber Api 

(10). Palu Besi

 (11). Pembersih Brander 

(12). Kunci Tabung 

(13). Sikat Baja 

(1) Brander Las Brander las sebagai tempat bercampurnya gas karbit dengan oksigen (O2) untuk kemudian dinyalakan menjadi busur api yang nantinya digunakan untuk mengelas. Agar terjadi busur api yang sesuai dengan yang kita inginkan maka campuran gas karbit dan oksigen harus disesuaikan. Oleh karena itu pada bagian brander ini dilengkapi penyetel baik penyetel gas karbit maupun oksigen. Penyetel ini juga berfungsi untuk menyalakan dan mematikan busur api las karbit serta sebagai katup pengaman 

pertama bila terjadi aliran balik busur api. Pada ujung brander dilengkapi torekh. Torekh memiliki ukuran dari kecil sampai ukuran besar. Ukuran yang terdapat pada torekh menunjukkan ukuran tebal plat yang dapat disambung. Oleh karena itu torekh yang terdapat pada brander dapat dilepas dan diganti dengan ukuran yang sesuai dengan ukuran tebal plat yang akan disambung. 

(2). Regulator Seperti istilah pada umumnya regulator adalah alat pengukur atau pembatas ukuran. Pada las karbit ini regulator berfungsi untuk mengukur tekanan gas pada tabung dan membatasi tekanan gas yang keluar dari tabung, baik oksigen maupun karbit. Dalam 1 unit las karbit terdapat dua regulator yaitu regulator gas karbit dan regulator gas oksigen. Masing-masing regulator tersebut dilengkapi dengan dua buah manometer, manometer yang dekat dengan tabung sebagai alat pengukur tekanan gas dalam tabung dan manometer yang jauh dari tabung sebagai alat pengukur tekanan gas yang keluar dari tabung. 

     Perbedaan utama regulator asetilen dan oksigen adalah: Regulator asetilen x Garis pada regulator diberi warna merah x Ulir sambungan ke katup botol pada regulator adalah ulir kiri, mur memakai tirus. x Skala tekanan pada monometer tekanan rendah sampai 30 atau 50 psi (2,5 atau 4 kg/cm2 x Skala tekanan pada monometer tekanan tinggi sampai 400 atau 500 psi (25 atau 35 kg/cm2) x Ada tulisan Asetilen Regulator oksigen x Garis pada regulator diberi warna hijau/biru x Ulir sambungan ke katup botol pada regulator adalah ulir kanan, mur tanpa memakai chamfer. x Skala tekanan pada monometer tekanan rendah sampai 100 atau 250 psi (10 atau 40 kg/cm2) x Skala tekanan pada monometer tekanan tinggi sampai 3000 atau 5000 psi (250 atau 350 kg/cm2) x Ada tulisan oksigen. 

(3). Gas Karbit (A cetelyne) Gas karbit banyak digunakan dalam pengelasan busur cair gas daripada bahan bakar lainnya. Hal ini dikarenakan gas karbit memiliki banyak kelebihan diantaranya : (a).Gas karbit mudah dibuat dan tidak beracun. Jika dihisap untuk mengenali dari baunya tidak berbahaya. 

(b).Mempunyai sifat menyerap asam, sehingga dapat mengurangi oksidasi (memiliki daya reduksi). (c).Gas karbit (acetelyne) mempunyai nilai panas yang tinggi, karena suhu api yang dicapai pada gas karbit sangat tinggi. (d). Kecepatan pembakaran sangat tinggi. (e). Cocok untuk segala teknik pengelasan las gas Cara pembuatan gas karbit (acetelyne) ada tiga cara, yakni : sistem tetes, sistem cebur, dan sistem celup. Dari ketiga sistem tersebut yang dianggap paling efektif adalah sistem tetes. Reaksi kimia yang terjadi adalah : Ca.C2 + 2.H2O Ca(OH)2 + C2H2 + g Ca.C2 : Batu Karbid H2O : Air Ca(OH)2 :Kapur Terguyur C2H2 : Gas Karbid g : Panas Batu karbit 1 kg dapat menghasilkan gas karbit sekitar 250 – 300 kg gas. Pada tabung gas karbit (acetelyne) yang dipasarkan berisi 40 liter dengan tekanan 15 bar. Tabung gas karbit tidak boleh kena panas, karena jika terkena panas hingga suhu diatas 100ºC pada tekanan 2 bar dapat meledak. Batu karbit (Calsium carbide) dapat diperoleh dengan cara memanaskan atau melebur batu kapur (Ca) dan arang (C) dalam tungku listrik, reaksi kimiannya : Ca.O + 3C Ca.C2 + C.O2 

Pemakaian generator untuk memproduksi sendiri gas acetylene yang digunakan untuk mengelas memang lebih murah dibanding membeli gas acetylene yang sudah siap dipakai dan disimpan dalam tabung. Namun kekurangan memproduksi gas sendiri adalah tekanan gas yang kurang stabil. Oleh karena itu acetylene diproduksi di pabrik acetylene dan dikemas dalam tabung agar mudah dibawa kemana saja. Acetylene disimpan dalam tekanan tinggi sehingga dapat digunakan cukup lama dengan tekanan kerja yang relatif stabil. Untuk memenuhi peraturan keselamatan kerja dan memudahkan transportasi maka terdapat beberapa ketentuan tentang tabung acetylene.

 (4) Gas Oksigen Banyak sedikitnya gas oksigen berpengaruh pada suhu pembakaran. Kekurangan oksigen pada reaksi pembakaran dengan gas karbid akan berakibat suhu pembakaran rendah. Oksigen diperoleh dengan cara menguraiakan air atau menguapkan udara cair. Oksigen dipasaran biasa dijual dengan isi 40 liter dengan tekanan : 125 bar, 150 bar dan 200 bar pada suhu 15ºC. Pemakaian oksigen = volume tabung x penurunan tekanan, sedangkan pemakaian gas karbid = 0,9 x pemakaian oksigen. Tekanan kerja yang dipakai pada gas oksigen antara 3-4 bar dan untuk gas karbid pada pembakar besar 0,5 – 0,6 bar, sedang pada pembakar kecil berkisar 0,3 – 0,4 ba

(5) Katup Pengaman tekanan balik Perlu diperhatikan bahwa tekanan kerja untuk gas karbid harus lebih kecil dari 1,5 bar. Kandungan campuran gas karbid dengan oksigen sebesar 2,6% mudah meledak. Gas karbid lebih ringan daripada udara, oleh karenanya tidak boleh bocor. Selanjutnya logam yang bersentuhan dengan gas karbit, kandungan tembaga (Cu) tidak boleh lebih dari 70%. Keterangan: 

1. Sambungan slang 

2. Katup pengaman sulutan balik 

3. Perintang api (terbuat dari baja yang berpori-pori dan anti karat). 

4. Ruang antara 

5. Mur sambungan untuk sambungan pembakar Untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja (kebakaran) maka perlu dipasang katup pengaman untuk menghindari terjadinya tekanan dan pembakaran balik. Tekanan balik akan terjadi ketika tekanan udara luar lebih kecil dari tekanan dalam tabung, atau biasa terjadi ketika gas karbid dalam tabung sudah mulai habis. 

(6) Kacamata Las Kacamata berfungsi untuk melindungi mata dari kilauan busur api yang dihasilkan dari las karbid. Dengan demikian mata kita tidak cepat lelah dan pedih. Disamping itu dengan menggunakan kacamata kita dapat melihat dengan jelas logam yang dilas sudah mencapai titik lebur. Sehingga kita dapat dengan mudah menentukan kapan harus menyambung plat tersebut dan kapan pula kita menambahkan bahan tambah. 

(7) Tang Penjepit Tang penjepit berfungsi untuk memegang dan mengambil benda kerja. Lebih tepatnya sebagai pengganti jari-jari kita dalam memperlakukan benda kerja, karena selalu berhubungan dengan panas yang tinggi. 

(8) Sarung Tangan Dengan memakai sarung tangan kita akan lebih aman dari percikan-percikan api dan logan yang sedang dilas. Tentunya dengan rasa aman yang tinggi akan membantu kita dalam mencapai kesempurnaan kinerja, sehingga akan menghasilkan pengelasan yang baik. 

(9) Sumber Api Dalam menyalakan busur api kita memerlukan sumber api. Sumber api dapat berupa bara api, korek api dan lain-lain yang dapat menghasilkan percikan api. Perlu diketahui bahwa Gas karbit dapat menyala hanya dengan percikan api dan tidak harus api yang menyala.

 (10) Palu Besi Dalam menyambung dua buah permukaan plat diperlukan kerataan masingmasing plat. Sehingga proses penyambungan menjadi mudah. Kalau ada plat yang melengkung (benjol) sehingga terjadi celah yang lebar, maka cukup dipanasi pada bagian yang lengkung sampai menjadi bara dan kemudian dipukul dengan palu besi sampai permukaan plat tersebut rata. Dengan dipanasi terlebih dahulu akan mempermudah pembentukan plat tanpa merusak struktur plat tersebu. 

(11) Jarum Pembersih Brander Semakin lama kita melakukan pengelasan maka akan terjadi penyumbatan oleh arang pada torekh (ujung brander). Arang yang terbentuk disebabkan karena busur api yang terbentuk kelebihan gas karbid. Dengan menyiapkan jarum

pembersih brender yang bervariasi besarnya akan memperlancar prosesnya pengelasan. 

(12) Kunci Tabung Untuk membuka dan menutup tabung gas karbid dan gas oksigen kita memerlukan kunci tabung. Bentuk kunci tabung bermacam-macam, ada yang berbentuk palang dan ada yang berbentuk lurus. Besar penutup tabung juga bermacam-macam sehingga kita harus tepat dalam memilih kunci yang dipakai. Pemakaian yang tidak tepat akan menyebabkan kerusakan penutup tabung. Selama proses pengelasan hendaknya kunci tabung tetap menempel pada penutup tabung gas karbid. Dengan demikian ketika terjadi kebocoran gas bisa segera diatasi dengan menutup tabung secepatnya.

 (13) Sikat Baja Selesai proses pengelasan biasanya permukaan menjadi kotor oleh arang. Bersihkan dengan menggunakan sikat baja baru kemudian lapisi bidang pengelasan dengan cat atau minyak untuk menghindari terjadinya proses korosi. 

c). Jenis Nyala Api Las Acetelyne Dalam pengelasan menggunakan las karbid perlu diketahui juga jenis-jenis nyala api. Nyala api pada las karbid ada tiga macam yakni : 

nyala karburasi, oksidasi dan netral. 

Penggunaan nyala api disesuaikan dengan jenis logam yang akan dilas. Karena tidak semua jenis logam membutuhkan api yang sama : Nyala api karburasi adalah nyala api yang kelebihan gas karbid. Batas nyala ketiga kerucut yang terjadi tidak jelas. Penerapannya untuk pengelasan baja dengan karbon 

(C) tinggi, tuang kelabu, tuang temper dan untuk paduan logam ringan. Nyala api oksidasi adalah nyala api yang kelebihan oksigen. Pada nyala

api oksidasi terlihat dua kerucut, dan kerucut bagian dalam pendek berwarna birupucat sampai ungu. Pada nyala api oksidasiini biasanya terdengar suara berdesis. Nyala api oksidasi menimbulkan terak, gelembung gas (seperti busa sabun), kecuali pada logam kuningan. Kegunaannya untuk pengelasan kuningan dan pemotongan logam. Nyala api netral terbentuk karena campuran gas karbid dan oksigen yang seimbang. Nyala api netral terdapat dua kerucut dengan batas yang cukup jelas. Kerucut dalam berwarna putih bersinar dan kerucut luar berwarna biru bening. Pada nyala api netral terjadi reaksi pembakaran dua tingkat, yakni : 

d). Teknik Pengelasan Las karbid Dalam las karbid ada dua teknik pengelasan yang biasa dipaka yaitu dengan arah maju atau arah kebelakang. 

(1) Teknik Pengelasan Maju Pada pengelasan maju, bahan tambah mendahului brander. Pelelehan cenderung dibagian permukaan, sehingga dampak bakar (penetrasi) tidak mendalam. Adanya pemanasan pendahuluan mengakibatkan daerah panas menjadi lebih luas sehingga dapat menimbulkan tegangan panas yang tinggi.logam yang dilas selama proses pendinginan tidak terlindungi, sehingga jalur sambungan las yang sempurna sukar diperoleh. Keuntungan pada teknik pengelasan maju adalah penggunaan gas yang efisien karena adanya panas pendahuluan. Teknik pengelasan maju banyak digunakan untuk mengelas baja (bukan baja paduan) dengan tebal sama atau lebih kecil dari 3 mm, pipa baja dengan tebal lebih kecil 3,5 mm, besi tuang, dan logam non fero. Untuk logam dengan ukuran tebal, lebih besar atau sama dengan 1,5 mm, gerakan brander 

diayunkan/berayun. Sedangkan untuk tebal kurang dari 1,5 m 

gerakan ayunan semakin berkurang. 

a). Kawat bahan tambah mendahului, brander las mengikuti. 

b). Pelelehan bagian atas 

c). Pengelasan keseluruhan tanpa landasan. 

  (2) Teknik Pengelasan Mundur Teknik pengelasan kebelakang (mundur) brander las mendahului bahan tambah. Brander dituntun lurus bergerak mundur, sedangkan bahan tambah diselamkan dalam kampuh las sambil mengadukaduk (berbentuk spiral). Dampak bakar (penetrasi) yang terjadi cukup dalam dan logam lasan selama proses pendinginan mendapatkan perlindungan oleh gas karbid yang belum terbakar. Sehingga untuk mendapatkan hasil las yangs sempurna lebih mudah dibandingkan dengan arah pengelasan maju. Daerah panas lebih sempit sehingga penyusutan dan timbulnya tegangan panas relatif kecil. Pada cara pengelasan ini celah kampuh sambungan las dapat diperkecil, sehingga volume kampuh las menjadi kecil. Dengan demikian penggunaan bahan tambah dapat efisien. Kekurangan dalam pengelasan mundur ini adalah tidak adanya pemanasan pendahuluan sehingga penggunaan gas karbid menjadi lebih banyak. Baik teknik las maju maupun mundur jika posisi benda lasan mendatar tidak begitu menyulitkan. Pada teknik pengelasan arah mundur dengan posisi diatas kepala, pinggiran jalur sambungan harus dileleh lebih awal dengan baik dan kawat disodorkan benar- benar tembus keatas. 

     Las Busur Cahaya (Pengelasan Arc) 

a) Pengertian Umum Dikatakan las busur cahaya karena metode las ini menggunakan suhu busur cahaya listrik yang tinggi (4000ºC dan lebih) sebagai sumber panas. Untuk pengelasan dapat digunakan baik arus searah maupun arus bolak-balik. Kutup sumber yang satu dihubungkan dengan benda kerja, kutup yang lain dengan elektrode (lihat gambar dibawah ini). Dalam pembahasan las busur ini dibatasi dengan las busur dengan elektrode terbungkus, karena cara pengelasan ini banyak digunakanan. Pada pembentukan busur cahaya, elektrode keluar dari kutup negatif (katoda) dan mengalir dengan kecepatan tinggi ke kutup positif (anoda). 

       Dari katup positif mengalir partikel positif (ion positif) ke kutup negatif. Melalui proses ini, ruang udara diantara katoda dan anoda (benda kerja dan elektroda ) dibuat penghantar untuk arus listrik (diionisasikan) dan dimungkinkan pembentukan busur cahaya. Sebagai arah arus berlaku arah gerakan ion-ion positif. Pemindahan logam elektrode terjadi pada saat ujung elektrode mencair membentuk butir-butir logam diantarkan oleh busur listrik menuju kampuh sambungan yang dikehendaki dan menyatu dengan logam dasar yang mencair. 

     Apabila arus listrik yang mengalir besar, butir-butir logam akan menjadi halus. Tetapi jika arus listriknya terlalu besar butir-butir logam elektrode tersebut akan terbakar sehingga kampuh sambungan menjadi rapuh. Besar kecilnya butir-butir cairan logam elektroda juga dipengaruhi oleh komposisi bahan fluks yang dipakai pembungkus elektroda. Selama proses pengelasan fluks akan mencair membentuk terak dan menutup cairan logam lasan. Selama

proses pengelasan fluks yang tidak terbakar akan berubah menjadi gas. Terak dan gas yang terjadi selama proses pengelasan tersebut akan melindungi cairan logam lasan dari pengaruh udara luar (oksidasi) dan memantapkan busur listrik. Sehingga adanya fluks, pemindahan logam cair elektroda las menjadi lancar dan tenang. Mesin Las Listrik(Trafo Las) Mesin las busur dengan arus AC banyak digunakan. Dengan arus AC/bolak-balik maka tidak ada kutup positif dan kutup negatif. Mesin las arus AC menggunakan tegangan rendah dan arus tinggi, misalnya 30 V dengan 180 A. Jika mengambil dari jaringan listrik PLN, digunakan transformator untuk menurunkan tegangan. Pada mesin las arus AC, busur listrik yang ditimbulkan tidak tenang, sehingga untuk awal penyulutannya lebih sukar dari pada mesin las arus DC. Oleh karena itu dalam penggunaannya mesin las AC lebih cocok menggunakan elektrode terbungkus (dengan fluks) dan lebih ekonomis apabila digunakan untuk pengelasan plat tipis. 

A. Alat Bantu Las 

  1. Kabel Las Kabel las digunakan menyalurkan listrik dari trafo las dan dibuat dari tembaga/paduan tembaga yang dipilin (kabel serabut) supaya tidak kaku dan dibungkus dengan isolasi. Kabel las, ada 3 macam, yaitu: 

a. Kabel tenaga Kabel tenaga ialah kabel yang menghubungkan trafo las ke jaringan listrik.

b. Kabel elektroda Kabel elektroda ialah kabel yang menghubungkan trafo las dengan penjepit elektroda.

 c. Kabel massa Kabel massa ialah kabel yang menghubungkan trafo las dengan benda kerja. 

 2. Pemegang Elektroda Pemegang elektroda atau penjepit elektroda digunakan untuk menjepit elektroda pada waktu mengelas. Elektroda dijepit pada bagian pangkalnya, yang tidak bersalut. Bagianbagian tertentu dari pemegang elektroda harus diisolasi agar terhindar dari sengatan aliran listrik, seperti yang terlihat pada 

3. Palu Las Palu las atau palu terak berfungsi untuk membersihkan terak dan percikan las. Hatihatilah waktu membersihkan terak dan percikan las, pakailah kaca mata bening untuk melindungi mata.

4. Sikat Baja Sikat baja dipakai untuk membersihkan benda kerja yang akan dilas dan membersihkan terak las setelah lepas dari jalur las karena dipuku.

 5. Klem Massa Klem massa adalah alat untuk menghubungkan kabel masa dari trafo las dengan benda kerja. Sekalipun klem massa dan kabel massa sudah dibuat dari bahan yang dapat dialiri listrik dengan baik, benda kerja yang akan dijepit harus dibersihkan dari karat, cat dan minyak agar arus listrik tidak terganggu. 

6. Penjepit Penjepit digunakan untuk memegang benda kerja yang masih panas baik benda itu sedang dibersihkan atau dipindahkan. Disamping peralatan-peralatan di atas, masih banyak peralatan lain yang dipergunakan seperti : alat ukur, palu, penggores, pahat dingin, kikir, penitik pusat, dan lain sebagainya.

B. Alat Keselamatan Kerja Alat-alat keselamatan kerja yang harus digunakan pada waktu mengelas antara lain: 

1. Kedok Las Kedok las atau helm las digunakan untuk melindungi muka dari sinar las yang kuat, sinar ultra violet, infra merah dan percikan api las. Kedok las selain dilengkapi kaca filter, di bagian luarnya dipasang kaca bening untuk melindungi kaca filter. Apabila kaca bening ini sudah kotor, maka kaca tersebut dapat diganti. Penggunaan kedok las ada dua macam yaitu : dengan cara dipegang tangan dan ada yang dipasang langsung pada kepala. Ukuran kca filter dipilih berdasarkan kuat sinar las. Contoh : ukuran kaca filter no. 9 untuk kawat las 0 2, no. 10 untuk kawat las 0 2,5, no. 11 untuk kawat las 0 3,2 – 4, no. 12 untuk kawat las 0 4 – 6. 

2. Apron Las Apron las berfungsi untuk melindungi badan dari sinar panas, percikan api dan terak las.

3. Sarung Tangan Sarung tangan dari kulit atau asbes, digunakan untuk melindungi tangan dari sinar panas dan percikan api las.

 4. Kaca Mata Bening Kaca mata bening digunakan untuk melindungi mata dari percikan api dan terak las pada waktu membersihkan kalur las. 

5. Masker Las Digunakan untuk melindungi pernapasan dari debu dan asap las. 

6. Sepatu Las Sepatu las berguna untuk melindungi kaki dari semburan bunga api las. Bila tidak ada sepatu las, dapat digunakan sepatu biasa yang tertutup seluruhnya.

7. Kamar Las Kamar las dimaksudkan untuk menjaga agar cahaya las tidak mengganggu orang yang ada disekitarnya, maka kamar las harus dibuat dari bahan yang tahan api. Tiap kamar las dilengkapi dengan ventilasi dan meja las. Di dalam kamar las, harus dihindarkan dari bahan-bahan yang mudah terbakar karena percikan, terak dan bunga api

C. ELEKTRODA Elektroda selain berfungsi sebagai logam kontak dan pembangkit busur , juga sebagai bahan pengisi. Elektroda dibuat dengan bermacam-macam ukuran dan jenis sesuai dengan kebutuhan pengelasan atau bahan yang akan dilas. Untuk mengelas jenis las busur tangan, elektroda yang dipakai adalah elektroda bersalut. Tebal salutan elektroda antara 10 % sampai 50 % dari garis tengah elektroda. Salutan elektroda pada waktu mengelas akan turut mencair dan menghasilkan gas CO2 yang melindungi busur listrik dan cairan logam las dari oksidasi udara luar. Adapun terak akan melindungi cairan logam las dari oksidasi udara luar selama proses pendinginan. Fungsi salutan elektroda ialah: 

1. Memudahkan penyalaan. 

2. Memelihara busur tetap nyala. 

3. Menjadi gas pelindung cairan logam las dari oksidasi udara luar.

 4. Menjadi terak yang melindungi jalur las selama proses pendinginan. 

5. Sebagai pengganti unsur yang hilang akibat panas las.

 6. Membersihkan kotoran pada bagian yang di las. 

7. Memelihara jalur las. Supaya menghasilakan rigi-rigi las yang bagus, pemilihan diameter elektode harus disesuaikan dengan tebal metal yang dilas dan kuat arus(ampere) yang digunakan, berikut ini rekomendasi besarnya diameter,kuat arus dan tebal pelat. 

1. Penyalaan Ada dua cara menyalakan busur api las, yaitu : 

1. Sistem Sentuh Caranya dekatkan ujung elektroda ke benda kerja setinggi 20 mm, kemudian turunkan elektroda perlahanlahan sampai ujung elektroda menyentuh benda kerja. Kemudian angkat lagi ke atas setinggi kurang lebih 10 mm (busur las tidak mati) atur busur nyala api (arc length) secukupnya dan selanjutnya mulai pengelasan. Pada saat elektroda menyentuh benda kerja akan terjadi api yang ditimbulkan dari hubungan singkat. 

2. Sistem Gores Untuk menyalakan busur las dengan sistem gores, caranya : Dekat-kan ujung elektroda diatas benda kerja setinggi 20 mm lalu goreskan dari muka ke belakang ujung elektroda menyentuh benda kerja akan terjadi api akibat hubungan singkat. Angkat elektroda ke atas sehingga 10 mm dan gerakkan elektroda pada tempat dimana akan mulai mengelas. Kemudian turunkan sampai ujung elektroda mendekati benda kerja (arc length) antara 0,5 

sampai 1 kali besar elektroda kemudian tarik ke belakang maka terjadilah jalur las. Gerakan Elektrode Las Listrik Cara menggerakkan elektroda banyak sekali macamnya. Semua cara tersebut tujuannya sama yaitu untuk mendapatkan urutan manik las pada sambungan agar merata, halus, serta menghindari terjadinya takikan dan kubangan terak

SAMBUNGAN (1)

SAMBUNGAN

     Konstruksi Sambungan Penyambungan logam adalah suatu proses yang dilakukan untuk menyambung 2 (dua) bagian logam atau lebih. Penyambungan bagian–bagian logam ini dapat dilakukan dengan berbagai macam metoda sesuai dengan kondisi dan bahan yang digunakan. Setiap metoda penyambungan yang digunakan mempunyai keuntungan tersendiri dari metoda lainnya, sebab metoda penyambungan yang digunakan pada suatu konstruksi sambungan harus disesuaikan dengan kondisi yang ada, hal ini mengingat efisiensi sambungan. Pemilihan metoda penyambungan yang tepat dalam suatu konstruksi sambungan harus dipertimbangkan efisiensi sambungannya, dengan  mempertimbangkan beberapa faktor diantaranya: faktor proses pengerjaan sambungan, kekuatan sambungan, kerapatan sambungan, penggunaan konstruksi sambungan dan faktor ekonomis.

     Proses Pengerjaan Sambungan Proses pengerjaan sambungan yang dimaksud adalah bagaimana pengerjaan konstruksi sambungan itu dilakukan seperti: sambungan untuk konstruksi tangki dari bahan pelat lembaran. Untuk menentukan sambungan yang cocok dengan kondisi tangki ini ada beberapa alternatif persyaratan. Persyaratan yang paling utama adalah tangki ini tidak boleh bocor. Tangki harus tahan terhadap tekanan. Proses penyambungannya hanya dapat dilakukan dari sisi luar dan sebagainya. Jika dipilih sambungan baut dan mur kurang sesuai, sebab sambungan ini kecenderungan untuk bocor besar terjadi. Sambungan lipat akan sulit dilakukan sebab tangki yang dikerjakan cukup besar dan bahannya juga cukup tebal, sehingga akan sulit untuk dilakukan pelipatan.

    Persyaratan yang paling sesuai untuk kondisi tangki ini adalah sambungan las.Sambungan las mempunyai tingkat kerapatan yang baik serta mempunyai kekuatan sambungan yang memadai. Di samping itu segi operasional pengerjaan sambungan konstruksi las lebih sederhana dan relatif murah, maka yang paling mendekati sesuai untuk konstruksi tangki ini adalah sambungan las. Kekuatan Sambungan Contoh pertimbangan penggunaan sambungan ini adalah pembuatan tangki. 

     Dengan persyaratan seperti pada uraian di atas, maka pemilihan metoda penyambungan yang cocok untuk tangki jika ditinjau dari sisi kekuatannnya adalah sambungan las. Sambungan las ini mempunyai tingkat efisiensi kekuatan sambungan yang relatif lebih baik jika dibandingkan dengan sambungan yang lainnya. Kerapatan Sambungan Tangki biasanya digunakan untuk tempat penyimpanan cairan maka pemilihan sambungan yang tahan terhadap kebocoran ini diantaranya adalah sambungan las. Kriteria sambungan las ini merupakan pencairan kedua bagian bahan logam yang akan disambung ditambah dengan bahan tambah untuk mengisi celah sambungan. Pencairan bahan dasar dan bahan tambah ini menjadikan sambungan las lebih rapat dan tahan terhadap kebocoran.

    Penggunaan Konstruksi Sambungan Penggunaan dimana konstruksi sambungan las itu akan digunakan juga merupakan pertimbangan yang tidak dapat diabaikan apalagi jika konstruksi tersebut bersentuhan dengan bahan makanan. Kemungkinan lain jika konstruksi sambungan tersebut digunakan untuk penyimpanan bahan kimia yang sangat mudah bereaksi dengan bahan logam. Untuk konstruksi tangki yang digunakan sebagai bahan tempat penyaluran minyak, maka sambungan las masih sesuai dengan penggunaan konstruksi tangki ini.

       Faktor Ekonomis Faktor ekonomis yang dimaksud dalam pemilihan untuk konstruksi sambungan ini adalah dipertimbangkan berdasarkan biaya keseluruhan dari setiap proses penyambungan. Biaya ini sejalan dengan ketersediaan bahan-bahan, mesin yang digunakan juga transportasi dimana konstruksi tersebut akan di instal. Besar kecilnya konstruksi sambungan dan volume kerja sambungan juga menjadi bahan pertimbangan secara keseluruhan 

Contoh pemilihan metoda yang tepat untuk suatu konstruksi sambumgam dapat dilihat pada perakitan file cabinet. Metoda perakitan file cabinet yang digunakan adalah metoda penyambungan dengan las titik. Pertimbangan pemilihan ini mengingat proses penyambungan dengan las titik ini sedehana, mempunyai kekuatan sambungan yang baik dan hasil penyambungannya tidak menimbulkan cacat pada plat. 

    2. Klasifikasi Sambungan Sambungan merupakan bagian yang banyak terdapat pada konstruksi mesin. Banyak atau sedikitnya sambungan yang terdapat pada suatu konstruksi, tergantung dari komplek atau sederhananya konstruksi tersebut. Makin kompleks konstruksi, makin banyak sambungan yang ada pada konstruksi tersebut. Misal mobil dengan segala kelengkapannya mempunyai sambungan yang jumlahnya ribuan, demikian juga dengan mesin-mesin perkakas misal mesin bubut, mesin frais. Makna sambungan yang difahami dalam bidang pemesinan, tidak jauh berbeda dengan apa yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu menghubungkan antara satu benda dengan lainnya. Sebagaimana yang diketahui, manusia tidak dapat memproduksi sesuatu dalam sekali kerja. 

Hal ini tidak lain karena keterbatasan manusia dalam menjalani prosesnya. Makanya benda yang dibuat manusia umumnya terdiri dari berbagai komponen, yang dibuat melalui proses pengerjaan dan perlakuan yang berbeda. Sehingga untuk dapat merangkainya menjadi sebuah benda utuh, dibutuhkanlah elemen penyambung. Menilik fungsinya, elemen penyambung sudah pasti akan ikut mengalami pembebanan saat benda yang dirangkainya dikenai beban. Ukurannya yang lebih kecil dari elemen yang disambung mengakibatkan beban terkonsentrasi padanya. Efek konsentrasi beban inilah yang harus diantisipasi saat merancang sambungan, karena sudah tentu akan bersifat merusak.

Umumnya sambungan dibuat dengan maksud: 

1. Membentuk konstruksi menurut yang dikehendaki, terutama jika sulit atau kurang ekonomis bila dibentuk dari suatu bahan. 

2. Memudahkan pada waktu pemasangan, pemeliharaan dan penggantian bagian bagian yang rusak. 3. Memungkinkan membentuk konstruksi dari bermacam-macam jenis dan ukuran bahan menurut      kebutuhan 

4. Mendapatkan bagian-bagian yang dapat bergerak, diam, dapat dibuka atau tidak perlu dibuka. 

    Melihat konstruksinya, sambungan dapat dibedakan menjadi dua jenis sambungan yaitu : 

1. Sambungan tetap (permanent joint). Merupakan sambungan yang bersifat tetap, sehingga tidak dapat dilepas selamanya, kecuali dengan merusaknya terlebih dahulu. 

Contohnya : sambungan paku keling (rivet joint) dan sambungan las (welded joint). 

2. Sambungan tidak tetap (semi permanent). Merupakan sambungan yang bersifat sementara, sehingga masih dapat dibongkar- pasang selagi masih dalam kondisi normal. 

Contohnya : sambungan mur-baut / ulir (screwed joint) dan sambungan pasak (keys joint). Sambungan tetap Sambungan Paku Keling Paku keling (rivet) digunakan untuk sambungan tetap antara 2 plat atau lebih misalnya pada tangki dan boiler. Paku keling dalam ukuran yang kecil dapat digunakan untuk menyambung dua komponen yang tidak membutuhkan kekuatan yang besar, misalnya peralatan rumah tangga, furnitur, alat-alat elektronika, dll Sambungan dengan paku keling sangat kuat dan tidak dapat dilepas kembali dan jika dilepas maka akan terjadi kerusakn pada sambungan tersebut. Karena sifatnya yang permanen, maka sambungan paku keling harus dibuat sekuat mungkin untuk menghindari kerusakan atau patah. 

Dari metoda-metoda lain yang digunakan untuk proses penyambungan aluminiun metoda riveting inilah yang sangat sesuai digunakan, dan mempunyai proses pengerjaan yang mudah dilakukan. Dimensi rivet Rivet atau dalam istilah sehari-hari sering disebut paku keling adalah suatu metal pin yang mempunyai kepala dan tangkai rivet. Bentuk dan ukuran dari rivet ini telah dinormalisasikan menurut standar dan kodenya. Pengembangan penggunaan rivet dewasa ini umumnya digunakan untuk pelat-pelat yang sukar dilas dan dipatri dengan ukuran yang relatif kecil. Setiap bentuk kepala rivet ini mempunyai kegunaan tersendiri, masing-masing jenis mempunyai kekhususan dalam penggunaannya.

Paku Tembak (Blind Rivet Spesial) Rivet spesial adalah rivet yang pemasangan kepala bawahnya tidak memungkinkan menggunakan bucking bar. Penggunaan rivet jenis ini dikarenakan terlalu sulit kondisi tempat pemasangan bucking bar pada sisi shop headnya, sehingga sewaktu pembentukan kepala shopnya tidak dapat menggunakan bucking bar. Dari kenyataannya inilah diperlukan rivet spesial yang pemasangan hanya dilakukan pada salah satu sisi saja. Kekuatan rivet spesial ini tidak sepenuhnya diperlukan dan rivet tipe ini lebih ringan beratnya dari rivet-rivet yang lain. Rivet spesial diproduksi oleh pabrik dengan karakteristik tersendiri. Demikian pula untuk pemasangan dan pembongkarannya memerlukan perlatan yang khusus atau spesial. Komposisi rivet spesial ini mengandung 99,45 % aluminium murni, sehingga kekuatannya tidak menjadi faktor utama. Dimensi rivet spesial ini dapat dilihat pada tabel berikut menurut standar diamond brand.

Teknik dan prosedur pemasangan rivet pada konstruksi sambungan meliputi langkah-langkah sebagai berikut : Membuat gambar layout pada pelat yang akan di bor dengan menandai setiap lobang pengeboran menggunakan centerpunch. Mata bor yang digunakan harus tajam sesuai dengan ketentuan sudut mata bor untuk setiap jenis bahan yang akan dibor . Pengeboran komponen-komponen yang dirakit harus dibor dengan posisi tegak lurus terhadap komponen yang akan dirivet. Komponen yang dibor sebaiknya dijepit, untuk menghindari terjadinya pergeseran komponen selama pengeboran. Pengeboran awal dilakukan sebelum pengeboran menurut diameter rivet yang sebenarnya. Pre hole (lobang awal) yang dikerjakan ukurannya lebih kecil daripada diameter rivet Teknik pemasangan rivet. Pemasangan rivet countersink Pemasangan rivet tipe countersink ini dapat dilakukan dengan machine countersink atau dimpling. Pengerjaan dengan mesin countersink umumnya 

digunakan untuk pelat pelat yang tebal. Dan pengerjaan dimpling digunakan pada pelat-pelat yang relatif tipis. Pemasangan rivet dengan mesin countersink. Pembentukan sisi pelat yang akan disambung pada rivet countersink ini dapat digunakan alat pilot countersink atau dengan contersink drill bit. Kedua alat ini dapat dipasang pada mesin bor atau pada bor tangan. Penggunaan alat countersink ini dilakukan setelah pelat yang

Dimpling Pelat-pelat yang tipis penggunaan rivet countersink dapat dilakukan dengan cara dimpling. Penggunaan dimpling ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Pemasangan rivet spesial Prosedur awal pemasangan rivet spesial ini sama halnya dengan pemasangan rivet lainya. Tetapi pada pemasangan rivet spesial ini menggunakan alat yakni tang penembak rivet (gun rivet). 

Langkah awal pemasangan rivet ini adalah dengan mengebor terlebih dahulu kedua pelat yang akan disambung, Lobang dan penggunaan mata bor disesuaikan dengan diameter rivet yang digunakan. Bersihkan serpihan bekas pengeboran pada pelat.Masukan rivet diantara kedua pelat . Tarik rivet dengan memasukan inti rivet pada penarik yang ada di gun rivet. Penarikan dilakukan dengan menekan tangkai gun secara berulang-ulang sampai inti rivet putus. Jenis jenis kampuh pada pengelingan Kampuh sambungan keling dibuat menurut kebutuhan kekuatan dan kerapatan yang dikehendaki.

a. Kampuh Berimpit Kampuh berimpit dibentuk dengan memperimpitkan kedua pinggir pelat yang disambung, kemudian dikeling. Kampuh berimpit biasanya untuk kekuatan kecil, sedang dan juga untuk sambungan yang hanya memerlukan kerapatan. Jika diperlukan kerapatan, antara kedua pelat diberi bahan perekat, seperti kain rami yang di basahi cat, gasket, dan lain-lain. Kampuh berimpit ada yang dikeling tunggal (gambar 1.1.), dikeling ganda (gambar 1.2.), atau dikeling tiga baris. Diameter paku yang dipilih dengan patokan : d ≈ ඥ5� − 0,4 �� S = tebal pelat (cm) Jarak antar paku t = 3d + 0,5 cm. Jika dikeling 2 atau 3 baris. Jarak antara baris tengah dengan baris a, diambil 2,5 – 3,5 d. Jarak antar baris paku ke pinggir pelat e = భ మ t. 

b. Kampuh Bilah Tunggal Kampuh bilah tunggal (gambar.) dibuat untuk sambungan yang tidak terlalu besar, dalam arah seperti pada gambar. Jika gaya F terlalu besar, dapat menyebabkan lengkung bilah dan merenggangnya sambungan (gambar.). Tebal bilah S1 biasanya 0,6 - 0,8S dan maksimal S1 = S. Seperti halnya kampuh berimpit, kampuh bilah tunggal ada yang dikeling tunggal, dikeling 2 baris atau 3 baris. c. Kampuh Bilah Ganda Kampuh bilah ganda banyak digunakan untuk sambungan yang menghendaki kekuatan dan kerapatan pada tekanan tinggi misalnya smbungan memanjang badan ketel uap. Kampuh bilah ganda (gambar.), seperti halnya kampuh bilah tunggal ada yang dikeling tunggal, dikeling 2 baris atau 3 baris. Macam-macam Penerapan Sambungan Keling a. Sambungan Kuat Sambungan kelingan yang hanya memerlukan kekuatan saja seperti sambungan keling kerangka bangunan, jembatan, blok mesin, dan lain-lain. 

b. Sambungan Kuat dan Rapat Sambungan yang memerlukan kekuatan dan kerapatan seperti sambungan keling ketel uap, tangki-tangki muatan tekanan tinggi, dan dinding kapal. c. Sambungan Rapat Sambungan yang memerlukan kerapatan seperti sambungan keling tangki-tangki zat cair dan bejana tekanan rendah. Menghitung Kekuatan Sambungan Keling Sederhana Menghitung kekuatan sambungan paku keling, maka seluruh pembebanan dianggap bekerja pada paku kelingnya. Untuk kampuh berimpit dilakukan sebagai berikut: Beban sebesar F bekerja pada penampang A atas dasar geseran  

TEGANGAN

TEGANGAN

        1. Pengertian Tegangan Apabila sebuah batang dibebani suatu gaya maka akan terjadi gaya reaksi yang besarnya sama dengan arah yang berlawanan. Gaya tersebut akan diterima sama rata oleh setiap molekul pada bidang penampnag batang tersebut. Jadi, misalnya besarnya gaya tersebut adalah sebesar F dan luas penampangnya adalah A maka setiap satuan luas penampang akan menerima beban sebesar F/A

Tegangan ada bermacam-macam sesuai dengan pembebanan yang diberikan. Misalnya, pada beban tarik akan terjadi tegangan tarik maka pada beban tekan akan terjadi tekan dan seterusnya. Terjadinya tegangan akibat deformasi dari pembebanan Sebuah batang yang dibebani suatu gaya maka di dalam batang itu sendiri akan timbul gaya reaksi atau gaya lawan yang dihasilkan oleh gaya di antara molekul-mlekul itu sendiri. Reaksi atau gaya lawan di dalam batang itu disebut dengan gaya alam. Misalnya, suatu batang di bebani gaya seperti pada gambar berikut ini. Bila dipotong pada penampang X-X akan diperoleh suatu sistem keseimbangan. Gaya dalam yang arahnya tegak lurus penampang normal. Dinamakan gaya normal (Fn) Gaya dalam yang arahnya sejajar dan atau terletak pada penampang normal. Dinamakan gaya tangensial (Fq) Telah disinggung di atas bahwa gaya dalam-gaya dalam akan diterima sama rata oleh setiap molekul pada seluruh bidang penampang batang. Gaya dalam yang bekerja pada setiap satuan luas penampang itu dinamakan tegangan. 

Tegangan= Gaya Dalam / Luas penampang

2. Satuan Tegangan Bila gaya dalam diukur dalam kgf atau N, sedangkan luas penampang dalam m2 maka: Tegangan disingkat dengan simbol huruf V (baca: sigma) atau W (baca: thau) Tegangan ada dua macam, yaitu tegangan normal disingkat V dan tegangan tangensial disingkat W . Tegangan normal bila luas penampang = A m2 dan besarnya gaya Fn = kgf 

Macam-macam tegangan dasar 

a. Tegangan tarik. Misalnya, terjadi pada tali, rantai, dan sudu-sudu turbin. �௧ = ி ஺ = ி೙ ஺ 

b. Tegangan tekan. 

Misalnya, terjadi pada porok sepeda, batang torak dan tiang bangunan yang belum mengalami tekukan. �஽ = �௡ � = � � 

c. Tegangan geser. Misalnya, pada paku keling, gunting, dan baut. �ௌ = �௤ � = � �

d. Tegangan lengkung. Misalnya, pada poros-poros mesin dan poros roda yang dalam keadaan ditumpu. Jadi, merupakan tegangan tangensial. � = �஺ + �஻ �௕ = ெ್ ௐ್ Mb = momen lengkung Wb = momen tahanan lengkung 

e. Tegangan puntir. Misalnya, pada poros roda gigi dan batang-batang torsi pada mobil. Jadi, merupakan tegangan tangensial. �௧ = ெ೟ ௐ೛ Mt = momen puntir (torsi) WP = momen tahanan polar (pada puntir) 

     Tegangan tarik. Apabila pada suatu batang bekerja gaya-gaya yang sejajar dengan sumbu batang ke arah luar dan tegak lurus penampang normal maka dikatakan bahwa batang tersebut mengalami pembebanan tairk. Keadaan pada beban tarik terjadi, misalnya pada rantai, sabuk mesin dan tali pada pesawat angkat . Pada penampang X-X: Fn = F

  Apabila tegangan tarik yang diizinkan = �ത௧ maka tegangan tarik harus lebih kecil daripada tegangan tarik yang diizinkan. Dengan demikian dapat ditentukan ukuran-ukuran untuk perencanaanya. �������� = � �ഥ� (���� � ����� ����������) ��������� = �. �ഥ� (���� ����� ��������� �������� �) Apabila luas penampang tidak sama besarnya di sepanjang batang maka diambil luas penampang yang terkecil karena pada penampang terkecil itu yang paling berbahaya. Pada batang yang tergantung bebas selain menerima pembebanan tarik F sebenarnya juga harus menerima beban oleh beratnya sendiri G sehingga beban total menjadi F + G maka tegangan maksimum : ����� = �+� � ≤ �� തതത Pada ranitai yang harus menerima beban tarik adalah dua bagian penampang kiri dan kanan. � = � ቀ� � ��ቁ � = � � ��� 

a. Sifat Elastisitas Bahan Pada saat batang mengalami beban tarik, batang akan bertambah panjang

keadaan ini dikatakan batang tersebut meregang. Besarnya regangan dipengaruhi oleh besarnya beban. Apabila batas kekuatan bahan tidak dilampaui maka jika beban yang diberikan dilepaskan, batang tersebut akan kembali ke ukuran semula. Akan tetapi, bila bebannya ditambah sedikit saja, batang tersebut tidak mampu kembali ke ukuran panjang semula meskipun beban sudah dilepaskan. Jadi. pertambahan panjangnya tetap.

    Beban maksimum yang berakibat batang tidak mengalami pertambahan panjang yang tetap dinamakan batas proporsional. Pada keadaan ini bahan masih dalam keadaan elastis atau masih memiliki sifat elastisitas bahan. Regangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang setelah patah dengan panjang semula yang dinyatakan dalam perseratau tidak dengan persen. Regangan ini menunjukkan apakah bahan itu cukup elastis artinya bila regangannya besar bahan tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar regangan suatu bahan maka bahan itu makin mudah dibentuk.

     Selain mengalami pertambahan panjang jika suatu batang ditarik maka juga akan mengalami perubahan penampang. Batang akan menjadi lebih kecil. Pengurangan luas penampang yang terjadi sampai batas kekuatan tariknya atau sebatas kekenyalannya disebut kontraksi. Adapun pengurangan luas penampang terbesar terjadi setelah batang putus yang disebut penggentingan. Penggentingan juga disebut regangan pada arah tegak lurus poros (lateral strain) disingkat Hq. 

b. Hukum Hooke 

pada perhitungan tegangan tarik Apabila beban tarik yang dikenakan pada suatu batang sebelum melampaui batas proposionalnya maka akan berlaku ketentuan sebagai berikut: Perpanjangan atau perpendekan akan berbanding lurus dengan beban dan panjang semula, tetapi berbanding terbalik dengan penampangnya. Perubahan memanjang dari sebuah batang berabnding lurus dengan beban dan panjang semula, tetapi berbanding terbalik dengan modulus kenyal. Hukum Hooke itu masih tetap berlaku apabila beban tidak melampaui batas perbandingan (proporsionalitas). Apabila tegangan dalam batang terletak di atas batas proposionalitasnya maka hukum Hooke sudah tidak berlaku lagi. Pada batas proposionalitas akan berlaku hubungan antara tegangan dan regangan: �������� �������� = ������� Konstanta ini dinamakan modulus kenyal atau modulus elastissitas (E). � = V � Modulus kenyal atau modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu bahan. Suatu bahan dengan modulus kenyal yang lebih besar disebut lebih kaku, sedangkan suatu bahan dengan modulus kenyal yang lebih kecil disebut lebih lemah. 

   Tegangan Tekan Pembebanan tekan merupakan kebalikan dari pembebanan tarik maka tegangan tekan juga merupakan kebalikan dari tegangan tarik. Pembebanan tekan terjadi bila gaya luar bekerja sejajar sumbu batang ke arah dalam batang tersebut. Akibat beban tekan tersebut, penampang batang akan bertambah pendek dan terjadi pembesaran penampang. Bila batang tidak mampu menahan beban tekan itu maka akan rusak atau pecah. Gaya dalam (Fn) benda itu menahan pengaruh gaya luar.     

     Makin besar luas penampangnya, bertambah besar pula kekuatan benda itu. Pada kenyataannya, beban tekan sejati jarang/sukar sekali terjadi karena berbagai keadaan atau kedudukan 

batang maupun arah beban yang tidak benarbenar tegak lurus penampang. Oleh karena itu, pada beban tekan perlu diperhatikan adanya bahaya tekukan. Dalam praktek, beban tekan itu terjadi misalnya pada fondasi mesin, batang torak, dan tiang bangunan. Untuk menghitung ukuran suatu alat atau bagian mesin yang menderita beban tekan selalu digunakan tegangan tekan yang diizinkan (a). Seperti halnya pada pembebanan tarik, tegangan tekan yang diizinkan diperhitungkan dengan menentukan faktor keamanan (s).

        Tegangan Patah 1. Pengertian Tegangan Patah Apabila batang dalam pemakaian pada kontruksi dibebani gaya luar melebihi kekuatan bahan itu sendiri tentu akan mengalami kerusakan, seperti memanjang, memendek, melengkung, dan patah atau pecah. Pembebanan harus diperhitungkan oleh perencana kemudian dibandingkan dengan tegangan yang diizinkan. Besarnya tegangan ini dari suatu bahan semata-mata tergantung dari kekuatan bahan. Pada beban Tarik, batang akan putus setelah memanjang dan mengalami pengecilan penampang. Pada beban tekan batang akan pecah  setelah mengalami pemendekan dan pembesaran penampang karena tidak mampulagi menahan tekanan. Sama halnya pada beban puntiran dan berbolakbalik, pada beban tekukan batang akan patah setelah lapis, atas mengalami pemanjangan dan pemindahan pada lapisan bawa Batang akan mempunyai kemungkinan patah apabila beban maksimum dilampaui. Tegangan yang terjadi pada beban maksimu merupakan batas tegangan patah. Tegangan patah adalah beban ma! simum yang menyebabkan patah dibagi dengan luas penampang batang. �������� ����ℎ = ����� �������� �������� ����ℎ ���� ��������� ������ 

    Tegangan patah kemungkinan dapat terjadi berada di bawah hargah tegangan pada beban maksimum. Untuk menjelaskan tegangan patah ini dapat dimisalkan pada diagram tarik berikut ini. Pada garis 0-a, regangan sebanding dengan tegangan. Garis ini juga disebut garis modulus dan sudut yang terbentuk dengan garis mendatar disebut sudut modulus. Makin besar sudut modulus berarti bahan makin keras dan regangannya makin kecil. Sebaliknya, makin kecil sudut modulusnya makin lunak dan regangannya lebih besar. Titik a adalah batas proporsional (batas kekenyalan). Tegangan di titik a dinamakan tegangan kenyal atau tegangan proporsional Vpr. Tegangang diizinkan berada sebelum mencapai titik a. Garis a-b batang mendapat perpanjangan tetap dan tidak mampu lagi kembali ke panjang semula walaupun beban dilepaskan (batang mengalami deformasi plastis). Pada batas proporsional, batang masih dapat kembali ke panjang semula (batang mengalami deformasi elastis). Setelah titik b, tegangan mendadak turun dan sedikit naik kembali. ncangan ini berlangsung beberapa kali. Gejala ini disebut pelumer(jaris b-b,). Tegangan di titik b disebut batas lumer atau batas renggang Vlu �������� ����� V௧ = ���� �������� ���� ��������� ���� − ���� = � ���� �଴ 

Karena batang mengecil pada waktu pembebanan dan memanjang setelah beban maksimum sampai batang putus. Jadi, batang panjang sampai patah bersamaan dengan turunnya tegangan sampai nol. Mulai titik b2 bahan tidak memiliki kekuatan untuk menahan beban apapun clan sampai di titik c batang patah. Tegangan titik c disebut tegangan patah VB. Tegangan patah V஻ = ௕௘௕௔௡ ௠௔௞௦௜௠௨௠ ௣௔ௗ௔ ௦௔௔௧ ௣௔௧௔௛ ௟௨௔௦ ௣௘௡௔௠௣௔௡௚ ௧௘௥௞௘௖௜௟ ௣௔ௗ௔ ௣௔௧௔௛௔௡ V஻ = ிಳ ஺ೠ VB = tegangan patah (kgf/m2 ) FB = gaya terbesar paa saat patah (kgf) Au = luas penampang terkecil pada saat patah (m2 ) 2. Klasifikasi Baja Berdasarkan pada Tegangan Patah Sifat teknik dari baja terutama ditentukan oleh banyaknya kadar karbon. Makin besa kadar karbonya makin besar pula kekerasanya dan kekuatannya makin besar untuk gaya tarik. Sebagai gambaran klasifikasi baja berdasarkan tegangan patah atau kekuatan baja itu dapat kita lihat dalam tabel berikut in

     Tegangan Lengkung/bengkok Tegangan lengkung adalah tegangan yang diakibatkan karena adanya gaya yang menumpu pada titik tengah suatu beban sehingga mengakibatkan benda tersebut seakan-akan melengkung. Untuk lebih jelasnya dapat diuraikan sebagai berikuti : Pada sistem gaya berikut ini batang akan menderita tegangan yang disebabkan oleh gaya F, Tegangan tersebut dinamakan tegangan lengkung atau tegangan bengkok. contohnya, pada poros-poros mesin dan poros roda yang dalam keadaan ditumpu, gerakan rocker arm pada mekanisme katup.Gambar berikut ini menunjukkan tegangan lengkung atau bengkok yang terjadi. Sedangkan rumus untuk tegangan lengkung ini adalah : F = Ra + Rb �� = �� �� dimana: �� = Tegangan lengkung/bengkok Mb = momen lengkung/momen bengkok Wb = momen tahanan lengkung/bengkok Momen lentur pada berbagai balok yang dibebani Momen lentur = Gaya dikalikan Jarak Mb = F . l 

Besarnya tegangan lentur tergantung dari : x Besar gaya atau cara Pembebanan x Panjang lengan tuas x Cara penjepitan lengan tuas x Bentuk dan besarnya penampang balok 

KOPEL

KOPEL

      Sebuah kopel dapat didefinisikan sebagai dua gaya yang pararel yang mempunyai besar yang sama, arahnya berlawanan dan dipisahkan oleh jarak yang tegak lurus, contoh gambar ini akan memperjelas pemahaman ini. Bila kedua gaya tangan kanan dan tangan kiri untuk memutarkan alat itu sama besarnya, arahnya berlawanan, satu mendorong dan satunya lagi menarik maka pasangan gaya-pasangan gaya itu disebut pasangan atau Gaya kopel. Dalam diagram gaya digambarkan sebagai berikut. F1 =F2 F1 gaya tarik ke atas. F2 gaya tekan ke bawah. Jarak antara kedua gaya tersebut dengan titik A sama panjang F1A = F2A Karena gerakan gaya itu memutar maka momen besarnya sama dengan besarnya gaya dikalikan jaraknya. M = F a. M = momen gaya kopel (N m atau kgf m) F = gaya kopel (N) a = tangkai atau lengan gaya kopel (m). Bila arah perputaran gaya kopel itu ke kanan maka dinamakan positif diberi tanda (+) dan bila arahnya ke kiri maka dinamakan negatif diberi tanda (-).

MOMEN

MOMEN

   1. Pengertian Momen Momen gaya F terhadap titik pusat O adalah hasil kali Antara besarnya gaya F dengan jarak garis gaya, ke titik pusat O. Besarnya momen tergantung dari besarnya gaya F dan jarak garis gaya terhadap titik putarnya (L). Dalam bidang teknik mesin momen sering terjadi pada saat mengencangkan mur atau baut, pengguntingan pelat, dan sebagainya. Jadi momen suatu gaya terhadap suatu titik ditentukan oleh besarnya gaya dan jaraknya terhadap titik itu. Dalam satuan SI (standar international), momen memiliki satuan Newton meter (N.m). Ketentuan 1) Apabila momen tersebut bekerja ke arah kanan (searah dengan jarum jam) dinamakan momen positif (isbat) dan diberi tanda (+). 2) Apabila momen tersebut bekerja ke arah kiri dinamakan momen negatif (napi) dan diberi tanda (-)

a. Momen gaya dari beberapa gaya pada satu garis kerja Pada gambar b menunjukan dua buah gaya yang arahnya berlawanan maka bila selisih gaya tersebut ke kiri arahnya berarti momen gayanya negatif. R = F1 – F2 R searah dengan F1 -MR = (MF1) – MF2 b. Momen gaya– momen gaya F1, F2, dan F3 terhadap titik A adalah 6 M = F1 . AB + F2 . AC – F3 . AD 6 M = MR 6 M = R . AE. b. Momen terhadap poros. Momen poros atau momen gaya terhadap poros adalah hasil kali proyeksi gaya itu pada bidang datar yang tegak lurus poros terhadap jarak proyeksi gaya itu ke titik potong poros dengan bidang. Misalnya, proyeksi gaya F pada bidang datar adalah F, titik potong poros dengan bidang adalah O, jarak antara F sampai O adalah L maka momen porosnya adalah M=F . L

F dalam newton.

 L dalam meter. 

N dalam Nm. 

Arah putaran ke kanan diberi tanda (+) dan bila ke kiri (-). 

Momen poros M= F . L Apabila sebuah paku sekrup diputar maka arah masuknya paku sekrup itu dipandang sebagai vektor momen. 

Vektor Mo tegak lurus bidang di titik O. C. 

   Momen pada batang Sebuah batang ditumpu secara engsel di tengah-tengahnya. Salah satu ujungnya dibebani dengan muatan, maka batang tersebut akan berputar (ke kiri atau ke kanan). Agar batang tersebut tidak berputar, pada ujung yang lain dibebani dengan muatan yang harganya sama besar. Misalnya, beban di sebelah kiri digeser ke kanan mendekati titik tumpu maka batang tersebut akan berputar ke kanan. Makin mendekati titik tumpunya makin kuat pula putarannya. Hal ini karena momen gaya yang ditimbulkan oleh masing-masing beban terhadap titik tumpunya tidak sama.             Dalam hal ini momen gaya di sebelah kanan lebih besar. Agar masing-masing beban di kedua sisi pada jarak yang tidak sama tidak menimbulkan putaran maka pada beban yang berada lebih dekat dengan titik tumpunya harus ditambah besarnya. Dengan demikian besarnya momen gaya yang terjadi di sebelah kiri sama dengan momen gaya yang terjadi di sebelah kanan. Batang dalam keseimbangan apabila momen gaya di sebelah kiri sama dengan momen gaya di sebelah kanan: -X . 0,15 m = +10 N . 0,30 m = 3 N m -X = ଷ ே௠ ଴,ଵହ ௠ X = - 20 N Tanda negatif (-) menunjukan arah putaranya ke kiri

GAYA

GAYA

1. Pengertian gaya

      Pengertian gaya Gaya serta sifat-sifatnya perlu difahami dalam ilmu Mekanika Teknik karena dalam ilmu tersebut, mayoritas membicarakan tentang gaya, Jadi dengan memahami sifat-sifat gaya, siswa akan lebih mudah memahami permasalahan yang terjadi di pelajaran Mekanika Teknik. Misal kendaraan yang pada suatu jembatan, kendaraan tersebut merupakan beban yang ditampilkan dalam bentuk gaya. Gaya adalah merupakan vektor yang mempunyai besar dan arah. Penggambarannya biasanya berupa garis dengan panjang sesuai dengan skala yang ditentukan. Jadi panjang garis bisa dikonversik an dengan besarnya gaya.

Contoh

     Orang mendorong mobil mogok kemampuan orang mendorong tersebut adalah 15 kg. Arah dorongan kesamping kanan ditunjukkan dengan gambar anak panah arah kesamping dengan skala 1 cm = 15 kg Jadi 15 kg adalah gaya yang diberikan oleh orang untuk mendorong mobil mogok dengan arah kesamping kanan, yang diwakili sebagai gambar anak panah dengan panjang 1 cm karena 1 cm setara dengan 15 kg.

       Nama satuan untuk gaya menurut SI adalah Newton dengan lambang N. Notasi gaya disimbulkan dengan F. Satuan gaya ini diturunkan dari F = m a. Gaya menyebabkan percepatan pada benda. Besarnya percepatan itu tergantung pada besarnya massa benda dan besarnya gaya. Seperti dikatakan dalam hukum Newton II sebagai berikut. Gaya yang bekerja pada suatu benda adalah sama dengan massa benda dikalikan percepatannya. Jadi, gaya = massa x percepatan. 

 F = m.a 

 F = gaya (N) atau (dyne). 

 m= massa benda (kg) atau (g). 

 a = percepatan (m/s2 ) atau (cm/s2 ).

1 newton sama dengan gaya yang diperlukan untuk memberi 1 kg massa dengan suatu percepatan 1m/s2 (N = kg.m/s2 ).

 2. Batasan Besaran 

a). Besaran dengan Satuan Besaran fisis adalah konsep yang dipakai untuk menggambarkan fenomena fisis secara kualitatif dan kuantitatif. 

Besaran ini dapat diklasifikasikan ke dalam kategori-kategori. Setiap kategori berisi hanya besaran-besaran yang dapat dibandingkan. bila besaran itu dipilih sebagai besaran patokan disebut satuan. Semua besaran yang lain dapat dinyatakan sebagai hasil kali dari satuan ini dengan suatu angka yang disebut nilai bilangan dari besaran tersebut. 

Contoh 

       Gaya tekan sebesar 10 N. F=10N maka N melambangkan satuan yang dipilih untuk besaran F dan 10 melambangkan nilai bilangan dari besaran F bila dinyatakan dalam satuan N. Besaran F tersebut dapat juga dinyatakan dengan satuan lain. Misalnya, dinyatakan dengan kgf (kilogram force atau kilogram gaya). Jadi, besaran tersebut tidak tergantung dari pemilihan satuan. Besaran fisis dapat dijumlahkan atau dikurangkan apabila termasuk dalam satu kategori. Besaran fisis dapat juga dikalikan atau dibagi satu cerhadap lainnya menurut aturan ilmu hitung. 

Contoh Kecepatan pada gerak beraturan adalah v = L/t

L adalah jarak dalam interval waktu t.

 Bila jarak L = 5 cm dan interval 

waktu t = 2,5 s 

maka: V = L/t = 5.2,5 = 2cm/dtk

b). Besaran vektor dan Besaran Skalar Besaran fisis dibagi menjadi 2 golongan, yaitu besaran vektor dan besaran skalar. 

Besaran vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah. Contohnya: kecepatan, percepatan gravitasi, dan gaya. Vektor dapat digambarkan dengan tanda anak panah. Panjang anak panah melambangkan besarnya vektor clan ujung anak panah menunjukkan arah bekerjanya vektor. Besaran skalar adalah besaran yang hanya memiliki besar saja. Contohnya: laju, berat, jarak, dan waktu. Misalnya, pada spidometer kendaraan bermotor, angka-angka yang ditunjukkan oleh panah itu menunjukkan besarnya kecepatan (laju) pada skala tertentu, misalnya 100 km/jam. Akan tetapi, panah yang menunjukkan angka tersebut tidak menunjukkan arah lajunya kendaraan. Contoh lainnya alat-alat yang menunjukkan besaran skalar adalah odometer, tachometer, dan timbangan. Sedangkan kecepatan dari suatu gerakan tentu memiliki arah gerakan dan besarnya kecepatan tersebut. Jadi, merupakan besaran vektor

Catatan: Untuk besaran vektor perpindahan, kecepatan, dan percepatan ada hubungannya dengan kolom di sebelah kanannya pada besaran skalar. Misalnya, laju adalah besaran

3. Klasifikasi Gaya Sebuah titik materi yang diam dapat bergerak jika didorong, ditarik, ditekan, dan sebagainya. Sebaliknya, titik materi yang bergerak dapat pula berhenti (diam) kalau ada sebabnya. Demikian pula besarnya kecepatan dan arahnya gerakan dapat pula berubah sebab perubahan itulah yang disebut gaya. 

    Gaya adalah besaran vektor. Jadi, dapat digambarkan dengan lukisan garis. Untuk menggambarkan gaya dengan sebuah garis, harus memenuhi tiga ketentuan, yaitu titik tangkap gaya, gaya, dan arah gaya. a). Besarnya Gaya dan Garis Kerja Gaya Besaran gaya menurut SI digunakan satuan newton (N) atau kg m/s2. Besarnya suatu gaya dilukiskan sebagai garis lurus dan panjang itu menyatakan besarnya gaya. Untuk melukiskan besarnya gaya digunakan perbandingan atau skala gaya. Misalnya, 1 cm garis menggambarkan gaya 1 newton maka gaya sebesar 10 N digambarkan dengan garis lurus sepanjang 10 cm. 

     Penentuan skala gaya ini sembarang artinya tergantung dari tempat akan kita pakai untuk melukis gaya tersebut. Garis lukisan gaya itu dapat diperpanjang terus baik ke belakang maupun ke depan dan lukisan gaya itu dapat pula dipindahkan ke mana saja sepanjang garis lurus tersebut asalkan panjangnya tetap sama. Garis lurus tempat gaya tadi dapat dipindah-pindahkan disebut garis kerja. Jadi, dapat didefinisikan bahwa gaya dapat dipindahkan di sepanjang garis kerjanya asalkan arah dan besarnya sama. L adalah panjang anak panah yang menurut skala menggambarkan besarnya gaya F (vektor AB = AB). dapat dipindahkan ke mana saja asal masih pada garis kerja gaya. 

1). Menentukan Arah Gaya Arah gaya dapat digambarkan sebagai tanda panah. Arah tanda panah tersebut sebagai arah gaya itu bekerja. Misalnya, sebuah gaya F bekerja ke kanan maka tanda panah tersebut dilukiskan di sebelah kanan dari garis gaya. Bila gaya F bekerja ke bawah maka tanda panah dilukiskan di bagian bawah (menghadap ke bawah) dari garis gaya. 

2). Menentukan titik tangkap gaya Apabila suatu benda ditarik kekanan oleh sebuah gaya F yang bekerja pada titik A, maka titik A tersebut dinamakan titik tangkap gaya. Titik tangkap adalah titik tempat sebuah gaya mulai bekerja. Titik A adalah titik tangkap Gaya F yang arahnya ke kanan. 

3). Memindahkan Gaya 

   Memindahkan gaya F di sepanjang garis kerjanya Sebuah gaya F dapat dipindahkan (digeser) tempatnya di sepanjang garis kerjanya, tanpa mengurangi pengaruh gaya tersebut pada benda.

Misalnya, kita menarik sebuah benda dengan seutas tali (berat tali dibaikan) dengan gaya sebesar F maka apakah tali itu ditambatkan pada titik A atau ditambatkan pada B, hasilnya akan tetap

4. Menyusun Gaya Apabila pada sebuah benda bekerja beberapa buah gaya (sistem gaya) maka sistem gaya itu dapat diganti dengan sebuah gaya lain yang pengaruhnya sama terhadap benda tersebut, seperti pada sistem gaya pertama. Kedua sistem gaya tersebut dinamakan ekuivalen. Dengan demikian sebuah gaya lain itu menggantikan sistem gaya yang pertama. Gaya yang menggantikan beberapa buah gaya disebut gaya pengganti atau gaya hasil yang juga sering dikatakan sebagai resultan (R). Gayagaya yang digantikan disebut komponen. Mengganti beberapa buah gaya menjadi sebuah gaya (R) disebut menyusun gaya. Menyusun gaya dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara grafis (melukis) dan secara analitis (menghitung). 

a). Menyusun Gaya secara Grafis 

1). Beberapa buah gaya pada satu garis kerja dan arahnya sama.

2). Beberapa buah gaya dengan arah berlawanan pada satu garis kerja. Bila dua buah gaya sama besar dan berlawanan arahnya maka besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut dan arahnya mengikuti arah gaya yang lebih besar. Bila kedua gaya sama besarnya dan berlawanan arahnya maka besarnya resultan adalah nol artinya benda dalam keadaan setimbang atau diam

3). Menyusun gaya dengan metode paralelogram.

Misalnya, dua buah gaya F1 dan F2 dengan arah yang berbeda membentuk sudut Q atau D seperti gambar di bawah maka resultan R diperoleh dari garis sudut menyudut yang dibentuk dari jajargenjang dengan sisi-sisi F1 dan F2 (lihat gambar a). Demikian pula untuk beberapa buah gaya maka penyelesaian dengan metode paralelogram diselesaikan satu persatu

4). Menyusun gaya dengan metode segitiga gaya. Untuk menyusun gaya dengan metode segitiga gaya dapat dilakukan dengan melukis segitiga dengan sisi-sisi F1 dan F2. Segitiga gaya didapatkan dengan memindahkan salah satu gaya ke ujung gaya yang lain dan arahnya tetap. Misalnya, gaya F1 dipindahkan ke ujung gaya F2, arah dari gaya pindahan itu sama, dan sej'ajar dengan gaya F1. Sisi yang ketiga didapatkan dengan menghubungkan titik A dengan ujung gaya pindahan tadi. Sisi ke tiga itulah merupakan resultannya yang arahnya dari titik tanfkap A ke ujung gaya perpinhan itu

5). Menyusun gaya dengan metode poligon gaya. Menyusun gaya dengan cara ini lebih ringkas dan jelas, yaitu dengan memindahkan gaya F2 ke ujung F1, F3 ke ujung F2, F4 ke ujung F3, dan seterusnya. Pemindahan gaya-gaya tersebut harus benar-benar sama besarnya dan sama arahnya. Pemindahan dilakukan berurutan dan dapat berputar ke kanan atau ke kiri. Besarnya resultan adalah garis yang menghubungkan (ditarik) dari titik A sampai ujung gaya yang terakhir dan arahnya adalah dari A menuju ujung gaya terakhir itu.

6). Menyusun gaya-gaya yang bekerja pada satu bidang dengan titik tangkap sendiri-sendiri. Untuk cara ini kita memanfaatkan kaidah bahwa gaya dapat dipindahkan di sepanjang garis kerjanya. Misalnya, batang AB ditarik ke kanan oleh dua buah gaya F1 dan F2 yang tidak sejajar. Untuk menentukan titik tangkap, arah, dan besarnya gaya, gaya F1 serta gaya F2 kita perpanjang garis kerjanya hingga berpotongan di satu titik. Titik itulah dianggap sebagai titik tangkap gaya-gaya tadi. Sekarang caranya sama seperti metode jajargenjang (paralelogram). Ada tiga keadaan yang mungkin dijumpai dalam cara ini. 1) Dua buah gaya yang sejajar dan searah (gambar a dan b). 2) Dua buah gaya yang sejajar dan arah berlawanan (gambar c). 3) Dua buah gaya yang tidak sejajar dan arah berlainan. a) Dua buah gaya yang sejajar dan searah. Resultan dua buah gaya yang searah dalam satu bidang dengan titik tangkap sendiri-sendiri F1 dan F2 bekerja pada batang AB. Buatlah perpanjangan garis AB dan tentukan AK = BK (tidak ada pengaruhnya karena saling meniadakan/berlawanan arah). R1 adalah resultan dari AK dengan AF1 dan R2 adalah resultan dari BK dengan BF2. Perpanjangan R1A dan R2B saling berpotongan di C. Buatlah garis melalui C sejajar Gaya F1 dan sejajar gaya F2 sehingga memotong batang AB di D. DR 

adalah resultan gaya F1 dan F2 yang dicari. Besarnya R = F1 + F2 dan arahnya sama dengan kedua gaya tersebut. Selain itu, dapat juga menentukan besar, letak, dan arah resultannya dengan cara sebagai berikut. Pindahkan gaya yang lebih besar F2 ke gaya yang lebih kecil F1 dengan arah berlawanan dengan gaya yang kecil. Pindahkan gaya yang lebih kecil ke gaya yang lebih besar dengan arah sama dengan gaya yang besar. Sambungkan kedua ujung gaya pindahan tadi hingga memotong batang AB di titik E. Titik E tersebut adalah titik tangkap dari resultan R yang besarnya R = Fl + F, dan arahnya sama dengan kedua gaya tersebut

Dua buah gaya yang sejajar dan berlawanan arah serta titik tangkap sendiri-sendiri. Cara mencari titik tangkap, arah, dan besarnya resultan sama dengan cara pada gaya yang searah, tetapi besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut. Pindahkan gaya yang besar ke gaya yang lebih kecil dengan arah berlawanan. Pindahkan gaya yang kecil ke gaya yang lebih besar dan arahnya sama dengan yang besar. Hubungkan kedua ujung gaya pindahan itu memotong batang AB di titik E. Titik E adalah titik tangkap dari resultan kedua gaya tersebut. Besarnya resultan R = F2 - F1 dan arahnya mengikuti arah gaya.yang besar

c) Dua buah gaya yang tidak sejajardengan titik tangkap sendirisendiri. Caranya sebagai berikut. Perpanjanglah garis kerja kedua gaya tersebut hingga berpotongan dan membentuk sudut. Kaidahnya sekarang sama dengan cara mencari resultan dengan metode paralelogram. Apabila resultan R1 diperpanjang hingga memotong batang AB di titik D maka titik D adalah titik tangkap resultan R. Besarnya R = F1 + F2 dan R = R1, R = ඥF1² + F2² + 2 . F1 . F2 . cos . d 

F. Menyusun Gaya secara Analitis 

1. Dua buah gaya dengan satu garis kerja dan arahnya sama. Besarnya resultan adalah jumlah kedua gaya tersebut clan arahnya sama. Titik tangkap berada/terletak pada garis kerja gaya-gaya tersebut. Misalnya, F1 = 50 N clan F2 = 30 N. Keduanya bekerja pada satu garis kerja dan arahnya sama. Jadi, besarnya resultan R = F1 + F2 = 50N + 30N = 80N. 2. Dua buah gaya dengan satu garis kerja dan arahnya berlawanan. Besarnya resultan adalah selisih dari kedua gaya tersebut clan arahnya mengikuti gaya yang besar. Misalnya, F1 = 50 N clan F2 = 30 N. Keduanya bekerja pada satu garis kerja serta arahnya berlawanan. Jadi, besarnya resultan R = 50 N - 30 N = 20 N (arahnya mengikuti gaya Fl)  

3. Dua buah gaya yang saling tegak lurus sesamanya. F1 tegak lurus F2 maka R = ඥ�1² + �2² dan arahnya membentuk sudut tan Q = �� �� Besarnya R adalah sama dengan sisi miring dari segitiga siku-siku 

4. Dua buah gaya yang bekerja pada satu titik tangkap, arahnya berbeda, dan membentuk sudut D. Arah dan besarnya resultan merupakan diagonal jajargenjang dengan sisi-sisi kedua gaya tersebut. Misalnya, Gaya F1 = 15 N, gaya F2 = 30 N, serta sudut antara kedua gaya tersebut 75°. Jadi, besarnya resultan dan arahnya dapat ditentukan. R adalah diagonal jajargenjang yang besarnya sebagai berikut. R = ඥF1² + F2² + 2 . F1 . F2 . cos . α = 152 + 302 + 2 . 15 . 30 . cos 75°. = 225 + 900 + 2 . 15 . 30 . 0,259 = 36,85 N. Arah bekerjanya resultan dapat diketahui dengan menggambarkan diagonal jajaran genjang yang sisi-sisinya F1 dan F2. Garis kerja resultan ditentukan dari besarnya sudut yang terbentuk antara R dengan F2 (lihat gambar). Sin E = ��.��� � � = ��..��� ��° ��,�� = ��..�,��� ��,�� Sin E = 0,3932 E = 23°9’ Sin E = � � sin D = � �ଵ � � = �� � . � ��

A. Menguraikan Gaya 

     1. Menguraikan gaya secara grafis Apabila dua buah gaya dapat disusun menjadi sebuah gaya yang disebut gaya pengganti atau resultan R maka sebaliknya sebuah gaya dapat diuraikan menjadi dua buah gaya yang masing-masing disebut dengan komponen gaya. Dengan cara kebalikan dari menyusun gaya, menguraikan sebuah gaya dapat dilakukan dengan menguraikan pada arah vertikal dan horizontal yang saling tegak lurus, atau masingmasing komponen sebagai sisi-sisi dari jajargenjang dengan sudut lancip tertentu yang mudah dihitung. Dalam menyelesaikan soal penguraian gaya menjadi komponen-komponen gayanya, cara yang paling mudah dan menguntungkan adalah dengan membuat komponen dalam arah vertikal dan horizontal, namun dalam beberapa konstruksi tetap harus menggunakan metode paralelogram atau jajarangenjang. Penguraian sebuah gaya menjadi dua komponen dalam arah vertikal dan horisontal Penguraian sebuah gaya menjadi dua komponen yang membentuk sudut lancip pada paralelogram 

    2. Menguraikan gaya secara analitis Untuk menguraikan gaya secara analitis bisa dicari dengan rumus sebagai berikut Gaya F₁ diuraikan menjadi gaya yang sejajar dengan sumbu X ,yang dinamakan gaya F1x, dan yang sejajar sumbu Y dinamakan gaya F1y. Besarnya masing masing gaya adalah sebagai berikut: F1y = F1 sin D1 dan F1x = F1 cos D1