BAB III baru

38

BAB III

PERHITUNGAN RANCANGAN

Engine stand ini direncanakan sebagai alat bantu penopang mesin 1TR-

6000129 yang akan digunakan untuk pratikum pada laboratorium teknik otomotif.

Dimana mesin yang ditopang adaalah mesin dalam keadaan beroprasi, sehingga

perhitungan yang dilakukan dalam bab ini meliputi perhitungan beban statis dan

dinamis. Adapun kasifikasi dari mesin tersebut adalah mesin dengan bobot 400 kg

dengan nilai safety factor 40%, kapasitas silinder 2000 cc dan berbahan bakar

premium. Maka konstruksi akan direncanakan mampu menahan beban minimum

560kg dalam keadaan statis maupun dinamis.

Konstruksi engine stand ini seperti pada gambar 3.1 tediri dari 4 buah

tiang penyangga mesin, dimana 2 tiang penyangga dengan profil kotak ( steel

tube ), 2 tiang penyangga dengan profil plat ( wood joist ) dan untuk tiang

penahan yang lain menggunakan profil kotak (steel tube ). Kemudian baut

pengikat yang digunakan merupakan baut metrik yang ukurannya disesuaikan

dengan beban yang akan di tahan. Selain menggunakan baut dan mur sebagai

pengikat digunakan juga las. Kemudian roda yang digunakan adalah roda jenis

castor yang bebahan dasar nilon untuk ukuran di sesuaikan dengan beban yang di

topang. Rangka ini direncanakan agar mampu menahan seluruh beban dengan

aman dan stabil. Maka analisa yang dilakukan pada rancangan engine stand ini

ialah seperti skema dibawah ini;

39

Gambar 3.2. Skema perhitungan

3.1. Perhitungan Rangka

3.1.1 Tiang Penyangga Depan

Tiang menggunakan AISI 1020 profil kotak ( steel tube ) dengan dimensi

60 mm x 40 mm dan tebal 2 mm. Tiang diharuskan menahan beban statis dan

dinamis sebesar 560 kg. Pada konstruksi ini menggunakan jenis Fixed-free, maka

didapat K = 2,0.

40

Panjang efektif ( Le )

Diketahui : L = 280 mm

K = 2,0

Le = K x L

= 2,0 x 280mm

= 560 mm

Radius of gyration ( r )

r =√ IA

Mencari terlebih dahulu momen inersia ( I ) dan luas penampang ( A ).

Untuk I dicari dengan menggunakan bantuan perangkat lunak autocad 2002 ,

didapat 198921,2834 mm4. Luas penampang ( A ) didapat dari persaman :

A = A1 – A2

Dimana

A1 = p1 x l1 buat gambare

= 60 mm x 40 mm

= 2400 mm2

A2 = p2 x l2

= 56 mm x 36 mm

= 2016 mm2

A = 2400 mm2 - 2016 mm2

= 384 mm2

r =√19821, 2834 mm4

384 mm2

r=22 ,7601 mm

41

Slenderness ratio

slenderness ratio = KLrmin

=560 mm22 , 760 mm

= 24,6

Yield Strength ( sy )

Berdasarkan table A-6 Robert, L. Mott untuk bahan AISI 1020

ialah Sy = 207 Mpa

Column constant ( Cc )

Cc =√ 2 π2 . Es y

Dimana modulus elastisitas ( E ) didapat dari..............

maka,

E = 21.000 kg/cm2

Sy = 207 MPa = 207 N/mm2

=

207N

mm2

9,8

=

21,12 kg/mm2

r =√ 2 π2 . 2100021, 12

= 140, 025

42

Critical Load ( Pcr )

karena slenderness ratio ¿ Column constant, maka untk mencari critical

load ( Pcr ) menggunakan Johnson fomula yaitu dengan persamaan :

Pcr= As y [1− s y(KL

r)2

4 π2 E ]

= 384 mm2 . 21 ,12kg

mm2 [1− 21 ,12kg

mm2( 24 ,6 )2

4π 2 21.000kg

mm2 ] = 7984,924 kgPa

Pembebanan kantilever

p1=( P . sin α )

p2=( P . cos α )

yb = ymak=−P . L3

3. E . I

=−176 , 8 . (280)3

3 . 21000 . 198921 , 2834

=−0 ,309 mm

43

Kontruksi di nyatakan

Defleksi yang di izinkan untuk komponen mesin dengan tingkat ke presisian yang

tidak terlalu tinggi yaitu = 0,0005-0,003 mm/mm , maksimal kontruksi ini

dinyatakan aman. Karena 0,309 : 280 = 0,0011 lebih kecil dari batas yang di

inginkan.

PERHITUNGAN II

Di ketahui : P= 60 kg

GSMBSR 1

Gambar 2

Gambar 3

YE= −Pa24 . E . I

(3 L2−4 a2

= −22550024 .21000 . 198921 ,2834

(3(1350 )2−4 (500 )2))

= −112500

1 ,00256 x1011(4467500 )

=5,013 mm

44

=5 , 013mm1350

=0 , 003mm

yb = yc=−Pa2

6 EI(3 L−4a )

=−225(500)2

6 .21000.198921 ,2834(3 .1350−4 .500 )

= −56250000

2 , 5064 x1010(2050)

=4,6007mm

=4 ,60071350

=0 , 0034

PERHITUNGAN III LAS

Di ketahui:

P=225kg

A=(P1x l1)-(P2xl2)

=(72x52)-(60x40)

=(3744)-(2400)

45

=1344mm2

FS=PA

=2251344

=0,167kg/mm2

Z=t (b .l+ b2

3)

t=th roat

=0,7075

=0,707x6

=4,2...

=4,2(60 .72+602

3

=23184mm3

46

M =pxe

=225x30

= 6750 kg.mm

M=pxe

=225x30

=6750kg.mm

Fb= MZ

=675023184

=0,291 kg/mm2

Tegangan tarik maksimum

ftmak=12

fb+12

√( fb )2+4 ( fs )2

=12

. 0 , 291+12

√(0 , 291)2+4(0 ,167 )2

=0 ,1455+ 1

2√0 , 084681+0 ,11155

=0,1455+0,22149

47

=0,36699 kg/mm2

Tegangan geser maximum

fsmak=12

√( fb)2+4 ( fs )2

= 0,22149 kg/mm2

Cek pengelasan terhadap regangan izin pada lasan. Elektroda yang di gunakan

pada penyambungan komponen alat angkut adalah jenis D4313 (menurut JIS)

dengan kekuatan tarik elektroda (s) 43 kg/mm2

Kekuatan tarik rencana () elektroda

s

= 0,6.43 kg/mm2

= 25,6 kg/mm2

Ftmax (tegangan tarik max yang terjadi pada batang) 0,36699 kg/mm2

Maka sambungan las yang di gunakan aman terhadap tegangan tarik. Karena

tegangan tarik rencana kg/mm2) > ftmax(0,36699 kg/mm

2)

Gambar 1

Ganbar2

Gambar 3

yb = ymax=−PL3

3 EI

48

I=b . h3

12

=50 . 503

12

= 520833,33

=−225 (50)3

3 .21000 . 520833 ,33

= −28125000

32812499790

= - 0,0008571428626 mm

Gambar

Perhitungan I (coloums)

1. Di ketahui bahan Aisi1020 stail kotak menggunakan Fixed-free

Maka K=2 L=280 mm

2. Le = K.L

= 2.220 = 440

3. Dimensi stail kotak 19x10

4. Cari r = ….?

49

r=√ IA

I=b . h3

12

=10 . 193

12

= 5715 mm4

A = P x L

= 19 x 10

= 190

r=√ IA

=√5715190

= 5,48 mm

5. Selenderness ratio =

Ler min

=4405 , 48

=80 , 29

6. Sy=207 mpa

50

Didapat dari table A-6 macine elemen in mechanical pesion,

Robert.L.mott di dapat Sy= 207 mpa untuk bahan AISI 1020

7.Cc=√ 2 π2 . E

Sy

Dimana :

E (modulus elastisitas) = 21000 N/mm2

Sy =207 Mpa

=207 N/mm2

=207 N

mm2

9,8=21 ,12

kg

mm2

Cc=√ 2 π2 .2100021. 12

= 140,025

8. Pcr = ASy [ 1−Sy ( KL

r)2

4 π2 E ]

= 190 .21 ,12[ 1−21 ,12(80 , 29 )2

828206 ,4 ] = 4012,8( 0,8356)

=3353,09 kg

Pa = PcrN

=3353 ,09

3

51

= 1117,69 kg

PERHITUNGAN BAUT

Di ketahui:

W =168kg

Bahan: ST37

Gambar

….= √1682+1682=237

2=118 ,5

Fc untuk baja karbon 1,2

W = 1,2 x 118,5=142 kg

Sf = 9

=4,8 kg/mm2

a =0,75 x 4,8

3.2. Daya Pengepresan

Daya pengepresan diperoleh berdasarkan besar daya yang dibutuhkan

oleh kernel (inti) biji karet dengan volume 0,0011304 m³ dan berat 400 gr biji

52

karet untuk menghasilkan fluida berupa cairan.Dari penelitian sebelumnya

oleh Laboratorium Teknologi Minyak Bumi UGM Yogyakarta setiap 200 gr

kernel biji karet membutuhkan daya pengepresan 105,3 kg/cm2 sehingga

untuk pengepresan dengan volume 400 gr kernel dapat dihitung dengan

persamaan sebagai berikut,

P 2 =P1 x W 2

w1

P 2 =105 ,3 kg /cm2 x 0,4 kg0,2 kg

P 2 =44 ,12 kg /cm2

0,2 kg

P 2 =210 , 6 kg/cm2

Maka daya pengepresan yang dibutuhkan sebesar 210,6 kg/cm2

3.3. Kekuatan Rangka

Analisa-analisa yang dilakukan pada kekuatan rangka sebelum memulai

perakitan alat pres biji karet ini ialah analisa terhadap :

3.3.1. Kekuatan plat penahan

3.3.2. Kekuatan batang penyangga

3.3.3. Kekuatan sambungan :a. Kekuatan baut dan mur

b. Kekuatan las

3.3.1. Kekuatan plat penahan

Plat penahan pada kontruksi ini adalah suatu plat jenis Baja ST 37

yang mengalami beban tekan (tekangan akibat dorongan Dongkrak)

53

yang bekerja dengan beban terpusat secara aksial terhadap sumber

tegangan, sehingga plat tersebut akan melentur.Bila suatu material

diberikan momen atau gaya saja tanpa ada momen puntir dengan

beban terpusat dimana keduan ujungnya menerima momen yang sama

maka keadaaan material tersebut tidak akan mengalami tegangan geser

tranversal melainkan hal ini hanya akan memberikan gaya lentur yang

disebut sebagai lentur sempurna oleh karena itu bahan tersebut hanya

mengalami tegangan lentur tarik dan tegangan tekan

(Jensen/Chenoweth,1991.bab.I). Pada rancangan mesin ini terdapat

dua plat yang akan menerima reaksi dari pembebanan (beban tekan)

pada saat pengepresan, plat tersebut ialah plat penahan atas dan plat

penahan bawah. Pada rancangan tersebut Plat penahan atas berfungsi

sebagai pembatas reaksi gerakan tabung bahan akibat aksi yang

diberikan oleh dongkrak sedangkan plat penahan bawah merupakan

sekaligus sebagai pondasi. Dalam perancangan plat ini akan dihitung

kemampuan defleksi (lendutan) dan momen serta reaksi-reaksi yang

terjadi akibat tekanan. Nilai-nilai perhitungan statika struktur ini

diharapkan memberikan nilai pada kondisi aman pada kontruksi.

Untuk defleksi maksimun atau lendutan yang terjadi pada plat

(pondasi) dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini

(Mott,Machine Elements in Mechanical Design.),

Y max =

P x l 3

48 x E x I (mm)

54

Dimana bahan atau material dari baja ST 37 memiliki nilai modulus

Elastisitas E = 200 kN/mm² - 220 kN/mm² (J. K. Gupta, A-23,hal. 69).

Modulus elastitas pada rancangan ini kami menggunakan nilai 210.000

kN/mm² = 21.000 kg/mm² .F = P = Beban yang diterima oleh kedua

plat penahan yaitu 210,6 kg.

momen Inersia (I) yang terdapat pada plat penahan bawah ialah.

I =

π64

d4

=

3 ,1464

( 25 mm )4

= 19 165 mm4

Defleksi atau lendutan yang terjadi pada plat penahan bawah (pondasi)

Y max =

P x l 3

48 x E x I

=

227 . 5 kg x ( 300 mm ) 3

48 x 21 .000 kg/mm2 x 19 165 mm4

= 0, 31796 mm

Defleksi/lendutan maksimal yang diijinkan untuk komponen mesin

dengan tingkat presisi yang tidak terlalu tinggi ialah 0, 0005 sampai

0,003 mm/mm panjang batang, (Robert L. Mott,1994 hal 701). Maka

55

defleksi yang terjadi pada plat penahan per satuan panjang ialah :

0 ,31796 mm300 mm

= 0 , 001

Defleksi yang diijinkan yaitu 0,0005 sampai 0,003 > 0,001 maka

konstruksi aman terhadap defleksi/lendutan yang terjadi. Beban yang

akan berkerja di tunjukan pada gambar 3.3. dibawah ini,

Gambar 3.3.Diagram Defleksi atau lendutan yang terjadi pada plat penahan

Reaksi-reaksi dan Momen yang terjadi pada plat penahan bawah dan

atas (Joseph E.Sigley, 1994,hal.1181).

a. Plat penahan bawah

Gambar 3.4.Diagram reaksi yang terjadi pada plat penahan bawah

P = 227.5 kg/cm2

P = 227.5 kg/cm2

56

AC = x1

BC = x2

AB = L

VA merupakan reaksi vertical yang terdapat pada titik A dan bernilai

positif.

Dimana;

R1 = R2 = P/2

VAB = R1 , VBC = R2

VA =

P 2

VA =

227 . 5 kg2

VA = 113,75 kg ( ↑ )

VB merupakan reaksi vertical yang terdapat pada titik B dan bernilai

negatif.

VB = − P

2

VB = − 227 , 5 kg

2

VB = − 113 ,76 kg ( ↓ )

Reaksi-reaksi Momen

Σ M = 0

57

MAC =

P . x1

2

MAC =

227 .5 kg × 150 mm2 = 17 062.5 kg.mm

MBC =

P2

. ( l−x2)

MBC =

227 .5 kg2

. (300−150 ) = 17 062.5 kg.mm

Dari standar bahan baja yang terbuat dari ST 37 dibawah ini dapat

diketahui ( Indian Standard, 1570, Part I, 1978 );

Tensile strength minimum ( σs ) = 360 N/mm² = 36,73 kg/mm²

Yield stress max ( fy ) = 220 N/mm² = 22,44 kg/mm²

Panjang plat penahan ( l ) = 300 mm

Beban minimum rencana ( W min ) = 210,6 kg

Beban maximum rencana ( W max ) = 227,5 kg

Momen-momen pada plat penahan (J. K. Gupta, 1995, hal 155)

Momen lentuk (bengkok) maksimum

Mmax =

W max . l4

=

227 , 5kg . 300 mm4

= 17 062,5 kg.mm

Momen lentuk (bengkok) minimum

Mmin =

W min . l4

58

=

210 , 6 . 300 mm4 = 15 795 kg.mm

Momen lentuk (bengkok) rata-rata

Mm =

M max + M min2

=

17 062 ,5 kg . mm + 15 795 kg .mm2

= 16 428,75 kg.mm

Momen lentuk (bengkok) variebel

Mv =

M max − M min2

=

17 062 ,5 kg .mm − 15 795 kg .mm2

= 6 337,5 kg.mm

Reaksi momen yang terjadi pada rangka plat penahan aman karena

masih dibawah batas momen maksimum yaitu Mmax =17 062,5 kg.mm >

momen yang terjadi pada plat penahan=15 795 kg.mm.

Pada Gambar 3.4. dapat dilihat Diagram Gaya Lintang ( SFD ) dan

Diagram Momen Bengkok ( BMD ) pada plat penahan bawah (pondasi).

59

Diagram 3.5.Diagram Gaya Lintang ( SFD ) dan Diagram Momen Bengkok

( BMD ) dari plat rangka bawah Mesin

b. Plat penahan atas

Gambar 3.6.Diagram reaksi yang terjadi pada plat penahan atas

AC = x1

BC = x2

AB = L

P = 227.5 kg/cm2

RA RB

60

RA merupakan reaksi yang terdapat pada titik A yaitu reaksi arah vertical ke

bawah dan bernilai negatif.

Dimana;

R1 = R2 = P/2

VAB = R1 , VBC = R2

RA = − P

2

RA = −227 .5 kg

2

RA = - 113,75 kg (↓ )

RB merupakan reaksi yang terdapat pada titik B yaitu reaksi arah vertical ke atas

dan bernilai positif.

RB =

P 2

RB =

210 ,6 kg2

RB = 113,75 kg (↑)

Reaksi-reaksi Momen

Σ M = 0

MAC = −

P . x1

2

61

MAC = −227 ,5 kg × 150 mm

2 = -17 062.5 kg.mm

MBC = −P

2. ( l−x2)

MBC = −227 ,5 kg

2. (300−150 )

= -17 062.5 kg.mm

Pada Gambar 3.3. dapat dilihat Diagram Gaya Lintang ( SFD ) dan

Diagram Momen Bengkok ( BMD ) .

Gambar 3.7. Diagram Gaya Lintang ( SFD )

dan Diagram Momen Bengkok ( BMD ) Plat rangka

3.3.2. Kekuatan batang penyangga

Batang pada mesin ini, seperti pada gambar 3.7 berfungsi sebagai

pilar penyangga dan penahan kedua plat dari reaksi tegangan yang

62

dialami oleh plat tersebut. Reaksi tegangan yang di terima oleh plat

searah dengan sumbu vertical kebawah (-) dan keatas (+) sehingga

batang penyangga menerima gaya pada kedua ujung batang dengan

arah yang berlawanan yang mengakibatkan batang tersebut cenderung

meregang dan bertambah panjang yang disebut dengan gaya tarik.

Batang penyangga terbuat dari baja ST 37 dengan panjang batang L=

557 mm dan diameter batang d= 25 mm,dimana modulus elastisitas E

untuk bahan tersebut = 21.000 kg/mm².

Gambar 3.8. Batang penyangga

Dalam perancangan batang penyangga ini akan dihitung Tegangan

tarik σ dan Regangan ε pada beban 227,5 kg/cm2 dalam batas elastic

(batang pada kontruksi aman). Tegangan dan Regangan yang terjadi

pada batang rancangan ini merupakan tegangan-regangan sederhana

atau suatu gaya normal (tarik) yang dapat didefinisikan dalam

persamaan sebagai berikut ( S.A.Urryand P.J.Turner,1995,bab.1);

63

Tegangan σ= gaya F

luas A

Gambar 3.9. Tegangan tarik pada batang penyangga

σ=

227 , 5 kg /cm2

4 ba tan g pilarΠ . r2

σ= 56 , 875 kg /mm2

3 ,14 .12 , 52 mm2

σ=0 .1159 kg /mm2

Dari standar bahan baja ST 37 tegangan tarik minimum ( σs ) = 360

N/mm² = 36,73 kg/mm² ( Indian Standard, 1978, Part I), maka

tegangan tarik batang pada kontruksi aman karena tegangan tarik

minimum = 36,73 kg/mm² > 0,1159 kg/mm²

Re gangan ε = perubahan panjang Δlpanjang semula lo

ε = perubahan panjang Δlpanjang semula lo

Δl=σ x lo

E

64

Δl= 0 ,1159 kg /mm2 x 557 mm21000 kg/mm2

Δl= 0,00307 mm

ε = 0 , 00307 mm557 mm

ε = 0 ,000006 kg /mm2

3.3.3. Kekuatan sambungan

a. Mur dan Baut

Mur dan baut merupakan komponen yang sangat penting dalam

proses penyambungan yang bersifat dapat dilepas. Dalam alat pres biji

Gambar 3.10. Regangan pada pilar

ε (regangan)

65

karet ini mur dan baut digunakan untuk mengikat keempat batang

penyangga dengan plat penahan. Dalam penyambungan kontruksi ini

terdapat delapan buah baut dan mur yang digunakan dan sepasang

baut-mur pada lengan pengunci. Reaksi terbesar terdapat pada lengan

pengunci yaitu = 210,6 kg (beban maksimum). Karena reaksi ini

ditopang oleh empat pilar penahan yang terikat dengan baut tersebut

maka reaksi pada masing-masing pada sambungan atau pengikat ialah

Vp = 227,5 kg / 8 = 28,438 kg.

Kekuatan Mur dan Baut pada tiang penyangga

Baut

Faktor koreksi (Cf ) = 1,4

Maka beban rencana (W) = Vp x Cf

= 28,438 kg. x 1,4

= 39,8 kg

Bahan baut dari baja liat dengan 0.22% Carbon

Tegangan tarik yang diizinkan ( σa ) = 4,8 kg/mm² (untuk difinis

biasa)

Tegangan tarik yang terjadi pada Baut (σt )

σt =

W

( π4

) d12

=

39 ,8 kg

( π4

) ( 9 .858 mm )2

66

= 0,5 kg/mm²

Tegangan tarik yang terjadi pada baut ( σt ) harus lebih kecil, atau

sama dengan tegangan tarik yang diizinkan σa ( Sularso, 2004: hal

296 ). Maka pemilihan baut diatas dinyatakan aman terhadap

tegangan tarik karena tegangan tarik yang terjadi 0,5 kg/mm² pada

batang < tegangan tarik yang dizinkan 4,8 kg/mm² .

Standar ulir metris yang dipilih,

d1≥√ 4 Wπσa×0 , 64

ataud≥√ 2 Wσ a

d1≥√ 2 x 39 ,82 . 4

d1≥5 .76 mm

Dari baut yang akan dipilih untuk mengikat plat penahan dengan

pilar penyangga ialah ulir metris kasar M12 (table 2.3) dengan,

Diameter inti ( d1 ) = 9,858mm.

Diameter efektif ( d2 ) = 10,863mm

Diameter luar ( D ) = 12,00mm

Jarak bagi ( p ) = 1,75

Mur

67

Bahan mur sama dengan bahan baut yaitu baja liat dengan 0, 22% C

dan tekanan kontak yang di izinkan (qa) ialah 3 kg/mm² (Sularso,

2004: hal 298). τa = 4,8 kg/mm² = 0,5 x 4,8 kg/mm² = 2,4 kg/mm² .

Tinggi permukaan ulir yang menahan gaya yang bekerja pada mur (h)

h =

D − d 2

2

=

12 mm − 10 , 863 mm2

= 0,569 mm

Menurut standar, tinggi mur (H) = (0, 5 – 1,0 ) D

= 1 x 12mm

= 12 mm

Jumlah ulir yang terdapat pada mur ( z )

H = z . p

z =

Hp

=

12 mm1 ,75

= 6,857

Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q )

q = Wπ . d2 . h . z

≤ qa

68

= 39 , 8 kg

3 , 14 . 10 , 863 mm . 0 , 569 mm . 6 , 857

= 0,299 kg/mm²

Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q ) harus lebih

kecil dari tekanan kontak yang diizinkan qa (Sularso, 2004, hal 296).

Mur pada kontruksi ini aman karena q ≤ qa yaitu 0,299 kg/mm² <

3kg/mm².

Standar ulir metris yang dipilih,

d1≥√ 4 Wπσa×0 , 64

ataud≥√ 2 Wσ a

d1≥√ 2 x 39 ,82 . 4

d1≥5 .759 mm

Maka bahan baut dan mur yang digunakan adalah baja liat dengan

0,22% C dengan seri Mur dan Baut yang dituju ialah M12 (table 2.3)

dengan,

Diameter inti ( d1 ) = 10,106 mm.

Diameter luar ( D ) = 12,00 mm

Diameter efektif ( d2 ) = 10,863 mm

Tekanan kontak yang diizinkan (qa) = 3 kg/mm²

Jarak bagi ( p ) = 1,75

Kekuatan Mur dan Baut pada lengan pengunci

K ekuatan baut

Maka beban rencana (W) = Vpx Cf

= 227,5 kg. kg x 1,4

69

= 318,5 kg

Bahan baut dari baja liat dengan 0.22% Carbon

Tegangan tarik yang diizinkan ( σa ) = 4,8 kg/mm² (untuk difinis

biasa)

Tegangan tarik yang terjadi pada baut (σt )

σt =

W

( π4

) d12

=

227,5 kg

( π4

) ( 11 , 546 mm )2

= 2,174 kg/mm²

Maka pemilihan baut diatas dinyatakan aman terhadap tegangan tarik

karena tegangan tarik yang terjadi 2,174 kg/mm² < tegangan tarik

yang dizinkan 4,8 kg/mm² .

Tinggi permukaan ulir yang menahan gaya yang bekerja pada mur (h)

h =

D − d 2

2

=

12 mm − 10 , 863 mm2

= 0,569 mm

Menurut standar, tinggi mur (H) = (0, 5 – 1,0 ) D

= 1 x 12mm

= 12 mm

Jumlah ulir yang terdapat pada mur ( z )

70

H = z . p

z =

Hp

=

12 mm1 ,75

= 6,857

Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q )

q = Wπ . d2 . h . z

≤ qa

= 39 , 8 kg

3 , 14 . 10 , 863 mm . 0 , 569 mm . 6 , 857

= 0,299 kg/mm²

Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q ) harus lebih kecil

dari tekanan kontak yang diizinkan qa (Sularso, 2004, hal 296). Mur

pada kontruksi ini aman karena q ≤ qa yaitu 0,299 kg/mm² < 3

kg/mm².

τa = 4,8 kg/mm² = 0,5 x 4,8 kg/mm² = 2,4 kg/mm² .

d1≥√ 4 Wπσa×0 , 64

ataud≥√ 2 Wσ a

d1≥√ 2 x 227 ,5 kg

2.4kg

mm2

d1≥13 .769 mm

71

Maka bahan baut dan mur yang digunakan adalah baja liat dengan

0,22% C dengan seri Mur dan Baut yang dituju ialah M14 dengan,

Dari baut yang akan dipakai untuk lengan pegunci dengan ulir matris

kasar ialah M14 dengan

Diameter inti ( d1 ) = 11,546 mm

Diameter efektif ( d2 ) = 12,701 mm

Diameter luar ( D ) = 14,00mm

Jarak bagi ( p ) = 2

K ekuatan Mur

Tinggi permukaan ulir yang menahan gaya yang bekerja pada mur ( h )

h =

D − d 2

2

=

14 , 00 mm − 12, 701 mm2

= 0,6495 mm

Menurut standar, tinggi mur ( H ) = ( 0,8 – 1,0 ) D

= 1 x 14mm

= 14 mm

Jumlah ulir yang terdapat pada mur ( z )

H = z . p

72

z =

Hp

=

14 mm2

= 7

Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q )

q = Wπ . d2 . h . z

≤ qa

= 227 ,5 kg

3 ,14 . 12 ,701 mm . 0 , 6495 mm . 7

= 1,25 kg/mm²

Mur pada kontruksi aman karena tekana kontak yang terjadi lebih kecil

dari takanan kontak yang di izinkan yaitu 1,25 kg/mm² < 3kg/mm².

τa = 4,8 kg/mm² = 0,5 x 4,8 kg/mm² = 2,4 kg/mm² .

d1≥√ 4 Wπσa×0 , 64

ataud≥√ 2 Wσ a

d1≥√ 2 x 227 ,5 kg

2.4kg

mm2

d1≥13 .769 mm

Maka bahan baut dan mur yang digunakan adalah baja liat dengan

0,22% C dengan seri Mur dan Baut yang dituju ialah M14 dengan,

Diameter inti ( d1 ) = 11,835 mm.

Diameter luar ( d2 ) = 12,701 mm

Diameter luar ( D ) = 14,00 mm

73

Jarak bagi ( p ) = 2

qa = 3 kg/mm²

b. Kekuatan las

Perlakuan pengelasan terdapat pada tabung bahan dan plat penekan

bahan.

- Pengelasan pada tabung bahan (Silinder)

Tabung bahan pada kontruksi yang berbentuk Silinder terbuat dari

plat baja setebal 3 mm direncanakan mampu menahan beban tekan dari

pengepresan sebesar 227,5 kg/cm2 namun alas bahan berupa plat

lingkaran dengan diameter sama dengan diameter luar tabung masih

terpisah sehingga plat baja tersebut harus diikat dengan cara dilas

busur.

Gambar 3.11, Posisi pengelasan pada tabung

Batas kekuatan kampuh las pada sambungan antara kedua plat

pada silinder bahan dapat ditentukan dari persamaan dibawah ini

(J. K. Gupta, 1995, hal 278 - 309).

Luas kampuh las ( A ) = t . π . D

Dengan t= sin 45.s

74

= 0,707 . s . π . D

= 0,707 . 6mm . 3,14 . 123 mm

=273,06 mm²

Tegangan Tarik maksimum yang diterima kampuh las

ft max= P

A

=

227,5 kg

273 , 06 mm2

= 0.83 kg/mm²

Tegangan tarik yang diizinkan pada kampuh las untuk kontruksi

tersebut tidak boleh melebihi kekuatan Elektroda itu sendiri.

Elektroda yang digunakan pada penyambungan las ini adalah jenis

D4313 ( Menurut JIS ) dengan kekuatan tarik elektroda (σs ) 43

kg/mm².

Dimana kekuatan tarik rencana ( σp ) elektroda ialah,

σp = 0,6 . σs

= 0,6 . 43kg/mm²

= 25,6 kg/mm²

ft max (tegangan tarik maksimum yang terjadi pada kampuh las) 0.83

kg/mm²,Maka sambungan las yang digunakan aman terhadap

tegangan tarik. Karena tegangan tarik rencana σp ( 25,6 kg/mm² ) >

ft max (0.83 kg/mm²).

75