Paku Keling

BAB I

1.1 latar Belakang

Suatu mesin merupakan atau penggabungan dari banyak elemen dimana satu elemen

dihubungkan dengan elemen lainnya dengan cara menggunakan sambungan -sambungan

yang digunakan dengan elemen lainnya denan cara menggunakan sambungan. sambungan

yang digunakan dapat dalam bentuk sliding ataupun dalam bentuk fixed. sambungan dalam

bentuk slliding dapat berupa : batang penggerak piston (coneccting rod), cam and follower,

poros dan bantalan. pasangan roda gigi, sabuk (belt), rantai (chain) dan lain-lainnya.

sambungan fixed biasanya berupa bentuk pengikat antara satu elemen dengan elemen yang

lainnya. pengikat elemen dapat bersifat tetap permanen (permanent join) atau bersifat

sementara (detachbel joint) yang dapat dilepas saat tanpa menimbulkan kerusakan berarti

pada sambungan.

sambungan elemen mesin terbagi 2 yaitu :

1. sambungan tetap

2. sambungan tidak tetap

sambungan tetap dengan contoh, paku keling, las, solder/patri, adhesif, susut-tekan. dan

contoh dari sambungan tidak tetap seperti ulir-sekrup, pasak, dan splin, cotter dan pin.

Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk memberikan penjelasan tentang

sambungan tetap yang lebih berfokus pada paku keling (rivet).

1.2 Rumusan Masalah

1. Apakah Pengertian paku keling?

2. Apakah kegunaaan paku keling?

3. Apa keuntungan dan kelemahan jika menggunakan paku keling sebagai pengikat?

4. Bagaimana paku keling dibentuk?

5. Bagaimana pengaplikasian jenis – jenis paku keling?

6. Apa macam – macam ikatan paku keling berdasarkan klasifikasinya?

7. Apa material paku keling?

8. Bagaimana perancangan paku keling?

1.3 Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui definisi dari paku keling.

2. Mengetahui apa saja kegunaan dari paku keling.

3. Untuk mengetahui apa saja keuntungan dan kelemahan jika menggunakan paku

keling sebagai alat pengikat.

4. Mengetahui proses dari pembentukan paku keling.

5. Untuk mengetahui pengaplikasian jenis-jenis paku keling di dalam kehidupan.

6. Mengetahui macam-macam dari paku keling berdasarkan klasifikasi

pembagiannya.

7. Mengetahui apa jenis material dari paku keling.

8. Mengetahui bagaimana perancangan dari paku keling yang baik.

1.4 Manfaat Penelitian

1. Bagi masyarakat, penelitian ini bermanfaat sebagai bahan evaluasi sebagai pengetahuan umum dalam penggunaan paku keling sebagai fungsi pengikat.

2. Bagi mahasiswa, penelitian ini bermanfaat sebagai bahan referensi untuk proses pembelajaran mahasiswa.

3. Bagi penulis, penelitian ini menjadi rujukan untuk mengetahui segala hal yang berhubungan dengan pengikatan paku keling sehingga nantinya akan dapat dijadikan acuan untuk proses pembelajaran penulis.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Paku Keling

Paku keling / rivet adalah salah satu metode penyambungan yang sederhana.

sambungan keling umumnya diterapkan pada jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal Dan

pesawat terbang. Penggunaan metode penyambungan dengan paku keling ini juga sangat baik

digunakan untuk penyambungan pelat-pelat alumnium. 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.

Sambungan dengan paku keling ini umumnya bersifat permanent dan sulit untuk

melepaskannya karena pada bagian ujung pangkalnya lebih besar daripada batang paku

kelingnya.

2.2 Kegunaan Paku Keling

Pemakaian paku keling ini digunakan untuk :

Sambungan kuat dan rapat, pada konstruksi boiler ( boiler, tangki dan pipa-pipa

tekanan tinggi ).

Sambungan kuat, pada konstruksi baja (bangunan, jembatan dan crane ).

Sambungan rapat, pada tabung dan tangki ( tabung pendek, cerobong, pipa-pipa

tekanan).

Sambungan pengikat, untuk penutup chasis ( misalnya ; pesawat terbang, kapal).

2.3. Keuntungan dan Kelemahan Paku Keling

a. Keuntungan

Sambungan paku keling ini dibandingkan dengan sambungan las mempunyai keuntungan

yaitu :

* Bahwa tidak ada perubahan struktur dari logam disambung. Oleh karena itu banyak

dipakai pada pembebanan-pembebanan dinamis.

* Sambungan keling lebih sederhana dan murah untuk dibuat.

* Pemeriksaannya lebih mudah

* Sambungan keling dapat dibuka dengan memotong kepala dari paku keling tersebut

b. Kelemahan

* Hanya satu kelemahan bahwa ada pekerjaan mula berupa pengeboran lubang paku

kelingnya di samping kemungkinan terjadi karat di sekeliling lubang tadi selama paku

keling dipasang. Adapun pemasangan paku keling bisa dilakukan dengan tenaga

manusia, tenaga mesin dan bisa dengan peledak (dinamit) khususnya untuk jenis-jenis

yang besar.

* 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

2.4. Pembentukan Paku Keling

Metode pengelingan (penyambungan paku keling) yang dilakukan pada umumnya

tergantung dari jenis pemakaian. Yakni :

2.4.1 Pemakaian ringan

Ditujukan untuk mendapatkan kekuatan sambungan dengan menggunakan perangkat portable ringan berupa pistol keling. Setelah pasangan pelat dilobangi, alat bekerja memegang dan menekan kepala paku keling pada pelat dan sekaligus menarik kawat penarik bandul tekan ekor saat pelatuknya ditekan. Akibatnya bandul akan menekan ekor, sehingga ekor paku keling akhirnya mengunci pelat pada kedudukannya.

Gambar :

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Blindrivettool.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Blindnieten.JPG

2.4.2. Pemakaian sedang

Ditujukan untuk mendapatkan kekuatan sambungan. Setelah pasangan pelat dilobangi dan paku keling dipasangkan pada lobang, ekor paku dipanaskan dibawah suhu kritis dan ditekan dengan pukulan palu tangan pada cetakan ekor. Sehingga ekor tercetak seperti bentuk kepala.

Gambar :

2.4.3. Pemakaian berat dan kedap air, Ditujukan untuk mendapatkan kekuatan dan kerapatan sambungan. Lobang kedudukan paku keling dibuat lebih besar 1,5 mm dari ukuran diameter paku, agar saat ekor paku ditekan oleh mesin pencetak kepala, bahan logam paku yang mulai luluh karena sebelumnya dipanaskan sampai membara pada suhu kritis (600 – 800 oC), mengisi ruang antara tersebut. Logam luluh yang tertekan tentu saja akan mengisi sampai ke celah-celah terkecil yang terdapat diantara kedua pelat. Sehingga akhirnya diperoleh sambungan yang kedap fluida.

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Riveting.svg

Gambar :

2.5. Pemakaian Ikatan Paku Keling

2.5.1. Paku Keling Masif

2.5.2. Paku Keling Berlubang

2.5.3. Paku Keling Beralur

2.6. Macam – Macam Ikatan Paku Keling Berdasarkan Klasifikasinya

Dari ketiga ikatan diatas, ikatan yang terbaik dan kuat dalam menerima beban tarik adalah

ikatan Bilah Ganda

Baris Ikatan Pengelingan

Berdasarkan konstruksi ikatan baris ganda dan majemuk, dapat diaturmenjadi bentuk

paralel ataupun zigzag

FFF F

Baris Majemuk 3Baris Ganda (majemuk 2)Baris Tunggal

2.7. Material Paku Keling

Bahan untuk paku keling harus bersifat ulet agar mudah dibentuk, juga untuk mempermudah

pembongkaran/bila akan dibongkar.

Sifat lain yang dibutuhkan adalah tidak mudah berkarat, apalagi pada saat pembentukan

panas.

Bahan paku keling yang sering digunakan antara lain:

U St 36-2 Baja konstruksi umum dengan tegangan tarik ~360N/mm2, diproses

tanpa dikil dengan kualitas 2 (untuk kebutuhan yang lebih tinggi,

dengan kandungan P maks 0,005%).

UQ St 36-2 Sama dengan diatas, hanya mempunyai sifat khusus yaitu cocok untuk

“cold forming”.

CuZn 37 Paduan tembaga-seng (kuningan) dengan kandungan seng 37%.

Al 99,5 Aluminium (hampir murni) dengan kandungan 99,5%.

Monel Baja dengan kandungan 70% Nikel dan 30% Tembaga.

AlMg 3,5 Paduan aluminium-magnesium dengan kandungan Magnesium 3,5%.

2.8. Perancangan dan Perhitumgan Paku Keling

1. Kampuh Bilah Tunggal Dikeling Tunggal

Bila paku tersebut mendapat pembebanan seperti terlihat pada gambar, maka seluruh

penampang dari paku tersebut akan putus tergeser bila tidak mampu menahan gaya luar yang

diberikan pada kedua ujung plat tersebut.

Tegangan yang terjadi pada penampang bahan yaitu :

Tegangan Geser :

τ g=FA

(N /mm2 )

Bila diameter paku adalah (d), maka luas penampang yang akan putus adalah :

A=π .d2

4

Sehingga :

τ g=FA

= F

π . d2

4

= 4 F

π . d2

Maka diameter paku keling :

d=√ 4 . Fπ . τ g

Untuk menentukan ukuran plat yang sesuai yaitu :

F

F

FF

Bila tebal plat (t) dan lebar plat (b), maka plat tersebut akan putus tertarik, bila tidak mampu

menahan gaya luar yang diberikan. Sehingga tegangan yang terjadi pada penampang plat

yaitu tegangan tarik.

σ−= F

A( N /mm2 )

dimana : σ−

= tegangan tarik izin

F = gaya luar yang bekerja

A = luas penampang plat yang akan

putus.

Untuk luas penampang yang kemungkinan akan putus adalah :

A = ( b – d ) t

Maka :σ t

−= F

(b−d ) t

Contoh soal :

Dua buah plat akan disambung dengan kampuh bilah tunggal dikeling tunggal, direncanakan

menerima beban sebesar 10 kN. Bila bahan plat mempunyai tegangan tarik izin 137,3 N/mm 2

dan bahan paku dengan tegangan geser izinnya 109,8 N/mm2 serta tebal plat 4 mm.

Tentukanlah : a. Diameter paku keling yang sesuai.

b. Lebar plat yang dibutuhkan.

Penyelesaian :

Diketahui : F = 10 kN = 10000 N ; t = 4mm

= 137,3 N/mm2

= 109,8 N/mm2

Ditanya : a) d ? b) b ?

Jawab : a.

d=√ 4 .F

π .σ g

−

= √ 4 . 10000π .109 ,8 = 10,77 mm = 11 mm

b.σ t

−= F

(b−d ) t→b= F

t . σ t

+d→b=100004 . 137 ,3

+11=29 , 2 mm

2. Kampuh Bilah Tunggal Dikeling Tunggal Satu baris

Bila kampuh bila tunggal dikeling tungga satu baris seperti terlihat pada gambar.

Dimana tegangan yang terjadi, pada paku keling yaitu :

σ t

−

σ g

−

τ g=FA

Plat tersebut akan terpisah bila gaya luar (F) mampu memutuskan kedua luas penampang

paku. Bila jumlah paku (z) buah maka plat tersebut akan terpisah jika gaya (F) luar tidak

mampu memutuskan sebanyak luas penampang paku.

Untuk luas penampang paku yang akan putus pada sistem pada sistem sambungan jenis ini

sama dengan jumlah paku yang dipergunakan ( z = n) yaitu :

A = n x luas penampang paku yang putus.

A=n .π . d2

4

Sehingga :

τ g=FA

= F

n.π . d2

4

= 4 F

n. π .d2


d=√ 4 . Fn . π . τ g


Bila tebal plat (t) dan lebar plat (b), jarak antara masing-masing sumbu paku (p), dan jumlah

paku dalam satu baris (z), maka plat tersebut akan putus tertarik, bila tidak mampu menahan

gaya luar yang diberikan. Sehingga tegangan yang terjadi pada penampang plat yaitu

tegangan tarik.

σ−= F

A( N /mm2 )

dimana : σ−


FF

P

P/2



putus.


A = ( b – z.d ) t, dimana b = z.p

A = ( z.p – z.d) .t jadi A = z ( p – d) .t

Maka :σ t

−= F

z .( p−d )t→ p= F

z .t . σ t

−d

Biasaya harga P = 3.d + 5 (mm)

Contoh Soal :

Dua buah plat akan disambung dengan kampuh bilah tunggal dikeling tunggal satu baris,

direncanakan menerima beban sebesar 10 kN. Bila bahan plat mempunyai tegangan tarik izin

137,3 N/mm2 dan bahan paku dengan tegangan geser izinnya 109,8 N/mm2 , tebal plat 5 mm

dan jumlah paku yang digunakan sebanyak 2 buah.

Tentukanlah : a. Diameter paku keling yang sesuai.

b. Lebar plat yang dibutuhkan.

c. Jarak antara paku.

Penyelesaian :

Diketahui : F = 10 kN = 10000 N ; t = 5 mm ; n=z = 2 buah

= 137,3 N/mm2

= 109,8 N/mm2

Ditanya : a) d ? b) b ? c) p ?

Jawab : a. ) Diameter paku keling

d=√ 4 . F

n . π . σ g

−

= √ 4 . 100002 .π . 109 , 8 = 7,6 mm = 8 mm

b.) Jarak antara paku

p = 3. d + 5 (mm) = 3 (8) + 5 = 29 mm

Periksa ;

σ t

−= F

z .( p−d )t=10000

2 (29−8 ). 5=50 N /mm2→σ t<σ

−

t

50 N/mm2 < 137,8 N/mm2 ---- Aman

c.) Lebar plat yang dibutuhkan :

σ t

−

σ g

−

b = z . p = 2 .(29mm) = 58 mm

2. Kampuh bilah tunggal dikeling ganda.

Untuk jenis sambungan kampuh bilah tunggal di keling ganda seperti terlihat pada gambar, maka kedua plat tersebut terpisah bila mampu memutuskan dua baris penampang, jika jumlah paku (n) buah maka paku terasabut akan putus tergeser, maka yang terjadi pada bahan adalah tegangan geser.

A = n x luas penampang paku yang putus.

A=n .π . d2

4

Sehingga :

τ g=FA

= F

n.π . d2

4

= 4 F

n. π .d2


d=√ 4 . Fn . π . τ g


Bila tebal plat (t) dan lebar plat (b), jarak antara masing-masing sumbu paku (p), dan jumlah

paku dalam satu baris (z1), maka plat tersebut akan putus tertarik, bila tidak mampu menahan

F F

P/2

P

FF

gaya luar yang diberikan. Sehingga tegangan yang terjadi pada penampang plat yaitu

tegangan tarik.

σ−= F

A( N /mm2 )

dimana : σ−




putus.


A = ( b – z1.d ) t, dimana b = z1.p

A ( z1.p – z1.d) .t jadi A = z1 ( p – d) .t

Maka :σ t

−= F

z1 .( p−d ) t→p= F

z1 . t . σ t

−d


Contoh soal .

Dua buah plat disambung seperti terlihat pada gambar diatas dimana pada kedua ujungnya

bekerja gaya sebesar 10000( N ). Bila Tegangan yang di izinkan untuk plat 137.9 N/mm 2

tegangan geser izin untuk bahan paku 109.8 N/mm2 . Jumlah paku keling yang di gunakan

berjumlah 6 buah serta ketebalan plat 5 mm.

Ditanyakan :

a. Diameter paku keling.

b. Jarak antara paku .

c. Lebar plat yang dibutuhkan .

Penyelesaian :

Diketahui : F = 10 kN = 10000 N ; t = 5 mm

= 137,9 N/mm2

= 109,8 N/mm2

n = 6 buah ; z1 =3 buah

Ditanya : a) d ? b) p ? c) b ?


d=√ 4 .F

n .π . σ g

−

= √ 4 . 100006 . π .109 , 8 = 4,4 mm = 5 mm


σ t

−

σ g

−

p = 3. d + 5 (mm) = 3 (5) + 5 = 20 mm

Periksa ;

σ t

−=F

z1. ( p−d ) t=10000

3(20−5 ). 5=44 , 44 N /mm2

44 ,44 N /mm2<137 ,8 N /mm2→σ t<σ−

t aman


b = z1 . p = 3 (20) = 60 mm

3. Kampuh Bilah Ganda Dikeling Tunggal

Sistem penyambung kampuh bilah berganda dikeling tunggal seperti terlihat pada gambar,

maka kedua plat tersebut akan terpisah, bila gaya luar mampu memutuskan dua luas

penampang setiap paku keling tersebut, maka banyak luas penampang paku yang akan di

putus ( n ) adalah :

n = 2. z

Karena paku tersebut putus tergeser , maka tegangan gesernya adalah :

A = n x luas penampang paku yang putus, oleh karena n = 2.z maka :

A=n .π . d2

4=2. z

π . d2

4=z

π . d2

2

Sehingga :

FF

τ g=FA

= F

z .π . d2

2

= 2F

z . π .d2


d=√ 2 . Fz . π . τ g

Menentukan lebar minimal plat.

Pada sistem sambungan ini , kemungkinan plat yang putus tertarik yaitu plat yang akan di

sambung itu sendiri (plat bagain tengah ) . bila lebar plat (b) dan tebal (t) serta jarak antara

sumbu paku (p), maka luas penampang plat yang akan putus bila jumlah paku dalam satu

baris (z1) adalah :

σ−= F

A( N /mm2 )

dimana : σ−




putus.


A = ( b – z1.d ) t, dimana b = z1.p

A ( z1.p – z1.d) .t jadi A = z1 ( p – d) .t

Maka :σ t

−= F

z1 .( p−d ) t→p= F

z1 . t . σ t

−d


Contoh soal :

Dua buah plat disambung dengan sistem kampuh bilah berganda dikeling tunggal seperti

gambar , di mana mendapat pembebanan sebesar 10000 (N) . Bila tegangan tarik izin untuk

bahan plat 137,3 N/mm2 . dan tegangan geser izin untuk bahan paku adalah 109,8 N/mm2.

Untuk plat tebal 5 mm dan jumlah paku yang akan di pasang 2 buah dalam satu baris .

Ditanyakan : a. Diameter paku keling

b. Jarak antara sumbu paku keling

d. Lebar plat yang di butuhkan.

Penyelesaian :

Diketahui : F = 10 kN = 10000 N ; t = 5 mm

= 137,9 N/mm2 ; z1 = 2 buah

= 109,8 N/mm2

n = 4 buah

Ditanya : a) d ? b) b ? c) p ?


d=√ 2 . F

z . π .σ g

−

= √ 2. 100002 .π . 109 , 8 = 5,4 mm = 5,5 mm


p = 3. d + 5 (mm) = 3 (5,5) + 5 = 21,5 mm

Periksa ;

σ t

−=F

z1 .( p−d ) t=10000

2(21 ,5−5,5) . 5=62 , 5 N /mm2

→σ t<σ−

t aman


b = z1 . p = 2 (21,5) = 43 mm

σ t

−

σ g

−

Documents

Paku Keling