BAUT DAN MUR

Baut dan mur System sambungan dengan menggunakan mur dan baut ini, termasuk sambungan yang dapat di buka tanpa merusak bagianyang di sambung serta alat penyambung ini sendiri.Penyambungan mur dan baut ini paling banyak di gunakan sampai saat ini, misalnya sambungan pada kontruksi-kontruksi dan alat permesinan.Bagian-bagian terpenting dari mur dan baut adalah ulir.Ulir adalah suatu yang di putar di sekeliling selinderdengan sudut kemiringan terteuntu. Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga dan di gulung pada sebuah selinder seperti terlihat pada gambar 1a. dalam pemakaiannya ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam. Ulir pengikat pada umumnya mempunyai profil penampang berbentuk segi tiga sama kaki. Jarak antara satu puncak dengan puncak berikutnya dari profil ulir di sebut jarak bagi (P) lihat pada gambar 1b.

Keterangan gambar:D = diameter terbesar ulir luar (ulir baut) atau diameter terbesar sari diameter dalam (ulir mur).Dc = diameter paling kecil dari diameter luar (ulir luar) atau diameter kecil dari diameter dalam (ulir mur).Dp = diameter rata-rata dari ulir luar dan dalam.1 = sudut ulir2 = puncak ulir3 = jarak puncak ulir (jarak bagi) (P)4 = kedalaman ulir atau tinggi ulir (H)

Ulir di sebut tunggal atau satu jalan bila hanya satu jalur yang melilit selinder, dan di sebut dua atau tiga jalan bila ada 2 atau 3 jalur.jarak antara puncak-puncak yang berbeda Satu putaran dari satu jalur di sebut KISAR. Kisar pada ulir tunggal, kisar pda ulir tunggal adalah sama dengan jarak baginya, sedangkan untuk ulir ganda dan tripal besarnya kisar berturut-turut sama dengan dua kali atau tiga kali jarak baginya.Ulir juga dapa berupa ulir kanan dan ulir kiri, dimana ulir kanan bergerak maju bila di putar searah jaurum jam sedangkan alur kiri di putar se arah jarum jam akan bergerak mundur.Pada gambar 2 di bawah ini di perlihatkan bentuk ulir kanan,ulir kiri, ulir tunggal, ganda dan tripal.

Dalam perdagan ulir sudah di standarisasikan dan bentuk ulirnya dapat bermacam-macam yaitu: Standard british witworth ulir sekrup (gambar 3a) British association ulir sekrup (gambar 3b) American national standard ulir sekrup (gambar 3c) Inifies standard ulir sekrup (gambar 3d) Sekuare theread (ulir sekrup bujur sangkar) gambar 3e) Acme tread (gambar 3f) Ulir sekrup bulat (knuckle tread) (gambar 3g) Ulir sekrup travesium (buttress tread) gambar 3h Ulir sekrup metris (metric tread) gambar 3iPada saat ini ulir yang terdapat di dalam perdagangan ada dua standard yang di pakai yaitu: Standard british witworth dengan cirri-cirinya: Simbolnya W misalnya W 12 artinya diameter luarnya adalah 12 inchi Ukuran yang dalam satuan inchi, Sudut puncak (alpna) = 55 derajat

Standard metris (sI): Simbolnya (M) misalnya M20 artinya diameter luarnya adalah 20mm Semua ukuran dalam table dan gambar dalam satuan (mm) Sudut puncak (alpna) = 60 derajatMacam-macam bentuk ulir:

Macam-macam bentuk ulir:

Table ulir mur dan baut:

Bila di tinjau dari segi penggunaan baut dapat di bedakan terdiri dari: Baut yang terdiri dari 3 macam: Baut biasa (baut tembus) gambar 4a Baut tanam (gambar 4b) Baut tap (gambar 4c)

Baut untuk pemakaian khusus: Baut pondasi, yang di gunakan untuk memasang mesin atau bangunan pada pondasinya. (gambar 5a) Baut penahan, untuk menahan dua bagian dalam jarak yang tetap. (gambar 5b) Baut mata atau baut kait, untuk peralatan mesin pengangkat (gambar 5c) Baut T, untuk mengikat benda kerja atua peralatan pada meja yang dasarnya mempunyai alur T. (gambar 5d) Baut kereta, di pakai pada kendaraan. (gambar 5d) Dll

Sekrup dengan bermacam-macam bentuk kepala serta teknik pemutarannya, (gambar 6a s/d 6e)

Sekrup penetapSekrup penetap ini, di gunakan untuk menetapkan nap pada porosnya, sedang bentuk ujungnya di sesuaikan bentuk penggunaanya. (lihat gambar 7a s/d 7c)

Keterangan: Beralur Lekuk (soket) segi enam Kepala bujur sangkar Ujung mangkok Ujung rata Ujung kerucut Ujung berleher Ujung bulat

Bila di lihat keepala baut sesuai dengan kepala pemutarnya (pengunci) maka bentuknya terdiri dari: Kepal segi enam (gambar 8a) Fillister head (gambar 8b) Kepala bulat (round head) (gambar 8c) Kepala datar (plat head) (gambar 8d) Hexagonal socket (gambar 8e) Socket beralur (fluted socket) gambar 8f

MURPada umumnya mur mempunyai bentuk segi enam, tetapi untuk pemakian khusus dapat di pakai mur bentuk bermacam-macam, misalnya mur bulat mur, tutup,mur mahkota, dan mur kuping (lihat pada gambar 9a s/d 9e)

Perhitungan baut dan murBaut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting, untuk mencegah timbulnya kerusakan pada mesin. Pemilihan baut sebagai alat pengikat, harus di sesuaikan dengan gaya mungkin akan menimbulkan baut dan mur tersebut putus atau rusak. Dalam perencanaan baut dan mur,Kemungkinan kerusakan yang timbul yaitu: Putus kerena mendapat beban tarikan Putus karena medapat beban punter Putus karena mendapat beban geser Ulir dari baut dan mur putus tergeser

Untuk menghindari kemungkinan timbulnya kerusakan tersebut, maka beberapa paktor harus di perhatikan yaitu: Sipat gaya yang bekerja pada baut dan mur tersebut, Sarat kerjanya Kekuatan bahannya Kelas ketelitiannyaKemungkinan gaya-gaya yang bekerja pada baut dan mur: Beban statis aksial murni Beban aksial, bersama dengan putir Beban geser Beban tumbukan aksialDalam menganliasa kemungkinan baut baut dan mur tersebut rusak atau putus berdasarkan jenis-jenis pembebanan yang terjadi, maka pada kontruksi di bawah ini di misalkan pemakaian baut dan mur mendapatkan pembebanan seperti terlihat pada gambar.

Bila di tinjau untuk baut (lihat gambar) meendapat perbedaan statis murni.t = F/Adimana luas penampang kemungkinan putus adalah penampang terkecil (dc) maka:A = /4 dc2 t= 4F/ dc2Umunnya diameter terkecil =0,8xdiameter terbesar dari ulir luar:dc = 0,8 d2. Bilatinjaukemungkinanputusterpuntir, waktumenguncibauttersebut:T = J/r p;p/r= GO / L T/J = dimana: J = /32 . dc4r = d.cT =( /32 dc4 ) / ( d.c) .p = /16 dc3 p

3. Kemungkinan putus tergeser (lihatgambar ) dimana baut tersebut akan putus tergeser di sebabkan gaya atau tergeser (gambar) tergeserdi f1 atau f2

4, Kemungkinan ulirnya sendiri terputus ter geser.Pada perhitungan ini di gunakan untuk menentukan kedalaman (banyak ulir) yang akan mengikat dan dan juga untuk menentukan tinggi mur. Bila gaya atau beban yang di berikan melebihi kemampuan dari ulir yang mengikat maka, ulir akan putus tergeser atau (DOL)

Luas penampang yang mungkin putus untuk ulir:A = keliling x kedalam masuk A = .d.dc. H. k. KUntuk ulir mur:A = keliling x tinggi mur A = . d.H. H11. k Diman : k = factor keamanan = 0.5 s/d 1Bila jumlah ulir (Z) buah dan tinggi ulir (H) maka kisarannya: P = H / ZP Z

Kemungkinan kepala baut akan terputus tergeser.g = F/A DimanaDimana: A = : D. H . H1missalnya H1 di ambil 0.8 H sudah cukup aman.6. Baut yang mendapat pembebanan tumbukan dapat putus karena adanya konsentrasi tegangan pada bagian akar profile ulir.Dengan demikian diameter inti baut (diameter terkecil ulir baut ) harus diambil besar untuk mempertinggi faktor keamanannya . Baut khusus untuk menahan tumbukan biasanya dibuat panjang dan bagian yang tidak berulir dibuat dengan diameter lebih kecil dari pada diameter intinya , atau diberi lubang pada sumbunya sepanjang bagian yang tidak berulir lihat gambar 12) . mendapatpembebanan tumbukandapat putus karena baut) diambil besar mempertinggi faktor keamanannya. Tumbukan biasanya ,berulir dibuat dengan intinya, sepanjang bagian berulir (lihat gambar 12)

7 . Kemungkinan baut dan mur mendapat pembebanan kombinasi.Perhitungan ini biasanya terjadi pada baut pengikat pada tutup silinder. Pada baut pengikat kepa lasilinder, gaya yang bekerja terdiri dari kombinasi antara gaya dalam dan gaya luar.Secara teoritas dapat tertulis:

Pada table di bawah ini, harga K untuk berbagai sistim penyambungan:

Untuk menentukan besar gaya yang diakibatkan oleh gaya luar (F) Misalnya untuk penutup kepala silinder:

F_2= (.d_1P^2)/4DimanaP = tekanandalamsilinderBiladiperhitungkangayaF2untuksetiapbaut F_2= (.d_1P^2)/41/nTekanan dalam silinder Bila di perhitungkan gaya F2 untuk setiap baut Dimana n = jumlah baut Besar gaya yang diakibatkan gaya F1 Menurut angka pengalaman: F = 2840 d1 Dimana : d = diameter luar atau diameter poros baut.t = F/A;A=(,Dc2)/24

contoh soal:rancangan ulir dan mur untuk sebuah kait dengan beban sebesar =500000(N) seperti terlihat pada gambar.bila bahan kait dan mur di buat dari st 60, dan mendapat pembebanan dinamis.

Penyelesaian: W = 50000 (N) Bahan baut dan Mur st 60 Untuk pembebanan dinamis diambil faktor Keamanan (V) = 8 Maka tegangan tarik izinnya:

t= (St 60)/V = 600/8 = 75 N/mm^2

Oleh karena baut tersebut mendapat pembebananTarik, maka penampang baut akan putus di Perhitungkan karena tertarik :

t= F/A = (w/(.d c^2 ))/4 = (4.w)/(.dc^2 t)

maka besar diameter batang ulir:

((4.w)/(._t )) = ((4(50000))/(.(7500))) = 2,91 cm = 3 cm = 30 mmMaka besar diameter luar dari baut (d) :dc= 0,8 d ; d = 1,25 .dc= 1,25 (30) = 37,5 (mm) Dari tabel baut untuk d = 37,5 mm diambil M 39 x 3 dengan diameter luarnya39 mm danjarak kisaarnya 3 mm.Untuk Mur, oleh karena ulir Mur tersebut akan putus tergeser atau ulir bautnya itu sendiri yang akan putus putus tergeser maka:

Suatu gantungan yang di ikat kelangit-langit dengan 4 buah baut harus menahan beban sebesar 10000 N, Jika baut terbuat dari bahan Fe 490 dengan faktor keamanan yang direncanakan adalah 7, berapakah ukuran baut yang diperlukan?

Jawab: Bahan baut Fe 490 mempunyai tegangan tarik maksimal 490 N/ mm2. Safety factor, v = 7 Jadi tengan tarik yang diizinkan bahan adalah :

izin = mak / v = 490 / 7 = 70 N/ mm2 F = 10 000 N, Z = 4, maka: dk = (4.F / Z.. izin) = (4.10 000 / 4.3,14. 70) = 6,7 mm Dari tabel untuk dk = 6,7 mm diambil ukuran baut M 10ULIR DAN PEGAS (ELEMEN MESIN)

Ulir dan pegasUntuk memasang mesin, berbagai bagian harus disambung atau diikat untuk menghindari gerakan terhadap sesamanya. Baut, pena, pasak, dan paku keeling banyak dipakai untuk maksud ini. Ada pula cara menyambung dengan pengelasan, pasan kerut atau pres dan peralihan, dllTentang pasak telah dibahas bersama-sama dengan poros. Dalam bab ini akan diuraikan hal ulir yang digunakan sebagai pengikat. Adapun jenis ulir yang digunakan sebagai penggerak atau pengubah gaya seperti pada dongkrak, tidak akan dibahas secara khusus.Selanjutnya , dalam bab ini akan diberikan uraian tentang pegas . adapun fungsi pegas adalah memberikan gaya, melunakkan tumbukan dengan memanfaatkan sifat elastic bahannya, menyerap dan menyimpan energy dalam waktu singkat dan mengeluarkannya lagi dalam jangka waktu yang lebih panjang, serta mengurangi getaran.Diantara berbagai bentuk pegas, disini akan dibahas pegas ulir yang paling banyak dipakai.Hal umum tentang UlirBentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segitiga digulung pada sebuah selinder, seperti yang diperlihatkan dalam gambar 1.1. Dalam pemakaian, ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam, seperti gambar 1.2 . ulir pengikat pada umumnya mempunyai profil penampang berbentuk segitiga sama kaki. Jarak antara satu puncak dengan puncak berikutnya dari profil ulir disebut jarak bagi. Ulir disebut tunggal atau satu jalur yang melilit selinder dan disebut dua atau tiga jalan bila ada dua atau tiga jalur ( gbr 1.3 ) jarak antara puncak- puncak yang berbeda satu putaran dari satu jalur, disebut kisar. Jadi, kisar pada ulir tunggal adalah sama dengan jarak baginya, sedangkan untuk ulir ganda dan tripel, besarnya kisar berturut-turut sama dengan dua kali dan tiga kali jarak baginya.Ulir juga dapat berupa ukir kanan dan ulir kiri, dimana ulir kanan akan bergerak maju bila diputar searah jarum jam, seperti diperlihatkan dalam gambar 1.4 umumnya ulir kanan lebih banyak dipakaiPenggolongan ulir menurut jenis kelas , bahan, dan fungsinya, akan diuraikan seperti dibawah ini : Jenis Ulir Ulir digolongkan menurut bentuk profil penampangnya sebagai berikut : ulir segi tiga, persegi, trapezium, gigi gegaji, dan bulat, bentuk persegi,trapezium, dan gigi gergaji, pada umumnya dipakai untuk pengerak atau penerus gaya , sedangkan ulir bulat dipakai untuk menghindari kemacetan karena kotoran . tetapi bentuk yang paling banyak dipakai adalah ulir segitigaUlir segitiga diklasifikasikan lagi menurut jarak baginya dalam ukuran metris dan inch, dan menurut ulir kasar dan lembut sebagai berikut :

1. seri ulir kasar metris ( tabel 1.1 )2. seri ulir kasar UNG ( Tabel 1.2 )3. seri ulir lembut simetris4. seri ulir lembut UNFSeri ulir lembut lebih UNEFSeri ulir kasar dipakai untuk keperuan umum, seperti baut dan mur . seri ulir lembut mempunyai jarak bagi yang kecil dan dipergunalan pada bagian bagian yang tipis serta untuk keadaan di mana getaran besar ( karena ulir lembut tidak mudah kendor sendiri ). Ulir seri UNC, UNF dan UNEF merupakan gabungan antara standar amerika dan inggris. Dalam gambar 1.5 diperlihatkan perbandingan ulir kasar dan ulir lembut dengan diameter luar yang sama .Ada juga ulir pipa yang dipakai untuk menyambung pipa dan bagian-bagiannya. Termasuk dalam golongan ini adalah ulir lurus yang dipakai untuk mengikat dan ulir kerucut atau tirus untuk sambungan yang harus rapat. Ulir ini mempunyai jarak bagi dan tinggi ulir yang lebih kecil dari pada ulir kasarSelain ulir ulir diatas, ada juga ulir untuk pemakaian seperti pada sepeda, mesin jahit, dan pipa halus, yang telah distandarkan2. kelas Ulir Ukuran ulir uar dinyatakan dengan diameter luar, diameter efektif ( diameter dimana tebal profil dan tebal alur dalam arah sumbu adalah sama ), dan diameter inti. Untuk ulir dalam, ukuran tersebut dinyatakan dengan diameter efektif , ukuran pembatas yang diizinkan, dan toleransiAtas dasar besarnya toleransi, ditetapkan kelas ketelitian sbb:Untuk ulir metris : kelas 1,2 dan 3Untuk ulir UNC, UNF UNEF : kelas 3A, 2A, dan 1A, untuk ulir luar .Kelas 3B, 2B, dan 1B untuk ulir dalamPerlu diterangkan bahwa ketelitian tertinggi dalam standar JTS adalah kelas 1, dan dalam standar amerika adalah 3A atau 3B .Patokan yang dipakai untuk pemilihan kelas adalah sbb:Kelas teliti ( kelas 1 dalam JTS ) untuk ulir telitiKelas sedang ( kelas 2 dalam JTS ) untuk pemakaian umum .Kelas kasar ( kelas 3 dalam JTS ) untuk ulir yang sukar dikerjakan,Misalnya ulir dalam dariLubang yang panjang

3. Bahan ulirPenggolongan ulir menurut kekuatannya distandarkan dalam JTS seperti diperlihatkan dalam Tabel 1.3. arti dari bilangan kekuatan untuk baut dalam tabel tersebut adalah sbb : angka sebelah kiri tanda titik adalah 1/10 harga minimum kekuatan tarik b ( kg /mm) dan sebelah kanan titik adalah 1/10 (/B )Untuk mur , bilangan yang bersangkutan menyatakan 1/10 tegangan beban jaminan.4. Jenis ulir Menurut Bentuk Bagian Dan Fungsinya.Baut digolongkan menurut bentuk kepalanya, yaitu segi enam , soket segi enam , dan kepala persegi. Baut dan mur dapat dibagi sebagai berikut : baut penjepit , baut untuk pemakaian khusus , sekrup mesin sekrup penetap , dan mur, seperti diuraikan dibawah ini :Baut penjepit gambar 1.6 , dapat berbentuk :a. Baut tembus, untuk menjepit dua bagian melalui lubang tembus, dimana jepitan diketatkan dengan sebua murb. Baut tap , untuk menjepit dua bagian, dimanajepitan diketatkan dengan ulir yang ditapkan pada salah satu bagian .c. baut tanam, merupakan baut tanpa kepala dan diberi ulir pada kedua ujungnya. Untuk dapat menjepit dua bagian, baut ditanam pada salah satu bagian yang mempunyai lubang berulir, dan jepitan diketatkan dengan sebuah mur.Baut untuk pemakaian khusus ( gbr 1.7 ) dapat berupa :baut pondasi, untuk memasang mesin atau bangunan pada pondasinya .baut ini ditanam pada pondasi beton,dan jepitan pada bagia mesin atau bangunan diketatkan dengan mur .b. Baut penahan , untuk menahan dua bagian dalam jarak yang tetap.c. Baut kereta , banyak dipakai pada badan kendaraan. Bagian persegi dibawah kepala dimasukkan kedalam lubang persegi yang pas sehingga baut ikut berputar pada waktu mur diketatkan atau dilepaskan.f. Disamping baut khusus yang telah disebut diatas, masih banyak jenis yang lain. Tetapi disini akan dikemukakan semuanya .Sekrup mesin ( ganbar 1.8 )Sekrup ini mempunyai diameter sampai 8 mm dan untuk pemakaian dimana tidak ada beban besar . kepalanya mempunyai alur lurus atau alur silang untuk dapat dikeraskan dengan obeng.sekrup penetap (gambar 7.9)sekrup ini dipakai untuk menetapkan naf pada poros, atau dipakai sebagai pengganti pasak. Biasanya dibuat dari baja yang ujungnya dikeraskan.am keadaan terpasang( a ) Bentuk kepala ( b ) dal5. sekrup pengetap

sekrup ini mempunyai ujung yang dikeraskan sehingga dapat mengetap lubang plat tipis atau bahan yang lunak pada waktu diputar masuk.6 mur (gambar 7.10)pada umumnya mur mempunyai bentuk segi enam. Tetapi bentuk pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang ber macam-macam, seperti mur bulat,mur flens,mur tutup, mur mahkota, dan mur kuping.7.2 Pemilihan Baut Dan Mur

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sngat penting. Untuk mencegah kecelakaan pada mesin, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai. Dalam gambar,7,11 diperlihatkan macam-macam kerusakan yang dapat tejadi pada baut.Untuk menentukan ukuran baut dan, mur, sebagai faktor harus diperhatikan seperti sifat gaya pada baut, syarat kerja, kekuatan bahan, kelas ketelitian, dll.Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dapat berupa :bebean statis aksial murni.Beban aksial, bersama dengan beban puntir.Beban geserBeban tumbukan aksial.Pertam-tama akan di tinjau kasus dengan pembebanan aksial murni. Dalam hal ini, persamaan yang berlaku adalah:_t=W/A=W/((/4)d_1^2^ ) (7.1)Dimana W (kg) adalah beban tarik pada baut, t adalah tegangan tarik yang terjadi dibagian yang berulir pada diameter inti d1 (mm). Pada sekrup atau baut yang mempunyai diameter luar d 3(mm), umumnya besar diameter inti d1=0,8 d, sehingga (d1/d)2= 0,64.jika a (mm2)adalah tegangan yang diizinkan, maka:_t=W/((/4)(0,8d)^2 ) (7.2)Dari persamaan (7.1)dan (7.2) diperoleh:d(4W/(_( ) x 0,64)) atau d(2w/_a ) (7.3)Harga a tergantung pada macam bahan, yaitu SS,SC, atau SF. Jika difinis tinggi, faktor keamanan dapat diambil sebesar 6-8, dan jika difinis biasa, besarnya antara 8-10. Untuk baja liat yang mempunyai kadar karbon 0,2-30,3(%),tegangan yang di izinkan a umumnya adalah sebesar 6(kg/mm2) jika difinisi tinggi, dan 4,8 (kg/mm2) jika difinisi biasa.Dalam hal mur, jika tinggi profil yang bekerja menahan gaya adalah h (mm), seperti dalam gambar 7.12, jumlah lilitan ulir adalah z, diameter efektif ulir luar d2, dan gaya-gaya tarik pada baut W (kg), maka besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir q (kg/mm2)adalah:q=w/(d_2 hz)q_a (7.4)Dimana qa adalah tekanan kontak yang di izinkan, dan besarnya tergantung pada kelas ketelitian dan kekerasan permukaan ulir seperti diberikan dalam tabel 7,4. jika persyaratan dalam persamaan (7.4) tersebut terpenuhi, maka ulir tidak akan menjadi lumur atau dol. Ulir yang baik mempunyai harga h palin sedikit 75(%) dari kedalaman ulir penuh; ulir biasa, mempunyai h sekitar 50(%) dari kedalaman penuhnya.Jumlah ulir z dan tinggi mur h(mm) dapat di hitung dari persamaanzw/(d_2 hq_0) (7.5)H = zp,p = jarak bagi (7.6)Menurut standar : H= (0,85-0,1)d (7.7)Dalam gambar 7.13 diperlihatkan bahwa gaya w juga akan menimbulkan tegangan geser pada luas bidang silinder (d1.k.p.z) dimana k.p adalah tebal akar ulir luar._b=W/(d_1 kpz) (7.8)Jika tebal akar pada mur dinyatakan dengan j.p, maka tegangan gesernya adalah_n=W/Djpz (7.9)Untuk ulir metris dapat diambil k = 0.84 dan j = 0,75. untuk pembebanan pada seluruh ulir yanmg dianggap merata, b dan n harus lebih kecil dari pada harga yang diizinkan a.Tabel 7.Tekanan permukaan yang di izinkan pada ulirbahan Tekana permukan Yang di izinkanqa(kg/mm2)Ulir luar Ulir dalam Untuk pengikat Untuk penggerakBaja liat Baja liat atau perunggu 3 1Baja keras Baja liat atau perunggu 4 1,3Baja keras Besi cor 1,5 0,5bahan Kecepatan luncur Tekana permukan Yang di izinkanqa(kg/mm2)perunggu Kecepatan rendah 1,8-2,5baja perunggu 3,0 m/min atau kurang 1,1-1,8Besi cor 3,4 m/min atau kurang 1,3-1,8perunggu 6,0-12,0 m/min 0,6-1,0Besi cor 0,4-0,7perunggu 15,0 m/min atau kurang 0,1-0,2Bila beban yang bekerja pada baut merupakan gabungan antara gaya tarik aksial dan momen puntir, maka sangat perlu untuk menentukan cara memperhitungkan pengaruh puntiran tersebut. Jika gaya aksial dinyatakan dengan W(kg), maka harus ditambahW/3 pada gaya aksial tersebut sebagai pengaruh dari tambahan momen puntir. Cara ini merpakan p[erhitungan kasar, dan dipakai bila diperhitungkan yang lebih teliti dianggap tidak diperlukan.Bila terdapat gaya geser murni W(kg), tengan geser yang terjadi masih dapat diterima selama tidak melibihi harga yang yang di izinkan. Jadi (W/(/4)d2) A, untuk satu penampang yang mendapat beban geser. Seperti telah di uraikan di muka., tegangan geser yang diambil sebesar a = (0,5 0,75)a, dimana a adalah tegangan tarik yang di izinkan. Perlu diperhatikan bahwa beban geser harus ditahan oleh bagian yang berdiameter d.Baut yang mendapat beban tumbukan dapat diputus karena adanya konsentrasi tegangan pada bagian akar profil ulir. Dengan demikian diameter inti baut harus diambil cukup besar untuk memper tinggi faktor keamnanya. Baut khusus untuk menahan tumbukan biasanya dibuat panjang, dan bagian yang tidak ber ulir dibuat dengan diameter lebih kecil dari pada diameter intinya, atau diberi lubang pada sumbunya yang terberulir,Panajng l dari baut tap atau baut tanam yang disekrupkan kedalam lubang ulir, tergantung pada bahanlubang ulir tersebut sebagai berikut: untuk baja autu perunggu l = , untuk besi cor l = 0,3d, untuk logam lunak l = (1,8-2,0)d. Kedalam lubang ulir harus sama dengan l di tambah 2-10 (mm).Permukaan dimana kepala baut atau mur akan dudu, harus dapat menahan tekanan permukaan sebagai akibat dari gaya aksial baut. Untuk menghitung besarnya tekanan ini, dianggap bahwa luas bagian kepala baut atau mur yang akan menahn gaya adalah lingkaran yang diameter luarnya sama dengan jarak dua sisi sejajar dari segi enam B(mm), dan diameter dalamnya sama dengan diameter-dianeter luar baut d (mm). Jika beban aksial baut adalah W (kg), maka besarnya tekanan permukaan dudukan adalahq=W/((/4)(B^2-d^2)) q_sa (710)Dimana qsa adalah tekanan permukaan yang di izinkan seperti dalam tabel 7.4.Baut atau mur dapat menjadi kendor atau lepas karena getaran. Untuk mengatasi hail ini perlu dipakai penjamin. Dibawah ini diberikan beberap contoh yang umum di pakai.cicin penjamin (gambar 7.15 ) yang dapat terbentuk cincin pegas, cicin bergigi luar, cincin cekam berlidah.Murpenjamin (gamabr 7.16) yang menggunakan dua buah mur, yang bentuknya dapat bermacam-mavam dalam hal gambar 7.16(a), mur A akan mencegah mur B menjadi kendor.Pena menjamin, sekrup mesin, atau sekrup penetap (gambar 7.17),Macam macam penjamin lain (gambar 7.18) seperti dengan cincin nilon yang disisipkan pada ujung mur untuk memeprbesar gasakan dengan baut, menipiskan dan membelah ujung mur yang berfungsi sebagai penjepit baut,dll.Di bawah ini akan di diberikan cara merencanakan ulir dan mur sederhana dengan menggunakan contoh dan diagram (diagram 2.8).[contoh 7.1] rencakan ulir da mur untuk sebuah kait dengan beban 5 (ton) seperti dalam gambar 7.19. kait dan mur kedua-duanya di buat dari baja liat dengan kadar karbon 0,22(%).[penyelesaian]Wo = 5000 (kg)fc = 1,2W = 1,2 X 5000 = 6000 (kg)Bahan baut : baja liat dengan 0,22(%)C B = 42 (kg/mm2), Sf= 7, a = 6 (kg/mm2), a = 0,5 x 6 = 3 (kg/mm2)d_1=((4 x 6000)/( x 6))=35,8Dipilh ulir metris kasar d1 = 37,129 (mm) > 35,8 (mm), d = 42 (mm), p = 4,5 (mm)Bahan mur : baja liat dengan 0,22(%)C B = 42 (kg/mm2), a = 0,5 x 6 = 3 (kg/mm2), qa = 3 (kg/mm2)D = 42 (mm), d2 = 39.077 (mm), H1 = 2, 436 (mm)z6000/( x 39,077 x 2,436 x 3) = 6,69 7H 7 x 4.5 = 31,5 (mm), H (0,8 1,0)d = 35,6 42 (mm) H = 42 (mm) akan dipakaiz = 42/4,5 = 9,33_b=6000/(3,14 x37,129 x 0,89 x 4,5 x 9,33)=1,46Harga di atas dapat diterima karena masing-masing lebih rendah dari 3,0(kg/mm)Bahan baut dan mur : baja liat dengan 0,22(%)C. Baut : M42. Mur : M42 ; tinggi mur = 42 (mm)28. Diagram aliran untuk merencanakan baut dan mur kait7.3 Ulir Dengan Beban BerulangDalam praktek, pengetahuan tentang tata cara perhitungan ulir yang dikenai beban dinamis atau beban berulang adalah sangat penting. Sebagai contoh pada kasus ini adalah baut yang dipakai untuk menjepit kepala silinder motor bakar torak dimana tekanan di dalam silinder selalu berubah-ubah antara harga nol dan maksimumnya.Misalkan dua buah plat seperti dalam gambar 7.20 dijepit oleh sebuah baut dengan gaya awal P (kg). Karena gaya tersebut, baut akan mengalami perpanjangan sebesar b (mm) dan plat akan mengalami pengurangan pada tebalnya sebesar p (mm) karena elastisitas. Perpanjangan dan penipisan tersebut berbanding lurus dengan gaya jepit yang bekerja. Jika konstanta pegas dari baut dan pelat berturut-turut dinyatakan sebagai dengan Cb (kg/mm) dan Cp (kg/mm), maka gaya jepit awal dapaty dinyatakan sebagaiP_0=C_b _b; P_0=C_(p ) _p (7.11)Gambar 7.20 Dua buah plat dijepit dengan baut dan murPersamaan tersebut dapat digambarkan seperti dalam gambar 7.21(a). Jika OSS digeser kekiri hingga PP dan SS berimpit, akan diperoleh Gambar 7.21(b). Besarnya konstanta pegas dari baut dan pelat juga dapat dinyatakan sebagai tangen sudut dan sebagai berikut :tan=P_0/ _b;tan= P_0/_p (7.12)Jika Eb (kg/mm) menyatakan modulus elastisitas baut, l (mm) panjang ekivalen baut, Ak (mm) diameter inti baut, lp (mm) tebal plat, dan H (mm) tinggi mur, makaE_b=(P_0 l)/(A_k _b )= C_b l/A_k ,C_b= (A_k E_b)/l (7.13)l = lp + H + tambahan (7.,14)Untuk baut dengan bagian yang tak berulir sepanjang L1 dan yang berulir L2 seperti dalam Gambar 7.22, maka1/C_b =1/E_b (l_1/A_d + l_2/A_k ) (7.15)A_d=(/4)d^2 , l_2= l_p+ (H/2) l_1 (7.16)Konstanta pegas dari plat, sangat sukar dihitung karena luasnya, kecuali untuk bentuk-bentuk tertentu. Dalam hal ini, beberapa rumus telah diajukan uuntuk menaksir Luas bagian plat yang terpengaruh oleh jepitan baut. Di sini hanya akan dipakai rumus Fritsche sbb.:A_p=/4 [(B+k l_p/2)^2- D^2] (7.17)DimanaB: adalah jarak antara dua sisi segi enam yangsejajar (dari mur atau kepala baut,(mm)D: adalah diameterv lubang baut, (mm)k : konstanta bahan yang bearnya antara 1/3-1/5Dengan demikian maka konstanta pegas dari plat dapat ditulis sebagaiC_p= A_(pE_p )/l_p = E_p/l_p ./4[(B+k l_p/2)^2-D^2] (7.18)Jika kemudian ada gaya luar yang mencoba saling memisahkan kedua plat tersebut dalam arah sumbu baut, maka gaya aksial pada baut bertambah sehingga lebih besar dari P. Misalkan gaya pemisah tersebut besarnya P_o(kg) dan bekerja pada bagian penampang pelat seperti dalam Gambar 7.23. Maka bagian yang diarsir dengan garis mendatar, yaitu luas (1 n)l_p, akan mengalami penambahan kompresi, sedangkaBagian penampang yang diarsir dengan garis tegak, yaitu luas nl_p, akan mengalami pengurangan kompresi. Akibatnya ialah bahwa plat akan cenderung untuk kembali kepada tebal semula. Harga n pada umumnya diambil sebesar 1, 3/4, atau .Misalkan dari gaya luar P, bagian P_b mengakibatkan perpanjangan baut sebesar _b1 dan penipisan plat sebesar _p1. Misalkan pula bahwa modulus elastisitas baut Eb sama dengan modulis elastisitas plat Ep. MakaC_p= P_b/_b1 , C_pc= P_b/_p1 = (A_p E_p)/(l_p (1-n))= C_p/(1-n)= _b1+_p1=P_b/C_b +(P_b (n-1))/C_p =P_b {1/C_b +((n-1))/C_p } (7.19)Penipisan bagian plat yang tebalnya nlp akan berkurang ekivalen dengan . Pengurangan kompresi pada bidang kontak antara kedua plat adalahC_(pe =) P_b/ = (A_p E_p)/nl_p = C_p/n (7.20)Hubungan ini digambarkan dalam Gambar 7.24, dimanatan = P_b/= C_b/(1+(C_b/C_(b ) )(1-n)) < C_b= tan (_.^.). C_p= tan (_.^.). > Gaya luar P = Pp + Pb digambarkan dengan garis tegak yang kedua ujungnya berada di garis titik-titik. Sekarang, jika digunakan notasiP_b/P= (7.21) = P_b/P = P_b/(P_(b )+ P_P )= _b1 C_b/(_b1 C_b+_b1 C_b C_p/n(1/C_b +(1-n)/C_p ))maka : = nC_b/(C_(p )+ C_b ) (7.22)Perbandingan antara gaya jepit awal Po dan Pp disebut faktor pelepasan L, yang dapat ditulis sebagaiL = P_o/P_p = P_o/(1 )P (7.23)Dalam tabel 7.5 diberikan harga L tersebut. Notasi 10K, 12K, 6G, dan 8G dalam tabel tersebut berhubungan dengan sistem pemagian kekuatan ulir atau kekuatan bahan menurut standar DIN. Sifat-sifat mekanisnya diberikan dalam tabel 7.6.Setiap distribusi gaya jepit harus dikoreksi dengan menggunakan faktor pengetatan a dari Tabel 7.7 sebagai berikut:P_o = aL(1 )P (7.24)Penambahan gaya jepit P_T karena adanya kenaikan temperatur pada waktu operasi, dapat ditambahkan. Dengan demikian maka gaya jepit maksimum adalahP_max= aL(1 )P+ P+ P_T (7.25)Dengan mempergunakan batas harga mulur y (kg/mm) dalam Tabel 7.6, perlu diperiksa apakah Pmax memenuhi persamaan berikut:P_max _.A_k (7.26)Selanjutnya, amplitudo tegangan baut _am (kg/mm) adalah_am= 1/2 P_b/A_k = /2.P/A_k (7.27)Besarnya amplitudo ini tidak boleh melebihi batas kelelahan ulir luar menurut Tabel 7.8Tekanan dudukan kepala baut atau mur dapat dihitung dengan rumusP_(s= P_max/((/4)(B^2- D^2))) (7.28)Dalam hal ini perlu diperiksa apakah harga tersebut tidak melebihi harga yang ada dalam Tabel 7.9.Jika diberikan beban dinamis dan statis aksial, beban statis dann dinamis radial atau lintang, atau gaya jepit awal, maka untuk menaksir diameter nominal baut yang sesuai (sebagai taksiran pertama), dapat dipergunakan Tabel 7.10.Contoh 7.2 Rencanakan sebuah baut dan mur nutuk beban luar berulang yang bervariasi antara 0 sampai 1500 (kg). Tebal benda yang akan dijepit adalah 60 (mm) dan terbuat dari baja SS. Pengetatn mur akan dilakukan dengan tangan .(Penyelesaian)Po = 0-1500 (kg)Misalkan bahan baut dari golongan 8G(SCr 2)._B = 80 (kg/mm), y = 64 (kg/mm), dan E = 2,1 X 10 (kg/mm)Ambil titik kerja gaya sebagai n = .Dari daftar diameter nominal, diambil beban aksial dinamis 1000 dan 1600 (kg); maka untuk golongan 8G diperoleh M10-M14. Sebagai kompromi diambil M12.l = 60 + 10 (tinggi mur) + 3 (tambahan) = 73 (mm)b = 30 (mm)l_1 = 73 30 = 43 (mm)l_2 = 60 43 = (10/2) = 22 (mm)A_d = (/4) x 122 = 113,4 (mm2)Ak = (/4) x (10,106)2 = 80,2 (mm) 2Konstanta pegas baut C_b1/C_b = 1/(2,1 x 10^4 ) [43/113,4+22/80,2]= 0,311 x 10^(-4)C_b = 3,22 x 10 (kg/mm)Konstanta pegas benda yang dijepit CpCp = (2,1 x 10^4)/60./4[(19 + 60/10 )^2 - 132] = 11,75 x 104 (kg/mm) = 3/4.3,22/(3,22+11,75) = 0,161l_b/d = 60/12 = 5,8G. Untuk permukaan kasar L = 1,6a = 1,4,L = 1,6Po = 1,4 x 1,6(1-0,161) x 1500 = 2819 (kg)P_max = 2819 + 0,161 x 1500 = 3061 (kg)_ A_k = 64 x 80,2 = 5133 (kg)5133 > 3061 (kg), baik_am = /2.P/A_k = 0,161/2 x 1500/80,2=1,5 (kg/mm)Ulir yang dirol, 8G, M10-16Batas kelelahan _(f )= 5 (kg/mm),1,5 (kg/mm) < 5 (kg/mm), baikDiambil : M12B = 19 (mm)P_s = 3061/((/4)(19^2-13^2))=20,3 (kg/mm)23. Dengan bahan di sekitar S35C, batas tekanan dudukan adalah 50 (kg/mm).24. Karena golongan 8G dapat mencapai harga di atas batas tersebut, maka 20,3(kg/mm) adalah cukup aman.25. Hasil : 8G, M12, B =19 (mm), dudukan kasar, ulir dirol.7.4 Hal Umum Tentang PegasMacam-macam Pegas Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis bahan yang dapat diterimanya, seperti diperlihatkan dalam Gambar 7.25 sebagai berikut:Pegas tekan atau kompresi.Pegas tarik.Pegas puntir.Menurut coraknya dapat dibedakan antara: (a, b, c) Pegas ulir.Pegas volutPegas daunPegas piringPegas cincin.Pegas dapat berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan seperti pada pegas kendaraan, sebagai penyimpan enersi seperti pada jam, untuk pengukur seperti pada timbangan, sebagai penegang atau penjepit, sebagai pembagi rata tekanan, dll.2) Bahan pegasPegas dapat dibuat dari berjenis-jenis bahan seperti diberikan dalam Tabel 7.11 menurut pemakaiannya. Bahan baja dengan penampang lingkaran adalahg yang paling banyak dipakai. Di sini akan dikemukakan 5 macam baja dan beberapa jenis logam bukan besi.Pegas untuk pemakaian umum dengan diameter kawat sampai 9,2 (mm) biasanya dibuat dari kawat tarik keras yang dibentuk dingin, atau kawat yang ditemper dengan minyak. Untuk diameter kawat yang lebih besar dari 9,2 9mm) dibuat dari batang rol yang dibentuk panas. Pada pegas yang terbuat dari kawat tarik keras, tidak dilakukan perlakuan panas setelah dibentuk menjadi pegas.Di antara kawat tarik keras yang bermutu paling tinggi adalah kawat untuk alat musik atau kawat piano (SWP). Kawat baja keras (SW) denagn mutu lebih rendah dari pada kawat musik dipakai untuk tegangan rendah atau beban statis. Harganya jauh lebih rendah dari pada kawat musik. Haerga-harga modulus geser bahan Kawat yang ditemper dalam minyak diberikan perlakuan panas pada waktu proses pembuatan kawat berlangsung untuk memperoleh sifat fisik yang ditentukan, atau digulung dalam keadaan lunak lalu diberi perlakuan panas. Pegas dari bahan macam ini agak mahal harganya.Baja yang paling umum dipakai untuk pegas yang dibentuk panas adalah baja pegas (SUP). Karena pembentukannya dilakukan pada temperatur tinggi, maka perlu diberi perlakuan panas setelah dibentuk.Baja tahan karat (SUS) dipakai untuk keadaan lingkungan yang korosiv. Terdapat dalam ukuran diameter kecil dan harganya sangat mahal.Perungguy fosfor (PBW) merupakan bahan yang anti magnit dan mempunyai daya konduksi listrik yang baik.Inconel dipakai untuk keadaan temperatur tinggi dan korosiv. Harganya beberapa kali lipat harga baja tahan karat. Harga modulus gesernya juga diberikan dalam tabel.7.5 Perencanaan Pegas Ulir Tata caraperencaan pegas biasa di berikan secara ringkas dalam diagram 30.Mula-mula harus di taksir besarnya bebab pegas. Keadan lain yang perlu diketahui berhubung dengan pemakaiannya adalah:berapa besar lendutran yang di iziznkanberapa energi yang akan diserapapakah kekerasan pegas akan dibuat tetap atau bertambah dengan besarnya bebanberap besar ruangan yang dapat disediakanbagai mana corak beban: berat, sedang, atau ringan, dengan kejuta atau tidak,DLL.Bagai mana lingkungan kerjanya: korosif, temperatur tinggi, Dll. Jenis dan baha pegas dapat dipilih atas dasar faktor-faktor diatas.Dengan menaksir suatu ukkuran kasar, besarnya tegangan dan lendutan diperiksa jika ternyata kekuatannya kurang atau berlebihan, maka perhitungan harusd di ulangi dengan mengambil ukuran lain yang diperkirakan akan mendekati ukuran yang sesuai.Beberapa pegas mempunyai lendutan yang besarnya sebanding denng beban, dan beberapa yang lain tidak. Disi akan dibahas pegas jenis yang pertama. Dalam hal ini jika (mm) adalah lendutan yang tejadi pada bebean Wl (kg) maka terdapat hubungan W =k., dimana k adalah konstanta pegas (kg/mm). Kekuatan pegas ditentukan oleh besarnya tegangan geser atau teganmgan lentur sedangkan kekakuannya di tentukan oleh medulus elstisitas (kg/mm) atau medulus gesernya G (kg/mm). Bila trikan atau kompresi bekerja pada pegas ulir, besarnya momen puntir T(kg.mm) adalh tetap untuk seluruhpenamp[ang kawat yang bejkerja untuk diameter lilita rata-rata ( diukur pada sumbu kawat) D (mm), besar momen punt5ir tersebut adalahT = (D/2) W1 (7.29)Jika diametr kwat adalah d (mm0, maka besarnya momen tahanan puntir kawwat adalahZp = (/16)d3dan tegangan gesernya (kg/mm) dapat dihitung dari=T/Z_p = 16/(d^3 ) x (dW_1)/2 =(8DW_1)/d^3 (7.30)Tegangan maksimum yang terjadi di permukaan dalam lilitan pegas ulir adalah=k (8DW_1)/(d^3 ) = k 8/ x ( D/d^ ) x W_1/d^2 (7.31)W_1=(d^3)/8KD (7.32)Jika dalam persamaan (7.31) digantidengan a, diameter kawat dan diameter lilitan rata-rata dsapat di tentukan. Diameter kawat B(mm) dapat dipilih dari tebel 7.13. Tabel 7.13 diameter standar dari kawt baja keras dan kawat musik. (mm)0,080,090,100,120,140,160,180,200,230,260,290,320,350,400,45 0,500,550,600,650,700,800,901,001,201,401,601,802,002,302,60 2,903,203,504,004,505,005,506,00*6,50*7,00*8,00*9,00*10,00K disebut faktor tegangan dari wahl, yang merup[akan fungsi indeks pegas c = D/d menurut pesamaanK = (4c-1)/(4c-4)+0,615/c (7.33)Atau dapat dicari dengna gambar 7.26. pada pegas ulir, harga D/d terletak antara 4-10.Pegs kompresi yang mempunyai pamjang lilitan H terlalu besar dibandingkan dengan diameter rata-ratanya D, dapat mengalami tekukan jika dibebani. Dalam hal demikian, untuk pemakaian umum, harga H/D harus dibatasi tidak lebih dari 4. Pegas ulir pekan juga harus mempunyai ujung ulir yang rata. Dan tegak lurus sumbu ulir sebagi bidang tempat duduknya. Karena itu, pegas ulir pekan selalu mempunyai bagian lilitan yang mati pada kedua ujungnya sebagai tempat duduk. Harga tegangan maksimum yang di izinkan untuk pegas ulir tekan diberikan dalam gambar 7.27, untuk beban statis.dalam perencanaan, besrnya tegangan harus diambil maksimal 80(%) dari harga dalam gamabr 7.27 untuk kerja rata-rata (sedang ) dan maksimal 65 (%) untuk kerja berat, untuk menghindari kekelahan bahan karena beban nerulang Keadan pembebanan keadaan kerja pada pegas dengn beban statis aytau beban yang dikenakan pelan-pelan untuk umur pegas sebesar seribu siklus, digolongka sebagai kerja ringan. Kerja berat adalah keadaan kerja dimana pegas dikenai baban dengan kejutan besar dan bervariasi serta hrus mempunyai umur 1.000.000 siklus atau lebih, untuk jangka sangat panjang seperti pada pegas katub pada motor bakar torak. Kerja rata-rata adlah kondisi seperti pada kerja berat, tetapi umurnya lebih pendek, yaitu antara 10.000-100.000 siklus seperti pada kopling dan rem.Jika putusnya suatu pegas dapat menimbulkan kecelakan atau kerusakan pada mesin, atau jika penggantiannya sangat memakan waktu, maka dalam perancanaan dapat dianggap sebagai Pegas kerja berat. Meskipun kerja sesungguhnya ringanAtas dasar hal-hal diatas, sebagai tengangan rencana diambil tegangan mulur geser dibagi dngan 1,5 untuk kerja ringan, dibagi dengan 1,9 ( = 1,5/0.8) untuk kerja rata-rata, dan dengan 2,3 (= 1,5/0,65) untuk kerja beratPegas ulir tarik di[pandang kurang aman dibndingkan dengan pegas yulir tekan,. Karena itu, tegangan yang di ziznkan pada pegas tarik diambil 20(%) lebih rendah dari pada pegas tekan.Telah dikemukakann diatas bahwa tidak selulruh lilitab pegas ulir bekerja secara aktiv karena ada sebagian lilitan , yaitu yang ada di ujung ujung pegas, berfungsi sebagai dudukan. Pada pegas tekan jika N menyatakan jumlah lilitan, dan n jumlah lilitan aktiv atau bekerja maka N = n+ (1,5-2). Jumlah lilitan aktiv harus sebesar 3 atau lebih.Sekarang jika beban dinyatakan dengan W1 (kg,diameter lilitan rata-rata dengan D(mm), diameter kawat dengan d (mm), modulus geser dengan G,maka lendutannya, (mm) adalah = (8nD^3 W_!)/(d^4 G) (7.34)dan konstanta pegas adalahK=Gd^4/(8nD^3 ) (7.5)Pegas yang mendapat beban dengan getaran besar sering patahbkarena ada cacat atau takik sedikdit pada permukaannya. Untuk mempertinggi ketahanannya terhadap kelelahan, permukaan kawat dapat diberi perlakuan denga metoda shot peening dimana kawat dihujani dengan tembakan bola-bola kecil. Dari baja dengan kecepatan tinggi. Pegas-pegas untuk roda otomobil dan katup motor bakartorak juga diberi perlakuan dekmikian.7.6 Pegas Ulir Dengan Beban BerulangPegas yang mendapat beban berulang berfrekuensi tinggi sweperti pada pegas katup, akan mengalamimgetaran dengan amplitudo yang besar jika frekuensi beban tersebut mendekati frekuensi pribadi pegas. Hal ini akan mengakibatkan patahnya pegas dalam waktu singkat. Untuk menghimndari hal ini, frekuensi priobadi tinggikat pertama dari pegas tidak boleh kurang dari 5,5 kali frekuensi pembebanan. (sebagai contoh, pada motor bakar 4-langkah, frekuensi pembebanan pegas katupnya adalah setengah bilangan putarannya.) frekuensi pribadi pegas ns (1/s) dapat dihitung dengan rumusn_1=a((k.g)/W_1 )=a 70d^ /(nD^2 ) (G/) (7.36)Dimanaa : konstanta yang besarnya = jika kedua ujung pegas tetap atu bebas, dan = jika satu ujung bebas dan ujung yang lain tetap.d : diameter kawat (mm).D : diameter lilitan rata-rata (mm)n : jumlah lillitan yang aktifG : modulus geser : untuk baja = 8.000 (kg/mm). : berat jenis pegas ; untuk baja = 7,85 x 10-6 (kg/mm).Dalam hal pegas katup, W1 harus dimabil cukup besar sehingga batang katup tidak sampai terlepas dari kamnya pada putaran tinggi .Dibawah ini akan diuraikan hal pegas kawat musik dan kawat baja yang bebas atau tetap pada kedua ujungnya. Dalam hal dimikaian dapat diambil a= , G = 8.400 (kg/mm) untuk kawat musik dan 8.000 (kg/mm). Untuk kawat baja biasa, dan = 7,85 x 10-6 (kg/mm). Maka frekuensi pribadi pegas, dalam jumlah putaran per menit adalahN_S=1/2 x (60 x 70 (8,5 x 10^3/(7,85 x 10^(-6) ))/ d/(nD^2 )= 2,19 x 107 d/(nD^2 ) (1/min), untuk kawat musik (7.37)Dan untuk kawat baja biasa dengan G = 8.000 (kg/mm)N_S= 2,13 x d/(nD^2 ), (7.38)Selanjutnya(W_1 N_S)/k=(d^2)/8KD (2,19 x )/ (7.39)Untuk kawat musik ; dan untuk kawat baja klasik,(7.40)Karena Wt/k = (lendutan, makaN3 = 8190 (7.41)Jika W (kg) adalah pertambahan beban pegas karena katup diangkat maksimum setinggi h 9mm), dan jika (kg/mm) adalah pertambahan tegangan gesernya maka W = k.hG = 8.400 (kg/mm)(7.43)G = 8.000 (kg/mm)(7.44)dari percobaan diperoleh hubunagn antara dan sebagai berikut : = 30 (/6)Jadi untuk tegangan geser yang diizinkan a, maka pertambahan yang diperoleh pada tegangan geser a adalaha = 30 (/6)Pada motor berputaran tinggi biasanya diperlukan 2 atau 3 pegas ulir yang dipasang secara konsentris untuk masing-masing katup, karena asatu pegas tidak cukup.Jika panjang pegas dinyatakan dengan Hf (mm), panjang terpasang dinyatakan dengan Hs (mm), beban awal terpasang dinyatakan dengan Wo (kg), dan lendutan awal terpasang dinyatakan dengan o (mm), makaHf Hs = o = Wo/kJika H (mm) adalah lendutan efektif (lendutan pada pembukaan katup maksimum), W1 (kg) adalah beban pada lendutan maksimum, dan H1 (mm) adalah tinggi pegas pada lendutan maksimum, maka(7.48-50)Jika pegas dimanpatkan hingga menjadi padat maka panjang pada p[egas Hc, untuk jumlah lilitan mati ( untuk dududkan) pada ujung-ujungnya sebanyak 1 atau1,5 lilitan, adalah(7.51)Jika jumlah lilitan mati adalah 1, mak kelonggaran kawat Cs (mm) untuk keadaan awal terpasang, dan Ct pada lendutan maksimum adalah(7.52)Untuk pegas katub disini dapat dapat diambil Cs = 1,0 2,0 (mm) dan C1 = 0,2-0,6 (mm), meskipun sebenarnya kelonggaran tersebut juga tergantung padsa besarnya diameter kawat dan diameter lilitan rata-rata.Pegas tekan pada dasarnya merupakan kolom yang sangat lunak. Jika pegas cukup ramping, mak akan mudah terjadi tekukan. Hal ini tidak akan terjadi jika panjang bebasnya tidak lebih dari 6x diameter lilitan rata-rata, dan lendutannya tidak lebih dari 40 (%) panjang bebasnya atau jika panjang bebasnya adalah 8x diameter lilitan rata-ratanya dan lendutannya tidak lebih dari 20 (%) panjang bebasnya.Pegas yang cenderung akan menglami tekukan, meskipun memenuhi persyaratan diatas, harus diberi batang atau pipa penjaga. Dalam hal demikian perlu diperhatikan keausan dan perubahan konstantapegas yang dapat terjadi.Temperatur yang tinggi atau rendah dapat memberi pengaruh yang merugikan pada pegas. Pada temp[eraturlebih rendah dari 46C dibawah 0, ada bahaya kegetasan pada baja. Dalam hal demikian beban tumpukan harus dihindari kecuali untuk pegas dari logam bukan besi. Temperatur kerja maksimum untuk baja pegas adalah 150C, asalkan tegangan yang diizinknan diambil dari 80 (%) dari harga pada temperatur ruangan. Untuk pegas inconel, temperatur kerja maksimumnya adalah 370C dengan kondisi seperti diatas, sedangkan unutuk pegas perunggu fospor adalah 75 C, dan untuk pegas baja tahan karat 260 C. Temperatur tinggi akan mengurangi modulus gesernya, sedangkan temperatur rendah akan memperbesarnya. Dalam perhitungannya perbedaan tersebut tidak perlu diperhatikan dalam contoh berikut ini, serta dalam diagram 31, akan diberikan tata cara oerencanaan pegas katup.Alat Pencegah Dan Peredam GetaranDisamping pegas logam, ada juga alat yang dipergunakan untuk mencegah dan meredam getaran. Ada beberapa jenis gabungan antara pegas logam dengan alat ini yang dapat meredam getaran dengan asangat baik, seperti diuraikan dibawah ini.Pegas karet (gambar 7.28) mempunyai sifat menyerap getaran dengan amplitude kecil karena elastisitasnya yang sangat besar. Pegas ini juga tidak cenderung untuk memperbesar getaran seperti pada pegas logam pada frekuensi pribadinya. Dengan dikembangkannya karet sintetis yang tahan minyak dan tahan panas serta kemajuan dalam teknik pengelasan karet pada permukaan logham, maka kini dapat dihasilkan karet pencegah getaranuntuk tumpuan mesin. Keret sangat baik untuk mencegah penerusan getaran dan bunyi dari sumbernya. Namun, karet mempunyai kelemahan karena menjadi lapuk dalam waktu yang relative pendek dibandingkan dengan logam, and kurang tahan terhadap minyak, asam, dan panas. Pegas udara (gambar.7.29) memanfaatkan sifat kompresibilitas udara yabg dikurung dalam suatu bellows. Pegas ini umumnya dip[akai pada kendarann karena dapab menyerap getaran kecil-kecil lebih baik daripada pegas logam. Keuntungannya yang lain adalah bahwa tinggi pegas dapat dibuat tetap meskipun bebannya berubah,dengan jalan mengatur tekanan udara didalam bellows. ( bellows atau ubuhan berdidmdimg tipis dan bergelombang seperti harmonica, sehingga mudah mengembang atau mengempis menurut tekanan yang ada disdalamnya). Meskipun sifatnya sangat baik. Pegas udara merupakan alat yang rumit dan hanya dibuat dalam ukuran yang relative besar.Peredam fluida umumnya berbentuk silinder dengan torak dan beris cairan yang umumnya berupa minyak. Silinder tersebut tertutup seluruhnya dan pagda torak terdapat lubang tembus sempit yang menghubungkan ruangan di kedua sisi torak tersebut. Jika torak bergerak, maka minyak akan berpindahmelalui lubang sempit tersebut dengan tahanan beasr, hingga gerakan torak akan terhambat. Semakin besar kecepatan torak ,semakin besar pula gaya yang menghambatnya. Dalam gambar 7.30 diperlihatkan suatu alat penggetar yang ditahan dengan pegas ulir dan peredam fluida. Peredam ini banyak dipakai, terutama pada kendaraan. Perlu dikemukakan pula bahwa peredam macam ini hanya dapat meredam gerakan, tetapi tak dapat menghentikannya tanpa pembatas lain.

Reservoir udaraKatup pengaturRuang udara pembantuUdara buanganBagian ekspansi berbentukBelowsroda

Comentar: Sahabat kucing mengatakan: Maret 31, 2010 pukul 7:02 pm Keadan pembebanan keadaan kerja pada pegas dengn beban statis aytau beban yang dikenakan pelan-pelan untuk umur pegas sebesar seribu siklus, digolongka sebagai kerja ringan. Kerja berat adalah keadaan kerja dimana pegas dikenai baban dengan kejutan besar dan bervariasi serta hrus mempunyai umur 1.000.000 siklus atau lebih, untuk jangka sangat panjang seperti pada pegas katub pada motor bakar torak. Kerja rata-rata adlah kondisi seperti pada kerja berat, tetapi umurnya lebih pendek, yaitu antara 10.000-100.000 siklus seperti pada kopling dan rem.Jika putusnya suatu pegas dapat menimbulkan kecelakan atau kerusakan pada mesin, atau jika penggantiannya sangat memakan waktu, maka dalam perancanaan dapat dianggap sebagai Pegas kerja berat. Meskipun kerja sesungguhnya ringanAtas dasar hal-hal diatas, sebagai tengangan rencana diambil tegangan mulur geser dibagi dngan 1,5 untuk kerja ringan, dibagi dengan 1,9 ( = 1,5/0.8) untuk kerja rata-rata, dan dengan 2,3 (= 1,5/0,65) untuk kerja beratPegas ulir tarik di[pandang kurang aman dibndingkan dengan pegas yulir tekan,. Karena itu, tegangan yang di ziznkan pada pegas tarik diambil 20(%) lebih rendah dari pada pegas tekan.Telah dikemukakann diatas bahwa tidak selulruh lilitab pegas ulir bekerja secara aktiv karena ada sebagian lilitan , yaitu yang ada di ujung ujung pegas, berfungsi sebagai dudukan. Pada pegas tekan jika N menyatakan jumlah lilitan, dan n jumlah lilitan aktiv atau bekerja maka N = n+ (1,5-2). Jumlah lilitan aktiv harus sebesar 3 atau lebih.Sekarang jika beban dinyatakan dengan W1 (kg,diameter lilitan rata-rata dengan D(mm), diameter kawat dengan d (mm), modulus geser dengan G,maka lendutannya, (mm) adalah = (8nD^3 W_!)/(d^4 G) (7.34)dan konstanta pegas adalahK=Gd^4/(8nD^3 ) (7.5)Pegas yang mendapat beban dengan getaran besar sering patahbkarena ada cacat atau takik sedikdit pada permukaannya. Untuk mempertinggi ketahanannya terhadap kelelahan, permukaan kawat dapat diberi perlakuan denga metoda shot peening dimana kawat dihujanidengan tembakan bola-bola kecil. Dari baja dengan kecepatan tinggi. Pegas-pegas untuk roda otomobil dan katup motor bakartorak juga diberi perlakuan dekmikian.7.6 Pegas Ulir Dengan Beban BerulangPegas yang mendapat beban berulang berfrekuensi tinggi sweperti pada pegas katup, akan mengalamimgetaran dengan amplitudo yang besar jika frekuensi beban tersebut mendekati frekuensi pribadi pegas. Hal ini akan mengakibatkan patahnya pegas dalam waktu singkat. Untuk menghimndari hal ini, frekuensi priobadi tinggikat pertama dari pegas tidak boleh kurang dari 5,5 kali frekuensi pembebanan. (sebagai contoh, pada motor bakar 4-langkah, frekuensi pembebanan pegas katupnya adalah setengah bilangan putarannya.) frekuensi pribadi pegas ns (1/s) dapat dihitung dengan rumusn_1=a((k.g)/W_1 )=a 70d^ /(nD^2 ) (G/) (7.36)Dimanaa : konstanta yang besarnya = jika kedua ujung pegas tetap atu bebas, dan = jika satu ujung bebas dan ujung yang lain tetap.d : diameter kawat (mm).D : diameter lilitan rata-rata (mm)n : jumlah lillitan yang aktifG : modulus geser : untuk baja = 8.000 (kg/mm). : berat jenis pegas ; untuk baja = 7,85 x 10-6 (kg/mm).Dalam hal pegas katup, W1 harus dimabil cukup besar sehingga batang katup tidak sampai terlepas dari kamnya pada putaran tinggi .Dibawah ini akan diuraikan hal pegas kawat musik dan kawat baja yang bebas atau tetap pada kedua ujungnya. Dalam hal dimikaian dapat diambil a= , G = 8.400 (kg/mm) untuk kawat musik dan 8.000 (kg/mm). Untuk kawat baja biasa, dan = 7,85 x 10-6 (kg/mm). Maka frekuensi pribadi pegas, dalam jumlah putaran per menit adalahN_S=1/2 x (60 x 70 (8,5 x 10^3/(7,85 x 10^(-6) ))/ d/(nD^2 )= 2,19 x 107 d/(nD^2 ) (1/min), untuk kawat musik (7.37)Dan untuk kawat baja biasa dengan G = 8.000 (kg/mm)N_S= 2,13 x d/(nD^2 ), (7.38)Selanjutnya(W_1 N_S)/k=(d^2)/8KD (2,19 x )/ (7.39)Untuk kawat musik ; dan untuk kawat baja klasik,(7.40)Karena Wt/k = (lendutan, makaN3 = 8190 (7.41)Jika W (kg) adalah pertambahan beban pegas karena katup diangkat maksimum setinggi h 9mm), dan jika (kg/mm) adalah pertambahan tegangan gesernya maka W = k.hG = 8.400 (kg/mm)(7.43)G = 8.000 (kg/mm)(7.44)dari percobaan diperoleh hubunagn antara dan sebagai berikut : = 30 (/6)Jadi untuk tegangan geser yang diizinkan a, maka pertambahan yang diperoleh pada tegangan geser a adalaha = 30 (/6)Pada motor berputaran tinggi biasanya diperlukan 2 atau 3 pegas ulir yang dipasang secara konsentris untuk masing-masing katup, karena asatu pegas tidak cukup.Jika panjang pegas dinyatakan dengan Hf (mm), panjang terpasang dinyatakan dengan Hs (mm), beban awal terpasang dinyatakan dengan Wo (kg), dan lendutan awal terpasang dinyatakan dengan o (mm), makaHf Hs = o = Wo/kJika H (mm) adalah lendutan efektif (lendutan pada pembukaan katup maksimum), W1 (kg) adalah beban pada lendutan maksimum, dan H1 (mm) adalah tinggi pegas pada lendutan maksimum, maka(7.48-50)Jika pegas dimanpatkan hingga menjadi padat maka panjang pada p[egas Hc, untuk jumlah lilitan mati ( untuk dududkan) pada ujung-ujungnya sebanyak 1 atau1,5 lilitan, adalah(7.51)Jika jumlah lilitan mati adalah 1, mak kelonggaran kawat Cs (mm) untuk keadaan awal terpasang, dan Ct pada lendutan maksimum adalah(7.52)Untuk pegas katub disini dapat dapat diambil Cs = 1,0 2,0 (mm) dan C1 = 0,2-0,6 (mm), meskipun sebenarnya kelonggaran tersebut juga tergantung padsa besarnya diameter kawat dan diameter lilitan rata-rata.Pegas tekan pada dasarnya merupakan kolom yang sangat lunak. Jika pegas cukup ramping, mak akan mudah terjadi tekukan. Hal ini tidak akan terjadi jika panjang bebasnya tidak lebih dari 6x diameter lilitan rata-rata, dan lendutannya tidak lebih dari 40 (%) panjang bebasnya atau jika panjang bebasnya adalah 8x diameter lilitan rata-ratanya dan lendutannya tidak lebih dari 20 (%) panjang bebasnya.Pegas yang cenderung akan menglami tekukan, meskipun memenuhi persyaratan diatas, harus diberi batang atau pipa penjaga. Dalam hal demikian perlu diperhatikan keausan dan perubahan konstantapegas yang dapat terjadi.Temperatur yang tinggi atau rendah dapat memberi pengaruh yang merugikan pada pegas. Pada temp[eraturlebih rendah dari 46C dibawah 0, ada bahaya kegetasan pada baja. Dalam hal demikian beban tumpukan harus dihindari kecuali untuk pegas dari logam bukan besi. Temperatur kerja maksimum untuk baja pegas adalah 150C, asalkan tegangan yang diizinknan diambil dari 80 (%) dari harga pada temperatur ruangan. Untuk pegas inconel, temperatur kerja maksimumnya adalah 370C dengan kondisi seperti diatas, sedangkan unutuk pegas perunggu fospor adalah 75 C, dan untuk pegas baja tahan karat 260 C. Temperatur tinggi akan mengurangi modulus gesernya, sedangkan temperatur rendah akan memperbesarnya. Dalam perhitungannya perbedaan tersebut tidak perlu diperhatikan dalam contoh berikut ini, serta dalam diagram 31, akan diberikan tata cara oerencanaan pegas katup.

PEMBUATAN ULIR

Pengertian ulirUlir adalah garis alur/profil melingkar (melilit pada selinder yang mempunyai sudut kisaratau uliran tetap)Macam-macam ulir Dilihat dari bentuk profil alur: Ulir segi tiga Ulir segi empat Ulir trpesium Ulir buttress Ulir bulat Di lihat dari banyaknya jalan uliran: Ulir tunggal: dalam satu silinder hanya terdapat satu uliran yang melingkar. Ulir ganda/majemuk: dalm satu silinder terdapat dua atau lebih ulir yang melingkar secara bersama-sama. Di lihat dari arah gerak ulir: Ulir kanan: arah dari putaran searah dari jarum jam Ulir kiri: ulir yang belawana dengan arah jarum jam Di lihat dari cara pengerjaan: Ulir yang di kerjakan dengan mesin Ulir yang di kerjakan dengan tangan (senai dan tap)

Ulir segi tigaUlir segi tiga memiliki standard yaitu:

Setengah withworth (ISO INCHI)

Ulir with worth memiliki sudut puncak sebesar 55^oCara penulisan : W (inchi) ^gang /_inchi (gang / 1)Contoh: W 12 12 ARTINYA: ulir with worth dengan diameter luar 12 inchi dan setiap satu inchinya terdapat 12 gang. Standar metris (ISO METRIS)

Ulir metris mempunyai sudut puncak 60^oCar penulisan: M (mm) kisar (jarak puncak ulir)Contoh: M 121,75 ARTINYA: ulir metris dengandiaameter terluar 12 mm dengan jarak kisar 1,75 mm. Standard amerikaUlir standard amerika mempunyai sudut puncak60^oCara penulisa: (inchi)X^gang /_1Langkah-langkah proses bubut ulir dengan menggunakan mesin convensional: Majukan pahat pada diameter luar ulir. Setting ukuran pada handle ukuran eretan atas menjadi 0 mm Tarik pahat keluar benda kerja (ke kanan), sehingga pahat si luar benda kerja dengan jark bebas sekitar 10 mm di sebelah kanan benda kerja. Atur ukuran kisar menurut table kisar yang ada di mesin bubut, geser handle gerakan otomatis ke posisi pembuatan ulir. Gerakan eretan melintang hingga pahat masuk dengan kedalaman potong 0,1 mm Putar sepindle mesin (kecepatan potongan paling rendah )sampai panjang ulir yang di buat terdapat goresan pahat, kemudian hentikan mesin dan tarik pahat ke luar. Periksa kisar ulir yang di buat dengan menggunakan caliber ulir(secrew pitch gage) apabila sudah sesuai maka proses pembuatan ulir di lanjutkan. Kalau kisar belum sesuai periksa handle pengaturan kisar pada mesin bubut.

Gerakan pahat mudur dengan cara memutar spinder arah ke balikan (tetap dalam keadaan posisi otomatis) hentikan setelah pahat di depan benda kerja. Majukan pahat untuk kedalam potongan berikutnya dengan memajukan eretan ataas. Lanjutkan langkah di atas sampai kedalaman ulir maaksimal tercapai. Pada kedalaman ulir maksimal proses penyayatan perlu dilakukan berulang-ulang agar beram yang tersisa terpotong semuanya. Ulir segi empatPembuatan ulir segi empat hamper sama dengan pembuatan ulir segi tiga yang membedakan hanya bentuk pahat yang di gunakan.Pahat ullir segi empat harus di gerinda dengan tepat sesuai dengan alur-allur yang akan di potong dengan sudut kebebasannya.

Ukuran lebar pahatnya adalah 12 gang + 0,05 mmSudut-sudut kebebasannya dapat di hitung sebagai berikut:tg = pitch/kel = p/Dsupaya bebas, pahat harus di beeri kelonggaraan 1^o sampai 5^o Ullir trapesium bentuk ulir trapezium di tetapkan di dalam standard-staandard ulir (ONORM M 1540, M 1541, M 1542)

Ulir trapezium memiliki sudut bidang sisi 30^oCara penulisan: Tr (mm) kisar (jarak puncak ulir)Contoh: Tr 245, ARTINYA: sebuah ulir trapeasium dengan diameter terluar 24 mm dan kisar 5 mmAda dua macam ulir trapezium yaitu: Standard amerikaDengan sudut puncak ulir 29^o P = picthF = puncak ulirC = alas = (0,3707.P) 0,0052H = kedalaman ulir= 0,5.p + a (untuk ulir kisaran 10 gang atau lebih per inchi)= 0,5.p + 0,005 unutk ulir halus) Standard metricDengan sudut puncak ulir 30^oP = pitchh = kedalaman ulir= 0,5.p + a (untuk ulir luar)= 0,5.p + 2a b (untuk ulir dalam)*a dan b adalah kelonggaran. Untuk 10 20 mm, a = 0,25 dan b = 0,5 mm untuk diameter 22 110 mm, a = 0,25 mm dan b 0,75 mm.

Langkah-langkah pembuatan ulir trapesium : Benda kerja di sayat dengan pahat ulir sigi tiga hingga kedalaman h. Pahat segi tiga dig anti dengan pahat trapezium dan di sayat hingga terbentuk ulir trapezium.