PERANCANGAN BAUT

TUGAS ELEMEN MESIN I

PERENCANAAN BAUT

OLEH :

S I L W A N U S

D211 03 105

Jurusan MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2007

Tugas Elemen Mesin I S I L W A N U SD211 03 105

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala

rahmat dan karunia-Nya sehingga Tugas Elemen Mesin I ini dapat terselesaikan

walaupun masih jauh dari kesempurnaan.

Dalam Tugas Elemen Mesin I ini, penulis mencoba merencanakan baut dari

suatu konstruksi yang telah ditentukan. Dalam merencanakan baut ini, penulis

mengambil literatur dari berbagai buku-buku mesin dan masukan dari teman-teman

serta dosen.

Penulis hendak mengucapkan banyak terima kasih kepada Bpk. Ir. H.

Nasruddin Aziz selaku dosen pembimbing tugas dalam perencanaan ini, yang telah

banyak membimbing dalam penyusunan tugas ini. Serta kepada rekan-rekan

mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Unhas. Akhir kata penulis mengharapkan adanya

sumbang saran yang dapat beramanfaat bagi penulis untuk memperbaiki isi

perencanaan ini.

Makassar, 15 Mei 2007

Penulis

S I L W A N U SD211 03 105

Perencanaan Baut i


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................... i

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN

A. Maksud dan Tujuan Tugas ................................................................ 1

B. Soal Perencanaan .............................................................................. 1

C. Batasan Masalah ............................................................................... 1

BAB II TEORI DASAR

A. Pengertian Baut, Mur dan Ulir .......................................................... 2

B. Klasifikasi Ulir .................................................................................. 5

C. Klasifikasi Baut dan Mur .................................................................. 10

D. Pembuatan Baut dan Mur ................................................................. 12

E. Jenis-jenis Sambungan Yang Menggunakan Baut ............................ 13

F. Pemilihan Baut dan Mur ................................................................... 13

BAB III PERHITUNGAN SAMBUNGAN BAUT

A. Perhitungan Pada Konstruksi ........................................................... 21

B. Perencanaan Baut .............................................................................. 23

C. Perencanaan Mur .............................................................................. 23

D. Pemeriksaan Kekuatan Pada Baut dan Ulir ...................................... 25

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ....................................................................................... 26

B. Saran ................................................................................................. 26

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 27

Perencanaan Baut ii


BAB I

PENDAHULUAN

Tugas Elemen Mesin I adalah tugas awal bagi seorang mahasiswa teknik

mesin untuk membuat suatu rancangan sederhana yang merupakan aplikasi dari mata

kuliah-mata kuliah yang telah didapatkan sebelumnya. Sehingga mahasiswa nantinya

akan mengetahui bagaimana aplikasi dari teori-teori yang selama ini mahasiswa

dapatkan.

A. Maksud dan Tujuan Tugas

Adapun maksud dari Tugas Elemen Mesin I ini adalah untuk menggunakan teori-

teori yang didapatkan pada bangku kuliah dalam perancangan suatu konstruksi

sederhana, dan juga untuk memenuhi salah satu persyaratan kurikulum akademik

Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin.

Adapun tujuan Tugas Elemen Mesin I ini adalah :

1. Agar mahasiswa dapat menggunakan teori-teori yang selama ini didapatkan di

perkuliahan dalam suatu perancangan sederhana.

2. Melatih mahasiswa agar terbiasa dengan tugas-tugas perancangan, dan

menjadi dasar tugas-tugas berikutnya.

3. Agar mahasiswa mengetahui tata cara penyusunan sebuah laporan tugas

perencanaan.

B. Soal Perencanaan

Dalam tugas ini soal yang diberikan adalah merencanakan sambungan keling dan

baut pada plat lantai dermaga untuk suatu konstruksi yang telah ditentukan.

C. Batasan Masalah

Dalam merencanakan konstruksi tersebut, massa dari bahan konstruksi tersebut

diabaikan dan hanya dipengaruhi oleh gaya vertikal pada ujung konstruksi.

Sambungan yang digunakan adalah sambungan baut dan keling.

Perencanaan Baut 1


BAB II

TEORI DASAR

Beberapa jenis sambungan yang biasa digunakan dalam suatu konstruksi

baja antara lain :

1. Baut (Bolt), yang terbagi atas dua yaitu baut ber kekuatan tinggi (HSS) dan

baut hitam.

2. Paku keling ( Rivet )

3. Las ( Welding )

Dari ketiga sambungan diatas maka las merupakan sambungan yang

paling kaku setelah itu paku keling kemudian baut. Selanjutnya pada bab ini

hanya akan dijelaskan masalah sambungan baut.

A. Pengertian Baut, Mur dan Ulir

Ulir sekrup digunakan sebagai sarana prnyambung yang dapat dilepas.

Ulir sekrup merupakan sebuah ulir luar pada sebuah batang bulat / tangkai. Jika

tangkai tersebut diberi bagian yang tebal, maka disebut baut sekrup atau biasa

disingkat baut.

Bagian yang tebal disebut kepala baut, yang biasanya berbentuk segi

empat atau segi enam, sehingga baut tersebut dapat dikencangkan dari luar.

Pasangan sebuah baut atau sekrup adalah perkakas berulir dalam yang

disebut mur. Seringkali ulir dalam ini dibuat pada salah satu mur dari kedua

bagian yang dijepit oleh sambungan baut. Dalam hal ini, bagian tersebut berfungsi

sebagai mur.

Gerakan mur terhadap baut dapat dianggap terdiri dari gerak putar dan

gerak lurus.

Bentuk ulir yang terkenal adalah bentuk segitiga (ulir ISO), siku-siku,

trapesium, dan ulir bulat.

Perencanaan Baut 2


Profil ulir dengan kombinasi garis tengah dan kisar merupakan sistem ulir

baut. Selama perkembangannya, muncul sejumlah besar sistem ulir yang berbeda-

beda. Dengan normalisasi, diusahakan untuk secara internasional membatasi

perbedaan dalam sistem ulir baut dan dalam kerangka sistem itu, membatasi

kombinasi kisar dan kombinasi garis tengahnya.

Untuk ulir segitiga, yang pada umumnya dipergunakan untuk pengikatan,

secara internasional telah tercapai suatu persetujuan tentang profil ulir baut yang

sesuai untuk dipakai secara umum. Profil ulir ISO ini mempunyai profil basis

yang berbentuksegitiga sama sisi, berarti dengan sudut puncak 60, dengan alas

yang sama.

Dengan adanya perbedaan antara sistem ukuran di negara-negara yang

menggunakan milimeter, dan yang menggunakan inchi, garis tengah ulir

ditunjukkan dalam pecahan ukuran inchi dan kisar dalam banyaknya ulir setiap

inchi.

Ulir dapat juga dipergunakan untuk memindahkan gerak berputar menjadi

gerak lurus, atau agak jarang gerak lurus menjadi gerak putar (bor-kotrek). Ulir

seperti ini disebut ulir sekrup daya. Yang penting dalam hal ini adalah gesekan

yang harus sekecil mungkin., berlawanan dengan ulir pengerat dimana gesekan

besar diperlukan agar tidak terlepas.

Perencanaan Baut 3


Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga

digulung pada sebuah silinder, seperti diperlihatkan dalam Gambar 1. Dalam

pemakaian, ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam,

seperti pada Gambar 2. Ulir pengikat pada umumnya mempunyai profil

penampang berbentuk segi tiga sama kaki. Jarak antara satu puncak dengan

puncak berikutnya dari profil ulir disebut jarak bagi.

Ulir disebut tunggal atau satu jalan bila hanya ada satu jalur yang melilit

silinder, dan disebut dua atau tiga jalan bila ada dua atau tiga jalur (Gambar 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

ulir ganda dan tripel, besarnya kisar berturut-turut sama dengan dua kali dan tiga

kali jarak baginya.

Ulir juga dapat

berupa ulir kanan dan

ulir kiri, di mana ulir

kanan akan bergerak

maju bila diputar

searah jarum jam, dan

ulir kiri akan maju

bila diputar

berlawanan dengan

arah jarum jam,

seperti diperlihatkan

dalam Gambar 4.

Umumnya ulir kanan

lebih banyak dipakai.

Perencanaan Baut 4


B. Klasifikasi Ulir

Penggolongan ulir menurut jenis, kelas, dan bahannya akan diuraikan

seperti di bawah ini:

1. Jenis ulir

Ulir digolongkan menurut bentuk profil penampangnya sebagai berikut:

ulir segitiga, persegi, trapesium, gigi gergaji, dan bulat. Bentuk persegi,

trapesium dan gigi gergaji pada umumnya dipakai untuk penggerak atau

penerus gaya, sedangkan ulir bulat dipakai untuk menghindari kemacetan

karena kotoran. Tetapi bentuk yang paling banyak dipakai adalah ulir segitiga.

Ulir segitiga diklasifikasikan lagi menurut jarak baginya dalam ukuran metris

dan inch, dan menurut ulir kasar dan ulir lembut sebagai berikut:

a. Seri ulir kasar metris (Tabel 1)

b. Seri ulir kasar UNC (Tabel 2)

c. Seri ulir lembut metris

d. Seri ulir lembut UNF

e. Seri ulir lembut lebih UNEF

Seri ulir kasar dipakai

untuk keperluan umum,

seperti baut dan mur. Seri ulir

lembut mempunyai jarak bagi

yang kecil dan dipergunakan

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 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 halus yang dipakai untuk

mengikat dan ulir kerucut atau tirus untuk sambungan yang harus rapat. Ulir

ini mempunyai jarak bagi yang tinggi dan lebih kecil dari pada ulir kasar.

Perencanaan Baut 5


Perencanaan Baut 6


Perencanaan Baut 7


Perencanaan Baut 8


Perencanaan Baut 9


2. Kelas ulir

Ukuran ulir luar dinyatakan dengan diameter luar, diameter efektif

(diameter dimana tebal profil dan tebal alur dalam arah sumbu adalah sama)

dandiameter inti. Untuk ulir dalam, ukuran tersebut dinyatakan dengan

diameter efektif, ukuran pembatas yang diizinkan dan toleransi.

Atas dasar besarnya toleransi, ditetapkan kelas ketelitian untuk ulir luar:

Untuk ulir metris: Kelas 1, 2 dan 3

Untuk ulir UNC, UNF, UNEF: Kelas 3A, 2A dan 1A untuk ulir luar

Kelas 3B, 2B dan 1B untuk ulir dalam

Perlu diterangkan bahwa ketelitian tertinggi dalam standar JIS adalah

kelas 1 dan dalam standar Amerika adalah kelas 3A dan 3B.

Patokan yang diakai untuk pemilihan kelas adalah sebagai berikut:

Kelas teliti (kelas 1 dalam JIS) untuk ulir teliti.

Kelas sedang (kelas 2 dalam JIS) untuk pemakaian umum.

Kelas kasar (kelas 3 dalam JIS) untuk ulir yang sukar dikerjakan,

misalnya ulir dalam dari lubang yang panjang.

3. Bahan ulir

Penggolongan ulir menurut kekuatannya distandarkan dalam JIS seperti

terlihat dalam Tabel 3.Arti dari bilangan kekuatan untuk baut dalam tabel

tersebut adalah sebagai berikut: Angka di sebelah kiri tanda titik adalah 1/10

harga minimum kekuatan tarik a (kg/mm2), dan di sebelah kanan titik adalah

1/10 (y/a). Untuk mur, bilangan yang bersangkutan menyatakan 1/10

tegangan beban jaminan.

C. Klasifikasi Baut dan Mur

Baut digolongkan menurut bentuk kepalanya, yaitu segienam, soket

segienam, dan kepala persegi. Baut dan mur dapat dibagi sebagai berikut: baut

penjepit, baut untuk pemakaian khusus dan mur seperti diuraikan di bawah ini.

a. Baut penjepit (Gambar 6), dapat berbentuk:

- Baut tembus, untuk menjepit dua bagian melalui lubang tembus,

dimana jepitan diketatkan dengan sebuah mur.

- Baut tap, untuk menjepit dua bagian, dimana jepitan diketatkan dengan

ulir yang ditapkan pada salah satu bagian.

Perencanaan Baut 10


- 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.

b. Baut untuk

pemakaian khusus (Gambar 7) dapat berupa:

- Baut pondasi, untuk memasang mesin atau bangunan pada pondasinya.

Baut ditanam pada pondasi beton, dan jepitan pada bagian mesin atau

bangunan diketatkan dengan mur.

- Baut penahan, untuk menahan dua bagian dalam jarak tetap.

- Baut mata atau baut kait, dipasang pada badan mesin sebagai kaitan

untuk alat pengangkat.

- Baut T, untuk mengikat benda kerja atau alat pada meja atau dasar

yang mempunyai alur T, sehingga letaknya dapat diatur.

- Baut kereta, banyak dipakai pada badan kendaraan. Bagian persegi di

bawah kepala dimasukkan ke dalam lubang persegi yang pas sehingga

baut tidak ikut berputar pada waktu mur diketatkan atau dilepaskan.

- Di samping baut khusus yang telah disebut di atas masih banyak jenis

yang lain. Tetapi di sini tidak akan dikemukakan semuanya.

Perencanaan Baut 11


c. Mur (Gambar 10).

Pada umumnya mur mempunyai bentuk segi enam. Tetapi untuk

pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang bermacam-

macam seperti mur bulat, mur flens, mur tutup, mur mahkota dan mur kuping.

Di Indonesia baut yang sering digunakan adalah jenis baut hitam

sedangkan di luar negeri jenis baut HSS yang sering digunakan.

1. Baut berkekuatan tinggi

Baut yang banyak digunakan adalah baut A325 dan A490. Kepala baut

berbentuk segi enam. Baut ini dibedakan atas 3 type

Type 1 : Baut baja karbon sedang

Type 2 : Baut baja karbon rendah

Type 3 : Baut baja tahan karat

2. Baut Hitam

Dibuat dari baja kabon rendah memenuhi standart ASTM 307. Dipakai pada

struktur ringan seperti rangka batang yang kecil, rusuk dinding.

Baut hitam dibagi atas dua jenis yaitu :

a. Baut yang tidak diulir penuh

Ulir tidak ada pada bidaang geser

b. Baut diulir penuh

Ulir baut ada pada bidang geser

D. Pembuatan Baut dan Mur

Perencanaan Baut 12


Bahan pembuatan baut dan mur berkaitan dengan sifat mekanik baja dan

pemberian tanda pada alat pengikat tersebut. Dewasa ini baut dan mur

kebanyakan dibuat dengan cara press dingin atau press panas. Ulir biasanya dirol

dan seringkali baut mengalami perlakuan permukaan untuk mencegah karat. Yang

paling umum adalah dengan cara memfosfatkan baut dan mur, karena itulah

warnanya menjadi hitam.

Dipasaran bebas dapat juga dijumpai baut yang permukaanya dilapis seng,

kadmium atau khrom. Pengolahan tak bersudip memberikan sifat baut dan mur

yang lebih baik jika dipress, dibandingkan jika dibubut. Karena pembubutan

batang utuh tidak saja menimbulkan banyak kerugian bahan, melainkan dengan

membubut juga memotong serat sejajar yang searah dengan arah gilasan batang,

hal ini merupakan pengaruh yang buruk pada kepala dan tangkai.

E. Jenis-jenis Sambungan Yang Menggunakan Baut

1. Lap Joint (Sambungan Overlap)

Pada keadaan ini baut memikul 1 irisan. Gaya yang bekerja pada baut adalah

tegak lurus sumbunya menimbulkan tegangan geser.

2. Butt Joint

Baut bekerja 2 irisan. Gaya yang bekerja pada baut adalah tegak lurus

sumbunya menimbulkan tegangan geser dan sejajar sumbunya yang

menimbulkan tegangan tarik.

3. Baut yang dibebani sejajar sumbu

Gaya yang bekerja pada baut adalah sejajar sumbunya yang menimbulkan

tegangan tarik.

F. Pemilihan Baut dan Mur

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting. Untuk

mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur

sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran

Perencanaan Baut 13


yang sesuai. Dalam Gambar 11. diperlihatkan macam-macam kerusakan yang

dapat terjadi pada baut.

Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor harus

diperhatikan seperti sifat gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan

bahan, kelas ketelitian, dll.

Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dapat berupa:

1. Beban statis aksial murni

2. Beban aksial bersama dengan beban puntir

3. Beban geser

4. Beban tumbukan aksial

Pertama-tama akan ditinjau kasus dengan pembebanan aksial murni.

Dalam hal ini, persamaan yang berlaku adalah:

σ t=WA

= W

( π / 4 ) d12

............................................................... (1)

di mana W (kg) adalah beban tarik aksial pada baut, t adalah tegangan

tarik yang terjadi di bagian yang berulir ada 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 (kg/mm2) adalah tegangan yang

diizinkan, maka:

σ t=W

( π / 4 ) (0,8 d )2≤σ a

.................................................... (2)

Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh

d≥√ 4 Wπσa×0 , 64

atau d≥√ 2 Wσ a ..................................... (3)

Perencanaan Baut 14


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 – 0,3 (%), tegangan

yang diizinkan a umumnya adalah sebesar 6 (kg/mm2) jika difinis tinggi, dan 4,8

(kg/mm2) jika difinis biasa.

Dalam hal mur, jika tinggi profil yang bekerja menahan gaya adalah h

(mm) seperti dalam Gambar 12, jumlah lilitan ulir adalah z, diameter efektif ulir

d2, dan gaya tarik pada baut W (kg), maka besarnya tekanan kontak pada

permukaan ulir q (kg/mm2) adalah

q= Wπd2hz

≤qa .................................................................... (4)

di mana qa adalah

tekanan kontak yang diizinkan, dan besarnya tergantung pada kelas ketelitian dan

kekerasan permukaan ulir seperti diberikan dalam Tabel 4. Jika persyaratan dalam

persamaan (4) tersebut dipenuhi, maka ulir tidak akan menjadi lumur atau dol.

Ulir yang baik mempunyai harga h paling sedikit 75 (%) dari kedalaman ulir

penuh; ulir biasa mempunyai h sekitar 50 (%) dari kedalaman penuhnya.

Jumlah ulir z dan tinggi mur H (mm) dapat dihitung dari persamaan:

z ≥ W/(d2hqa) ...................................................................... (5)

H = zp, p = jarak bagi ........................................................ (6)

Menurut standar: H = (0,8 – 1,0) d ...................................... (7)

Perencanaan Baut 15


Dalam Gambar 13 diperlihatkan bahwa gaya W juga akan menimbulkan

tegangan geser pada luas bidang silinder (d1.k.p.z) di mana k.p adalah tebal akar

ulir luar. Besar tegangan geser ini, τb (kg/mm2) adalah:

τ b=W

πd1kpz ......................................................................... (8)

Jika tebal akar ulir pada mur dinyatakan dengan j.p, maka tegangan

gesernya adalah:

τ n=W

π Djpz ........................................................................... (9)

Perencanaan Baut 16


Untuk ulir metris dapat diambil k ≈ 0,84 dan j ≈ 0,75. Untuk pembebanan pada

seluruh ulir yang dianggap merata, τb dan τn harus leih kecil dari pada harga yang

diizinkan τa.

Perencanaan Baut 17


Bila 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 ditambahkan W/3 pada gaya aksial tersebut sebagai pengaruh

tambahan dari momen puntir. Cara ini merupakan perhitungan kasar, dan dipakai

bila perhitungan yang lebih teliti dianggap tidak diperlukan.

Bila terdapat gaya geser murni W (kg), tegangan geser yang terjadi masih

dapat diterima selama tidak melebihi harga yang diizinkan. Jadi (W/(/4)d2) ≤ τa,

untuk satu penampang yang mendapat beban geser. Seperti telah diuraikan di

muka, tegangan geser yang diizinkan diambil sebesar τa = (0,5 – 0,75) a, di mana

a adalah tegangan tarik yang diizinkan. Perlu diperhatikan bahwa tegangan geser

harus ditahan oleh bagian badan baut yang tidak berulir, sehingga gaya geser yang

ada dibagi oleh luas penampang yang berdiameter d.

Baut yang mendapat beban tumbukan dapat putus karena adanya

konsentrasi tegangan pada bagian akar profil ulir. Dengan demikian diameter inti

baut harus diambil cukup besar untuk mempertinggi faktor keamanannya. Baut

khusus untuk menahan tumbukan biasanya dibuat panjang, dan bagian yang tidak

berulir dibuat dengan diameter lebih kecil daripada diameter intinya, atau diberi

lubang pada sumbunya sepanjang bagian yang tak berulir, seperti dalam Gambar 14.

Panjang l dari baut tap atau baut benam yang disekrupkan ke dalam

lubang ulir, tergantung bahan lubang ulir tersebut sebagai berikut: untuk baja atau

perunggu l = d, untuk besi cor l = 1,3 d, untuk logam lunak l = (1,8 – 2,0) d.

Kedalaman lubang ulir harus sama dengan l ditambah 2 – 10 (mm).

Perencanaan Baut 18


Permukaan di mana kepala baut atau mur akan duduk, 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 menahan gaya adalah lingkaran yang diameter luarnya sama

dengan jarak dua sisi sejajar dari segienam B (mm), dan diameter dalamnya sama

dengan diameter-diameter luar baut d (mm). Jika beban aksial baut adalah W (kg),

maka besarnya tekanan permukaan dudukan adalah:

q= W

(π /4 ) ( B2−d2 )≤qsa

...................................................... (10)

di mana qsa adalah tekanan permukaan yang diizinkan seperti dalam Tabel 4.

Baut atau mur dapat menjadi kendor atau lepas karena getaran. Untuk

mengatasi hal ini perlu dipakai penjamin. Di bawah ini diberikan beberapa contoh

yang umum dipakai.

1. Cincin penjamin (Gambar 15) yang dapat berbentuk cincin pegas, cincin

bergigi luar, cincin cekam dan cincin berlidah.

2. Mur penjamin (Gambar 16) yang menggunakan dua buah mur, yang

bentuknya dapat bermacam-macam. Dalam Gambar (16a), mur A akan

mencegah mur B menjadi kendor.

3. Pena penjamin, sekrup mesin, atau sekrup penetap (Gambar 17).

4. Macam-macam penjamin lain (Gambar 18) seperti dengan cincin nilon yang

disisipkan pada ujung mur untuk memperbesar gesekan dengan baut,

menipiskan dan membelah ujung mur yang berfungsi sebagai penjepit baut, dll.

Perencanaan Baut 19


Perencanaan Baut 20

P = 650 kg

1 m

3 m


BAB III

PERHITUNGAN SAMBUNGAN BAUT

Gambar Perencanaan

Perencanaan Baut 21

MA

FAy

FAx

P = 650 kg3 m

1 m

A

B C P=650 kg x 9,8 m/s2=6370 N=6,37 kN


A. Perhitungan Pada Konstruksi

Tiang pada konstruksi di atas berbentuk tabung dengan penampang bujur

sangkar yang mempunyai dimensi luar (b) = 150 mm = 0,150 m, tebal dinding

(t) = 5 mm = 0,005 m. Tumpuan diikat oleh baut sehingga dapat diasumsikan

sebagai sambungan jepit yang mempunyai sebuah gaya vertikal, gaya horizontal

dan momen yang berlawanan arah dengan jarum jam seperti diperlihatkan pada

diagram bebas berikut ini.

Diagram benda bebas (DBB)

1. Gaya tekan aksial (P1) berlawanan arah dengan FAy

FH = 0 FAy – P = 0

FAy = 6,37 kN ke arah atas

Jadi, P1 = 6,37 kN = 650 kg ke arah bawah

2. Gaya geser (P2) berlawanan arah dengan arah FAx

FV = 0 FAx = 0 P2 = 0

3. Momen lentur di A (MA)

MC = 0

(FAy x1) – (FAx x 3) – MA = 0 MA = 1 x FAy = 6,37 kN.m = 630 kg.m

Perencanaan Baut 22

M

p

y

M

p

y

M

p

y

M

p

y

P1

P2


atau dengan cara lain

MA = P x d dimana d = jarak lengan = 1 m

= 650 x 1 = 650 kg.m

4. Tegangan tekan aksial (p)

p = P1/A dimana A = b2 – (b – 2t)2 = 4t ( b – t)

= (4 x 0,005) (0,15 – 0,005) = 0,0029 m2

= 650/0,0029 = 2,241 x 10-5 kg/m2

0,224 kg/mm2

5. Tegangan lentur (M)

σ M = M (b/2 )

I =

M×b2I

I = b4

12 −

(b−2t )4

12=0 , 154

12−

(0 ,15−2 .0 ,005 )4

12

= 1,017 x 10-5 m4

=

650×0 , 15

2×1 , 017×10−5

= 4,794 x 106 kg/m2 = 4,794 kg/mm2

6. Tegangan tarik (y)

A = M + M = 0,224 + 4,794 = 5,018 kg/mm2

y = – A = – 5,018 kg/mm2

= 5,018 kg/mm2 ke arah atas

Perencanaan Baut 23


B. Perencanaan Baut

1. Beban yang terjadi (W)

W = P1 = 650 kg

2. Beban yang terjadi pada tiap baut (Wt)

Wt =

Wn dimana n = Jumlah baut yang digunakan

= 4 dipilih

=

6504

= 162,5 kg

3. Beban yang direncanakan pada tiap baut (Wd)

Wd = Wt x fc dimana fc = Faktor koreksi = 1,2

= 162,5 x 1,2

= 195 kg

4. Bahan baut: Baja liat dengan 0,22 %C.

Tegangan tarik (B) = 42 kg/mm2

Tegangan yang diizinkan (a) = 3 kg/mm2

Tegangan geser yang diizinkan (a) = (0,5 – 0,75) a dipilih 0,5

= 0,5 x 3 = 1,5 kg/mm2

5. Diameter inti baut (d1)

σ t=W d

A=

W d

π4

d12=

4Wd

πd12

Tegangan tarik yang terjadi di bagian yang berulir (t) harus lebih kecil dari

tegangan yang diizinkan (a) agar baut dapat bekerja dengan aman.

σ a≥σ t σ a≥

4Wd

πd12

d1≥√4W D

π×σa

≥√ 4×1953,14×3

≥ 9,100 mm

Perencanaan Baut 24


6. Ulir pada baut (ulir luar) dipilih ulir metris kasar (M11) dari Tabel 1b.

Diameter inti (d1) = 9,376 mm ≥ 9,100 mm

Diameter ulir (d) = 11,000 mm

Jarak bagi (p) = 1,5 mm

C. Perencanaan Mur

1. Bahan mur: Baja liat dengan 0,22 % C

Tegangan tarik (B) = 42 kg/mm2

Tegangan yang diizinkan (a) = 3 kg/mm2

Tegangan geser yang diizinkan (a) = (0,5 – 0,75) a dipilih 0,5

= 0,5 x 3 = 1,5 kg/mm2

Tegangan permukaan yang diizinkan (qa) = 3 kg/mm2

2. Ulir pada mur (ulir dalam) dipilih ulir metris kasar (M11) dari Tabel 1b.

Diameter luar ulir dalam (D) = 11,000 mm

Diameter efektif ulir dalam (D2) = 10,026 mm

Tinggi kaitan gigi (H1) = 0,812 mm

3. Jumlah ulir mur yang diperlukan (z)

z≥W d

π×D2×H1×τa

=1953,14×10,026×0,812×1,5

≥ 5,085 6 buah

4. Tinggi mur yang diizinkan (H)

H ≥ z . p ≥ 6 x 1,5

≥ 9 mm

5. Tinggi mur yang direncanakan (Hd)

Hd ≥ (0,8 – 1,0) dm dimana dm = √4Wd

π×σa×0,64=√ 4×195

3,14×3×0,64

= 11,374 mm

Hd ≥ 0,9 x 11,374

≥ 10,237 mm (yang akan dipakai)

Perencanaan Baut 25


6. Jumlah ulir mur (z’)

z’ = Hd / p = 10,237 / 2

= 5,119 buah

7. Tegangan geser akar ulir baut (b)

τ b=W d

π×d1×k×p×z'=195

3,14×9,376×0,84×1,5×5,119

= 1,027 kg/mm2

8. Tegangan geser akar ulir mur (n)

τ n=W d

π×D× j×p×z'=195

3,14×11,000×0,75×1,5×5,119

= 0,980 kg/mm2

9. Tekanan kontak pada permukaan ulir (q)

q=W d

π×d2×p×z '=195

3 ,14×10 , 026×1,5×5 , 119

= 0,807 kg/mm2

D. Pemeriksaan Kekuatan Pada Baut dan Ulir

1. Baut dan mur dianggap aman karena

a. Tegangan geser akar ulir baut (b) dan tegangan geser akar ulir mur (n)

kurang dari tegangan geser yang diizinkan (a)

b dan n ≤ a atau 1,0207 kg/mm2 dan 0,980 kg/mm2 ≤ 1,5 kg/mm2

b. Tekanan kontak pada permukaan ulir (q) kurang dari tekanan kontak yang

diizinkan (qa)

q ≤ qa atau 0,807 kg/mm2 ≤ 3 kg/mm2

c. Tegangan tarik pada kontruksi (kurang dari tegangan tarik pada baut

y ≤ B atau 5,018 kg/mm2 ≤ 42 kg/mm2

2. Bahan baut dan mur: Baja liat dengan 0,22 %C dengan ukuran M11.

Perencanaan Baut 26


KESIMPULAN

A. Kesimpulan

Dari hasil perencanaan yang telah didapat, maka kesimpulan dari perencanaan ini

adalah:

1. Konstruksi ini menggunakan sambungan baut, karena dengan ketinggian 3

meter membutuhkan kekakuan yang kecil.

2. Baut yang digunakan adalah jenis Baja liat dengan 0,22 %C yang diulir penuh

dengan ukuran M11.

3. Bahan baut dan mur yang dipilih adalah baja ST 37 yang merupakan baja

lunak.

B. Saran-saran

1. Untuk konstruksi yang tidak tetap maka sebaiknya digunakan sambungan

baut.

2. Untuk lebih mempersingkat perhitungan maka lebih baik menggunakaan baut

dengan ulir penuh.

Perencanaan Baut 27


DAFTAR PUSTAKA

Perry, Robert, H, Engineering Manual, Mc. Graw Hill Book Company

Gere, James M., Stephen P. Thimoshenko, Mekanika Bahan Jilid I, 2000, Jakarta:

Erlangga.

Ressang, Prof. Dr. Ir. H. Arifuddin, Materi kuliah Mekanika Kekuatan Material I

Stolk, Ir, Elemen Mesin; Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin, 1993, Jakarta:

Erlangga

Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 1987, Jakarta: PT.

Pradnya Paramita

Perencanaan Baut 28

Documents

PERANCANGAN BAUT