SAMBUNGAN PAKU KELING1.1 PENGERTIANPaku keling / rivetadalah
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. Bagian utama paku keling adalah :1. Kepala2. Badan3.
Ekor4. Kepala lepas
Bahan paku kelingYang biasa digunakan antara lain adalah baja,
brass, aluminium, dan tembaga tergantung jenis sambungan/ beban
yang diterima oleh sambungan.Penggunaan umum bidang mesin : ductile
(low carbor), steel, wrought iron.Penggunaan khusus : weight,
corrosion, or material constraints apply : copper (+alloys)
aluminium (+alloys), monel, dll
1.2 PENGGUNAAN PAKU KELINGPemakaian 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).
1.3 KEUNTUNGAN DAN KELEMAHANa. KeuntunganSambungan 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 tersebutb. 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
1.4 JENIS PEMBEBANAN DALAM PAKU KELING Bila dilihat dari bentuk
pembebanannya, sambungan paku keling ini dibedakan yaitu
:Pembebanan tangensial dan Pembebanan eksentrik.
PEMBEBANAN TANGENSIALPada jenis pembebanan tangensial ini, gaya
yang bekerja terletak pada garis kerja resultannya, sehingga
pembebanannya terdistribusi secara merata kesetiap paku keling yang
digunakan.
PEMBEBANAN EKSENTRIK
1.5 JENIS KERUSAKAN Tearing of the plate at ende : robek pada
bagian pinggir dari plat yang dapat terjadi jika margin (m) kurang
dari 1.5 d, dengan d ialah diameter paku keling.
Tearing of the plate a cross a row of rivets : robek pada garis
sumbu lubang paku keling dan bersilangan dengan garis gaya.
Shearing of the rivets : kerusakan sambungan paku keling karena
beban geser.
1.6 TIPE SAMBUNGAN PAKU KELING A. Berdasarkan Penyambungan Plat
Lap joint (Sambungan Berimpit) : sambungan yang menempatkan pelat
yang akan disambung saling berimpitan dan kedua pelat tersebut
disambung dengan paku keling .Pemasangan tipe lap joint biasanya
digunakan pada plat yang overlaps satu dengan yang lainnya.. Butt
joint (Sambungan Bilah): sambungan yang menempatkan kedua ujung
pelat yang akan disambung saling berdekatan, lalu kedua pelat
tersebut ditutup dengan bilah (strap), kemudian masing-masing pelat
disambungkan dengan bilah menggunakan paku keling Digunakan untuk
menyambung dua plat utama, dengan menjepit menggunakan 2 plat lain,
sebagai penahan (cover), dimana plat penahan ikut dikeling dengan
plat utama. Tipe ini meliputi single strap butt joint dan double
strap butt joint
1. Kampuh Bilah Tunggal Dikeling Tunggal
FF
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 :
Bila diameter paku adalah (d), maka luas penampang yang akan
putus adalah :
Sehingga :
Maka diameter paku keling :
Untuk menentukan ukuran plat yang sesuai yaitu :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.
dimana : = 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 :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/mm2
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. = = 10,77 mm= 11 mm
b.
2. Kampuh Bilah Tunggal Dikeling Tunggal Satu barisBila kampuh
bila tunggal dikeling tungga satu baris seperti terlihat pada
gambar. Dimana tegangan yang terjadi, pada paku keling yaitu :
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.
FF
P/2P
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.
Sehingga :
Maka diameter paku keling :
Untuk menentukan ukuran plat yang sesuai yaitu :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.
dimana : = 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 z.d ) t, dimana b = z.pA = (
z.p z.d) .t jadi A = z ( p d) .t
Maka :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/mm2Ditanya :a) d ?b) b ?c) p ?Jawab :a. )Diameter paku keling
= = 7,6 mm = 8 mmb.)Jarak antara pakup = 3. d + 5 (mm)= 3 (8) +
5 = 29 mmPeriksa ;
50 N/mm2 < 137,8 N/mm2 ---- Amanc.) Lebar plat yang
dibutuhkan :b = z . p= 2 .(29mm) = 58 mm
2. Kampuh bilah tunggal dikeling ganda.
PP/2FF
FF
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 geserA = n x luas penampang paku yang
putus.
Sehingga :
Maka diameter paku keling :
Untuk menentukan ukuran plat yang sesuai yaitu :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 gaya luar yang diberikan.
Sehingga tegangan yang terjadi pada penampang plat yaitu tegangan
tarik.
dimana : = 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 z1.d ) t, dimana b = z1.pA (
z1.p z1.d) .t jadi A = z1 ( p d) .t
Maka :Biasaya harga P = 3.d + 5 (mm)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/mm2 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/mm2n = 6 buah ; z1 =3 buahDitanya :a) d ?b) p ?c) b ?Jawab :a.
)Diameter paku keling
= = 4,4 mm= 5 mmb.)Jarak antara pakup = 3. d + 5 (mm)= 3 (5) + 5
= 20 mmPeriksa ;
c.) Lebar plat yang dibutuhkan :b = z1 . p= 3 (20) = 60 mm
3. Kampuh Bilah Ganda Dikeling Tunggal
FF
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. zKarena paku tersebut putus tergeser , maka tegangan
gesernya adalah :
A = n x luas penampang paku yang putus, oleh karena n = 2.z maka
:
Sehingga :
Maka diameter paku keling :
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
:
dimana : = 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 z1.d ) t, dimana b = z1.pA (
z1.p z1.d) .t jadi A = z1 ( p d) .t
Maka :Biasaya harga P = 3.d + 5 (mm)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 buahDitanya :a) d ?b) b ?c)
p ?Jawab :a. )Diameter paku keling
= = 5,4 mm = 5,5 mmb.)Jarak antara pakup = 3. d + 5 (mm)= 3
(5,5) + 5 = 21,5 mmPeriksa ;
c.) Lebar plat yang dibutuhkan :b = z1 . p= 2 (21,5) = 43 mm
B. Berdasarkan Jumlah Baris Sambungan baris tunggal (single
riveted joint)Pada sambungan berimpit, sambungan baris tunggal
adalah sambungan yang menggunakan satu baris paku keeling pada
sistem sambungan. Sedangkan pada sambungan bilah, sambungan baris
tunggal adalah sambungan yang menggunakan satu baris paku pada
masing-masing sisi sambungan.
Sambungan baris ganda (double riveted lap joint)Pada sambungan
berimpit, sambungan baris ganda adalah sambungan yang menggunakan
dua baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada
sambungan bilah, sambungan baris ganda adalah sambungan yang
menggunakan dua baris paku pada masing-masing sisi sambungan
C. Berdasarkan Susunan Paku Sambungan Rantai Sambungan Zig -
Zag
1.7 DESAIN TEKNIS KELINGPitch: Jarak dari pusat satu keling ke
pusat keling lainnya yang sejajar, dinotasikan dengan p.Diagonal
Pitch: Jarak antara pusat keling pada baris berikutnya dari
sambungan keling zig-zagBack Pitch: Jarak tegak lurus diantara
garis pusat dari baris berikutnya, donotasikan dengan ps.Margin:
Merupakan jarak antara pusat dari lubang keling dengan tepi dari
pelat, notasi m.1.8 PERHITUNGAN DALAM PAKU KELING Perhitungan
Kekuatan Area Sobekan per Panjang Pitch
Ketahanan sobek per panjang pitch
Dimana :p = pitch dari keling d = diameter keling t = ketebalan
platft = tegangan tarik yg diijinkan dari bahan plat
Pergeseran Pada Keling Area geser per keling / Luas
Penampang
Tegangan Geser
Sehingga
Diameter paku Keling
Ketahanan geser keling per panjang pitch
Patah (Crush) Pada Keling Area patah per rivet
Total area patah
Ketahanan patah keling per panjang pitch
Dimana :n : jumlah keling per panjang pitchfc : tegangan patah
yg diijinkan bahan keeling
Efisiensi Sambungan Keling Strength of The Riveted Joint ( Pt,
Ps, Pc) Strength of Plate, P = p x t x ft Efisiensi Sambungan
EFISIENSI SAMBUNGANLap JointEffisiensiBut joint (D
strap)Effisiensi
Single45 60Single55 60
Double63 70Double70 83
Triple72 - 80Triple80 90
Quadruple85 94
