riveted joints
TRANSCRIPT
Riveted Joints (Sambungan Paku Keling)
1. Pendahuluan. 2. Metode Paku Keling. 3. Jenis-jenis Kepala rivet. 4.
Bahan-bahan Paku Keling. 5. Pembuatan Rivet. 6. Jenis-jenis Sambungan Paku
Keling. 7. Lap Joint (Sambungan Berimpit). 8. Butt Joint (Las Tumpu). 9. Istilah-
istilah Teknik. 10. Caulking & Fullering ( Perapat dan Pengalur). 11. Kegagalan
Sambungan Paku Keling. 12. Kekuatan Paku Keling. 13. Efesiensi Sambungan
Paku Keling. 14. Desain Sambungan Boiler. 15. Desain Longitudinal Las Tumpu
Boiler. 16. Desain Bagian Sambungan Bundar Untuk Sebuah Boiler. 17.
Sambungan yang direkomendasikan Tempat Tekanan. 18. Sambungan Paku
Keling untuk Struktur Penggunaan Sambungan Kekuatan (Sambungan Lozenge).
19. Beban Eksentrik Paku Keling.
8.1. Pendahuluan
Rivet (paku keling) adalah sebuah batang silinder pendek dengan ujung
(kepala) membulat. Bagian silindris dari paku keling disebut shank atau tubuh dan
bagian bawah shank dikenal sebagai tangkai, seperti yang ditunjukkan oleh
gambar 8.1.
Rivets digunakan untuk membuat ka itan permanen antar
plat misalnya dalam pekerjaan struktural, tank dan boiler. Paku keling biasanya
dibuat dari baja, kuningan, alumunium atau tembaga, tetapi ketika kekuatan dan
berubahnya kekencangan sambungan menjadi pertimbangan utama, paku
keling,baja yang digunakan.
8.2. Metode paku keling
Fungsi paku keling pada sambungan adalah membuat sambungan yang
kuat dan kencang. Kekuatan dibutuhkan untuk menghindari kegagalan
sambungan. Kekencangan berperan dalam menghasilkan kekuatan dan
menghindari kebocoran dalam boiler atau di lambung kapal.
Ketika dua plat akan diikatkan dengan sebuah paku keling seperti yang
ditunjukkan pada gambar 8.2 (a), lubang pada plat dipukul dan di-ream, atau
dibor. Pemukulan adalah metode termurah dan digunakan untuk plat yang relatif
tipis dan ada dalam kerja struktural. Karena proses pemukulan merusak area di
sekitar lubang, pengeboran digunakan dalam sebagian besar pekerjaan tekanan
kapal bejana. Dalam penggunaan paku keling untuk struktur dan tekanan kapal
bejana, diameter lubang paku keling biasanya berkisar antara 1-5 mm lebih besar
dari diameter nominal paku keling.
Gambar 8.2
Plat dibor secara bersamaan dan kemudian dipisahkan untuk
menghilangkan blurrs or chips supaya menghasilkan flush joint yang kencang
antar plat. Red hot rivet dimasukkan ke dalam plate dan the point (contohnya
kepala kedua) kemudian terbentuk. Hal ini dapat dilakukan dengan tangan atau
dengan mesin keling. Dalam sambungan kelingan dengan tangan, kepala paku
keling yang pertama disokong oleh palu atau batangan yang berat kemudian the
die atau menyetel, seperti yang ditunjukkan pada gambar 8.2 (a), ditempatkan
berlawanan dengan ujung/akhir bagian atas dan pukulannya dilakukan dengan
menggunakan palu. Hal tersebut menyebabkan shank meluas sehingga pengisian
lubang dan tangkai berubah menjadi puncak seperti yang ditunjukkan oleh gambar
8.2 (b). Keling dingin, memelihara kontrak. Kontraksi disamping akan menipis,
tapi akan timbul tekanan longitudinal yang masuk ke dalam paku keling yang
menyatukan plat
Dalam mesin keling, the die adalah bagian palu yang dioperasikan dengan
udara hidrolik atau tekanan uap.
8.3. Jenis-jenis kepala rivet
The Indian Standard Institution merekomendasikan tiga jenis kepala paku
keling sebagai berikut :
1. kepala paku keling untuk kegunaan umum (diameter di bawah 12 mm) seperti
yang ditunjukkan pada gambar 8.3, berdasarkan IS : 2155-1962.
2. kepala paku keling untuk kegunaan umum (diamater antara 12-48 mm) seperti
yang ditunjukkan oleh gambar 8.4, berdasarkan IS : 1929-1961.
3. kepala paku keling untuk boiler (diameter antara 12-48 mm) seperti yang
ditunjukkan pada gambar 8.5, berdasarkan IS : 1928-1961.
Snap head (pembalut kepala/kepala paku keling) biasanya digunakan
dalam kerja struktural dan mesin keling. Kepala terbenam biasanya digunakan
dalam pengerjaan kapal dimana permukaan flush dibutuhkan. Kepala konis (juga
dikenal sebagai conoidal heads) biasanya digunakan dalam pemaluan dengan
tangan. Kepala tirus memiliki kekuatan maksimum tapi sulit untuk dibentuk.
8.4. Bahan-bahan paku keling
Bahan paku keling untuk kegunaan umum dapat dibuat dari baja yang
sesuai dengan IS : 1148-1957 (spesifikasinya pada batang paku keling untuk
kegunaan umum) atau IS : 1149-2957 ( spesifikasinya pada batang paku keling
dengan keregangan tinggi untuk kegunaan umum).
Bahan paku keling untuk keperluan boiler dapat dibuat dari bahan yang
sesuai dengan IS : 1990-1962 (spesifikasinya pada paku keling baja dan batang
penahan untuk boiler).
8.5. Pembuatan rivet
Berdasarkan spesifikasi dari I.S.I, paku keling dapat dibuat baik dengan
cold heading maupun hot forging(penempa panas). Jika paku keling dibuat
melalui proses cold heading, paku keling tersebut dapat diberikan panas yang
cukup sehingga tekanan yang ada dalam proses cold heading dapat dihilangkan.
Jika paku keling dibuat melalui proses hot forging(penempa panas), pembuatan
keling akan terlihat setelah selesai akan mendingin secara berangsur-angsur.
8.6. Jenis-jenis sambungan paku keling
Berikut ini adalah dua tipe sambungan paku keling, yang dibagi
berdasarkan cara plat yang disatukan.
(1).Sambungan berimpit,
(2). Las tumpu
8.7. Lap joint (Sambungan berimpit)
Sambungan berimpit itu yang satu plat tumpang tindih dengan yang lain
dan yang dua plat kemudian menjepit bersama.
8.8. Butt joint (Las tumpu)
Las tumpu itu plat utama yang are kept in tumpu penjajaran(i.e.singgung)
yang lain masing-masing dan penutup plat (i.e. pita besi) adalah salah satu tempat
dari satu sisi atau kedua sisi plat utama. Penutup plat itu kemudian menjepit
bersama dengan plat utama. Berikut ini adalah dua tipe las tumpu :
(1). Sabuk penggerak las tumpu tunggal, dan
(2). Sabuk penggerak las tumpu ganda.
Pita besi las tumpu tunggal, tepi-tepi dari plat utama tumpu tiap yang lain
dan only penutup plat pertama adalah dari plat utama dan tempat dari satu sisi
plat kemudian menjepit bersama.
Tambahan diatas, berikut ini adalah tipe sambungan paku keling yang
dibagi berdasarkan barisan-barisan paku keling.
(1). Sambungan paku keling tunggal
(2). Sambungan paku keling ganda.
Sambungan paku keling tunggal adalah baris tunggal yang ada di paku
keling sambungan berimpit lihat pada ganbar 8.6 (a) dan baris tunggal di paku
keling dari satu sisi di sebuah las tumpu lihat pada gambar 8.8.
Gambar 8.6
Gambar 8.8 tunggal paku keling sabuk penggerak las tumpu ganda
(a). kampuh rantai parallel (b). kampuh keling liku-liku
Gambar 8.9 Paku keling sabuk penggerak las tumpu ganda
Gambar 8.10 paku keling ganda sabuk penggerak las tumpu
dengan keling liku-liku
Gambar 8.11 tiga paku keling dua sabuk penggerak las tumpu
Sambungan paku keling ganda adalah baris ganda dari paku keling
disambungan berimpit lihat pada gambar 8.6 (b) dan (c) dan ada dua baris paku
keling dari satu sisi di sebuah las tumpu lihat pada gambar 8.9.
Sambungan itu mungkin menyerupai lipat tiga paku keling atau lipat
empat paku keling.
Catatan: Ketika paku keling dipernis in the various are opposite to each other,
lihat pada gambar. 8.6 (b), kemudian sambungan itu dikatakan jugas sebagai
kampuh rantai parallel. Pada pegangan yang lain , jika paku keling didekatkan
baris zig-zag seperti tiap arah paku keling di pertengahan dari dua paku keling of
the opposite to each other, lihat pada gambar 8.6 (c), kemudian sambungan
dikatakan juga sebagai juga paku keling zig-zag.
8.9. Istilah-istilah teknis
Berikut ini adalah istilah-istilah di sambungan paku keling yang penting
dari pandangan pokok.
1. Pitch (jarak)
Jarak dari pusat paku keling pertama ke pusat paku keling selanjutnya
pengukuran parallel to the scam. Biasanya menunjukan huruf p.
2. Diagonal Pitch (jarak diaogonal)
Jarak antara pusat paku keling didekatkan oleh baris-baris sambungan
paku keling zig-zag. Biasanya menunjukan dengan Pd
3. Back Pitch (jarak penyokong)
Jarak tegak lurus antara garis pusat dari keberhasilan baris-baris.
Biasanya menunjukan dengan Pb
4. Margin (batas)
Jarak antara pusat lubang paku keling mendekati pinggir diantara plat.
Biasanya menunjukan dengan m.
8.10. Caulking & fullering (Perapat dan Pengalur)
Kebocoran sambungan atau caiaran erat dalam tekanan bejana seperti uap boiler, menerima udara dan bak cadangan dan lain-lain.
Sebuah proses mengenal perapatan adalah menggunakannya. Dalam proses ini, Bagian sempit perkakas tumpul menghubungkan perkakas perapat. Kira-kara tebal 5 mm dan lebar 38 mm, digunakan. Pinggir pada alat itu berdasarkan pada sebuah sudut 80. Alat itu bergerak setelah masing-masing menghembus sepanjang tepi pada plat yang meluncur pada sebuah siku-siku pada 75 – 80 untuk memperlancar gaya ke bawah pada tepi itu. Ini telihat bahwa duri-duri alat plat itu di A dalam gambar 8.12 (a) pembentukan logam ke sambungan logam. Dalam praktek sebenarnya, masing-masing keduanya merapat A dan B. Kepala paku keling lihat gambar C juga putaran ke bawah dengan perkakas perapat menjadi uap sambungan sempit. Besar perawatan memerlukan pencegah luka-luka di perkakas plat.
8.11 . kegagalan sambungan paku keling
Berikut ini hal kegagalan sambungan paku keling :
1) Keretakan pada plat
2) Keretakan pada plat melintang paku keling bawah
3) Gesekan pada paku keling
4) Pematahan paku keling
1. Keretakan pada plat
Keretakan sebuah sambungan pada plat lihat pada gambar 8.13. Ini akan
menghindari batas tetap, m = 1.5d.
Dimana d adalah diameter keling
2. Keretakan pada plat melintang paku keling bawah
Menghindari tegangan tarik pada plat utama, plat utama atau plat penutup
lihat pada gambar 8.14.Seperti hal yang sebenarnya, mempertimbangkan jarak
panjang plat tunggal,setiap paku keling bertanggung jawab atas banyak panjang
plat tunggal.
Memberikan daya tahan pada keretakan plat atau kuat retak atau nilai retak
pada plat.
Jika, p = Jarak paku keling
D = Diameter paku keling
t = Tebal plat
ft = Tegangan tarik ijin untuk bahan plat,
Mengetahui keretakan pada area per jarak panjang,
Jadi, memberikan daya tahan atau tarik dibutuhkan keretakan plat per jarak
panjang,
3. Gesekan pada paku keling
Plat yang dihubungkan dengan tegangan tarik paku keling di paku keling,
dan bila paku keling tak mampu menolak tegangan, gesekan paku keling putus
seperti gambar 8.15.
Perlu diperhatikan bahwa paku keling di gesekan tunggal sambungan
berimpit dan penutup las tumpu tunggal, seperti pada gambar 8.15, tapi paku
keling digesekan ganda pada penutup las tumpu ganda lihat pada gambar 8.16.
Memberikan daya tahan pada gesekan paku keling putus adalah memberikan
gesekan atau gsekan kuat atau nilai gesekan pada paku keling.
Jika, d = Diameter paku keling
ft = Tegangan tarik ijin kuat gesekan pada bahan paku keling, dan
n = nomer paku keling per jarak panjang
mengetahui luasan gesekan,
( pada geseran tunggal)
(teoritis, geseran ganda)
(menurut aturan Indian Boiler Regulation)
o Ketahanan geser atau pull yang ditarikgseran pada keling per panjang jarak
(pada geseran tunggal)
( secara teoritis, pada geseran ganda)
( pada geseran ganda)
(meurut aturan Indian Boiler)
4. Pematahan paku keling
Terkadang, paku keling tidak mengalami gesekan dibawah tegangan
tarik,tapi terpotong seperti pada gambar 8.17
Ketahanan yang dapat ditahan paku keling yang akan patah dikenal
sebagai tahanan patah atau nilai ketahanan.
Diketahui d = diameter paku keling
t = ketebalan plat
fe = nilai aman tegangan patah untuk bahan paku keling
n = nomor paku keling per panjang jarak selama patah
diketahui luasan patah per paku keling
Jadi total daerah patah
Dan tahanan patah atau dorongan yang diperlukan untuk pmatahan paku keling
per panjang jarak,
Catatan : jumlah paku kelin dalam potongan sebaiknya sama dengan jumlah paku
keling dalam patahan.
8.12. Kekuatan paku keling
Kekuatan sambungan dapat diartikansebagai kekuatan maksimum, yang
dapat dipindahkan, tanpa menyebabkannya gagal., kita telah melihatnya pada
gambar 8.11 bahwa Pt, Ps dan Pc adalah tekanan yang diperlukan untuk
memecahkan plat, memotong paku keling dan mematahkan paku keling. Sebuah
contoh kecil yang akan ditunjukan bahwajika kita menaikan tekanan pada
sambungan paku keling, akan gagal ketika ketiga tekanan ini mencapai titk
maksimum, karena sebuah nilai yang lebih tinggi oleh tekanan lain tidak akan
pernah tercapai karena sambungan gagal atau dengan mematahkanplat,mmotong
paku keling, atau mematahkan paku keling.
Jika sambungan tersambung secara terus menerus seperti dalam boiler,
kekutannya dihitung per panjang jarak. Tapi jika sambungannya kecil,
kekuatannya dihitung per keseluruhan panjang plat.
8.13. Efisiensi sambungan paku keling
Efesiemsi sebuah sambungan paku keling adalah rasio kekuatan
sambungan hingga kekuatan tidak terpancang atau solid plat.
Kita telah mendiskusikan tentang kekuatan sambungan paku keling
= nilai akhir Pt, Ps, dan Pc
Kekuatan tidak terpancang( atau solid) plat,
Jadi efisiensi sambungan paku keling,
Dimana p = jarak paku keling
t = ketebalan palt,dan
ft = ketahanan tegangan tarik pada bahan plat.
Tabel berikut menjelaskan efisiensi sambungan paku keling pada boiler
sesuai peraturan boiler India..
Tabel 8.1
Sambungan berimpit Efisiensi
(%)
Las tumpu
(pita besi ganda)
Efisiensi
(%)
Paku keling tunggal
Paku keling ganda
Paku keling tiga
45 – 60
63 – 70
72 - 80
Paku keling tunggal
Paku keling ganda
Paku keling tiga per
jarak karena tidak
sama dengan lebar
pita besi
Empat paku keling
55 – 60
70 – 83
80 – 90
85 – 94
8.14. Desain sambungan boiler
Kita telah mendiskusikan pada bab sebelumnya bahwa boiler mempunyai
sambungan longitudinal sebagaimana sambungan bundar. Sambungan
longitudinal biasa digunakan untuk menggabungkan bagian akhir plat untuk
mendapatkan diameter yang diperlukan. Untuk tujuan ini digunakan sebuah las
tumpu bawah dengan 2 tutup plat. Sambungan bundar biasa digunakan untuk
mendapatkan panjang boiler yang diperlukan. Untuk tujuan ini digunakan sebuah
las tumpu sambung dengan satu cincin menutupi bagian lainnya.
Karena boiler terbuat dari sejumlah cincin, maka sanbungan longitudinal
digilirkan untuk kenyamanan cincin yang disambungkan pada tempat dimana
sambungan longitudinal dam sanbungan bundar disatukan.
Asumsi berikut dibuat ketika marancang sebuah sambungan untuk boiler :
1. .Beban pada sambungan dibagi sama pada etiap bagian paku keling. Dengan
asumsi bahwa tutp dan plat kaku dan bahwa semua pembentukan sambungan
berlangsung dalam sambungan itu sendiri.
2. Tekanan pada daya regang sama pada setiapbagian logam antara paku keling.
3. Tekanan potongan dalam semua paku keling belum terbentuk
4. Tekanan patah belum terbentuk
5. Tidak ada tekanan bengkok pada paku keling
6. Lubang untuk dimasuki paku keling tidak boleh melemahkan bagian lainnya
7. Paku keling mengisi lubang setelah lubang dibentuk
8. Gesekan antara kedua permukaan plat diabaikan
8.15. Desain longitudinal las tumpu boiler
Berdasarkan peraturan boiler India,prosedur berikut dipakai pada desan
sambungan longitudinal
1) Ketebalan kerangka boiler
Pertama, ketebalan kerangka boiler ditentukan dengan menggunakan
rumus tebal silinder
(Corrosion allowance)
Dimana t = ketebalan kerangka boiler dalam cm
P = tekanan uap boiler dalam kg/cm2
d = diameter dalam kerangka boiler dalam cm
ft = regangan tekanan yang dibolehkan dalam kg/cm2
efisiensi sambungan longitudinal
Hal-hal yang diperhatikan:
a) Ketebalan kerangka boiler tidak boleh kurang dari 7mm
b) Efisiensi sambungan yang diambil dari tabel 8.1
c) Factor keamanan nilai dari factor keamanan unuk berbagai jenis sambungan
pada boiler.
Tabel 8.2
Tipe sambungan Factor keamanan
Dikeling dengan tangan Mesin keling
Sambungan berimpit
Sabuk penggerak las
tumpu tunggal
Paku keling las tumpu
tunggal
Paku keling las tumpu
ganda
4.75
4.75
4.75
4.75
4.5
4.5
4.5
4.0
2) Diameter paku keling
Setelah menemukan ketebalan kerangka boiler(t), diameter paku keling
pada lubang paku keling(d) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus empiris
Erwin:
Tapi jika ketebalan plat < 8mm, maka diameter lubang paku keling bisa
dihitung dengan menyamakan ketahanan poong keling hingga ketahanan patah.
Tabel berikut menjelaskan nilai diameter paku keling berdasarkan diameter
lubang keling per IS: 1928 – 1961.
Tabel 8.3
Ukuran dasar paku keling dalam mm Diameter lubang paku
keling,minimum(mm)
12
14
16
13
15
17
18
20
22
24
27
30
33
36
39
42
48
19
21
23
25
28.5
31.5
34.5
3.7.5
41
44
50
Berdasarkan IS : 1928 – 1961, tabel berikut menjelaskan kombinasi
panjang dan diameter paku keling.
Kombinasi panjang dan diameter pilihan untuk paku keling yang
digunakan pada boiler seperti IS : 1928 – 1961
(semua dimensi dalam mm)
panjang Diameter
12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 42 48
28
31.5
35.5
40
45
50
56
63
X
X
X
X
X
X
X
X
-
X
X
X
X
X
X
X
-
-
X
X
X
X
X
X
-
-
-
X
X
X
X
X
-
-
-
-
X
X
X
X
-
-
-
-
-
X
X
X
-
-
-
-
-
-
X
X
-
-
-
-
-
-
-
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
71
80
85
90
95
100
106
112
118
125
132
140
150
160
180
200
224
250
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
-
-
-
-
-
-
-
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
3) Jarak paku keling
Jarak paku keling keretakan tahanan plat berlaku dengan tahanan gesekan
pada paku keling. Dikenal dengan
a) Jarak paku keling tidak lebih kecil dari 2d, yang mana penting untuk susunan
kepala.
b) Nilai maksimum dari jarak paku keling untuk sambungan membujur dari
boiler per I.B.R. adalah :
Dimana t = tebal plat silinder dalan cm, dan
C = konstanta
Nilai konstanta C adalah dalam tabel berikut ini
Tabel 8.5
Nomer paku
keling
Per jarak panjang
Sambungan
berimpit
Las tumpu
(pita besi tunggal)
Las tumpu
(pita besi ganda)
1
2
3
4
5
1.31
2.62
3.47
4.17
-
1.53
3.06
4.05
-
-
1.75
3.50
4.63
5.52
6.00
Catatan: Jika jarak paku keling di dapat dengan menghitung tahanan patah –
tahahan potong lebih dari Pmax, lalu ambil yang nilai Pmax.
4) Ruang baris paku keling
Ruang baris paku keling seperti yang ditetapakan oleh peraturan boiler
India sebagai berikut:
a) Untuk nomor paku keling yang sama lebih dari satu baris ikatan sanbungan
atau sambungan bawah,jarak antara baris paku keling (Pb) tidak lboleh kurang
dari : 0,33 p+ 0.67d, untuk paku keling zig-zag dan 2d untuk pakun keling
rantai
b) Untuk sambungan sejulmlah paku keling di baris luar adalah ½ jumlah paku
keling baris dalam dan jika rantai baris dalam dikeling,jarak antara baris luar
dan baris selanjutnya tidak boleh kurang dari: 0,33 p+ 0.67d atau 2d,yang
mana lebih besar.
Jarak antara baris yang mana terdapat keseluruhan jumlah paku keling tidak
boleh kurang dari 2d’
c) untuk sambungan yang mana terdapat sejumlah paku keling pada baris dalam
terluar adalah paku keling zig-zag, jarak antara baris luar dimana jumlah
penuh paku keling (zig-zig) tidak boleh kurang dari 0.165p+0,67d.
catatan: untuk penjelasan diatas, p adalah jarak paku keling pada baris luar.
5) Ktebalan ikat bawah
1) Berasarkan I.B.R, ketebalan ikat bawah adalah sebagai berikut:
a) Ketebalan ikat bawah ,sebaiknya kurang dari 1 cm
b) t = 1,125 t, untuk ikatan tunggal bawah biasa (paku keling)
, untuk ikatan tunggsl bawah , untuk setiap paku keling
alternative apda baris luar yang diabaikan.
t = 0,625t, untuk ikatan bawah ganda yang sama dengan 1 lebar paku
keling biasa (paku keling rantai)
, untuk ikatan bawah ganda yang sama dengan paku
keling alternative pada baris luar yang di abaikan.
c) Untuk ikatan bawah yang lebarnya tidak sama,ketebalan ikat bawah
adalah:
t1 = 0.75 t, untuk lebar sabuk dalam, dan
t1 = 0,625t, untuk sabuk sesak diluar
6) Margin
Margin yang dapat ditarik adalah 1,5d
8.16 Desain bagian sambungan bundar untuk sebuah boiler
Prosedur berikut diambil dari desain sambungan untuk sebuah boiler
1. ketebalan kerangka dan diameter paku keling
ketebalan kerangka boiler dan diameter paku keling akan sama dengan
bagian sambungan untuk sebuah boiler.
2. Jumlah paku keling
Karena bagian tersebut adlah bagian sambungan, maka paku keling akan
berada dalam potongan tunggal
Jadi ketahanan potong paku keling
(dimana n = jumlah total paku keling)
Diketahui diameter dalam kerangka boiler (D) dan tekanan uap (P),berat total
potongan yang berlaku pada sambungan bundar,
dari persamaan (i) dan (ii), kita dapatkan
3. Jarak apku keling
Jika efisiensi sambungann longitudinal diketahui, maka efisiensi dari
sambungan lingkar dapat dihitung. Umumnya nilai diambil 50% dari efisiensi
patah sambungan longitudinal, tapi jika lebih dari 1 sambungan lingkar
digunakan,maka 62% untuk sambungan intermediate ( tengah), jika diketahui
efisiensi sambungan bundar( ),jarak paku keling dari bagian sambungan bisa
didapat dengan digunakan jarak
4. Jumlah baris
Jumlah paku keling dalam 1 baris sambungan lingkar bisa didapat dari
hubungan berikut:
Nomor paku keling adalah satu baris
(dimana D = diameter dalam kerangka)
Dan jumlah baris
=
5. Setelah menemukan no.baris, tipe sambungan (paku keling tunggal,ganda,dll)
dapat ditentukan lalu no.paku keling dalam 1 baris dan bagian dapat
ditentukan kenbali. Dalam rangka untuk mendapatkan sambungan than
bocor,jarak untuk sanbungan harus diperhatikann sesuai peraturan boiler
India.
6. jarak antar baris paku keling ( bagian belakang) dihitung dengan
menggunakan jarak yang telah dibicarakan pada bagian sebelumnya
7. setelah mengetahui jarak antara baris paku keling (Pb), tumpang tindih plat
dapat diperbaiki degan menggunakan persamaan berikut:
dimana
m = margin
Gambar 8.18
Ada beberapa cara menggabungkan sambungan longitudinal dan sambungan
bundar.salah satu metode menyambungkan sambungan longitudinal dan bundar
ditunjukan gambar 8.18.
8.17. Sambungan yang direkomendasikan tempat tekanan
Tabel berikut menunjukan sambungan yang direkomendasikan untuk tempat
tekanan:
Table 8.6
Diameter kaerangka
(meter)
Tebal kerangka
(mm)
Tipe sambungan
0.6 – 1.8
0.9 – 2.1
1.5 – 2.7
6 – 13
13 - 25
19 – 40
Dua paku keling
Tiga paku keling
Empat paku keling
8.18. Sambungan paku keling untuk structur penggunaan sanbungan
kekuatan penyatuan (sambungan lozenge )
Sebuah sambungan keling yang dikenal sebagai sanbungan lozenge buasa
digunakan untuk atap, jembatan kerja atau balok penopang dll yang digunakan
pada gambar 8.19. pada sambungan seperti ini,* keling berlian dipakai sehingga
sambungan yang dibuat kokoh menyatu.
Gambar 8.19 menunjukan keling 3 dengan sanbungan bawah ganda
Diketahui b =lebar plat
t = tebal plat
d = diameter keling
dalam merancang sanbungan lozenge digunakan prosedur beriku;
1. diameter keling
diameter lubang keling dihitung dengan mengguankan hubungan:
d = 6 dengan angka bisa
berdasarkan I.S: 1929 – 1961, ukuran keling untuk kegunaan umum ditunjujkan
ole tabel berikut
Table 8.7
Diameter
Lubang 13.5 15.5 17.5 19.5 21.5 23.5 25.5 29 32 35 38 41 44 50
paku
keling
Diameter
Paku
keling
12 14 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 42 48
2. No.keling
Jumlah keling yang dirlukan untuk sambungan bisa dihitung dengan
ketahanan potong atau patah keling.
Diketahui P = tekanan maksimum yang dilakukan pada sambungan.
Ini adalah ketahanan pecah piringan pada baris luar yang
hanya mempunyai 1 keling.
n = jumlah keling.
Karena sambungannya adalah sambungan ikat bawah ganda, maka keling
berada pada potongan ganda. Dapat diasumsikan bahwa ketahanan keling pada
potongan ganda adalah 1,75 kali dari potongan tunggal untuk memudahkan berat
beban yang memungkinkan kecelakaan kerja.
Jadi ketahanan geser 1 keling,
Ketahanan patah dari 1 rivet,
Jadi, ketahanan geser lebih kecil dari ketahanan potong, maka ;
Didapatkan jumlah dari paku keling,
3. Dari jumlah keling, nomor baris dan jumlah keling pada setiap baris
4. Ketebalan ikatan bawah
Ketebalan dari ikatan bawah,
t1=1.25.t untuk single cover strap
=075.t untuk double cover strap
5. Efisiensi sambungan
Pertama-tama hitung ketahanan pada bagian 1-1, 2-2, 3-3. Pada bagian 1-1
hanya terdapat satu lubang keling.
Jadi ketahanan sambungan yang pecah pada 1-1,
Pada bagian 2-2, terdapat 2 lubang keling
+ kekuatan satu keling pada bagian depan
(ini mengarah pada fakta bahwa untuk memecahkan pitingan pada bagian 2-2,
paku keling dibagian depan; atau bagian 1-1 harus retak terlebih dahulu).
Jadi ketahanan sambungan yang pecah pada 2-2,
Pada bagian 3-3, terdapat 3 lubang paku keling. Keretakan plat akan terjadi
jika satu paku keling pada bagian 1-1 dan dua paku keling pada bagian 2-2
retak.
Jadi ketahanan sambungan sepanjang bagian 3-3,
+ kekuatan satu keling pada bagian depan
Kekuatan minimal sambungan dari Pt1, Pt2, Pt3, dan Ps.
Kita tahu kekuatan plat yang tidak di paku keling,
Jadi, efisiensi sambungan :
=
Table 8.8
Diameter Diameter paku Jarak paku
Tebal plat
(mm)
Lubang paku
keling
(mm)
keling
(mm)
keling
P =3d + 5mm
Batas jarak
(mm)
2 8.4 8 29 16
3 9.5 9 32 17
4 11 10 35 17
5 – 6 13 12 38 18
6 – 8 15 14 47 21
8 – 12 17 16 56 25
11 – 15 21 20 65 30
8.19. Beban Eksentrik Paku Keling
Sebuah beban eksentrik paku keling ditunjukkan pada gambar 8.22.
Seperti sambungan, garis aksi dari beban tidak berada pada titik pusat system
pengelingan jadi semua beban paku keling tidak sama. Beban eksentrik yang
dihasilkan pergeseran kedua cenderung disebabkan dari dua gaya sambungan
antara titik pusat gravitasi ditambah pergeseran searah atau pergeseran primer.
Dimana : P = Beban eksentrik pada sambungan, dan
E = Keeksentrisan dari beban yaitu jarak antara garis aksi
beban dan titik pusat system pengelingan.
Prosedur berikut diadaptasi untuk mendesain beban eksentrik paku keling.
1. Pertama-tama, tentukan titik pusat gravitasi ‘G’ dari system pengelingan.
Dimana : A = luasan melintang dari tiap pengelingan
x1, x2, x3, xn = jarak antar pengelingan dari OY,
y1, y2, y3, yn = jarak antar pengelingan dari OX.
Kita tahu bahwa,
( diamana n = jumlah keling )
2. Masukkan dua buah gaya P1 dan P2 pada titik pusat gravitasi ‘G’ system
pengelingan. Gaya ini sama dan berhadapan ke P seperti pada gambar 8.23 (a).
3. Asumsikan bahwa semua pengelingan ukurannya sama, efek dari P1 = P untuk
menghasilkan beban geser searah ditiap pengelingan yang besarnya sama.
Oleh karena itu, beban geser searah pada tiap pengelingan,
4. Efek dari Ps = P menghasilkan momen puntir yang bsesarnya sama P x e
untuk merontasikan sambungamn kira –kira pada titik pusat gravitasi, G’ dari
system pengelingan searah jarum jam. Berdasarkan momen puntir, beban
geser kedua pada tiap –tiap pengelingan dihasilkan. Dalam pekerjaan untuk
menemukan beban geser kedua, dua asumsi berikut dibuat:
a) beban geser kedua sebanding dengan jarak radial dari pengelingan
dibaawah kesetimbangan dari titik pusat gravitasi sistem pengelingan.
b) Petunjuk dari beban geser kedua tegak lurus dengan garis sambung titk
pusat pengelingan ke titik pusat gravitasi dari system pengelingan.
Dimana F1, F2, F3 = beban geser kedua dari pengelingan 1,2,3,…dst.
l1, l2, l3 = jarak radial dari pengelingan 1,2,3,…dst.
Dari titik pusat gravitasi system pengelingan.
Jadi dari asumsi (a),
F1 α l1 ; F2 α l2 dan juga pada
Kita tahu bahwa jumlah dari momen puntir external dan mmen tahanan internal
harus sama dengan nol.
Jadi
=
Daripenjelasan diatas nilai F1 bisa dihitung dan oleh sebab itu F2 danF3 bisa
diketahui. Penjelasan dari gaya ini adalah pada sudut siku – siku ke titik pusat
sambungan dari pengelingan ke titik pusat gravitasi system pengelingan seperti
ditunjukann dalam gambar 8.23 (a).
5. Beban utama dan beban geser bisa dijumlah secara vector untuk menemukan
beban resultan R pada tiap pengelingan, seperti dalam gambar 8.23 (b). Bisa
juga dengan menggunakan persamaan
sudut antara beban geser langsung dan beban geser kedua
Beban berat keling pada salah satu dimana sudut masuk antara beban geser
langsung dan beban geser kedua minimum. Beban keling maksimum menjadi
masalah pertama dalam menentukan kekuatan sambungan keling. Dikeahui
tegangan geser ijin, diameter keling yang mungkin spesifik.
Catatan : dalam menyelesaikan masalah, utama dan beban geser mungkin
mendekati skala dan pada umumnya paku keling menjadi total resultan
maksimum beban geser akan nyata dengan dperiksa. Nilai beban untuk paku
keling kemudian dijumlah.
