Paper Elemen Mesin

ELEMEN MESIN “PAKU KELING”

Rianda ^1.4

² Association of Student Mechanical Enginerring, Bogor Ibn Khaldun University

³ Program Studi Teknik Mesin Universitas Ibn Khaldun Bogor

⁴ Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Universitas Ibn Khaldun Bogor

Jl. KH. Soleh Iskandar KM.2 Kedung Badak Bogor 16162 Jawa Barat

Telp: (628)1288132406, Fax : -

riandaleonardo@gmail.com

ABSTRACT

Rivet nails are short cylindrical rod has a head and a pointed tail . In this case rivets single lap joint will be analyzed strength , and balance stress uniformly distributed . Where the analysis will improve the efficiency and life of rivets . While modeling denagn rivets performed using CATIA software V16.0 and rivet lap joint analysis done by using software ANSYS.14 .

Keywords : cylindrical , tapered tail , lap joint , analysis , balance , efficiency

ABSTRAK

Paku Keling adalah batang silinder pendek memiliki kepala dan ekor runcing. Dalam hal ini paku keling single lap joint akan dilakukan analisa kekuatan, stress dan keseimbangan terdistribusikan seragam. Dimana analisa ini akan meningkatkan efesiensi dan umur paku keling. Sedangkan Pemodelan paku keling dilakukan dengan menggunakan sofware CATIA V16.0 dan analisis paku keling lap joint dilakukan dengan menggunakan sofware ANSYS.14.

Kata kunci : silinder, ekor runcing, lap joint, analisa, kesetimbangan, efisiensi

PENDAHULUAN

Paku keling (rivet) digunakan untuk sambungan tetap antara 2 plat atau lebih. Sambungan dengan paku keling sangat kuat dan tidak dapat dilepas kembali dan jika dilepas maka akan terjadi kerusakn pada sambungan tersebut. Karena sifatnya yang permanen, maka sambungan paku keling harus dibuat sekuat mungkin untuk menghindari kerusakan atau patah. Paku Keling adalah batang silinder pendek memiliki kepala dan ekor runcing. Dalam hal ini paku keling single lap joint akan dilakukan analisa kekuatan, steress dan keseimbangan terdistribusikan seragam. Dimana analisa ini akan meningkatkan efesiensi dan umur paku keling. Sedangkan Pemodelan paku keling dilakukan dengan menggunakan sofware CATIA V16.0 dan analisis paku keling lap joint

dilakukan dengan menggunakan sofware ANSYS.14.

Aplikasi Paku Keling

➢galangan kapal

➢boiler

➢jembatan

➢bangunan

 

Spesifikasi Paku Keling Untuk Umum: Standar Nasional Indonesia

➢SN Indonesia : 07-6764-2002 

➢ IS: 1929-1982 (dari 12 mm sampai 48 mm diameter).

Spesifikasi Paku Keling Untuk Boiler

➢IS: 1928-1978

Istilah Dalam Paku Keling

➢Pitch (p) : jarak antara pusat satu paku keling ke pusat berikutnya diukur secara paralel.

➢Diagonal pitch (pd) : jarak antara pusat paku keling (antar sumbu lubang paku keling) pada pemasangan secara zig – zag dilihat dari lajur/baris/row.

➢Back pitch (pb) : jarak antara sumbu lubang kolom dengan sumbu lubang kolom berikutnya.

➢Margin (m) : jarak terdekat antara lubang paku keling dengan sisi plat terluar.

Material Paku Keling

Paku keling biasanya terbuat dari bahan yang tangguh dan ulet yaitu baja karbon rendah (C15), nickel alloy steel, and wrought iron. Paku keling juga terbuat dari non - ferrous bahan seperti tembaga, paduan aluminium dan kuningan untuk anti korosi dimana sifat mana kekuatan bukanlah persyaratan utama. Menurut BIS, paku keling materi harus memiliki kekuatan tarik lebih dari 350 N mm2and elongations tidak

lebih dari 20%.

Asumsi Analisa Paku Kekuatan, Stress Dan Keseimbangan Yang Terdistribusi

a. paku keling yang dimuat di geser beban didistribusikan secara proporsional ke daerah geser paku keling

b. lubang paku keling di plat tidak melemahkan plat di kompresi

c. paku keling setelah perakitan benar-benar mengisi lubang

d. gesekan antara permukaan yang berdekatan tidak mempengaruhi kekuatan sendi namun stres yang sebenarnya dihasilkan menurun

e. ketika keling dikenakan geser ganda, gaya geser merata antara dua bidang geser.

Teori Kegagalan

1. Robeknya di tepi. joit mungkin gagal karena robeknya plat di tepi seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. ini dapat dihindari dengan menjaga margin, m = 1,5 d, di mana "d" adalah diameter lubang

 

2. Robek Pada Garis Sumbu Lubang Paku Keling Dan Bersilangan Dengan Garis Gaya.

 

p adalah picth

d : diameter paku keling,

t : tebal plat

At : luas bidang tearing = (p – d) . t

σt : tegangan tari ijin bahan, maka :

Ft = _σt . At = _σt (p – d) t

3. Kerusakan sambungan paku keling karena beban geser.

 

Jika :

d : diameter paku keling,

τ : tegangan geser ijin bahan paku keling

n : jumlah paku keling per panjang pitch,

1. Single shear (geseran tunggal)

• Luas permukaan geser A = π/4 . d 2

• Gaya geser maksimum Fs = π/4 . d 2 . _τ . n

2. Double shear theoretically (geseran ganda teoritis )

• A = 2 . π/4 d 2

• Fs = 2. π/4 d 2 . _τ . n

3. Double shear actual

• A = 1.875 x π/4 . d 2

• Fs = 1.875 x π/4 . d2 . _τ . n

4. Kerusakan Crushing Sambungan Paku Keling

 

Jika d : diameter paku keling,

t : tebal plat,

σC : tegangan geser ijin bahan paku keling

n : jumlah paku keling per pitch length

• Luas permukaan crushing per paku keling AC = d . t

• Total crushing area AC tot = n . d . t

• Tahanan crushing maksimum FC = n . d t . _σC

Permodelan Dengan Menggunakan Sofware ANSYS

a. Menerapkan beban Kondisi batas dan beban yang berbeda yang bekerja pada model yang diterapkan baik dalam preprocessor serta permukaan kontak antara objek juga diberikan. Beban dalam program ANSYS

b. Mendefinisikan jenis analisis dan analisis Pilihan Analisis Static: Digunakan untuk menentukan perpindahan, menekankan dll pada kondisi beban statis. Kedua linear dan analisis statis nonlinier. Nonlinier dapat mencakup plastisitas, stres kaku, defleksi besar, strain besar, hiper elastisitas,permukaan kontak, dan merayap. Analisis kami sekarang adalah "Analisis statis".

c. Menentukan pilihan langkah beban Jalur berikut digunakan untuk menentukan pilihan langkah beban. Menu Utama => Solusi => opsi Insert

d. Memulai solusi Solusi untuk masalah yang diberikan dimulai dengan menggunakan lintasan berikut. Nu utama => Solusi => Memecahkan

e. Memulai hasil Setelah larutan jenis hasil dapat dilihat oleh lintasan berikut. Menu Utama => Solusi => Insert Hasil.

Analysis of Rivet

 

 

Gambar. Distribusi stres lap tunggal terpaku bersama tanpa perekat.

 

Gambar. Distribusi stres lap tunggal terpaku bersama tanpa perekat dan menunjukkan pada kontak plat dan paku keling.

 

Gambar : Distribusi stres satu putaran terpaku bersama tanpa perekat dan menunjukkan pada kontak yang lempeng

 

Gambar : Distribusi stres satu putaran terpaku bersama dengan perekat b/w .

 

Gambar. 9 (a): Distribusi tegangan pada paku keling dari lap tunggal terpaku bersama dengan perekat b / w hanya plat.

Kesimpulan

Hasil yang diperoleh dari ANSYS untuk lap Tunggal terpaku bersama menggunakan dengan dan tanpa perekat Bonding dibandingkan dengan satu sama lain pada kondisi yang berbeda menggunakan perekat di lokasi yang dijelaskan menyebabkan penurunan tekanan yang berbeda, aplikasi keseimbangan seragam pada sepecimen memberikan lebih efektif dan daya tahan lebih efisien joint. Metode Elemen Hingga menjadi alat yang paling efektif untuk merancang komponen mekanis seperti tunggal lap terpaku sendi. ANSYS dapat digunakan untuk analisis model yang kompleks dan sederhana dari jenis yang berbeda tanpa efek pada isu-isu praktis dan ekonomis.

 

Gambar. 9 (b): Distribusi tegangan pada paku keling dari lap tunggal terpaku bersama dengan perekat b / w piring dan paku keling juga.