BAB II PEMBELAJARAN
B. KEGIATAN BELAJAR
6. Kegiatan Belajar 6 Sambungan Ulir
Setelah mempelajari topik bahasan ini diharapkan siswa mampu : 1). Menyebutkan keuntungan dan kerugian sambungan ulir 1). Mendeskripsikan fungsi ulir
2). Mendeskripsikan jenis- jenis dan bentuk ulir.
3). Menghitung besasrnya tegangan tarik yang terjadi pada ulir 4). Menghitung besasrnya tegangan geser yang terjadi pada ulir
b. Uraian Materi 6
Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan. Sambungan Ulir merupakan jenis dari sambungan semi permanent (dapat dibongkar pasang). Sambungan ulir terdiri dari 2 (dua) bagian, yaitu baut dimana memiliki ulir di bagian luar dan Mur dimana memiliki ulir di bagian dalam.
Sambungan Ulir digunakan pada sambungan yang tidak permanen. 1. FUNGSI SAMBUNGAN ULIR
Dilihat dari kontruksi yang memiliki ulir (yang dapat di bongkar pasang) sambungan ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu:
x Digunakan pada bagian mesin yang memerlukan sambungan dan
pelepasan tanpa merusak bagian mesin.
x Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau perawatan.
KEUNTUNGAN DAN KERUGAIAN SAMBUNGAN ULIR
Ditinjau dari sisi teknik sambungan ulir memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut;
104
Teknologi Dasar Otomotif
Keuntungan Sambungan Ulir
1.
Mempunyai reliabilitas (kehandalan) tinggi dalam operasi.2.
Sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen.3.
Suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapakondisi operasi.
4.
Lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien. Kerugian Sambungan Ulirx Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu menahan
berbagai kondisi beban
Istilah-istilah dalam ulir terlihat pada gambar di bawah ini :
Major diameter
Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup ditentukan oleh diameter ini, juga disebut diameter luar atau diameter nominal.
Minor diameter
Bagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar, disebut juga sebagai core atau diameter root.
Pitch diameter
Disebut juga diameter efektif, merupakan bagian yang berhubungan antara baut dan mur.
105
Teknologi Dasar Otomotif
Pitch
Jarak dari satu ujung ulir ke ujung ulir berikutnya. Juga dapat diartikan jarak yang ditempuh ulir dalam satu kali putaran.
x Crest adalah permukaan atas ulir
x Depth of thread adalah jarak tegak lurus antara permukaan luar dan dalam dari ulir.
x Flank adalah permukaan ulir
x Angle of thread adalah sudut yang terbentuk dari ulir
x Slope Ini adalah setengah pitch
2. JENIS-JENIS DAN BENTUK ULIR
a). British standard whitworth (BSW) threat
Mata Ulir berbentuk segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, automobile
b). British Association (BA) threat
Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul
Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi.
Gambar 6.2 Ulir whitworth
106
Teknologi Dasar Otomotif
c). American national standard thread.
Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar. Ulir ini digunakan untuk tujuan umum misalnya pada baut, mur, dan sekrup.
d). Unified standard thread.
Tiga negara yakni, Inggris, Kanada dan Amerika Serikat melakukan perjanjian untuk sistem ulir sekrup yang sama yaitu dengan sudut termasuk 60°, dalam rangka memfasilitasi pertukaran mesin. Ulir ini memiliki puncak dan akar yang bulat, seperti ditunjukkan pada Gambar.
e). Square threat
Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves.
f). Acme threat
Mata Ulir berbentuk Trapesium Aplikasi : cutting lathe, brass valves. Gambar 6.4 Ulir American standard
Gambar 6.5 Ulir Unifed standard
Gambar 6.6 Ulir Square(segi empat)
107
Teknologi Dasar Otomotif
g). Knuckle threat
Mata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini digunakan untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan gerbong kereta api, dan botol kaca.
h). Ulir Metrics
Merupakan ulir standar India dan mirip dengan ulir BSW. Ini memiliki sudut 60 °. Profil dasar ulir ditunjukkan pada Gambar. Samping atas dan profil desain mur dan baut ditunjukkan pada Gambar.bawah. Gambar 6.8 ulir knuckle(ulir bulat)
108
Teknologi Dasar Otomotif
3. TIPE UMUM PENYAMBUNGAN ULIR
1. Through bolt
Merupakan jenis penyambungan yang digunakan untuk menyambung dua bagian atau lebih
dengan cara dijepit menggunakan mur dan baut. Lubang aterial yang akan disambung harus sesuai dengan ukutan baut sehingga
beban yang dapat ditahan oleh baut dapat maksimal.
2. Tap Bolt
Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana salah satu ujung mur mengikat pada material dan ujung lainnya diikat dengan baut, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.11
3. Studs
Merupakan jenis penyambungan dua buah material atau lebih dimana mur diikat langsung pada material, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.12.
Gambar 6.10 Through bolt
Gambar 6.11 Tap bolt
109
Teknologi Dasar Otomotif
4. BENTUK KEPALA MUR/BAUT
Macam-macam bentuk kepala mur dan baut ditunjukkan pada gambar
5. PENGUNCIAN MUR/BAUT
Umumnya mur dan baut akan tetap kencang di bawah beban statis, tapi banyak ikatan mur dan baut menjadi longgar di bawah beban variabel atau ketika mesin mengalami getaran. Mengendurnya baut/mur ini sangat berbahaya dan harus dicegah. Untuk mencegah hal ini, sejumlah besar metode penguncian perangkat telah diterapkan, beberapa di antaranya adalah :
110
Teknologi Dasar Otomotif
1. Jam nut or lock nut.
Perangkat penguncian yang paling umum adalah mengunci mur. Metode ini menggunakan dua buah mur dimana mur bagian atas adalah sebagai penguncinya. Seperti ditunjukkan pada gambar 6.14.
2. Castle nut.
Mur berbentuk heksagonal dengan bagian atas berbentuk silinder yang memiliki slot, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.15. Pin melewati dua slot pada mur dan sebuah lubang pada baut, biasanya digunakan pada kondisi yang tiba-tiba mengalami
guncangan dan getaran yang cukup besar seperti di industri otomotif.
3. Sawn nut.
Memiliki slot setengah mur, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.16 dimana mur diperkuat dengan sekrup kecil yang menghasilkan lebih banyak gesekan antara mur dan baut. Hal ini mencegah mengendurnya mur.
Gambar 6.14 Lock nut
Gambar 6.15 Castle nut
111
Teknologi Dasar Otomotif
4. Locking with pin.
Mur dapat dikunci dengan menggunakan pin atau pasak lancip melewati tengah mur seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.17(a). Tapi pin juga sering digunakan diatas dari mur, yaitu dimasukkan pada lubang baut, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.17(b)
5. Locking with plate.
Mur bisa disesuaikan dan kemudian dikunci melalui interval sudut 30 ° dengan menggunakan plat. Plat penguncian ditunjukkan pada Gambar. 6.18.
6. Spring lock washer
Mur dapat dikunci dengan menggunakan pegas cincin yang pipih, pegas dapat meningkatkan ketahanan sehingga mur tidak mudah untuk mengendur seperti ditunjukkan pada Gambar. 6.19. Gambar 6.17 a Locking with pin
Gambar 6.17 b Locking with pin
Gambar 6.18 Locking with plate
112
Teknologi Dasar Otomotif
113
Teknologi Dasar Otomotif
114
Teknologi Dasar Otomotif
6. Perhitungan kekuatan ulir
Perhitungan didasarkan pada kekuatan dan kemampuan ulir menahan suatu beban . Beban yang bekerja pada ulir dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu:
x Pembebanan memanjang yang mengakibatkan terjadinya
tegangan tarik pada baut (σt)
x Pembebanan melintang yang mengakibatkan terjadinya tegangan
geser pada baut (
�
�)
a. Pembebanan memanjangPembebanan ini disebabkan oleh pemasangan baut dengan kunci, maka pada batang baut terjadi gaya memanjang sebesar F. Ini berarti bahwa pada baut terjadi pembebanan memanjang. Dan tempat terlemah adalah pada diameter inti D .
Dengan demikian: F = A. � . d
A = luas penampang d d = diameter inti baut F = beban F = � . � . 4 F = π. d ² . � d ² = � d = .
115
Teknologi Dasar Otomotif
b. Pembebanan melintang
Pembebanan ini terjadi bila kita menyambung dua belah plat dengan menggunakan baut, sedang pada pelat pelat tersebut bekerja gaya- gaya tarik kesamping. Bagian baut yang menerima tarikan paling besar adalah di tempat kedua plat tadi berhimpitan. Maka gaya F yang bekerja pada bagian baut tadi didasarkan atas geseran. Dalam hal ini berlaku rumus:
F = n. � . � . dimana D = diameter luar baut, � = tegangan geser Seperti pada pembebanan memanjang maka besarnya diameter baut bisa dicari
c. Rangkuman 6
Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan.
FUNGSI SAMBUNGAN ULIR
Sambungan ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu:
x Digunakan pada bagian mesin yang memerlukan sambungan dan pelepasan
tanpa merusak bagian mesin.
x Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau perawatan.
ISTILAH PADA ULIR
Major diameter
Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup ditentukan oleh diameter ini, juga disebut diameter luar atau diameter nominal.
Minor diameter
Bagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar, disebut juga sebagai core atau diameter root.
Pitch diameter
Disebut juga diameter efektif, merupakan bagian yang berhubungan antara baut dan mur.
116
Teknologi Dasar Otomotif
Pitch
Jarak dari satu ujung ulir ke ujung ulir berikutnya. Juga dapat diartikan jarak yang ditempuh ulir dalam satu kali putaran.
JENIS-JENIS DAN BENTUK ULIR
a). British standard whitworth (BSW) threat
Mata Ulir berbentu segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, automobile b). British Association (BA) threat
Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul. Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi.
c). American national standard thread.
Standar nasional Amerika dimana memiliki puncak datar. Ulir ini digunakan untuk tujuan umum misalnya pada baut, mur, dan sekrup.
d). Unified standard thread.
Tiga negara yakni, Inggris, Kanada dan Amerika Serikat melakukan perjanjian untuk sistem ulir sekrup yang sama yaitu dengan sudut termasuk 60°, dalam rangka memfasilitasi pertukaran mesin. Ulir ini memiliki puncak dan akar yang bulat.
e). Square threat
Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves. f). Acme threat
Mata Ulir berbentuk Trapesium. Aplikasi : cutting lathe, brass valves. g). Knuckle threat
Mata ulir berbentu bulat, merupakan modifikasi dari ulir persegi. Ulir ini
digunakan untuk pekerjaan kasar, biasanya ditemukan di sambungan gerbong kereta api, dan botol kaca.
h). Ulir Metrics
117
Teknologi Dasar Otomotif
Tegangan yang terjadi pada ulir yaitu tegangan internal yang terdiri dari
tegangan tarik, tegangan geser torsi, tegangan geser sepanjang ulir.Tegangan eksternal yang terdiri dari tegangan tarik, tegangan geser dan tegangan kombinasi terik geser.
d. Tugas 6
Membuat makalah mengenai sambungan ulir dengan sumber/referensi buku yang relevan, internet dsb.
e. Tes Formatif 6
1. Jelaskan keuntungan dan kerugian sambungan ulir? 2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sambungan ulir?
3. Baut dengan diameter 10mm ditekan dengan gaya 2.000N. Hitung berapa tegangannya?
f. Kunci jawaban tes formatif 6
1. Keuntungan Sambungan Ulir Mempunyai reliabilitas (kehandalan) tinggi dalam operasi, sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen, suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapa kondisi operasi.lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien. Sedangkan Kerugian Sambungan Ulir yaitu Konsentrasi tegangan pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai kondisi beban
2. Sambungan ulir adalah jenis sambungan yang sifatnya sementara karena bisa dilepas dan dipasang kembali sehingga tidak merusakkan mesin alat.
3.
��=��
� =
����=
���,���= �, �����
� �118
Teknologi Dasar Otomotif