soal sambungan las

Nama : Felix Ernest

NIM    : 1110623046

Tentukan ukuran pengelasan jika:

1. tegangan geser maksimum = 800 + (5 x digit terakhir NIM) kg/cm2
2.Beban = 4000 + (50 x digit terakhir NIM) Kg
3.Lebar plat = 20 + digit terakhir NIM cm
4. Tebal plta 15 cm
5. Panjang 40 cm

Jawaban

1. X =15t x 2 x 2,5 + 26t : 15t x 2 + 26t =  1,80 cm

2.Panjang lengan (e)
e = 40 + 15 – 1,80 = 53,2 cm

3.Momen inersia
I xx = 1/12 x t x 676 + 2 x 15t x 169  =1746,3 t cm4
I yy = 2 x (tx225)/12 + 2 x 15t (2,5 – 1,80)2 + 26t x 1,80 = 89,199t cm4
Momen inersia polar
IG = Ixx + Iyy = 1746,3t + 89,199t = 1835.49 t cm4

4.Radius pengelasan maksimum
R = = 18,52 cm
Cos Ɵ = r1 / r2 = 15-1,80 / 18,52 = 0.71

5.Primary shear stress
4300 : t x 15 + 26 = 91.08  / t Kg/cm2

6.Secondary shear stress
= 4300 x 53,2 x 18,52/ 1835,49t = 2308,13/t Kg/cm2

7.Resultan gaya geser
396900= (91,08/t)2 + (2308,7/t)2 + 2 x (91,08 /t) x (2308,7/t) x 0,71
t = 0,818 cm = 8,18 mm

Hubungan Las , Mur , baut dan paku keling

SAMBUNGAN LAS
Sambungan las adalah sambungan antara dua logam dengan cara pemanasan, dengan atau tanpa logam pengisi. Sambungan terjadi pada kondisi logam dalam keadaan plastis atau leleh. Sambungan las banyak digunakan pada: Konstruksi baja, Ketel uap dan tangki, Permesinan
Dasar-dasar sambungan las
Sambungan pertemuan (Butt joint ) digunakan untuk menyatukanduabagian logam dalam posisisejajar/sebidang. Jenis sambungan inisering digunakan untuk menyambung pelat, lembaran logam, dan pekerjaansambungan pipa. Bentuk pertemuan sambungannya dapat berupa alur miring maupun tegak lurus.
Sambungan sudut dan T (corner danTee joints) digunakan untuk menya-tukan dua bagian logam dalam posisitegak lurus. Jika dilihat dari potonganmelintangnya, sambungan sudut akan membentuk huruf L sedangkan sam-bungan T akan membentuk sepertihuru T. Berbagai variasi kedua jenissambungan ini banyak diguna- kandalam pekerjaan struktur baja.
Sambungan tumpang (lap joint ),sesuai dengan namanya, sambunganini digunakanuntuk menyatukan duabagian logam dimana bagian logamyang satu menumpang di atas logamlainnya. sambungan seperti inimerupakan salah satu jenis sambung-an yang terkuat. Tetapi untukmemaksimalkan efisiensi sambungan,lebar pelat tumpangannya minimal 3kali ukuran tebal pelat yang lebih tipis,yang akan disambung. Sambungantumpang pada umumnya dipakai padapatri perak (brazing ) dan las titik.
Sambungan tepi (edge joint ) diguna-kan untuk membuat sambungan tepidari dua atau lebih bagian logam yangberada dalam posisi sejajar.Sambungan jenis ini hanya digunakanuntuk menyambung logam denganketebalan ¼ inchi atau kurang yangmemang direncanakan tidak untukmemikul beban yang berat.
Keunggulan dibandingkan dengan sambungan lainnya:
-Lebih murah dan lebih ringan
-Tidak ada pengurangan luas penampang
-Permukaan sambungan bisa dibuat rata
-Bahaya terhadap korosi kurang
-Mudah perbersiahannya
-Tampak lebih bagus
Kekurangan:
-Hanya untuk logam sejenis
-Terjadi perubahan struktur material pada daerah HAZ
-Pengelasan dilapangan lebih sukar dari sambungan keling/baut
-Sambungan Cendrung melengkung
Kualitas Sambungan Las
Kualitas sambungan las ditentukan oleh:
1. Memanfaatkan mampu las dari material
2. Persiapan dan pelaksanaan dikontrol oleh personil yang kompeten
3. Metoda pengelasan disesuaikan dengan karakteristik dan tebal material serta beban
4. Kesesuain antara logam pengisi dengan logam induk
5. Tukang las yang bersetifikat dan terawasi
6. Kualitas las di cek dengan metoda NDT
Klasifikasi Kualitas
1. Sambungan kelas I
Bila persyaratan 1 – 6 dipenuhi, dan pengelasan khusus untuk kekuatan dan kualitas material yang tinggi
1. Sambungan kelas II
Persyaratan 1-5 dipenuhi, prosedur pengelasan normal untuk beban statis maupun dinamis
1. Sambungan kelas III
Tidak ada persyaratan khusus dan sambungan tidak perlu di test
SAMBUNGAN PAKU KELING (RIVETED JOINTS)
Jenis sambungan dengan menggunakan paku keling, merupakan sambungan tetap karena sambungan ini bila dibuka harus merusak paku kelingnya dan tidak bisa dipasang lagi, kecuali mengganti paku kelingnya dengan yang baru.
Pemakaian 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 ( mis ; pesawat terbang).
Sambungan paku keling ini dibandingkan dengan sambungan las mempunyai keuntungan yaitu :
1. Sambungan keling lebih sederhana dan murah untuk dibuat.
2. Pemeriksaannya lebih mudah
3. Sambungan keling dapat dibuka dengan memotong kepala dari paku keling tersebut.
Bila dilihat dari bentuk pembebanannya, sambungan paku keling ini dibedakan yaitu :
1. Pembebanan tangensial. Pada jenis pembebanan tangensial ini, gaya yang bekerja terletak pada garis kerja resultannya, sehingga pembebanannya terdistribusi secara merata kesetiap paku keling yang digunakan.
Bila ditinjau dari jumlah deret dan baris paku keling yang digunakan, maka kampuh keling dapat dibedakan yaitu :

SAMBUNGAN BAUT
Jenis baut (ASTM)
A307 Baut baja rendah. Digunakan untuk aplikasi yang ter-batas, hanya digunakan untuk elemensekunder dari struktur bajaA325 Baut baja karbon sedang, mem-punyai kekuatan tinggi (gambar sebe-lah kiri atas). Jenis baut yang palingsering digunakan pada bangunankonstruksi baja A490 Baut baja perlakuan panas de-ngan kekuatan tinggi (gambar sebelahkanan) Lebih mahal dari jenis bautA325, tetapi baut ini lebih kuat, Praktikal konstruksi baja sehingga jumlah baut yang digunakanakan lebih sedikit.
Jenis-jenis Sambungan Baut
Terdapat dua jenis sambungan dasar baut :
Bearing
Beban kerja yang terjadi diantarapelat/ elemen strukutur yangdisambung ditahan oleh badanbaut
Slip-critical
Beban kerja yang terjadi diantarapelat/ elemen strukutur ditahanmelalui terjadinya friksi/gesekanpada sambungan

Helical torsion springs problem

1. Design a concentric spring for an air craft engine valve to exert a maximum force of 5000 N under a deflection of 40 mm. Both the springs have same free length, solid length and are subjected to equal maximum shear strees of 850 MPa. The spring index for both the springs is 6. [ Ans.d1 = 8 mm ; d2 = 6 mm ; n = 4 ]

Answer:

Load each spring

P1 : P2 = (d1 : d2)2 P1 : P2 = (8 : 6)2 = 1,69 mm2

P1 + P2 = 5000 (1,69 . P2) + P2 = 5000

2P2 = 2958,6

P2 = 1479,3 P1 = 3520,7

Mean diameter

k1 = k2 = (4C – 1) : (4C – 4) + 0,615 : C

= (4.6 – 1) : (4.6 – 4) + 0,615 : 6 = 1,2525

Max shear stress 1

850 = k1 (8.P1.C) : ( phi.d12) 850 = 1,2525 ( 8.(3520,7).6 : (phi..d12)

d1 = 8.9 mm

D1 = C.d1 = 6.8,9 = 53,4 mm

Max shear stress 2

850 = k2 (8.P2.C) : ( phi.d12) 850 = 1,2525 ( 8.(1479,3).6 : (phi.d22)

d2 = 5,7 mm

D2 = Cd2 = 6.5,7 = 34,2 mm

2. The free and of a torsional spring deflects through 90ᵒ when subjected to a torque of 4 N-m. The spring index is 6. Determine the coil wire diameter and number of turns with the following data : Modulus of rigidity = 80 GPa ; Modulus of elasticity = 200 GPa ; Allowable stress = 500 MPa. [ Ans. 5 mm ; 26 ]

Rencana Pegas

Rencanakan sebuah pegas pada menu penghisap yang bekerja pada tekanan 10 N/mm^2 dengan diameter penghisap 40 mm dan tekanan geser 560 N/m^2, modulus geser 80 kN/〖mm〗^2. Perbandingan diameter rata-rata dan diameter kawat sebesar 5.

Diketahui :

W = 10 N/mm^2

D = 40 mm

Fs = 560 N/m^2 = 5,6 x 〖10〗^(-4) kN/〖mm〗^2

G = 80 kN/〖mm〗^2

C = 5 ; D/d = 5 maka d = 8 mm

K = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C

= (4×5-1)/(4×5-4) + 0,615/5

= 19/16 + 0,615/5

= 104,84/80

= 1,3105

Rencanakan sebuah pegas!

Jawab :

Tegangan yang bekerja pada beban W = 4W/πd^2

= 4 x 10 / 3,14 x 8^2

= 40 / 200,96

= 0,19 N/ mm^2

Tegangan maximum W = 8WD/(πd^3 ) ( 1 + 1/2C )

= (8 x 10 x 40)/(3,14 x 8^3 ) ( 1 + 1/(2 x 5) )

= 5000/1607,68 x 11/10

= 3,4 N/ mm^2

fs = K8WD/(πd^3 )

= (1,3105 x 8 x 10 x 40)/(3,14 x 8^3 )

= 4193,6/1607,68

= 2,6 N/ mm^2

Spring leaves

spring leaves

September 30th, 2012Gigis A.M.No comments

A semi-elliptical laminated vehicle spring to carry a load 2000 N, is to consis seven leaves 2,45 mm wide, two of the leaves extending the full length of the spring. The spring is to be 1010 mm in length & attached to the axle by two u-bolts 15 mm apart. Hese bolt hold the central portion of the spring so rigidly. That they may be considered equivalent to a band having a width equal to the distance between bolts. The leaves are to be silicomangenese steel. Assuming an allowed stress of 3500 kg/cm2 .
Detemine: a. thickness of the leaves
b. Deflection of the leaves
c. Diameter of the eye
d. length of the leaves
e. radius to which leaves should be initially bent assume modulus of elasticity as 2,1 X 106 kg/cm2

Answer:
2L = 1010-2/3.15 mm L=1000mm
2W= 2000 N.m W= 1000 N.m
Thickness = 6 W L : ibh2
= 6.1000.1000 : 7bh2
h2 = 6.106 : 7.3500
h2 = 244,8 = 245 : 2,45
h2 = 100
h = 10

Deflection
Deflection = 12 W L3 : Ebh3 (2ng + 3nf) E= 210.103 N/cm2
= 12.2000.(1000)3 : 210.103.1000.103 (20)
Deflection = 10

Diameter of the eye
Diameter of the eye = W : cos 450
= 1414 N
Load on the pin = db.bx.pb
Pb = 10 N/mm2 dp = 1414 : 2,45.10
= 58
Length of the leaves
Lp = b + 2 clearance
Lp = 2,45 + 2.2
Lp = 6,45

Max bending moment
M = load on pin x lp : 4
= 1414.6,45 : 4
= 2281

stresst = 100 N/mm2
stresst X phi/32 X dp = M
dp = 3(32.M : phi.stresst)
dp = 6,2

The required pin diameter is greater from bending consideration. Hence a pin of diameter 20 mm is suggested. For bush wall thickness of 3 mm, the eye diameter will be
6,2+2.3 = 12,2 mm

Length of the leaves
L1 = (effective length/i-1) + ineffective length
L1 = (1000/7-1) + 10
L1 = 176 mm
Where ineffective length = 2/3 distance between U-bolts
L2 = (1000/7-2) + 10 = 210 mm
L3 = (1000/7-3) + 10 = 260 mm
L4 = (1000/7-4) + 10 = 343 mm
L5 = (1000/7-5) + 10 = 510 mm
L6 = (1000/7-6) + 10 = 1010 mm
L7 = (1000/7-7) + 10 = 1010 mm

Radius
R2 = (R – Y)2 + 5502
840 R = 176400 + 302500
R = 478900 : 840 = 570 mm

http://books.google.co.id/books?id=08FkBSjG2bMC&pg=PA322&lpg=PA322&dq=a+semi-eliptical+laminated&source=bl&ots=MaKD5SYyqv&sig=qVxu1ttFKj5ar18K6sV7aZM1Fs4&hl=id&sa=X&ei=AiBoUKv9E8vNrQfg_YDICQ&ved=0CDEQ6AEwAA#v=onepage&q=a%20semi-eliptical%20laminated&f=false

Categories:UncategorizedTags:

Elemen mesin : Gaya dan Tegangan

Gaya dan Tegangan 

• Gaya beban  / load itu dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu : 

1. Dead or steady load : adalah  gaya beban yang diberikan atau terjadi secara konstan dan tidak    berubah ubah atau biasa disebut muatan mati  
2. Live or Varying load : adalah gaya beban yang diberikan itu berubah ubah atau berpindah pindah 
3. Suddenly Applied or Shock load : adalah gaya beban yang berawal dari steady load lalu secara tiba tiba berubah menjadi gaya beban yag bertekanan besar 

• Gaya Tegangan (Stress) : Gaya yang berasal dari dalam benda yang terjadi karena adanya gaya luar 

Gaya tegangan dibagi menjadi 4 macam yaitu : 

1. Tegangan dan Regangan tarik ( Tensile and Strain ) : Tegangan tarik terjadi karena akibat bekerjanya gaya tarik pada luas suatu penampang sehingga bendanya mengalami perpanjangan .
2. Tegangan dan Regangan tekan ( Compresssive stress and Strain ) : Tegangan yang terjadi karena suatu gaya tekan pada suatu satuan luas penampang luas material elemen mesin sehingga mengalami pemendekan 
3. Tegangan dan Regangan geser (Shear stress and Strain ) : tegangan yang terjadi karena 2 gaya geser yang saling berlawanan arah terhadap suatu bidang geser pada bidang penampang elemen mesin sehingga bidang penampang tersebut mengalami tegangan geser 
4. Tegangan luluh ( Crushing/Bearing stress ) : Tegangan  yang timbul akibat terpusatnya gaya tekan pada suatu daerah kontak yang sangat kecil , tegangan ini terjadi umumnya pada komponen mesin yang berfungsi sebagai penyambung / pengunci , contoh : pasak , paku keling , pin , baut dll

Bearing Stress