Download - SAMBUNGAN PAKU KELING.docx
SAMBUNGAN PAKU KELING
Paku keling adalah sebuah batang pendek berbentuk selinder pada bagian
kepala berbentuk bulat, bagian selinder pada paku disebut tangkai atau badan dan
bagian bawah tangkai adalah ekor. Seperti ditunjukan dalam gambar 1.1
Penyambungan dengan paku keling dilakukan untuk menyambung pelat secara
permanen.
Sambungan ini biasanya diaplikasikan pada struktur baja, tangki, boiler,
pesawat terbang dan alat-alat rimah tangga. Bahan paku keling yang biasanya
digunakan adalah baja, kuningan, aluminium dan tembaga. Untuk sambungan yang
membutuhkan kekuatan dan kerapatan, seperti pada boiler dan lambung kapal,
digunakan paku keling dari baja.
Gambar 1.1
A. Metode PengelinganFungsi paku pada sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan
yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambungan tidak rusak.
Sedangkan kerapatan diperlukan, selain untuk kekuatan juga untuk menjaga agar tidak
terjadi kebocoran, seperti pada boiler atau lambung kapal.
Jika dua pelat akan disambung dengan paku keling seperti dilihat pada gambar
1.2 (a) lubang pada plate di pukul, dilebarkan dan dib or, pemukulan adalah metode
termudah dan ini digunakan untuk plate yang relative tipis dialam struktur pekerjaan.
Jika pemukulan ini merusak bahan disekitar lubang, maka yang digunakan aldalah
pengeboran, ini banyak di gunakan untuk pekerjaan bejana tekan. Pada sambungan
untuk struktur dan bajana tekan, diameter lubang pelat biasanya 1,5 mm lebih besar
dari diameter nominal paku.
Gambar 1.2
Pelat di bor bersaman dan kemudian dipisahkan untuk menghilangkan kotoran
atau dipotong agar memiliki sebuah celah antara pelat. Paku yang telah dipanaskan
dimasukan kedalam lubang kedua pelat, kemudian ujungnya di bentuk menyerupai
kepala paku, pembentukan kepala pak ini dapat dilakukan dengan menggunakan palu
atau cetakan. Pada saat dipukul diameter batang palu akan membesar dan mengisi
lubang pelat secara penuh. Sehingga menghasilkan sambungan yang tepat dan kuat.
Seperti pada gambar 1.2
Pada pengelingan dangan mesin, cetakan adalah bagian dari palu yang mana
dioperasikan oleh udara, tekanan udara atau tekanan uap.
B. Jenis Kepala PakuBerdasarkan standar Indian Institusi disarankan mengikuti type kepala paku
setempel tekan yang biasanya dikerjakan untuk struktur pada cetakan.
Gambar 1.3
Gambar 1.4
Gambar 1.5
C. Material Paku KelingBahan paku keling pada umumnya bermaterial baja sesuai dengan Standar
Internasional : 1148 – 1997
Paku keling untuk ketel uap harus berbahan yang sesuai dengan standar
internasional : 1990-1962
D. Jenis Sambungan Paku keling
Berdasarkan penyambungan pelatnya, sambungan paku keling dikelompokkan
sebagai : (a). sambungan berimpit ( lap joint) dan (b) sambungan bilah (butt joint).
E. Sambungan Berimpit Sambungan berimpit (lap joint) adalah sambungan yang menempatkan pelat
yang akan disambung saling berimpitan dan kedua pelat tersebut disambung dengan
paku keling.
F. Sambungan BilahSambungan bilah (butt joint) adalah 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. Sambungan bilah ini terdiri dari dua jenis, yaitu :
a. Sambungan bilah tunggal (single strap riveted butt joint)
b. Sambungan bilah ganda (double strap riveted butt joint)
Berdasarkan jumlah baris paku yang digunakan, sambungan paku keling
dibedakan sebagai :
a. Sambungan baris tunggal (single riveted joint).
Pada sambungan berimpit, sambungan baris tunggal adalah sambungan yang
menggunakan satu baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada
sambungan bilah, sambungan baris tunggal adalah sambungan yang menggunakan
satu baris paku pada masing-masing sisi sambungan.
b. 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.
Gambar 1.6
Gambar 1.7 Sambungan berimpit keling tiga
Gambar 1.8 Sambungan bilah ganda keling tunggal
Gambar 1.9 Sambungan bilah ganda keling ganda
Gambar 1.10 Sambungan bilah ganda keling ganda
dengan pengelingan zigzag
Gambar 1.11 Sambungan bilah ganda keling tiga
Sebuah paku berkeling ganda yang mempunyai dua garis keling dalam
sambungan berimpit sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 1.6 (b) dan (c) juga
terdapat dua garis pada masing-masing sisinya dalam las menumpu sebagaimana
ditunjukkan pada Gambar 1.9.
Kesamaan keduanya yakni mempunyai keling rangkap tiga atau keling rangkap
empat.
Catatan: Saat kedua keling dalam garis yang beragam diposisikan berlawanan,
sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.6 (b), maka paku tersebut disebut sebagai
rantai berkeling. Di lain sisi, jika kedua keling dalam garis yang berimpit sebagaimana
yang ditunjukkan pada gambar 1.6 (c), maka paku tersebut disebut sebagai keling
saling-silang.
G. Istilah-istilah TeknisIstilah-istilah berikut ini dalam hubungannya dengan paku-paku berkeling
sangatlah penting.
1. Jarak
Merupakan jarak dari pusat keling menuju pusat keling berukuran paralel kepada
kampuh. Biasanya disimbolkan denga huruf p.
2. Jarak Diagonal
Merupakan jarak antara pusat-pusat keling dengan garis paku keling saling-silang
yang berdekatan. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pd.
3. Jarak Belakang
Merupakan jarak tegak lurus antara garis-garis pusat dari garis-garis yang berturut-
turut. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pb.
4. Garis Tepi
Merupakan jarak antara pusat lubang keling ke sudut pelat yang terdekat. Biasanya
disimbolkan dengan huruf m.
H. Pengampuhan dan PemenuhanUntuk menghindari paku-paku menjadi meleleh atau bocor di dalam bejana
bertekanan seperti pemanas beruap, penerimaan udara dan tangki, dsb. Sebuah
proses yang dinamakan Dempul dipakai.
Gambar 1.12
Dalam proses ini, benda kasar yang dinamakan alat kampuh, dengan tebal 5
mm serta lebar 38 mm, dipergunakan. Bagian sisi alat ini diambangkan pada sudut 80 o .
Alat tersebut dipindahkan setelah diratakan pada setiap sisi pelat, serta di miringkan
pada sudut 75o sampai 80o yang dimaksudkan untuk membuat efek tekanan ke sudut
bawah sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.12 (a). Dalam praktek sebenarnya,
kedua sisi A dan B dikampuhkan. Kepala keling sebagaimana terlihat pada posisi C
juga di putarkan ke bawah dengan memakai alat kampuh untuk membuat pemanas
paku menjadi rapat. Perawatan yang intensif diperlukan untuk mencegah kerusakan
pada pelat dibawah alat.
Cara lain yang lebih memuaskan untuk membuat paku-paku menjadi kokoh dan
kuat dikenal dengan istilah Pemenuhan. Pada kasus ini, alat Pemenuhan yang tebal
pada semua ujung pelatnya digunakan sedemikian rupa sehingga tekanan yang hebat
akibat letupan yang muncul pada permukaan dekat paku, menjadi akhir yang bersih,
dengan resiko yang sedikit dari kemungkinan membuat pelat menjadi rusak. Proses
Pemenuhan ditunjukkan pada gambar 1.12 (b).
I. Kegagalan paku berkeling.Paku berkeling akan menjadi gagal apabila:
(1) Merobek sisi pelat,
(2) Merobek pelat melalui garis-garis keling,
(3) Menggunting keling, dan
(4) Menghancurkan keling.
1. Merobek sisi pelat
Sebuah paku akan menjadi gagal apabila merobek sisi pelat sebagaimana terlihat
pada gambar 1.13. hal ini dapat dihindari dengan cara menjaga garis tepi, m =1.5d.
Gambar 1.13
2. Merobek pelat melalui garis-garis keling
Mengacu pada tekanan renggang pada pelat utama, yang berakibat merobek pelat
melalui garis-garis keling sebagaimana terlihat pada gambar 1-14. Dalam kasus ini,
kita hanya memikirkan lebar jarak pelat, karena setiap keling mempunyai jarak yang
sudah ditentukan.
Gambar 1.14
Ketahanan yang dimiliki oleh pelat melawan sobekan dikenal dengan istilah
ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan dari sebuah pelat.
Misal p = jarak keling,
d = diameter keling,
t = ketebalan pelat,
ft= daya renggang materi pelat,
Kita ketahui bahwa area sobekan per lebar jarak,
At = (p-d)t
Ketahanan sobekan atau tarikan dibutuhkan untuk merobek pelat per lebar jarak,
Pt = ft . At = ft (p-d)t
3. Menggunting keling
Gambar 1.15
Pelat-pelat dihubungkan oleh keling-keling menggunakan tekanan renggang pada
keling, dan jika keling tersebut tidak dapat menolak tekanan, maka akan
menggunting pelat sebagaimana terlihat pada gambar 1.15.
Perlu dicatat bahwa keling-keling tersebut merupakan guntingan tunggal dalam
sambungan berimpit dan penutup ganda las menumpu sebagaimana terlihat pada
gambar 1.16. Ketahanan yang diberikan oleh keling dikenal dengan istilah
ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan keling.
4. Menghancurkan keling
Terkadang, keling tidak sepenuhnya menggunting tekanan renggang, akan tetapi
menghancurkan sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.17.
Tekanan yang diberikan oleh keling untuk menghancurkan dikenal dengan istilah
ketahanan hancuran atau nilai bantalan.
Gambar 1.17
Misal d= diameter keling,
t= ketebalan pelat,
fc= tingkat hancuran aman pada paku, dan
n= jumlah keling per lebar jarak dibawah hancuran.
Kita ketahui bahwa area hancuran per keling,
Ac= d . t
Maka total area hancuran = n . d . t
Serta ketahanan hancuran atau tarikan yang dibutuhkan untuk menghancurkan
keling per lebar jarak,
Pc = n . d . t . fc
Catatan: Jumlah-jumlah keling dibawah guntingan haruslah sama dengan jumlah-
jumlah keling dibawah hancuran.
J. Kekuatan Sambungan Paku BerkelingKekuatan sebuah paku dapat didefinisikan sebagai kekuatan maksimum yang
dapat mengalir, tanpa menyebabkan kegagalan. Kita telah lihat pada gambar 1.12
bahwa Pt, Ps dan Pc merupakan tarikan-tarikan yang dibutuhkan untuk merobek pelat,
menggunting keling dan menghancurkan keling. Sebuah pertimbangan kecil akan
muncul, bahwa apabila kita tingkatkan tarikan pada paku berkeling, hal itu akan menjadi
gagal bila sisa dari tiga tarikan ini dicapai. Hal ini dikarenakan sebuah nilai yang lebih
tinggi yang diakibatkan oleh tarikan lain tidak akan tercapai karena paku telah gagal,
seperti merobek pelat, menggunting keling atau menghancurkan keling.
Jika paku berkesinambungan seperti dalam kasus alat pendidih, kekuatannya
dihitung per lebar jarak. Akan tetapi jika pakunya kecil, kekuatannya dihitung untuk
keseluruhan jarak pelat.
K. Efisiensi Paku BerkelingEfisiensi dari paku berkeling merupakan rasio dari kekuatan paku dengan
kekuatan pelat tak berkeling atau padat.
Kita telah siap mendiskusikan bahwa kekuatan sambungan paku keling
= lebih kecil dari Pt, Ps dan Pc
P = p x t x ft
Efisiensi sambungan paku
η =
kekua tan sambungan pakuleingp . t . ft
P = jarak puncak paku
T = tebal pelat
Ft = tekanan keregangan yang di ijinkan
Tabel berikut menunjukkan tingkat efisiensi paku berkeling untuk alat pendidih
dengan mengacu pada Regulator Pendidih Indian.
Sambungan berimpit Efisiensi (%) Sambungan bilah Efisiensi (%)baris tunggal
baris ganda
baris triple
45 – 60
63 – 70
72 - 80
baris tunggal
baris ganda
baris triple
55 – 60
70 – 83
80 -90
Regulator Pendidih Indian mengijinkan angka maksimal 85% untuk paku terbaik.