Mur dan Baut

MUR DAN BAUT

Merupakan sambungan yang dapat dibuka tanpa merusak bagian yang disambung serta alat penyambungnya itu sendiri.
Ulir adalah suatu yang diputar disekeliling silinder dengan sudut kemiringan tertentu. Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga digulung pada sebuah silinder.
Dalam pemakaian, ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam. Jarak antara satu puncak dengan puncak berikutnya disebut jarak bagi.
Ulir disebut tunggal atau satu jalan bila hanya ada satu jalur yang melilit silinder, dan disebut dua atau jalan bila ada dua atau tiga jalur.
Jarak antara puncak-puncak yang berbeda satu putaran dari satu jalur, disebut “Kisar”.Kisar pada ulir tunggal sama dengan jarak baginya.
Kisar pada ulir tunggal sama dengan jarak baginya, untuk ulir ganda dan tripel, besarnya kisar berturut-turut sama dengan dua kali dan tiga kali jarak baginya.

1.Sudut ulir
2.Puncak ulir luar
3.Jarak bagi
4.Diameter inti dari ulir luar
5.Diameter luar dari ulir luar

BAUT
Bila ditinjau dari penggunaannya, baut dapat dibedakan menjadi;
Baut penjepit yang terdiri dari tiga macam :
a. Baut biasa (baut tembus)
b. Baut tanam
c. Baut tap
2. Baut untuk pemakaian khusus :
baut pondasi
baut penahan

PERHITUNGAN BAUT DAN MUR
Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting, untuk mencegah timbulnya kerusakan pada mesin.Pemilihan baut dan mur sebagai alat pengikat, harus disesuaikan dengan gaya yang mungkin akan menimbulkan baut dan mur tersebut putus atau rusak.
Dalam perencanaan baut dan mur, kemungkinan kerusakan yang mungkin timbul yaitu :
1. Putus karena mendapat beban tarikan
2. Putus karena mendapat beban puntir
3. Putus karena mendapat beban geser

PEMILIHAN BAUT DAN MUR
Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor harus diperhatikan seperti gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan bahan, kelas ketelitian.
adapun gaya yang bekerja pada baut dapat berupa :
1. Beban statis aksial murni
2. Beban aksial, bersama dengan beban puntir
3. Beban geser
4. Beban tumbukan aksial

Pembebanan aksial murni, dalam hal ini persamaan yang berlaku :

W =beban tarik aksial (kg)
d1=diameter inti (mm)
d1=0,8d (mm)
st=tegangan tarik yg terjadi di bagian yang berulir pada d1

Persamaan untuk diameter luar sekrup/baut :

Harga st tergantung pada bahan, jika difinis tinggi, faktor keamanan 6-8, jika difinis biasa antara 8-10.
Untuk baja liat yang mempunyai kadar karbon 0,2-0,3% tegangan yang diizinkan umumnya 6kg/mm2 jika difinis tinggi,dan 4,8 kg/mm2jika difinis biasa.

Dalam hal mur, jika tinggi profil yang bekerja menahan gaya adalah h (mm), jumlah lilitan ulir adalah z1 diameter efektif ulir luar d2 dan gaya tarik pada baut W (kg), maka besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir q (kg/mm2) adalah :

qa=tekanan kontak yang diizinkan
z =jumlah ulir

Jumlah Ulir (z) dapat dihitung dengan persamaan :

Tinggi Mur (H) dapat dihitung dengan persamaan :
H = z.p
P = Kisar
Menurut standar: H = (0,8 – 1,0)d

Gaya W juga akan menimbulkan tegangan geser pada luas bidang silinder (pd1.k.p.z)
Dimana k.p adalah tebal akar ulir luar.
Besarnya tegangan geser ini, tb (kg/mm2) adalah :

Tebal akar ulir pada mur dinyatakan dengan j.p, maka tegangan gesernya adalah :

Untuk ulir metris dapat diambil k=0,84 dan j=0,75

Tabel 1. Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir

Bila beban yang bekerja pada baut merupakan gabungan antara gaya tarik aksial
dan momen puntir, maka harus ditambahkan W/3 pada gaya aksial tersebut,
sebagai pengaruh tambahan dari momen puntir.

MENENTUKAN TEGANGAN KARENA PENGENCANGAN
Dengan mengencangkan sambungan baut sekrup maka dalam baut timbul gaya pengencangan Fa dan momen puntir Mw sehingga persamaan menjadi :
y = sudut kisar
p’ = sudut gesek
Fa = gaya pengencang

Jadi, dalam teras ulir selain tegangan pengencangan :

juga timbul tegangan puntir :
dimana Ww ialah momen tahanan terhadap puntiran.

Menurut Huber dan Hencky dapat dihitung tegangan tarik ideal :
f = fs = koefisien gesek = 0,14

MENJAMIN SAMBUNGAN ULIR SEKRUP
Menjamin sambungan ulir sekrup dilakukan untuk mencegah sambungan, selama alat itu bekerja, tidak terlepas.Selama terdapat gaya pengencang dalam baut, mur tidak dapat berputar kembali dan selain itu gesekan antara permukaan bagian yang saling dijepit itupun sudah akan mencegah berputarnya mur. Untuk beban yang yang beulang-ulang gaya yang pada waktu mengencangkan timbul dalam baut, lambat laun akan berkurang. Peristiwa ini juga disebut “ rayapan” (flow) sambungan. Peristiwa ini timbul karena perubahan bentuk secara perlahan-lahan dibagian baut.
Apabila “rayapan” ini lebih besar daripada regangan elastik yang diperoleh baut pada waktu dikencangkan, maka sambungan akan terlepas sehingga mur dapat berputar kembali.
Yang dapat ditentukan adalah rayapan akan lebih kecil, apabila pengerjaannya semakin baik, baik permukaannya maupun ulirnya dan akan meningkat, apabila jumlah kampuh dalam sambungan lebih banyak (sambungan baut normal mempunyai tiga buah kampuh, cincin-tutup menambahnya menjadi empat). Jenis bahan juga berperan, bahan yang keras

Bahan yang keras merayap lebih sedikit daripada bahan lunak seperti logam ringan.
Pengaruh rayapan pada sambungan jelaslah bahwa rayapan ini akan berkurang apabila regangan elastik karena gaya pengencang yang lebih besar, sebab setelah dikurangi dengan rayapan, akan lebih banyak regangan yang tinggal. Regangan elastik lebih besar apabila baut lebih panjang, dalam arti perbandingan lk/d lebih besar (lk= panjang jepit sambungan). Dalam hal ini baut yang panjang dan ramping lebih baik daripada yang pendek.Regangan dapat juga diperbesar dengan membubut tangkai baut sedikit di bawah garis tengah d1. Regangan juga akan menjadi lebih besar apabila tegangan pengencang lebih besar.
Baut pendek dari bahan tersebut belakangan paling cenderung kehilangan pra tegangnya. Pengalaman dan kalkulasi menunjukkan bahwa kemungkinan ini benar terjadi pada baut dengan lk < 1,5d

KEMUNGKINAN BAUT DAN MUR MENDAPAT PEMBEBANAN KOMBINASI
Perhitungan ini biasanya terjadi pada baut pengikat pada tutup silinder. Pada baut pengikat kepala silinder, gaya yang bekerja terdiri dari kombinasi antara gaya dalam dan gaya luar.
Persamaan yang digunakan adalah :
F = F1 + F2
dimana :
F = Gaya total yang bekerja pada baut
F1 = Gaya dalam (gaya pengencang yang diberikan untuk pengunci baut)
F2 = Gaya luar (gaya yang diakibatkan oleh gaya setelah baut tersebut digunakan)

Bila menggunakan Paking persamaannya menjadi :

jika

dimana a = ratio of elasticity
Maka persamaan menjadi :
F = F1 + K.F2
berdasarkan standar F1 = 2840 d

Untuk menentukan besar gaya yang diakibatkan oleh gaya luar (F2) misalnya pada penutup kepala silinder maka persamaan :

Bila diperhitungkan gaya setiap F2 untuk setiap baut :

dimana :
D1 = Diameter silinder
P1 = Tekanan dalam silinder

Sumber :Materi Diklat pelaut