Dokumen ini membahas perencanaan ukuran paku keling untuk sambungan yang menerima beban eksentrik sebesar 50 kN. Diberikan informasi tentang parameter sambungan dan bahan, kemudian dilakukan perhitungan untuk menentukan tegangan geser dan crushing pada setiap paku keling. Hasil perhitungan menunjukkan diameter paku keling yang memenuhi syarat kekuatan adalah 24 mm.

1. ELEMEN MESIN I
latihan soal 5 Sambungan Paku Keling
Frederikus Konrad, ST, MT, MM
JURUSAN TEKNIK MESIN,
FTI-UNIVERSITAS GUNADARMA

2. Latihan soal 5
terdapat sambungan paku keling dengan beban exentrik
seperti gambar yang direncanakan untuk suatu bracket
plat bracket dengan tebal 25 mm semua paku keling
memiliki ukuran yang sama, beban yang diterima 50 kN, C =
100 mm load arm e = 400 mm dimana tegangan geser yang
diijinkan 65 MPa dan tegangan crushing 120 MPa. Hitung
ukuran paku keling untuk rencana sambungan tersebut

3. Latihan soal 5
Diketahui
t = 25 mm
P = 50 kN = 50 x 103
N
e = 400 mm
n = 7
τ = 65 MPa = 65 N/mm2
σc = 120 MPa = 120 N/mm2

4. Eccentric loaded riveted joint
akan ditentukan center of gravity dari sambungan
paku keling
OXterhadapGjaraky
OYterhadapGjarakx
=
=
)0(286.114
7
800
7
100100200200200
)0(100
7
700
7
200200200100
65
7654321
761
7654321
====
++++
=
++++++
=
=====
+++
=
++++++
=
yymm
n
yyyyyyy
y
xxxmm
n
xxxxxxx
x

5. Eccentric loaded riveted joint
Jadi pusat gravitasi dari sistem berada pada 100
mm dari OY dan 114.286 mm dari OX
maka beban gesar untuk tiap paku keling
momen puntir akibat P yang eksentris
P x e = 50 x 103
x 400
= 20 x 106
N-mm
N
x
n
P
Ps 857.7142
7
1050 3
===

6. Eccentric loaded riveted joint

7. Eccentric loaded riveted joint
Momen puntir tersebut di tahan oleh 7 paku
keling maka
F1, F2, F3, F4, F5, F6, dan F7, beban gaser
sekunder pada paku keling 1,2,3,4,5,6,dan 7,
terletak pada jarak l1,l2,l3,l4,l5,l6,dan l7, masing2
terhadap pusat gravitasi

8. Eccentric loaded riveted joint
maka geometri dari gambar sebelumnya adalah
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
mmll
ll
ll
ll
mmll
ll
ll
ll
ll
mml
l
mmll
ll
ll
ll
ll
859.151
290.23061
290.1306110000
286.114100
015.101
090.10204
090.20410000
286.14100
100286.114100
714.85
286.114200
708.131
89.17346
890.734610000
714.85100
286.114200100
65
65
65
22
65
74
74
74
22
74
22
74
2
2
31
31
31
22
31
22
31
==
==
+==
+==
==
==
+==
+==
−+==
=
−=
==
==
+==
+==
−+==

9. Eccentric loaded riveted joint
diketahui
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( ) ( ) ( )[ ]
[ ]
[ ]
NF
F
xx
F
Fxx
Fxx
xxxFxx
F
xx
llllll
llll
l
F
exP
lllllll
l
F
exP
039.24262
256.108571
2634160000
256.108571
708.1311020
256.108571708.1311020
312.4612206.20408890.7346994.34693708.1311020
156.230612030.102042890.7346997.173462708.1311020
859.1512015.1012714.85708.1312
708.131
4001050
;;
222
1
6
1
1
6
1
6
1
6
222213
657431
2
5
2
4
2
2
2
1
1
1
2
7
2
6
2
5
2
4
2
3
2
2
2
1
1
1
=
=
=
=
+++=
+++=
+++=
===
+++=
++++++=

10. Eccentric loaded riveted joint
Maka dapat dihitung
474
1
7
17
565
1
6
16
1
5
15
1
4
14
311
1
3
13
1
2
12
984.18608
131.27974
131.27974153.1039.24262
708.131
859.151
039.24262
984.18608767.0039.24262
708.131
015.101
039.24262
039.24262
587.15794651.0039.24262
708.131
714.85
039.24262
llNF
l
l
xFF
llNF
l
l
xFF
Nxx
l
l
xFF
Nxx
l
l
xFF
llNF
l
l
xFF
Nxx
l
l
xFF
====
====
====
====
====
====

11. Eccentric loaded riveted joint
Dari gambar bahwa arah dan gaya geser secondary
pada paku keling 3,4 dan 5 yang menerima beban
terbesar
659.0
859.151
100100
cos
990.0
015.101
100100
cos
759.0
708.131
100100
cos
5
5
4
4
3
3
===
===
===
l
l
l
θ
θ
θ

12. Eccentric loaded riveted joint
maka beban resultant pada paku keling 3 adalah
( ) ( )
( ) ( ) ( )
NR
R
R
xxR
xxxR
xFxPFPR ss
345.30051
7.903083360
2.2634164185.639666942
76.0039.24262714.142854.58864653612.51020406
76.0039.24262857.71422039.24262857.7142
cos2
3
3
3
3
22
3
33
2
3
2
3
=
=
+=
++=
++=
++= θ

13. Eccentric loaded riveted joint
maka beban resultant pada paku keling 4 adalah
( ) ( )
( ) ( ) ( )
NR
R
R
xxR
xxxR
xFxPFPR ss
173.25700
6.660498888
2631841976.397314691
990.0984.18608714.142855.34629428512.51020406
990.0984.18608857.71422984.18608857.7142
cos2
4
4
4
4
22
4
44
2
4
2
4
=
=
+=
++=
++=
++= θ

14. Eccentric loaded riveted joint
maka beban resultant pada paku keling 5 adalah
( ) ( )
( ) ( ) ( )
NR
R
R
xxR
xxxR
xFxPFPR ss
4.33336
1111315564
2.2777431523.833572411
659.0131.27974714.142852.78255200512.51020406
659.0131.27974857.71422131.27974857.7142
cos2
5
5
5
5
22
5
55
2
5
2
5
=
=
+=
++=
++=
++= θ

15. Eccentric loaded riveted joint
dari perhitungan beban resultant yang terbesar
terdapat pada paku keling no 5 jadi untuk
mendapatkan diameter lubang paku keling adalah
mmd
d
d
d
dx
xdx
xdx
xdx
560.25
335.653
335.653
025.51
4.33336
025.514.33336
65785.04.33336
65
4
14.3
4.33336
4
4.33336
2
2
2
2
2
2
=
=
=
=
=
=
=
= τ
π

16. Eccentric loaded riveted joint
dari hasil perhitungan diameter lubang paku keling
d = 25.5 yang selanjutnya di bandingkan dengan
tabel dimana didapat diameter paku keling adalah
24 mm

17. Eccentric loaded riveted joint
kemudian dilanjutkan dengan mengecek
sambungan terhadap crushing stress
dimana tegangan crushing yang didapat masih
dibawah tegangan crushing perencanaan 120 MPa
jadi perencanaan ini memenuhi syarat dan aman
2
5
170.52
639
4.33336
25560.25
4.33336
max
mm
N
x
txd
R
areacrushing
load
stresscrushing
=
=
=
=
=

18. Terima kasih
Frederikus Konrad, ST, MT, MM
JURUSAN TEKNIK MESIN,
FTI-UNIVERSITAS GUNADARMA