Mengencangkan Baut
Tujuan Pelajaran
Setelah menamatkan modul ini dengan berhasil, siswa diharapkan memahami dan mampu menggunakan fastener.
Kriteria Penilaian
- Mampu menjelaskan tentang tujuan pengencangan baut.
- Memahami istilah clamping force (proof load), yield point (elastic limit), dan tensile strength.
- Mampu mendefinisikan dan menghitung torsi.
- Mampu mengidentifikasi jenis-jenis wrench dan cara pengunaannya yang benar.
- Memahami metode torque turn to yield.
- Memahami cara lain untuk memperoleh tegangan fastener yang benar
- Mampu mengidentifikasi msalah-masalah lain dalam mempertahankan torsi yang benar.
Penilaian
Setelah menamatkan modul ini, anda akan diminta menjawab dengan benar Soal-soal Latihan yang disediakan pada bab ini, dan lulus test kemampuan.
Pendahuluan
1. Pemutaran (Torquing) dan Pengencangan Baut
Torsi yang pas harus diberikan pada sebuah baut untuk menjaga agar fastener tidak kehilangan tegangan yang menahan dua objek atau komponen.
2. Istilah-istilah yang berkaitan dengan pemutaran baut
Clamp load (Beban Jepitan)
Besar gaya yang dapat ditahan oleh sebuah baut tanpa menimbulkan efek yang buruk. Dua buah baut dapat menahan gaya dua kali lipat besarnya, dan seterusnya.
Proof load
Beban aman maksimum yang dapat diberikan tanpa menyebabkan perubahan bentuk, misalnya bengkok.
Ultimate Tensile Strength (Titik Patah)
Titik dimana baut akan patah.
Yield Point (Titik Bengkok/Tekuk)
- Titik elastis
- Bila dilampaui, baut tidak akan kembali ke panjangnya semula.
- Pada baja, titik ini dicapai bila beban sudah cukup untuk meningkatkan kekuatan fastener sebesar 0,002” untuk setiap inci panjang beban). Jika setelan sudah ditetapkan, beban yang dibutuhkan tergantung pada grade dari fastener-nya.
Pada gambar tersebut di atas, dua komponen diikatkan dengan menggunakan sebuah baut UNC grade 5 berdiameter ½”. Yield strength minimum baut tersebut adalah 17.030 pound. Baut ini mendapat beban sebesar 15.000 pound. Segera setelah beban melampaui yield point, baut akan meregang secara permanen. Akibatnya, bila beban dilepaskan, baut akan kendur.
PERHATIAN: Apa yang terjadi sekarang adalah seorang mekanik yang sedang melakukan pemeriksaan pemeliharaan (maintenance check) mengencangkan mur (nut) tersebut. Mesin kembali bekerja dan baut tetap dalam keadaan regang. Ini dapat menimbulkan bahaya.
Catatan: masih diperlukan 17.030 pound untuk menyebabkan baut patah.
Jika tidak menyebabkan patah yang berbahaya, mekanik akan menemukan baut kendur lagi. Hal ini dapat menyebabkan mekanik “dongkol”, dan membuat ia menggunakan sebuah “cheater bar” untuk mengencangkan nut. Jika baut (bolt) patah, ia beruntung, daripada baut tersebut patah pada saat mesin sedang bekerja. Jika baut tersebut patah, mekanik tersebut dapat menggantikannya dengan baut UNC grade 5 berdiameter ½” dan prosesnya dari awal lagi. Jika ia pikir baut tersebut tidak cukup kuat, ia dapat menggantinya dengan baut yang berukuran sama tetapi dari grade yang lebih tinggi. Atau, ia dapat membor lubang yang lebih besar dan memasang baut yang mempunyai grade sama tetapi berdiameter lebih besar. Kadang-kadang cara ini tidak praktis, beban jepit (clamping load) yang lebih besar dapat saja diperoleh dengan menggunakan fastener yang berdrat halus (fine thread
fastener). Jangan lupa, penambahan sedikit saja diameter akan menentukan bertambahnya kekuatan baut dengan grade yang sama.
(Cara Mengukur Torsi)
3. Torsi dan Cara Menghitung Torsi
Torsi adalah usaha putar (turn effort) yang dinyatakan dalam gaya dikalikan jarak, yaitu Imp, pound-feet (lb-ft) atau foot-pound (ft-lb) Metric, Newton-meter (Nm).
- adalah cara untuk mengukur tegangan atau regangan pada fastener yang dibutuhkan untuk mengikat atau menahan ikatan dua komponen atau lebih.
Penghitungan:
Torsi = Gaya x Jarak
Dengan extension:
L = panjang wrench
A = panjang pemuaian
Ta = torsi pada ujung extension
Tw = torsi yang ditunjukkan oleh torque wrench
Contoh:
Baut (bolt) membutuhkan torsi sebesar 250 ft-lbs (339 Nm)
Panjang torque wrench adalah 2 ft. (0.6m)
Panjang extension adalah 6 inch (0.15m)
Catatan:
Rumus berikut ini dapat digunakan jika kunci (wrench) yang anda gunakan dilengkapi dengan penunjuk torsi dan anda ingin tahu berapa torsi yang sedang diaplikasikan pada baut (bolt).
4. Jenis –jenis torque wrench dan cara penggunaannya yang benar
Jenis-jenis Torque Wrench:
- Beam – membaca defleksi jarum penunjuk (pointer) yang dipasang kepala torque wrench
- Dial – menunjukkan pada suatu dial bila torsi yang diinginkan sudah dicapai.
- Click – bila wrench mengeluarkan bunyi “klik”, itu berarti torsi yang ditetapkan sudah tercapai.
Cara Menggunakannya:
- Untuk mencapai torsi yang tepat, tekanan yang lembut dan terus menerus harus diberikan pada torque wrench.
- Torque Wrench jenis click harus disetel pada angka (reading) terendah bila sedang tidak digunakan.
- Jika gerakan pemutaran menjadi loncat-loncat, putar balik dan coba lagi dengan menarik secara konstan (sambung) kemudian bacalah alat pengukur pada saat bergerak.
5. Metode Torque Turn to Yield
- Banyak pabrik pembuat alat dewasa ini menggunakan cara ini untuk mengatasi ketidakakuratan pemutaran karena friksi menyebabkan 90% torsi.
- Sebuah torque well dalam batas kunci torsi rata-rata (average torque wrench) dipilih sebagai titik awal (starting point).
- Dinyatakan 75 ft – lbs.
Plus 90 derajat
Plus 90 derajat
- Dapat berupa sebuah baut standar (standard bolt) atau sebuah torque to yield bolt yang sesungguhnya.
6. Cara-cara Lain Untuk Memperoleh Tegangan yang Tepat
- Micrometer – mengukur regangan (stretch) baut (bolt) atau stud
- Indicator – dipasang pada bagian pusat baut (bolt) atau stud
– jika indikator longgar, maka tegangan tidak tepat.
7. Masalah-masalah dalam menjaga Torsi yang Tepat
Soft washer
- Mengompres lebih lanjut dibawah impak, beban siklus, atau getaran yang menyebabkan baut (bolt) releks – dan kehilangan beban awal (pre-load).
Benjolan-benjolan (burrs) dan Ujung-ujung yang Tajam.
- Baut yang baik mempunyai jari-jari yang lebih kecil dari kepala (head) untuk mendistribusikan beban pada kepala dan mengurangi pemusatan tekanan.
- Pembuatan lubang pada sepotong baja akan menyisakan benjolan logam yang tajam. Jika filet ini tersentuh, maka kepala dapat terpisah dari batang (shank).
Pemecahan:
- Gerus (chamfer) bagian atas lubang atau besarkan ukuran lubang 1/32” sampai 1/16”.
- Yang paling mudah adalah dengan menggunakan sebuah flat washer, bagian yang bundar flat washer menghadap ke kepala baut untuk melindungi filet.
Penggunaan Ulang Fastener dalam Aplikasi yang Kritis.
- Sebah mur (nut), setelah diputar satu kali, tidak akan pernah pas lagi, walaupun dengan baut yang baru. Semakin banyak friksi yang diberikan mur (nut) pada baut (bolt), maka gaya ikatnya pada baut akan berkurang.
- Gaya jepit asli hanya dapat diperoleh hanya jika mur (baut)-nya baru.
- Masing-masing ulir pada fastener mengakomodasi besar regangan tertentu.
- Jika hanya sedikit ulir yang muncul untuk mencapai regangan total, maka usia fungsi-nya akan berkurang.
- Cap screw harus diputar ke dalam ulir sampai 1 1/2 kali diameternya.
- Drat baut yang menonjol dari mur (nut) tidak boleh melebihi tebal 2 flat washer.
Panjang Baut (Bolt) dan Cap Screw yang Tidak Memadai
Impact Wrench
- Mur (nut) yang berputar pada kecepatan tinggi akan berhenti dengan tiba-tiba jika membentur benda kerja.
- Dapat menyebabkan timbulnya takikan pada akar ulir dan juga merusak filet di bawah kepala baut.
- Waktu yang “aman” untuk menggunakan impact wrench adalah setelah mur (nut) betul-betul sudah menyentuh benda kerja.
Soal-soal Latihan
Usahakan menjawab semua soal tanpa membuka modul. Jika anda kesulitan menjawab soal-soal, baca kembali modul dan jawab lagi soal. Jangan lupa menggunakan satuan jika dibutuhkan untuk hitungan.
Setelah menjawab soal-soal latihan ini, cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban yang terdapat pada bagian akhir modul.
1) Pilih pernyataan yang benar.
- Titik belok (yield point) adalah titik dimana baut (bolt) akan patah.
- Proof load adalah beban dimana baut (bolt) tidak akan kembali ke panjangnya semula.
- c. Clamp load adalah besar gaya yang dapat ditahan oleh baut (bolt) tanpa menimbulkan efek yang buruk.
2) Jelaskan definisi torsi (torque)
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
3) Tuliskan rumus untuk menghitung torsi.
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
4) Dengan menggunakan rumus menghitung torsi, hitunglah torsi yang diaplikasikan pada wrench di bawah ini.
Panjang wrench = 18 inch
Gaya = 150lbs.
5) Sebutkan 3 jenis torque wrench.
6) Besar friksi adalah ___________ dari torsi.
- 75%
- 90%
- 10%
- 50%
7) Baut khusus harus digunakan dengan menggunakan metode torque turn to yield.
- Benar
- Salah
8) Sebutkan dua cara mencapai tegangan baut (bolt) yang tepat
9) Bagaimana cara yang baik untuk memasang sebuah flat washer?
10) Seberapa jauh sebuah cap screw diputar masuk ke dalam drat?
Mengencangkan Baut
Tujuan Pelajaran
Setelah menamatkan modul ini dengan berhasil, siswa diharapkan memahami dan mampu menggunakan fastener.
Kriteria Penilaian
- Mampu menjelaskan tentang tujuan pengencangan baut.
- Memahami istilah clamping force (proof load), yield point (elastic limit), dan tensile strength.
- Mampu mendefinisikan dan menghitung torsi.
- Mampu mengidentifikasi jenis-jenis wrench dan cara pengunaannya yang benar.
- Memahami metode torque turn to yield.
- Memahami cara lain untuk memperoleh tegangan fastener yang benar
- Mampu mengidentifikasi msalah-masalah lain dalam mempertahankan torsi yang benar.
Penilaian
Setelah menamatkan modul ini, anda akan diminta menjawab dengan benar Soal-soal Latihan yang disediakan pada bab ini, dan lulus test kemampuan.
Pendahuluan
1. Pemutaran (Torquing) dan Pengencangan Baut
Torsi yang pas harus diberikan pada sebuah baut untuk menjaga agar fastener tidak kehilangan tegangan yang menahan dua objek atau komponen.
2. Istilah-istilah yang berkaitan dengan pemutaran baut
Clamp load (Beban Jepitan)
Besar gaya yang dapat ditahan oleh sebuah baut tanpa menimbulkan efek yang buruk. Dua buah baut dapat menahan gaya dua kali lipat besarnya, dan seterusnya.
Proof load
Beban aman maksimum yang dapat diberikan tanpa menyebabkan perubahan bentuk, misalnya bengkok.
Ultimate Tensile Strength (Titik Patah)
Titik dimana baut akan patah.
Yield Point (Titik Bengkok/Tekuk)
- Titik elastis
- Bila dilampaui, baut tidak akan kembali ke panjangnya semula.
- Pada baja, titik ini dicapai bila beban sudah cukup untuk meningkatkan kekuatan fastener sebesar 0,002” untuk setiap inci panjang beban). Jika setelan sudah ditetapkan, beban yang dibutuhkan tergantung pada grade dari fastener-nya.
Pada gambar tersebut di atas, dua komponen diikatkan dengan menggunakan sebuah baut UNC grade 5 berdiameter ½”. Yield strength minimum baut tersebut adalah 17.030 pound. Baut ini mendapat beban sebesar 15.000 pound. Segera setelah beban melampaui yield point, baut akan meregang secara permanen. Akibatnya, bila beban dilepaskan, baut akan kendur.
PERHATIAN: Apa yang terjadi sekarang adalah seorang mekanik yang sedang melakukan pemeriksaan pemeliharaan (maintenance check) mengencangkan mur (nut) tersebut. Mesin kembali bekerja dan baut tetap dalam keadaan regang. Ini dapat menimbulkan bahaya.
Catatan: masih diperlukan 17.030 pound untuk menyebabkan baut patah.
Jika tidak menyebabkan patah yang berbahaya, mekanik akan menemukan baut kendur lagi. Hal ini dapat menyebabkan mekanik “dongkol”, dan membuat ia menggunakan sebuah “cheater bar” untuk mengencangkan nut. Jika baut (bolt) patah, ia beruntung, daripada baut tersebut patah pada saat mesin sedang bekerja. Jika baut tersebut patah, mekanik tersebut dapat menggantikannya dengan baut UNC grade 5 berdiameter ½” dan prosesnya dari awal lagi. Jika ia pikir baut tersebut tidak cukup kuat, ia dapat menggantinya dengan baut yang berukuran sama tetapi dari grade yang lebih tinggi. Atau, ia dapat membor lubang yang lebih besar dan memasang baut yang mempunyai grade sama tetapi berdiameter lebih besar. Kadang-kadang cara ini tidak praktis, beban jepit (clamping load) yang lebih besar dapat saja diperoleh dengan menggunakan fastener yang berdrat halus (fine thread
fastener). Jangan lupa, penambahan sedikit saja diameter akan menentukan bertambahnya kekuatan baut dengan grade yang sama.
(Cara Mengukur Torsi)
3. Torsi dan Cara Menghitung Torsi
Torsi adalah usaha putar (turn effort) yang dinyatakan dalam gaya dikalikan jarak, yaitu Imp, pound-feet (lb-ft) atau foot-pound (ft-lb) Metric, Newton-meter (Nm).
- adalah cara untuk mengukur tegangan atau regangan pada fastener yang dibutuhkan untuk mengikat atau menahan ikatan dua komponen atau lebih.
Penghitungan:
Torsi = Gaya x Jarak
Dengan extension:
L = panjang wrench
A = panjang pemuaian
Ta = torsi pada ujung extension
Tw = torsi yang ditunjukkan oleh torque wrench
Contoh:
Baut (bolt) membutuhkan torsi sebesar 250 ft-lbs (339 Nm)
Panjang torque wrench adalah 2 ft. (0.6m)
Panjang extension adalah 6 inch (0.15m)
Catatan:
Rumus berikut ini dapat digunakan jika kunci (wrench) yang anda gunakan dilengkapi dengan penunjuk torsi dan anda ingin tahu berapa torsi yang sedang diaplikasikan pada baut (bolt).
4. Jenis –jenis torque wrench dan cara penggunaannya yang benar
Jenis-jenis Torque Wrench:
- Beam – membaca defleksi jarum penunjuk (pointer) yang dipasang kepala torque wrench
- Dial – menunjukkan pada suatu dial bila torsi yang diinginkan sudah dicapai.
- Click – bila wrench mengeluarkan bunyi “klik”, itu berarti torsi yang ditetapkan sudah tercapai.
Cara Menggunakannya:
- Untuk mencapai torsi yang tepat, tekanan yang lembut dan terus menerus harus diberikan pada torque wrench.
- Torque Wrench jenis click harus disetel pada angka (reading) terendah bila sedang tidak digunakan.
- Jika gerakan pemutaran menjadi loncat-loncat, putar balik dan coba lagi dengan menarik secara konstan (sambung) kemudian bacalah alat pengukur pada saat bergerak.
5. Metode Torque Turn to Yield
- Banyak pabrik pembuat alat dewasa ini menggunakan cara ini untuk mengatasi ketidakakuratan pemutaran karena friksi menyebabkan 90% torsi.
- Sebuah torque well dalam batas kunci torsi rata-rata (average torque wrench) dipilih sebagai titik awal (starting point).
- Dinyatakan 75 ft – lbs.
Plus 90 derajat
Plus 90 derajat
- Dapat berupa sebuah baut standar (standard bolt) atau sebuah torque to yield bolt yang sesungguhnya.
6. Cara-cara Lain Untuk Memperoleh Tegangan yang Tepat
- Micrometer – mengukur regangan (stretch) baut (bolt) atau stud
- Indicator – dipasang pada bagian pusat baut (bolt) atau stud
– jika indikator longgar, maka tegangan tidak tepat.
7. Masalah-masalah dalam menjaga Torsi yang Tepat
Soft washer
- Mengompres lebih lanjut dibawah impak, beban siklus, atau getaran yang menyebabkan baut (bolt) releks – dan kehilangan beban awal (pre-load).
Benjolan-benjolan (burrs) dan Ujung-ujung yang Tajam.
- Baut yang baik mempunyai jari-jari yang lebih kecil dari kepala (head) untuk mendistribusikan beban pada kepala dan mengurangi pemusatan tekanan.
- Pembuatan lubang pada sepotong baja akan menyisakan benjolan logam yang tajam. Jika filet ini tersentuh, maka kepala dapat terpisah dari batang (shank).
Pemecahan:
- Gerus (chamfer) bagian atas lubang atau besarkan ukuran lubang 1/32” sampai 1/16”.
- Yang paling mudah adalah dengan menggunakan sebuah flat washer, bagian yang bundar flat washer menghadap ke kepala baut untuk melindungi filet.
Penggunaan Ulang Fastener dalam Aplikasi yang Kritis.
- Sebah mur (nut), setelah diputar satu kali, tidak akan pernah pas lagi, walaupun dengan baut yang baru. Semakin banyak friksi yang diberikan mur (nut) pada baut (bolt), maka gaya ikatnya pada baut akan berkurang.
- Gaya jepit asli hanya dapat diperoleh hanya jika mur (baut)-nya baru.
- Masing-masing ulir pada fastener mengakomodasi besar regangan tertentu.
- Jika hanya sedikit ulir yang muncul untuk mencapai regangan total, maka usia fungsi-nya akan berkurang.
- Cap screw harus diputar ke dalam ulir sampai 1 1/2 kali diameternya.
- Drat baut yang menonjol dari mur (nut) tidak boleh melebihi tebal 2 flat washer.
Panjang Baut (Bolt) dan Cap Screw yang Tidak Memadai
Impact Wrench
- Mur (nut) yang berputar pada kecepatan tinggi akan berhenti dengan tiba-tiba jika membentur benda kerja.
- Dapat menyebabkan timbulnya takikan pada akar ulir dan juga merusak filet di bawah kepala baut.
- Waktu yang “aman” untuk menggunakan impact wrench adalah setelah mur (nut) betul-betul sudah menyentuh benda kerja.
Soal-soal Latihan
Usahakan menjawab semua soal tanpa membuka modul. Jika anda kesulitan menjawab soal-soal, baca kembali modul dan jawab lagi soal. Jangan lupa menggunakan satuan jika dibutuhkan untuk hitungan.
Setelah menjawab soal-soal latihan ini, cocokkan jawaban anda dengan kunci jawaban yang terdapat pada bagian akhir modul.
1) Pilih pernyataan yang benar.
- Titik belok (yield point) adalah titik dimana baut (bolt) akan patah.
- Proof load adalah beban dimana baut (bolt) tidak akan kembali ke panjangnya semula.
- c. Clamp load adalah besar gaya yang dapat ditahan oleh baut (bolt) tanpa menimbulkan efek yang buruk.
2) Jelaskan definisi torsi (torque)
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
3) Tuliskan rumus untuk menghitung torsi.
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
4) Dengan menggunakan rumus menghitung torsi, hitunglah torsi yang diaplikasikan pada wrench di bawah ini.
Panjang wrench = 18 inch
Gaya = 150lbs.
5) Sebutkan 3 jenis torque wrench.
6) Besar friksi adalah ___________ dari torsi.
- 75%
- 90%
- 10%
- 50%
7) Baut khusus harus digunakan dengan menggunakan metode torque turn to yield.
- Benar
- Salah
8) Sebutkan dua cara mencapai tegangan baut (bolt) yang tepat
9) Bagaimana cara yang baik untuk memasang sebuah flat washer?
10) Seberapa jauh sebuah cap screw diputar masuk ke dalam drat?