BUKU AJAR ELEMEN MESIN

BUKU AJAR SAMBUNGAT SUSUT
KELOMPOK IV ELEMEN MESIN

Maichel,Wilda Nurafni,Iswan,Demma Lana

PRAKATA

Puji Syukur Kehadirat Tuhan yang Mahakuasa atas berkat dan karuniaNya penulis
dapat menyelesaikan pembuatan buku ajar untuk Mata kuliah Elemen mesin
dengan judul sambungan susut.pembuatan buku ajar ini ini dilakukan untuk
membantu mahasiswa dalam mengikuti perkuliahan dalam memahami terkait
materi sambungan susut pada mata kuliah Elemen mesin.

Buku ini terdiri dari beberapa Bab,indikator dan tujuan Penulisan penyajian
Materi,Daftar pustaka(Glosarium) dalam materi yang dibahas dalam setiap bab
tersebut.
Besar harapan penulis,buku ajar ini dapat menjadi salah satu rujukan bagi dosen
dan mahasiswa dalam proses belajar mengajar dikelas.pada kesempatan ini
penulis juga menghaturkan banyak trimakasih bagi rekan-rekan yang telah
membantu dalam penulisan buku ajar ini.Kritik dan saran yang sifatnya
membangun sangat penulis harapkan untuk perbaikan buku ajar ini di masa yang
akan datang.Terimah Kasih.

Makassar 30 November 2021

Penulis

DAFTAR ISI

PRAKATA……………………..
DAFTAR ISI…………………..
Daftar isi ……….……….……
Daftar Gambar ……….………….….
BAB I SAMBUNGAN SUSUT

A. Pendahuluan ………
B. Pengertian Sambungan Susut ………..
C. Jenis-jenis Sambungan Susut ………..
D. Fungsi dan penerapan sambungan susut ………..
E. Cara Kerja ………....
F. Cara Menghitung Sambungan Penyusutan ………..
G. Kekuatan Sambungan Penyusutan ………..

H. Elemen-elemen pada Sambungan Susut ………
E. Keuntungan ………..…….
F. Kesalahan dalam pembentukan ………..……..
G. Jenis dan Proses penyambungan lipat ………..………
H. Hal-hal yang perlu diperhatikan ………..……….

BAB I

SAMBUNGAN SUSUT

A. Pendahuluan
Hal itu bisa ditekan dengan menggunakan dua jenis bahan yang berbeda
kualitasnya, di mana bahan untuk roda luar dipakai yang kualitasnya baik
(misalnya steel) sedang roda bagian dalam dipakai bahan yang kualitasnya
tidak sebaik roda luar (misalnya cast iron). Proses penyambungan kedua
bahan menggunakan sambungan susutan di mana roda luar dipanaskan pada
suhu tertentu (tidak sampai merusak karakter bahan baik secara fisik maupun
struktur mikro) yang biasanya menggunakan oli panas atau pemanasan di
dalam gas atau dengan tungku listrik. Setelah pemanasan selesai roda bagian
dalam (tidak dipanaskan) dimasukkan pada roda luar, kemudian dibiarkan
mendingin bersama-sama.

B. Pengertian Sambungan Susut
Sambungan susut merupakan sambungan dengan system suaian paksa
(Interference fits, Shrink fits, Press fits) banyak digunakan di Industri dalam
perancangan perakitan antar komponen pada mesin dan peralatan serta untuk
tindakan perbaikan komponen berputar. Pemakaian sistem suaian paksa
bertujuan untuk mentranfer torsi/daya dan menahan gaya aksial.

Gambar benda dengan perlakuan dingin

C. Jenis-jenis Sambungan Susut a. Dengan Pemanasan

Seperti sebuah gelang akan dipasang pada sebuah poros dengan cara
penyusutan, gelang dipanasi sehingga lubangnya mencapai diameter sedikit
lebih besar dari diameter poros, gelang dipasang di tempat yang ditetapkan,
bila gelang sudah dingin lubangnya akan menyusut dan menggencet
porosnya.

b. Dengan Pendinginan

Poros didinginkan sehingga terjadi penyusutan, poros lalu dimasukkan ke
dalam lubang gelang. Sewaktu suhu poros kembali semula, ia akan membesar
dan

menggencet lubang tersebut.

D. Fungsi dan penerapan sambungan susut

. Sambungan ini dilakukan dengan menggunakan sifat logam yaitu dapat
diperpanjang dan dapat diperpendek (disusutkan) dengan jalan dipanasi atau
didinginkan. Sambungan susut tidak menggunakan tambahan benda seperti
baut dan paku keling. Sambungan susut banyak dipakai pada flens, roda-roda
sabuk, soket pada batang- batang sepeda, roda gigi, dan lain-lain.

E.Aplikasi sambungan susut

Pemakaian sambungan susutan telah banyak digunakan pada berbagai
konstruksi elemen mesin. Pemilihan sambungan susutan pada konstruksi
mesin dipengaruhi oleh beberapa hal misalnya penggunaan sambungan
dengan metode pengelasan tidak mungkin diterapkan atau mungkin karena
faktor ekonomis.

Sebagai contoh, untuk mendapatkan roda kereta api yang kualitasnya baik
harus digunakan bahan yang baik pula. Secara ekonomis dibutuhkan biaya

yang sangat besar untuk mendapatkannya. Hal itu bisa ditekan dengan
menggunakan dua jenis bahan yang berbeda kualitasnya, di mana bahan
untuk roda luar dipakai yang kualitasnya baik (misalnya steel) sedang roda
bagian dalam dipakai bahan yang kualitasnya tidak sebaik roda luar (misalnya
cast iron).

F.Cara Kerja

Sambungan menyusut adalah cara mengikat dimana kita menggunakan sifat
dimana ukuran sebuah benda berubah,bila suhunya berubah. B ila sebuah
gelang harus diikatkan pada sebuah poros, maka garis tengah gelang itu
harus dibuat sedikit lebih kecil dari pada lubang garis tengah poros (
lihatgambar ).Cara pengikatan dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:

a. Dengan Pemanasan

 Gelang kita panaskan, sehingga garis tengah gelang lebih besar sedikit dari
pada garis tengah poros.

 Kemudian gelang dipasangkan pada tempat yang seharusnya.

 Gelang kita dinginkan, maka ia akan menyusut dan oleh karena itu akan
terjadi ikatan yang kuat disekitar poros.Cara pengikatan ini banyak dilakukan
pada pengikatan kasutroda, krah, roda gigi dsb. Oleh karena salah satu dari
alat bagian itu dipanaskan, maka cara ini juga disebut dengan
penyusutan panas.

Gambar Susut 1

b. Dengan Pendinginan Cara yang serupa dengan ini,

adalah menyusut dingin. Dimana poros terlebih dahulu didinginkan
sampai ia da pat digeser masuk ke geleng ( lihat gambar 2 ). Bila poros
kembali ke suhu normal, maka akan terjadi ikatan. Pada penyusutan dingin,
pendinginan itu sering kali dilakukan dalam penangas aseton, dimana
dimasukkan asam-arang padat.

Aseton adalah zat-cair yang juga tinggal cair pada suhuyang rendah (sampai ±
- 94 o C). Oleh karena asam-asam itu mempunyai suhu – 78 o C, benda kerja
dapat didinginkan dalam waktu yang tidak terlalu lama sampai kira-kira – 65 o
C. Kerugian penyusutan dingin ini ialah, bahwa beda suhu yang
dicapai sangat kecil, sekingga kita tidak selalu mendapat sambungan yang
kuat.

Kerugian yang kedua dari penyusutan
dingin ini ialah, bahwa pada alat bagian yang dingin itu berbentuk es, sebab
uap dari sekelilingnya mengembun dan membeku pada bidang yang dingin
itu.Kualitet sambungan penyusutan pertama kali tergantung dalam
menentukan ukuran penyusutan
yang seharusnya. Yang dimaksud dengan ukuran penyusutan adalah selisih
ukuran lubang dengan benda kerja yang akan dimasukkan ke dalam lubang
itu. Bila garis tengah poros kita misalkan D, dan garis tengah
lubang = d diukur pada suhu yang normal. Maka ukuran penyusutan adalah =
D – d.
Akibat proses pengerjaan dingin, secara umum :
1. Terjadinya tegangan dalam logam, yang dapat dihilangkan dengan suatu
perlakuan panas.
2. Struktur butir mengalami distorsi / perpecahan.
3. Kekerasan dan kekuatan meningkat, hal ini seiring dengan kemunduran
dalam keuletan.

4. Suhu rekristalisasi baja meningkat. 5. Penyelesaian permukaan lebih baik.
6. Dapat diperoleh toleransi dimensi yang lebih ketat.
Ukuran penyusutan yang terlampau kecil, tidak akan

memberikan sambungan yang kuat, sedangkan ukuran penyusutan yang
terlampau besar, mengakibatkan tegangan bahan terlalu tinggi hingga
mengakibatkan salah satu bagian menjadi patah. Biasanya untuk menentukan
ukuran penyusutan, kita gunakan daftar-daftar, dimana terdapat keterangan-
keterangan berdasarkan pengalaman.

Tabel Susut 1

Bila garis tengah d berukuran lebih dari 200 mm, ukuran penyusutan adalah :
Untuk Besi tuang ……….0,0007 d Untuk Baja lunak dan Baja tuang ……….0,0010
d Untuk Baja keras dan Baja tuang ……….0,0009 d

Kita misalkan, bahwa suatu gelang baja harus disusutkan

disekitar roda besi tuang. Konstruksi seluruhnya seperti ditunjukkan pada
gambar dibawah ini. Cara menghitungnya adalah sebagai berikut: Setelah
gelang itu dipanaskan selanjutnya dipasangkan disekitar roda dan ia akan
menyusut. Setelah dingin maka gelang itu mengalami penyusutan dan garis
tengahnya lebih besar dari garis tengah semula. Ini berarti pada bahan itu
mengalami tegangan tarik.

Dalam keadaan ini tegangan tarik tidak boleh lebih besar dari 6000 : 3 = 2000
kg/cm2. Jadi gelang dalam keadaan tegang

Bila kita misalkan garis tengah sebelah dalam ituadalah 500 mm dalam
keadaan regang dan garis tengah asal X mm, maka :

Disini kita misalkan garis tengah sebelah luar keping itu sebelum dan sesudah
penyusutan adalah sama, walaupun sebenarnya ada perbedaan sedikit.
Sekarang bila kita hendak memasukkan ban itu sedemikian rupa, sehingga ia
dapat dipasang pada keping itu dengan 0,3mm ruang main, maka dalam
keadaan dipanaskan, ia harus mempunyai garis tengah sebelah dalam 500,3
mm.

Oleh pemanasan garis tengah sebelah dalam ban itu menjadi harus memuai
dengan :500,3 – 499,52 = 0,78 mm. Oleh karena koefisien-muai untuk baja-60
rata-rata adalah 0,000012. Untuk kenaikan suhu t kita dapatkan :
Bila roda itu kita stel pada suhu 25oC, maka gelang itu harus dipanaskan sampai: ±155oC.
(41)
H.Kekuatan Sambungan Penyusutan.
Oleh karena ban itu dipasang disekitar roda, maka antara bandan roda, terjadi
tekanan bidang. Besarnya tekanan bidang tergantung pada jumlah gaya
tegang pada penampang ban.Luas penampang A – B ban sama dengan : 2 x 5
x 2,5 = 25cm2
Gambar Susut 3
Oleh karena pada gelang yang berdinding tipis dapat kita misalkan bahwa
tegangan itu adalah sama seluruh penampang, jadi pada 2000 kg/cm2, jumlah

gaya pada tiap penampang A – B :25 x 2000 = 50 000 kg

Tahanan Gesekan:
Untuk dapat menggeser ban itu dan roda, kita harus
mengatasi tekanan gesekan antara ban dan roda. Tahanan gesekan itu dapat
kita peroleh dengan rumus : w = N.f
I.Elemen-elemen pada Sambungan Susut
Gambar Susut 4
gambar : 5. elemen pada sambungan susut dr = elemen tegangan yang
mengarah ke dalam,

Lihat Gambar 5, arah elemen tegangan yang mengarah ke dalam (inward) =
2σr.r, dan

elemen tegangan yang mengarah ke luar (outward) = 2(σr + dσr)(r + dr)
(kanan kiri).

Jumlah elemen-elemen ke dalam dan ke luar harus seimbang oleh karena itu,
dalam keadaan seimbang;

2σr.r + 2σt.dr = 2(σr + dσr)(r + dr) ……….. (a) σr . r + σt . dr = σr . r + σr . dr +
dσr . r + dσr . dr σr . dr dσr . r dσr . dr σt = + --- + dr dr dr dσr . r = σr + --- +
dσr dσr biasanya terlalu kecil, diabaikan. dr r.dσr maka : σt = --- + σr ……… (1)
σr

Kalau perpanjangan spesifik tegak lurus sumbu = εo, dari tegangan σt dan σr
akan didapat,

μσt μσr

εo = - --- - --- ………..……….. (b) E E

dalam hal ini μ = konstante Poison dan E = modulus elasitas. Persamaan
perpanjangan spesifik tersebut dapat berubah menjadi,

εo.E εo. E

σt + σr = - ---, kalau --- = 2C1 mengganti pers. (1) .... (c) μ μ

(44)

dσr maka : r --- + 2σr = 2C1 ……….……(d) dr dσr atau r2 --- + 2r.σ r = 2rC1
………....………… (e) dr d atau --- (r2.σ r) + 2r.σr = 2rC1 dr

Mengintegrasi persamaan tersebut diperoleh, r2σ

r = C1.r2 + C2 ……… (f) Dalam hal ini C2 adalah konstanta, oleh karena itu
persamaan (f) dapat ditulis, C2

σr = C1 + ---- ……….. (g) r2

Menggantikan σr ke persamaan (c) akan diperoleh, C2

σt = C1 - --- ………. (h) r2

Di batas bagian dalam, r = 0, tegangan arah radial σr = - pi, karena itu
persamaan (g)

rubah menjadi,

C2

- pi = C1 + --- ……….. (i) a2

Pada batas di bagian luar r = b, tegangan radial σr = - po, dengan demikian
persamaan (g)

berubah menjadi,

C2

- po = C1 + --- ……….………(j) B2

(45)

Konstante C1 dan C2 dapat diperoleh dari persamaan (i) dan (j), secara
simultan, a2.p i – b2.po C1 = --- ……….……….(k) b2 – a2 a2.b2(p i– po) C2 = - ---
……….………. (l) b2 - a2

Menggantikan ke persamaan (g) dan (h) masing–masing memberikan
tegangan σr dan σt, a2.p i – b2.po a2.b2(p i- po) σr = --- - --- ……….………. (2)
b2 – a2 r2(b2 – a2) a2.p i - b2.po a2.b2(pi – po) σt = --- + --- ………….………(3) b2 –
a2 r2(b2 – a2)

Untuk beberapa penggunaan, po = 0, sedangkan pi = p dengan mereduksi
persamaan (2)

dan (3) akan dipeperoleh bentuk, a2.p b2 σr = --- (1 - ----) ……….…………..(4) b2 –
a2 r2 a2.p b2 σt = --- (1 + ---) ………. (5) b2 – a2 r2

Tekanan maksimum akan terletak di sisi dalam dimana r = a, tegangan radial
σr adalah = - p, tegangan tangensial untuk bagian ini,

(46)

σt = p --- ……….. (6) 1 – (a/b)2

Batas di bagian dalam, r = a, perpanjangan spesifik arah tangensial adalah, 1
εt = ---- (σt – μσt) ………...……….(m) Eh
Dalam hal ini Eh adalah modulus elasitas bahan. Jumlah pengurangan di
bagian dalam =
2π.a.εt, pengurangan jari-jari lubang μh = 2π.a.εt/2π = aεt., (lihat Gambar 4.5)
a a.p 1 + (a/b)2
dimana μh = --- (σt – μσr) = ---- --- +μ ………. (7) Eh Eh 1 – (a/b)2
Penyimpangan radial μh arahnya ke luar.
Ukuran susut untuk beberapa alat mesin yang berdiameter lubang d di bawah
200 mm dibebani normal, banyak menggunakan ketentuan seperti yang
terdapat dalam Gambar 6.
Untuk Bt ukuran susutnya 0,0007 d,
untuk Bj lunak dan
Bjt ukuran susutnya 0010 d,
untuk Bj keras dan Bjt ukuran susutnya 0,0009 d.
Daftar ini boleh dipakai bila D ≥ 1,6d dan 1 = d ÷ 2d, untuk poros pejal
atau berlubang
linder kecil, di ≤ 0,3 d

DAFTAR PUSTAKA

http://ceceabdulrasid.blogspot.com/2013/03/propeller-shaft.html
http://www.batan.go.id/ppin/lokakarya/LKSTN_14/sigit.pdf
http://asus10.wordpress.com/tag/elemen-mesin/ http://mahasiswa-

berwirausaha.blogspot.com/2013/02/elemen-mesin-sambungan-susut-
dan.htmlhttp://teguh-reksotinoyo.blogspot.com/
https://yefrichan.wordpress.com/2010/page/26/
http://mechanicaltechnik.blogspot.com/ http://id.wikipedia.org/wiki/Las_karbit
http://infobursa-otomotif.blogspot.com/2011/08/las-karbit-las-acetelyne.html
http://teknikmes.blogspot.com/2012/11/pengertian-las-listrik.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Las_termit http://id.wikipedia.org/wiki/Las
www.scribd.com/mobile/doc/92964689
http://teknikmesinpnup.blogspot.com/2010/05/elemen-mesin-1_28.html?m=1
http://www.crayonpedia.org/mw/METODE_PENYAMBUNGAN.
http://www.scribd.com/doc/8204427/22/Proses-Tekuk-Lipat http://ahmad-
buchori.blogspot.com/2012/09/adhesive-joint-sambungan-adhesive.htm 4 l

(151)

Daryus, Asyari. Proses Produksi Universitas Darma Persada. Jakarta 48 Khurmi,
R.S. , Gupta, J.K. Machine Design

Purna Irawan, Agustinus. 2009. Diktat Elemen Mesin. Jakarta: Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Tarumanagara

Suryanto, 1995, Elemen Mesin 1 : Pusat Pengembangan Pendidikan
Politeknik, Bandung.

Sularso, Suga, 2008, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin :
Pradnya Paramita, Jakarta.

Suryanto. Elemen Mesin 1

Baca lebih lajut