RPP DPTM - MENGANALISIS PREDIKSI KEKUATAN SAMBUNGAN

RPP DPTM - MENGANALISIS PREDIKSI KEKUATAN SAMBUNGAN

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan                  : SMK

Nama Sekolah                         : SMK ONDAK JAYA

Mata Pelajaran                        : DASAR PERANCANGAN TEKNIK MESIN

Kelas/Semester                        : X TP 1 / GASAL

Materi Pokok/Tema/Topik      : Menganalisis prediksi kekuatan sambungan

Alokasi Waktu                        : 4 Jam Pelajaran

Jumlah Pertemuan                   : 15

Pertemuan Ke                         : 2 dan 3 (4x45menit)

Kompetensi Inti

KI 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

KI 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif, dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan  dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

KI 3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja spesifik untuk memecahkan masalah.

KI 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.

Kompetensi Dasar

KD 1. Menyadari sempurnanya ciptaan Tuhan tentang alam dan fenomenanya dalam mengaplikasikan prediksi kekuatan sambungan pada kehidupan sehari-hari.

KD 2. Mengamalkan nilai-nilai ajaran agama sebagai tuntunan dalam mengaplikasikan prediksi kekuatan sambungan dalam kehidupan sehari-hari.

KD 3. Mengamalkan perilaku jujur, disiplin, teliti, kritis, rasa ingin tahu, inovatif dan tanggungjawab dalam mengaplikasikan prediksi kekuatan sambungan pada kehidupan sehari-hari.

KD 4. Menghargai kerjasama, toleransi, damai, santun, demokratis, dalam menyelesaikan masalah perbedaan konsep berpikir dalam mengaplikasikan prediksi kekuatan sambungan kehidupan sehari-hari.

KD 5. Menunjukan sikap responsive, proaktif, konsisten, dan berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam mengaplikasikan prediksi kekuatan sambungan

KD 6. Mengidentifikasi prediksi kekuatan sambungan.

KD 7. Mengklasifikasai prediksi kekuatan sambungan.

Indikator

1.      Siswa dapat menjelaskan jenis dan fungsi prediksi kekuatan sambungan.

2.      Siswa dapat menjelaskan prediksi kekuatan sambungan.

3.      Siswa dapat menjelaskan klasifikasi prediksi kekuatan sambungan

Tujuan Pembelajaran

1.      Siswa memahami jenis dan fungsi prediksi kekuatan sambungan.

2.      Siswa memahami prediksi kekuatan sambungan

3.      Siswa mengatahui klasifikasi prediksi kekuatan sambungan.

Materi Ajar/Pembelajaran

A.    prediksi kekuatan sambungan

 Sambungan permanen dan sambungan tidak permanen

Sambungan (fastener) adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk menghubungkan atau join dua buah komponen atau lebih. Contoh fastener adalah mur, baut, sekrup dan rivet. Tambahannya welding dan perekat (adhesives) bisa digunakan untuk sambungan permanen antara dua komponen.

Komponen sambungan (joining) sangat dibutuhkan dalam hal merancang sebuah produk. Sebagai contoh Boeing 747 memiliki lebih dari 2,5 juta fasteners. Jenis-jenis join diperlihatkan pada Gambar 1 di bawah ini:

Beberapa hal yang harus dipertimbangkan dalam memilih sambungan adalah:
• Apakah jenis sambungannya permanen atau non-permanen
• Biaya
• Beban (load) yang akan diterima sambungan
• Usia pakai sambungan
• Tool yang dibutuhkan untuk memasang sambungan
• Toleransi
• Estetika
• Ukuran
• Korosi

B. Sambungan ulir (threaded fasteners)

Salah satu jenis sambungan yang banyak digunakan adalah sambungan ulir (threaded fasteners) dan memiliki banyak jenis. Pada jenis sambungan ini, untuk menyambung komponen digunakan ulir. Bagian umum dari screw fastener adalah ulir berbentuk spriral (helical) yang mengakibatkan screw maju atau mundur (terpasang atau terlepas) dari komponen atau mur ketika diputar. Istilah umum yang digunakan untuk sambungan ulir adalah:

• Komponen laki-laki (male component), sekrup, dengan ulir pada bagian luar diameter

• Komponen perempuan (female component), mur, dengan ulir pada bagian dalam diameter

Sambungan ulir bisa dibagi menjadi dua jenis yaitu ulir kiri dan ulir kanan tergantung dari arah putaran sebagaimana terlihat pada Gambar 2. Ulir kanan lebih banyak digunakan sedangkan ulir kiri digunakan untuk keperluan khusus. Bentuk ulir dari screw sangat banyak dan yang paling banyak digunakan adalah ulir “vee”. Detail aspek dari ulir diperlihatkan pada Gambar 3 dan definisinya diperlihatkan pada Tabel 1.

Gambar 2. (a) ulir kanan; (b) ulir kiri

Gambar 3. Terminologi yang digunakan untuk menjelaskan sebuah ulir

Tabel 1. Thread terminology

Bentuk ulir, sudut helix dan lain sebagainya mengikuti standar tertentu. Standar umum berkaitan dengan ulir dikembangkan oleh Unified National Standard (UNS) dan International Standards Organization (ISO). Kedua standar tersebut menggunakan sudut 60 derajat. Bentuk dari ulir ISO metric diperlihatkan pada Gambar 4. Pada kenyataannya, root pada mur dan crest pada baut berbentuk membulat (rounded) disebabkan karena toleransi manufaktur, yang dirincikan pada BS 3643. Seri kasar (course) dan seri halus (fine) pada ulir didefinisikan pada ISO standar, tetapi seri halus (fine) lebih mahal dan lebih sedikit tersedia di pasaran. Tabel 2 memperlihatkan ukuran standar untuk ISO coarse series hexagon bolts, screw dan mur. ISO metric threads diperlihatkan oleh huruf M, diikuti dengan nominal diameter dan pitch, sebagai contoh, M6 × 1,5.

Gambar 4. ISO metric thread

Tabel 2. Dimensi ulir ISO Metric untuk baut hexagon

Sistem ulir unified pada awalnya diperkenalkan di United Kingdom, Canada dan United States  dalam hal menyediakan standar bersama untuk digunakan di ketiga negara tersebut. Jenis unified threads termasuk Unified coarse pitch thread series (UNC) dan Unified fine pitch thread series (UNF). Sistem unified ditunjukkan dalam notasi. Sebagai contoh ½ bolt, dalam notasi “1/2 in.-13UNC” atau “1/2 in.-20UNF” tergantung dari kasar (coarse) atau halus (fine) ulir yang digunakan.

Tabel 3. American Standard thread dimensions for UNC screw threads

Tabel 4. American Standard thread dimensions for UNF screw threads

Jenis sambungan ulir sangat banyak termasuk mur dan baut, machine screw, set screwdan sheer metal screw. Berbagai jenis machine screw diperlihatkan pada Gambar 6.

Gambar 5. Berbagai jenis machine screw, (a) Flat countersunk head. (b) Slotted truss head. (c) Slotted pan head. (d) Slotted fillister head. (e) Slotted oval countersunk. (f) Round head. (g) Hex. (h) Hex washer. (i) Slotted heaxagon head

Washer (ring) bisa digunakan di bawah baut atau mur atau keduanya untuk mendistribusikan beban pencekaman (clamping load) pada area yang lebih luas. Bentuk sederhana dari washer adalah simple disc dengan lubang pada bagian tengah untuk posisi baut dan mur. Berbagai bentuk washer diperlihatkan pada Gambar 6.

Gambar 6. Washers

Bolted joint terdiri dari beberapa komponen seperti flanges atau plates yang butuh untuk dikencangkan supaya tidak ada gerak relatif antara satu dengan lainnya. Pengencangan akan menyebabkan tekanan antar permukaan. Walaupun beberapa atau banyak komponen bisa digabungkan dengan menggunakan metode ini, secara umum jumlah komponennya hanya dua sebagaimana terlihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Features of a typical bolted joint

Untuk sebuah baut (bolt), kekakuan (stiffness) ditentukan dengan menggunakan persamaan:

Dimana

kb : axial spring rate untuk baut (N/m)

d   : diameter nominal baut (m)

E   : modulus Young's untuk material baut (N/m^2)

L   : panjang efektif baut yang menerima beban (m)

Gambar 8. Bolted joint modelling

Gambar 9 memperlihatkan proses penyambungan dua buah komponen dengan menggunakan baut dengan nama flanged joint. Ketika fastener (baut) dikencangkan, tegangan (tension) pada baut akan meningkat. Hal yang harus dipertimbangkan ketika menggunakan flanged joint adalah kekuatan ulir akan terbatas pada minor diameter. Hasil pengujian memperlihatkan bahwa kekuatan tarik (tensile strength) lebih baik ketika didefinisikan menggunakan rata-rata dari minor diameter dan pitch diameter.

Gambar 9. Flanged joint

Dimana

At  : luas permukaan baut yang menerima beban (N/m)

dp   : diameter pitch (m)

dr   : diameter minor (m)

Untuk ulir UNS,

Untuk ulir ISO,

Tegangan (stress) pada batang ulir yang disebabkan tegangan tarik:

Secara teoritis ketika sebuah mur dipasangkan pada sebuah ulir semua ulir akan berbagi beban. Namun demikian, keakuratan pada jarak ulir menyebabkan hampir semua beban diterima oleh pasangan pertama ulir.

Baut secara normalnya dikencangkan dengan memberikan torsi pada kepala baut atau mur, akan menyebabkan baut meregang. Peregangan baut ini akan menghasilkan tegangan pada baut yang dinamakan preload, yang memberikan gaya pada join supaya bersambung. Torsi relatif mudah untuk diukur menggunakan torsi meter ketika diasembli (dirakit) sehingga metode ini sering digunakan sebagai indikator tegangan baut. Tegangan baut yang tinggi membantu baut tetap kencang dan meningkatkan kekuatan sambungan (join). Preload yang direkomendasikan untuk sambungan tidak permanen adalah:

Untuk sambungan permanen

dimana

Properties material untuk baut baja bisa dilihat pada SAE standard J1199 dan juga bisa dilihat dari katalog produk produsen baut.

Jika informasi yang lengkap mengenai proof strength tidak tersedia, maka nilai proof strength bisa diestimasi menggunakan persamaan berikut:

Ketika preload telah ditentukan, torsi yang dibutuhkan untuk mengencangkan baut dihitung menggunakan persamaan:

dimana

Nilai K tergantung dari material baut dan ukuran baut. Nilai K untuk berbagai jenis material bisa dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Nilai konstanta K untuk menentukan torsi pengencangan baut

Contoh soal

Sebuah baut M10 digunakan untuk sambungan non-permanen. Baut terbuat dari low carbon steel dengan nilai proof stress adalah 310 MPa. Tentukan preload dan torsi yang direkomendasikan pada baut.

Solusi

Dari Tabel 2, diketahui pitch untuk baut M10 jenis kasar (coarse) adalah 1,5 mm

Untuk sambungan non-permanen, preload yang direkomendasikan adalah

Dari Tabel 5, diketahui nilai K = 0,2.


Torsi yang dibutuhkan untuk mengencangkan baut adalah:

Referensi:

Childs, Peter R.N, Mechanical Design Engineering Handbook, Elsevier, 2014.

Pendekatan/Strategi/Metode Pembelajaran

1.      Pendekatan     : Scientific

2.      Metode            : Diskusi, Eksperimen, dan Penugasan, dll

3.      Model              : Discovery Learning

Media, Alat, Bahan dan Sumber Belajar

Media

·         Tab 4 samsung 10 in

Sumber Belajar

1.Buku Teori elemen mesin

2.Buku referensi dan artikel yang sesuai

3. http://mhasanalbana.blogspot.com/2016/11/sambungan.html

Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan	Deskripsi Kegiatan		Alokasi Waktu
	Guru	Siswa
Pendahuluan	1.      Memberikan salam, mengkondisikan kelas dan pembiasaan, mengajak dan memimpin berdoa, menanyakan kondisi siswa dan mempresensi 2.      Memberi motivasi pada siswa 3.      Melakukan apersepsi dan pretest 4.      Menyampaikan kompetensi dasar, tujuan pembelajaran, metode, dan penilaian Mengamati ·         Memperagakan ·         Meminta siswa supaya mengamati peragaan dan sumber belajar ·         Mengamati dan membimbing siswa	1.    Menjawab salam, menertibkan tempat duduk dan menertibkan diri, berdoa, menjawab keadaan kondisinya, dan kehadirannya 2.    Termotivasi 3.    Memperhatikan dan mengerjakan pretest 4.    Memperhatikan Mengamati ·      Memperhatikan ·      Mengamati peragaan dan sumber belajar ·      Menanyakan hal – hal yang belum jelas dalam pengamatan	10 menit
Inti	Mengamati ·         Memperagakan ·         Meminta siswa supaya mengamati peragaan dan sumber belajar ·         Mengamati dan membimbing siswa Menanya ·         Meminta siswa supaya melakukan diskusi mulai dari mengidentifikasi dan merumuskan masalah terhadap obyak yang diamati pada kelompoknya ·         Mengamati, membimbing, dan menilai kegiatan siswa Mencoba/mengumpulkan informasi ·         Memberikan permasalahan dan meminta siswa untuk melakukan percobaan/praktek pada kelompoknya ·         Mengamati, membimbing , dan menilai kegiatan siswa Mengasosiasi/menganalisis informasi ·         Mengarahkan siswa supaya menggali informasi/mengumpulkan data, menganalisa, dan membuat kesimpulan ·         Mengamati, membimbing, dan menilai kegiatan siswa Mengkomunikasikan ·         Meminta untuk membuat laporan dan menyimpulkan hasil percobaan/praktek dalam kelompoknya ·         Meminta setiap perwakilan kelompok untuk menyampaikan/menampilkan hasil percobaan/praktek dan kesimpulan diskusi ·         Mengamati, membimbing, dan menilai kegiatan siswa Mencipta ·         Meminta siswa supaya mewujudkan/mempraktekan hasil kajian teoritis dari kegiatan mengkomunikasikan	Mengamati ·      Memperhatikan ·      Mengamati peragaan dan sumber belajar ·      Menanyakan hal – hal yang belum jelas dalam pengamatan Menanya Melakukan diskusi, mengidentifikasi masalah dan merumuskan masalah di kelompoknya Mencoba Melakukan percobaan/ praktek di kelompoknya Mengasosiasi Mengumpulkan informasi/ data, melakukan analisis, dan menyimpulkan Mengkomunikasikan ·      Membuat laporan dan kesimpulan hasil percobaan/ praktek dalam kelompoknya ·      Mempresentasikan hasil percobaan/ praktek beserta kesimpulannya Mencipta Mewujudkan/ mempraktekkan hasil kajian teoritis dari kegiatan mengkomunikasikan	70 menit
Penutup	1.      Mengajak dan mengarahkan siswa untuk membuat rangkuman/ kesimpulan 2.      Memberikan evaluasi/ penilaian dalam bentuk post test/ tugas 3.      Memberikan remidi/ pengayaan dalam bentuk tugas 4.      Memberikan arahan tindak lanjut pembelajaran, (mengajak dan memimpin berdoa untuk pelajaran terakhir)	1.    Membuat rangkuman/ kesimpulan bersama guru 2.    Mengerjakan tes/ tugas yang diberikan 3.    Mencatat tugas yang diberikan untuk dikerjakan dirumah 4.    Memperhatikan arahan guru (berdoa)	10 menit

A.    PenilaianHasilBelajar

1.       Teknik Penilaian :

a.       KI-1 dan KI-2 dengan pengamatan / observasi.

b.      KI-3 dengan Tes Tertulis.

c.       KI-4 dengan portofolio

2.         Bentuk Instrumen dan Instrumen

a)      Bentuk Instrumen: Tes tertulis (Uraian)

Instrumen:

1.      Sebutkan jenis-jenis kekuatan sambungan beserta fungsinya ?

2.      Sebutkan dan jelaskan klasifikasi proses prediksi kekuatan sambungan !

3.      Sebutkan dan jelaskan metode prediksi kekuatan sambungan!

3.       Prosedur penilaian

No	Aspek yang dinilai	Teknik Penilaian	Waktu Penilaian
1.	Sikap	a.   Menghayati dan mengamalkan ajaran agama di amati selama proses KBM b.  Bekerjasama di amati dalam kegiatan kelompok. c.   Toleransi di amati dalam diskusi ketika terjadi proses pemecahan masalah yang berbeda. d.  Menjaga dan memelihara kebersihan lingkungan	Dalam pembelajaran dan saat diskusi (selama  kegiatan  inti)
2.	Pengetahuan	Tes tertulis bentuk uraian mengenai bentuk uraian mengenai prediksi kekuatan sambungan	Ulangan Penyelesaian tugas individu, pada akhir KD
3.	Keterampilan	Presentasi Masing-masing kelompok mempresentasikan hasil diskusi tentang prediksi kekuatan sambungan	Penyelesaian tugas (individu)

B.     Pedoman Penskoran dan  Penilaian

1.      Indikator penskoran  sikap Toleransi

Skor	Deskripsi
4	-          Selalu membantu/menawarkan bantuan pada teman dan  guru yang sedang mengalami kesulitan
3	Sering membantu/menawarkan bantuan pada teman dan  guru yang sedang mengalami kesulitan
2	Kadang-kadang membantu/menawarkan bantuan pada teman dan  guru yang sedang mengalami kesulitan
1	Tidak pernah membantu/menawarkan bantuan pada teman dan  guru yang sedang mengalami kesulitan

2.      Indikator penskoran sikap Kerja sama

Skor	Deskripsi
4	-          Selalu mengajak / menawarkan pada teman untuk bersama-sama menyelesaikan suatu tujuan tertentu
3	Sering mengajak / menawarkan pada teman untuk bersama sama menyelesaikan suatu tujuan tertentu
2	Kadang-kadang mengajak / menawarkan pada teman untuk bersama sama menyelesaikan suatu tujuan tertentu
1	Tidak pernah mengajak / menawarkan pada teman untuk bersama sama menyelesaikan suatu tujuan tertentu

3.      Indikator penskoran  Pengetahuan

Setiap nomor soal apabila benar nilai  50

Apabila setiap nomor jawabannya kurang sempurna akan diberi skor 25

Kriteria penilaian tes uraian

91 - 100            : Sangat baik

81 -  90 : Baik

77 -  80 : Cukup

65 – 76  : Kurang

                                                                                     NTB, 23 Agustus 2018

                                                                                    Guru Mapel,

Khairul Fuadi, Spd

                                                                                    NIK…………......