Kepala baut tidak hanya menyediakan permukaan untuk digenggam kunci pas. Hal ini menentukan bagaimana beban didistribusikan ke dalam sambungan, alat apa yang diperlukan untuk pemasangan dan pelepasan, apakah pengikat dapat digunakan dalam aplikasi countersunk atau flush, dan berapa banyak area bantalan yang tersedia terhadap material yang dijepit. Memilih jenis kepala yang benar untuk suatu aplikasi sama pentingnya dengan memilih diameter dan tingkatan yang benar -- jenis kepala yang salah dapat mengakibatkan kerusakan permukaan, kendor akibat getaran, area penjepitan yang tidak memadai, atau sambungan yang tidak dapat dirakit atau diservis dengan perkakas yang tersedia.
Baut kepala hex, baut flensa hex, baut kereta, dan baut tutup soket adalah empat jenis kepala pengikat yang paling banyak digunakan dalam aplikasi industri, struktural, otomotif, dan komersial. Masing-masing memiliki tujuan yang berbeda dan masing-masing memiliki kondisi khusus yang membuat kinerjanya lebih unggul dari yang lain. Memahami dasar pemikiran teknik di balik setiap desain adalah dasar untuk spesifikasi pengikat yang konsisten dan andal.
Baut kepala hex adalah jenis pengikat yang paling banyak diproduksi dan digunakan di dunia. Kepala enam sisinya terhubung dengan kunci pas ujung terbuka, kunci pas kotak, atau soket di keenam sisinya, menghasilkan transmisi torsi positif dan kompatibilitas alat yang luas. Geometri ditentukan dalam ASME B18.2.1 untuk pengencang inci terpadu dan ISO 4014 dan ISO 4017 untuk pengencang metrik, yang menstandardisasi dimensi kepala di seluruh produsen sehingga baut hex dari pemasok mana pun yang patuh dapat dipertukarkan dalam aplikasi tertentu.
Baut kepala segi enam terdiri dari kepala heksagonal, betis yang mungkin berulir sebagian atau seluruhnya, dan bagian berulir di ujungnya. Permukaan bantalan kepala -- bagian bawah kepala yang datar yang bersentuhan dengan material yang dijepit -- mendistribusikan beban penjepit ke area melingkar yang ditentukan oleh dimensi rata-rata kepala. Area bantalan ini adalah salah satu parameter fungsional utama kepala: area bantalan yang tidak memadai menyebabkan kepala menempel pada material yang lebih lunak di bawah beban, sehingga mengurangi gaya penjepitan efektif seiring waktu.
Dua konfigurasi shank merupakan standar: baut berulir sebagian (dengan bagian shank polos antara kepala dan ujung ulir) dan baut berulir penuh. Baut berulir sebagian lebih disukai dalam aplikasi struktural dan geser karena betis yang tidak berulir dapat disesuaikan ukurannya agar pas di lubang jarak, memberikan lokasi positif dan menjaga bagian berulir keluar dari bidang geser. Baut berulir penuh menawarkan fleksibilitas panjang pegangan yang lebih besar dan umum digunakan pada perakitan tujuan umum di mana beban geser tidak menjadi perhatian utama.
Baut kepala hex diproduksi dalam berbagai tingkat sifat mekanik. Dalam sistem inci terpadu, tingkatan struktur yang paling umum adalah SAE Kelas 5 (tiga tanda radial di kepala, kekuatan tarik minimum 120.000 psi) dan SAE Kelas 8 (enam tanda radial, kekuatan tarik minimum 150.000 psi). Dalam sistem metrik, kelas properti 8.8, 10.9, dan 12.9 berhubungan dengan tingkat kekuatan tarik dan luluh yang semakin tinggi. Kelas properti ditandai langsung di kepala sebagai sebutan numerik.
Pilihan material selain baja karbon termasuk baja tahan karat (paling umum A2-70 dan A4-80 dalam metrik, atau 18-8 dan 316 inci), baja paduan, kuningan, dan perunggu silikon untuk persyaratan ketahanan korosi khusus. Sistem penandaan kepala untuk pengencang baja tahan karat dan non-besi berbeda dengan sistem penandaan mutu baja karbon dan harus diverifikasi terhadap standar yang relevan ketika ketertelusuran material diperlukan.
Baut kepala hex adalah pengikat default untuk sambungan struktur baja, perakitan mesin, rangka dasar peralatan, sambungan pipa berflensa, dan aplikasi apa pun yang memerlukan gaya penjepitan tinggi dan akses kunci pas eksternal tersedia. Standarisasinya di seluruh industri berarti perkakas, spesifikasi torsi, dan pengencang pengganti tersedia secara universal, sehingga menyederhanakan perakitan awal dan pemeliharaan di lapangan.
Baut flensa hex adalah baut kepala hex dengan flensa melingkar terintegrasi di dasar kepala. Flensa memanjang secara radial melampaui perimeter kepala hex dan menghadirkan permukaan bantalan yang lebih besar pada material yang dijepit dibandingkan kepala hex standar dengan ukuran nominal yang sama. Flensa terintegrasi ini adalah fitur penentu desain dan alasan utama pemilihannya dibandingkan baut kepala segi enam standar di banyak aplikasi.
Flensa memiliki fungsi yang sama seperti ring datar terpisah yang ditempatkan di bawah kepala baut segi enam standar, namun mengintegrasikannya secara permanen ke dalam pengikat itu sendiri. Hal ini menghilangkan hilangnya mesin cuci selama perakitan dan pembongkaran, mengurangi jumlah komponen, mencegah rotasi atau ketidaksejajaran mesin cuci selama torsi, dan memastikan area bantalan yang konsisten di setiap pemasangan. Dalam lingkungan perakitan bervolume tinggi -- khususnya manufaktur otomotif -- penghapusan komponen mesin cuci terpisah menunjukkan pengurangan yang berarti dalam waktu perakitan dan risiko kelalaian mesin cuci.
Bagian bawah flensa sering kali bergerigi dengan pola gigi radial. Gerigi ini menggigit permukaan yang dijepit saat baut dikencangkan, memberikan ketahanan mekanis terhadap kelonggaran rotasi yang berperan selain gesekan ulir. Baut flensa bergerigi adalah solusi umum dalam aplikasi yang terkena getaran di mana elemen pengunci terpisah seperti mesin cuci kunci atau kompon pengunci ulir akan diperlukan. Gerigi membuat baut flensa bergerigi tidak cocok untuk digunakan pada permukaan yang sudah jadi atau dicat di mana penandaan permukaan tidak dapat diterima -- dalam aplikasi tersebut, versi tidak bergerigi (flensa halus) digunakan.
Baut flensa hex distandarisasi dalam metrik di DIN 6921 dan ISO 15071 (tidak bergerigi) dan ISO 15072 (bergerigi). Bagian hex dari kepala baut flensa biasanya lebih kecil dari hex baut hex standar dengan diameter yang sama, karena beban kunci pas dibagi antara permukaan hex dan bantalan flensa terhadap bahu soket. Hex yang lebih kecil ini berarti diperlukan kunci pas atau ukuran soket yang berbeda dibandingkan dengan baut hex standar dengan diameter nominal yang sama -- sebuah poin praktis yang penting untuk operasi pemeliharaan yang memerlukan peralatan yang tepat.
Baut flensa hex banyak digunakan dalam perakitan otomotif dan powertrain, terutama untuk mengencangkan komponen ke braket berdinding tipis, lembaran logam, dan rumah plastik di mana permukaan bantalan yang diperbesar mencegah tarikan dan geriginya memberikan ketahanan terhadap getaran. Hal ini juga umum terjadi pada peralatan pertanian, kendaraan komersial, dan perakitan mesin umum yang mengutamakan kecepatan perakitan dan pengurangan jumlah suku cadang.
Baut kereta memiliki filosofi desain yang sangat berbeda dari jenis kepala hex dan baut flensa. Fiturnya yang paling terlihat adalah kepala baut berbentuk kubah dan mulus tanpa kunci pas eksternal -- tidak ada ketentuan untuk menerapkan torsi ke kepala baut dari atas. Sebaliknya, bagian persegi atau bergaris tepat di bawah kepala dirancang untuk tertanam pada bahan yang diikat (kayu, plastik, atau logam lunak) dan mencegah baut berputar saat mur dikencangkan dari sisi yang berlawanan.
Leher persegi dari baut kereta sedikit lebih besar dari betis bundar dan berukuran sesuai dengan lubang persegi yang dilubangi atau dibor pada bahan kawin. Saat baut ditarik ke dalam lubang dengan mengencangkan mur, sudut leher persegi akan menggigit material dan mengunci baut agar tidak berputar. Hal ini memungkinkan satu orang untuk mengencangkan mur tanpa memegang kepala baut -- sebuah keuntungan praktis yang signifikan dalam aplikasi konstruksi di mana akses ke kedua sisi sambungan secara bersamaan sulit atau tidak mungkin dilakukan.
Fitur anti-rotasi bergantung pada material. Pada material kayu dan komposit, leher persegi tertanam secara efektif pada berbagai nilai torsi. Pada sambungan logam-ke-logam, leher persegi memerlukan lubang persegi yang cocok agar berfungsi dengan benar; dalam lubang bor bundar biasa pada logam, baut penahan akan berputar selama pengencangan mur dan beban penjepit tidak dapat dikembangkan tanpa menahan baut secara eksternal.
Kepala baut kereta yang halus dan berbentuk kubah tidak memberikan pembelian kunci pas atau obeng standar dari permukaan yang terbuka. Setelah dipasang dengan kepala sejajar dengan permukaan, baut tidak dapat dilepas oleh seseorang yang memiliki akses hanya pada sisi kepala -- hanya sisi mur yang dapat digunakan untuk membongkar sambungan. Properti tahan terhadap kerusakan ini, meskipun bukan alasan utama desainnya, menjadikan baut kereta sebagai pilihan utama untuk furnitur luar ruangan, peralatan bermain, pagar, dan perlengkapan keamanan di mana pembatasan akses pengikat diinginkan pada permukaan yang terbuka.
Baut pengangkutan distandarisasi dalam ASME B18.5 untuk pengencang inci terpadu. Varian umum termasuk baut kereta leher persegi standar, baut kereta leher berusuk (di mana tulang rusuk memanjang menggantikan leher persegi untuk digunakan dalam lubang bundar pada bahan tipis), dan baut tangga (varian berkepala lebih besar yang digunakan dalam konstruksi kayu berat dan pemasangan tiang listrik). Baut pengangkutan paling sering diproduksi dari baja karbon rendah dengan lapisan seng atau galvanis panas untuk penggunaan luar ruangan dan konstruksi, dan dari baja tahan karat untuk lingkungan kelautan dan korosif.
Baut pengangkut adalah pengikat standar dalam konstruksi rangka kayu, sambungan kayu, bangunan dek, perakitan furnitur kayu, taman bermain dan peralatan rekreasi, sambungan logam-ke-kayu pada bangunan pertanian, dan di mana pun kepala bulat yang halus pada permukaan terbuka dikombinasikan dengan pengencang satu sisi dari sisi mur diperlukan.
Baut tutup soket -- juga disebut sekrup tutup kepala soket (SHCS) -- memiliki kepala silinder dengan ceruk heksagonal (soket) yang dipasang di permukaan atas. Torsi diterapkan menggunakan kunci Allen (kunci hex) atau alat penggerak soket yang dimasukkan ke dalam ceruk internal daripada diterapkan ke flat eksternal. Desain penggerak internal ini memungkinkan serangkaian karakteristik pemasangan yang berbeda secara mendasar dibandingkan dengan pengencang hex eksternal.
Kepala silinder dari baut tutup soket memiliki diameter keseluruhan yang jauh lebih kecil daripada kepala segi enam dengan kekuatan cengkeraman yang setara, sehingga pengikat dapat dipasang di lokasi dengan jarak bebas radial yang sangat terbatas di sekitar kepala. Penutup kepala yang ringkas ini adalah salah satu alasan utama mengapa baut tutup soket lebih disukai dalam rakitan mekanis presisi, komponen perkakas mesin, dan konstruksi jig dan perlengkapan di mana beberapa pengencang ditempatkan berdekatan atau berdekatan dengan permukaan mesin.
Penggerak hex internal mentransmisikan torsi secara efisien melalui area kontak besar antara kunci dan dinding soket, sehingga memungkinkan torsi pemasangan yang sangat tinggi dibandingkan dengan ukuran pengikat. Baut tutup soket secara rutin ditentukan dalam baja paduan berkekuatan tinggi (kelas properti 12,9 dalam metrik, atau setara dengan SAE Kelas 8 dan lebih tinggi dalam inci) dan dikencangkan hingga tingkat pramuat tinggi yang akan melepaskan bagian luar dari baut segi enam standar pada diameter yang setara.
Kepala juga dapat ditenggelamkan ke dalam lubang yang diimbangi sehingga bagian atas kepala rata dengan atau di bawah permukaan sekitarnya. Ini adalah fitur penting dalam rakitan di mana kepala yang menonjol akan menimbulkan gangguan pada bagian yang bergerak, komponen yang berpasangan, atau pelindung.
Sekrup tutup kepala soket distandarisasi dalam ASME B18.3 untuk pengencang inci terpadu dan ISO 4762 untuk metrik. Tinggi head dan kedalaman soket sebanding dengan diameter nominal, dan dimensi counterbore standar untuk memasang head flush ditabulasikan dalam standar yang sama. Karena diameter counterbore sama persis dengan diameter kepala, penggunaan baut tutup soket pada lubang counterbored akan menghasilkan permukaan yang bersih dan rata yang tidak dapat dicapai dengan pengikat hex eksternal dengan diameter yang sama.
Meskipun soket hex sejauh ini merupakan jenis penggerak yang paling umum pada baut tutup soket, beberapa varian tersedia untuk aplikasi spesifik. Kepala soket Torx (bintang enam titik) menahan cam-out lebih baik daripada hex pada torsi sangat tinggi dan digunakan dalam aplikasi perakitan produksi yang menggunakan perkakas bertenaga. Drive kunci pas dan pin-in-hex memberikan ketahanan terhadap kerusakan tambahan dengan memerlukan alat khusus yang tidak tersedia di saluran perangkat keras umum. Varian ini digunakan dalam perangkat keras keamanan, sistem transit, dan pengikatan infrastruktur publik di mana pembongkaran yang tidak sah harus dicegah.
Baut tutup soket adalah pengikat standar untuk mesin presisi, konstruksi peralatan mesin CNC, perakitan manifold hidrolik, perkakas cetakan dan cetakan, robotika, sistem gerak linier, dan aplikasi apa pun yang memerlukan gaya penjepitan tinggi dalam wadah yang ringkas. Mereka juga banyak digunakan pada komponen sepeda, peralatan medis, penutup elektronik, dan produk konsumen yang memerlukan pemasangan kepala siram dan tampilan visual yang bersih serta kinerja mekanis.
| Fitur | Baut Kepala Hex | Baut Flensa Hex | Baut Pengangkut | Baut Tutup Soket |
|---|---|---|---|---|
| Jenis penggerak | Heksa eksternal | Heksa eksternal | Tidak ada (hanya sisi mur) | Hex internal (kunci Allen) |
| Mesin cuci terintegrasi | Tidak | Ya (flensa) | Tidak | Tidak |
| Fitur anti-rotasi | Tidak | Gerigi (opsional) | Leher persegi tertanam dalam material | Tidak |
| Amplop kepala | Standar | Lebih lebar dari kepala hex | Kubah, tanpa kunci pas | Silinder kompak |
| Pemasangan flush dimungkinkan | Tidak | Tidak | Tidak (dome protrudes) | Ya (lubang counterbored) |
| Instalasi satu sisi | Tidak | Tidak | Ya (dari kayu dan bahan lembut) | Tidak |
| Standar primer (metrik) | ISO 4014 / ISO 4017 | ISO 15071 / ISO 15072 | DIN 603 | ISO 4762 |
| Kisaran kelas yang khas | 4,6 hingga 12,9 | 8,8 hingga 10,9 | Karbon rendah hingga karbon sedang | 8,8 hingga 12,9 |
Jenis kepala yang tepat untuk aplikasi tertentu diperoleh dari menjawab serangkaian pertanyaan fungsional yang ditentukan. Mengerjakan hal ini secara sistematis menghilangkan opsi yang tidak sesuai dan mengidentifikasi jenis kepala yang memenuhi persyaratan teknik.
Jika kepala baut akan berada di ruang terbatas, tersembunyi di counterbore, atau berdekatan dengan permukaan yang mencegah kunci pas berayun melalui busur yang diperlukan untuk mengencangkan baut segi enam, penggerak internal baut tutup soket mungkin merupakan satu-satunya pilihan yang memungkinkan. Kunci Allen hanya memerlukan akses vertikal di atas kepala baut untuk mengaktifkan dan menerapkan torsi -- tidak memerlukan jarak radial untuk busur ayun kunci pas.
Jika pengikat melewati kayu atau bahan serupa dan tersedia akses mur dari sisi sebaliknya, baut media adalah pilihan yang tepat untuk pemasangan satu tangan. Leher persegi memberikan anti-rotasi otomatis tanpa mengharuskan siapa pun memegang kepala baut, dan kepala kubah yang halus menghadirkan permukaan yang bersih dan bebas hambatan pada permukaan yang terbuka.
Jika rakitan terkena getaran dan penggunaan ring pengunci, mur torsi yang ada, atau kompon pengunci ulir tidak diinginkan (karena persyaratan kecepatan perakitan, perlunya pembongkaran bersih, atau target penghitungan komponen), baut flensa hex bergerigi memberikan tingkat ketahanan getaran melalui gerigi yang menggigit permukaan yang dijepit, tanpa komponen tambahan apa pun.
Jika baut kepala segi enam standar memerlukan mesin cuci terpisah untuk mencegah kepala menarik atau menempel secara berlebihan ke dalam bahan penjepit yang tipis atau lunak, baut flensa segi enam dengan diameter setara memberikan area bantalan yang lebih besar dalam satu komponen. Flensa terintegrasi lebih andal dibandingkan mesin cuci terpisah yang dapat dihilangkan, tidak sejajar, atau hilang selama servis.
Jika kepala harus berada pada atau di bawah permukaan sekitarnya untuk menghindari gangguan pada komponen, pelindung, atau komponen yang bersebelahan, hanya baut tutup soket yang digunakan dengan lubang penyeimbang yang dapat melakukan hal ini dengan andal. Geometri kepala silinder memungkinkan lubang dibor hingga kedalaman dan diameter tepat yang menempatkan kepala tepat rata, menghasilkan permukaan yang dapat disegel, dicat, atau dioperasikan tanpa kepala baut menimbulkan penghalang yang menonjol.
Untuk persyaratan preload tertinggi pada diameter baut tertentu, baut tutup soket di kelas properti 12.9 atau setara memberikan kekuatan tarik tertinggi dan dapat dikencangkan hingga nilai torsi tertinggi dari empat jenis kepala yang dibahas di sini. Baut kepala hex di Kelas 8 atau kelas properti 10.9 adalah pilihan standar untuk perakitan umum struktural dan beban tinggi. Baut pembawa biasanya merupakan pilihan dengan kekuatan terendah dalam kelompok ini, karena baut ini paling sering diproduksi dengan kualitas baja karbon rendah yang cocok untuk konstruksi kayu daripada aplikasi struktural beban tinggi.
Keempat tipe kepala baut tersedia dengan beragam penyelesaian permukaan yang menentukan ketahanan korosinya saat digunakan. Hasil akhir yang sesuai ditentukan oleh lingkungan tempat pengikat akan terpapar dan batasan kompatibilitas galvanik yang disebabkan oleh bahan dalam sambungan.
Kompatibilitas galvanis antara lapisan pengikat dan bahan yang dijepit harus selalu diverifikasi. Pengencang baja tahan karat yang bersentuhan dengan aluminium yang tidak diolah di lingkungan laut atau basah dapat mempercepat korosi galvanik pada aluminium; pengencang galvanis hot-dip yang bersentuhan dengan baja tidak dilapisi memberikan perlindungan katodik pada baja pada antarmuka sambungan. Interaksi ini dapat diprediksi dan dikelola dengan pemilihan material yang benar, namun interaksi ini harus dipertimbangkan pada tahap spesifikasi, bukan ditemukan dalam layanan.
Baut Kepala Kancing Hexalobular Baja Karbon Berlapis Seng
Sekrup Tutup Kepala Soket Hex Oksida Hitam Baja Paduan Kelas 12.9 M3-M24
Baut Flensa Hex Fosfat Baja Paduan M10*160
Baut Flensa Hex Baja Tahan Karat 304 DIN 6921
Baut Hex Eksternal Galvanis Baja Karbon M6*100
Baja Paduan M10*100 Sekrup Kepala Hex Eksternal Baut Oksida Hitam