BAB I
BAB I
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
1.1
1.1 Tujuan praktikumTujuan praktikum
1. Agar praktikan mampu memahami dan me
1. Agar praktikan mampu memahami dan menggunakan alat ukur pengukuran linear.nggunakan alat ukur pengukuran linear. 2. Agar praktikan memahami dan mampu me
2. Agar praktikan memahami dan mampu menentukan kualitas lubang dan poros.nentukan kualitas lubang dan poros. 3. Agar praktikan memahami dan mampu menganalisa geometri linear dari bendaUkur 3. Agar praktikan memahami dan mampu menganalisa geometri linear dari bendaUkur
1.2
1.2 Pengukuran LinierPengukuran Linier 1.2.1
1.2.1 Pengukuran Linier LangsungPengukuran Linier Langsung
Pengukuran linear langsung adalah pengukuran yang hasil pengukurannya dapat Pengukuran linear langsung adalah pengukuran yang hasil pengukurannya dapat langsung dibaca pada skala ukur dari alat ukur yang digunakan.Alat ukur yang langsung dibaca pada skala ukur dari alat ukur yang digunakan.Alat ukur yang digunakan juga alat ukur yang mempunyai skala yang bisa langsung dibaca skalanya. digunakan juga alat ukur yang mempunyai skala yang bisa langsung dibaca skalanya. Alat ukur linear langsung yang banyak digunakan dalam praktek sehari
Alat ukur linear langsung yang banyak digunakan dalam praktek sehari – – hari dapat hari dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu:
digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu: 1.
1. Mistar ukur dengan berbagai macam bentuk.Mistar ukur dengan berbagai macam bentuk. 2.
2. Jangka sorong dengan berbagai macam bentuk.Jangka sorong dengan berbagai macam bentuk. 3.
3. Micrometer dengan berbagai bentuk.Micrometer dengan berbagai bentuk.
1.2.1.1
1.2.1.1VerniVerni eer Calir Cali peper r 1.
1. Vernier caliper Vernier caliper
Vernier caliper
Vernier caliper adalah alat ukur serupa dengan mistar ukur yang memiliki adalah alat ukur serupa dengan mistar ukur yang memiliki skala linear pada batang dengan ujung yang berfungsi sebagai sensor penahan benda skala linear pada batang dengan ujung yang berfungsi sebagai sensor penahan benda ukur.
2.
2. FungsiFungsi vernier caliper vernier caliper Fungsi dari
Fungsi dari vernier caliper vernier caliper adalah sebagai berikut: adalah sebagai berikut: a.
a. Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar.Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar. b.
b. Untuk mengukur sisi dalam suatu benda Untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang.yang biasanya berupa lubang. c.
c. Untuk mengukur kedalaman celah atau lubang.Untuk mengukur kedalaman celah atau lubang. 3.
3. BagianBagian – – bagian vernier caliper bagian vernier caliper a.
a. Outside JawsOutside Jaws
Digunakan untuk mengukur diameter luar. Digunakan untuk mengukur diameter luar. b.
b. Inside Jaws Inside Jaws
Digunakan untuk mengukur diameter dalam. Digunakan untuk mengukur diameter dalam. c.
c. Depth Probe Depth Probe
Digunakan untuk mengukur kedalaman. Digunakan untuk mengukur kedalaman. d.
d. Main Scale Main Scale (cm) (cm)
Skala utama dalam cm. Skala utama dalam cm. e.
e. Main Scale Main Scale (inch) (inch)
Skala utama dalam inchi Skala utama dalam inchi f.
f. Nonius Scale Nonius Scale (cm) (cm)
Skala nonius dalam cm Skala nonius dalam cm g.
g. Nonius Scale Nonius Scale (inch) (inch)
Skala nonius dalam inchi Skala nonius dalam inchi h.
h. Retainer Retainer
Digunakan untuk mengunci skala nonius saat pengukuran Digunakan untuk mengunci skala nonius saat pengukuran 4.
4. Cara pembacaanCara pembacaan vernier caliper vernier caliper dan perhitungan mencari ketelitian. dan perhitungan mencari ketelitian. -- Cara membacaCara membaca vernier caliper vernier caliper
Gambar 1.2 Cara Membaca
Gambar 1.2 Cara Membaca Vernier Caliper Vernier Caliper Sumber :
2.
2. FungsiFungsi vernier caliper vernier caliper Fungsi dari
Fungsi dari vernier caliper vernier caliper adalah sebagai berikut: adalah sebagai berikut: a.
a. Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar.Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar. b.
b. Untuk mengukur sisi dalam suatu benda Untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang.yang biasanya berupa lubang. c.
c. Untuk mengukur kedalaman celah atau lubang.Untuk mengukur kedalaman celah atau lubang. 3.
3. BagianBagian – – bagian vernier caliper bagian vernier caliper a.
a. Outside JawsOutside Jaws
Digunakan untuk mengukur diameter luar. Digunakan untuk mengukur diameter luar. b.
b. Inside Jaws Inside Jaws
Digunakan untuk mengukur diameter dalam. Digunakan untuk mengukur diameter dalam. c.
c. Depth Probe Depth Probe
Digunakan untuk mengukur kedalaman. Digunakan untuk mengukur kedalaman. d.
d. Main Scale Main Scale (cm) (cm)
Skala utama dalam cm. Skala utama dalam cm. e.
e. Main Scale Main Scale (inch) (inch)
Skala utama dalam inchi Skala utama dalam inchi f.
f. Nonius Scale Nonius Scale (cm) (cm)
Skala nonius dalam cm Skala nonius dalam cm g.
g. Nonius Scale Nonius Scale (inch) (inch)
Skala nonius dalam inchi Skala nonius dalam inchi h.
h. Retainer Retainer
Digunakan untuk mengunci skala nonius saat pengukuran Digunakan untuk mengunci skala nonius saat pengukuran 4.
4. Cara pembacaanCara pembacaan vernier caliper vernier caliper dan perhitungan mencari ketelitian. dan perhitungan mencari ketelitian. -- Cara membacaCara membaca vernier caliper vernier caliper
Pada hasil pengukuran diatas: Pada hasil pengukuran diatas: a.
a. Nilai ukur pada s Nilai ukur pada skala utama dinyatakan dengan kala utama dinyatakan dengan garis pada skala garis pada skala utama sebelahutama sebelah kiri terdekat dengan garis indeks (pada skala nonius).
kiri terdekat dengan garis indeks (pada skala nonius). b.
b. Nilai Nilai ukur pada ukur pada skala skala nonius nonius dinyatakan ddinyatakan dengan engan garis garis pada pada skala skala nonius nonius yangyang paling dekat dengan garis indeks (pada skala utama).
paling dekat dengan garis indeks (pada skala utama). c.
c. Lihat garis skala nonius dan skala utama yang sejajar, kemudian kalikan garisLihat garis skala nonius dan skala utama yang sejajar, kemudian kalikan garis skala nonius yang sejajar tadi dengan ketelitian alat.
skala nonius yang sejajar tadi dengan ketelitian alat.
--
Cara mencari ketelitianCara mencari ketelitian vernier calipervernier caliper 0.05 mm0.05 mma.
a. PadaPada vernier calipervernier caliper dengan ketelitian 0.05 mm 1 skala nonius= 20 skaladengan ketelitian 0.05 mm 1 skala nonius= 20 skala nonius
nonius b.
b. Maka ketelitianMaka ketelitian vernier calipervernier caliper itu adalah 1 bagian skala nonius dibagi jumlahitu adalah 1 bagian skala nonius dibagi jumlah skala nonius = 1/20=0.05 mm
skala nonius = 1/20=0.05 mm 5.
5. JenisJenis – – jenis jenis vernier caliper vernier caliper
Berdasarkan media pembacaan ukuran, dapat dibagi menjadi 3 jenis yaitu : Berdasarkan media pembacaan ukuran, dapat dibagi menjadi 3 jenis yaitu : a.
a. Vernier Caliper Vernier Caliper Skala Nonius Skala Nonius
Ada dua macam bentuknya, yaitu yang hanya mempunyai rahang ukur Ada dua macam bentuknya, yaitu yang hanya mempunyai rahang ukur bawah
bawah dan dan yang yang lain lain mempunyai mempunyai rahang rahang ukur ukur bawah bawah dan dan atas. atas. Untuk Untuk skalaskala pembacaan dengan siste
pembacaan dengan sistem metrik, m metrik, mistar ingsut mistar ingsut ada yang panjang ada yang panjang skala utamanyaskala utamanya dari 150 mm, 200 mm, 250 mm dan 300 mm, bahkan ada juga yang sampai 1000 dari 150 mm, 200 mm, 250 mm dan 300 mm, bahkan ada juga yang sampai 1000 mm.
mm.
Gambar 1.3
Gambar 1.3Vernier Caliper Vernier Caliper dengan skala nonius dengan skala nonius Sumber :
Sumber : Anonymous Anonymous1, 20141, 2014 b.
b. Vernier Caliper Vernier Caliper dengan Jam Ukur dengan Jam Ukur
Vernier Caliper jenis ini tidak mempunyai skala nonius. Sebagai ganti dari Vernier Caliper jenis ini tidak mempunyai skala nonius. Sebagai ganti dari skala nonius maka dibuat jam ukur. Oleh karena itu namanya menjadi mistar skala nonius maka dibuat jam ukur. Oleh karena itu namanya menjadi mistar
ingsut jam ukur. Pada jam ukurnya dilengkapi dengan jarum penunjuk skala dan angka-angka dari pembagian (divisi) skala.
Gambar 1.4Vernier Caliper dengan jam ukur Sumber : Anonymous4, 2014
c. Vernier Caliper Pengukur Ketinggian
Salah satu alat ukur yang prinsip pembacaannya sama dengan mistar ingsut tapi penggunaannya hanya untuk mengukur ketinggian adalah mistar ukur ketinggian (vernier height gauge). Sistem pembacaannya ada yang menggunakan skala vernier (nonius) dan ada juga yang menggunakan jam ukur.
Gambar 1.5Vernier Caliper pengukur ketinggian Sumber : Anonymous5, 2014
6. Kalibrasi
Kalibrasi vernier caliper bertujuan untuk mendapatkan titik nol sehingga dapat meminimalisasi kesalahan dalam pengukuran.Sebelum digunkan alat ukur vernier caliper tersebut, pastikan vernier caliper sudah terkalibrasi. Jika belum maka langkah-langkah mengkalibrasi vernier caliper adalah :
a. Rapatkan kedua permukaan rahang ukur b. Longgarkan baut pada pelat skala nonius
c. Tempatkan garis nol skala nonius dengan garis nol pada batang utama jangka sorong
1.2.1.2 Mikrometer outside 1. Mikrometer outside
Mikrometer outside adalah alat ukur yang memiliki ketelitian sampai satu per seratus millimeter (0,01 mm). Ukuran mikrometer ditentukan oleh kemampuannya mengukur jarak minimum dan jarak maksimum. Biasanya perbedaan antara minimum dan maksimum adalah dua puluh lima millimeter (25 mm).
Gambar 1.6Mikrometer outside Sumber : Anonymous 6, 2014
2. Fungsi Mikrometer outside
Fungsi dari mikrometer outside adalah untuk mengukur dimensi luar suatu bendaseperti tebal atau diameter luar poros.
3. Bagian – bagian Mikrometer outside: a. Bingkai ( frame)
Bingkai ini berbentuk huruf C terbuat dari bahan logam yang tahan panas serta dibuat agak tebal dan kuat. Tujuannya adalah untuk meminimalkan peregangangan dan pengerutan yang menggangu pengukuran.
b. Landasan ( Anvil )
Landasan ini berfungsi sebagai penahan ketika benda diletakan diantara anvil dan spindle.
c. Spindle (gelendong)
Spindle ini merupakan silinder yang dapat digerakan menuju landasan. d. Pengunci (lock )
Pengunci ini berfungsi sebagai penahan spindle agar tidak bergerak ketika mengukur benda.
e. Sleeve
f. Thimble
Tempat skala nonius berada g. Ratchet Knob
Untuk memajukan atau memundurkan spindel agar sisi benda yang akan diukur tepat berada diantara spindle dan anvil.
4. Cara pembacaan Mikrometer outside dan perhitungan mencari ketelitian.
-
Pembacaan Mikrometer OutsideGambar 1.7 Cara Membaca Mikrometer Outside Sumber : Anonymous7, 2014
Pada hasil pengukuran diatas :
a. Nilai ukur pada skala tetap dinyatakan dengan garis pada skala utama sebelahkiri terdekat dengan skala putar (pada skala nonius).
c. Nilai ukur pada skala nonius dinyatakan dengan garis angka skala nonius yangsejajar garis normal skala utama.
d. Jumlahkan skala utama dengan skala nonius yang terbaca.
-
Cara mencari ketelitian mikrometer outside 0,01 mma. Pada mikrometer outside dengan ketelitian 0,01 mm terlihat 1 skala utama = 100 skala nonius.
b. Maka ketelitian mikrometer outside itu adalah 1 bagian skala utama dibagi jumkah skala nonius = 1/100 = 0,01 mm
5. Jenis – jenis Mikrometer outside a. Mikrometer dalam
Mekrometer dalam digunakan untuk mengukur garis tengah dari lubang suatu benda
c. Mikrometer kedalaman
Mikrometer kedalaman digunakan untuk mengukur kerendahan dari langkah-langkah dan slot-slot
d. Mikrometer lubang
Mikrometer lubang secara khusus memliki tig kepala landasan yang digunakan untuk mengukur diametr dalam.
e. Mikrometer pipa
Mikrometer pipa untuk mengukur ketebalan dari pipa. 6. Kalibrasi
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang akurat, maka alat ukur harusdikalibrasi terlebih dulu sebelum digunakan untuk pengukuran. Kalibrasi pada mikrometer outside adalah sebagai berikut :
1) Bersihkan alat ukur yang akan digunakan.
2) Tempatkan mikrometer pada ragum dengan menjepitnya pada bagian tangkai mikrometer
3) Ambil batang kalibrasi yang sesuai range-nya dan tempelkan salah satu ujungnya pada anvil. (Pada mikrometer dengan spesifikasi range 0 ~ 25 mm tidak
menggunakan batang kalibrasi).
4) Putar thimble sehingga unjung spindle mendekati ujung lainnya dari batang kalibrasi.
5) Putar ratchet stopper untuk mengencangkan spindle hingga terdengar suara sebanyak 2 ~ 3 putaran. (pastikan posisi batang kalibrasi sudah benar atau tidak miring).
6) Jika belum diposisi nol maka putar sleeve sampai menunjukkan posisi nol. 1.2.2 Pengukuran Linear Tidak Langsung
Pada pengukuran tidak langsung hasil pengukurannya dapatdibaca langsung pada skala ukur pada alat ukur yang digunakan karena memang dari alat ukur tersebut
memungkinkan untuk maksut tersebut.
1.2.2.1 Blok Ukur (Gauge Bl ock ) 1. Blok ukur
Blok ukur juga dikenal dengan berbagai nama, misalnya end gauge, slip gauge, jo gauge ( Johansen gauge). Sebagai alat ukur standar, maka blok ukur ini
dibuat sedemikian rupa sehingga fungsinya sesuai dengan namanya yaitu alat ukur standar.
Gambar 1.8Blok Ukur (Gauge Block ) Sumber : Anonymous8, 2014
2. Fungsi Blok Ukur
Blok ukur digunakan untuk mencocokan ukuran dari alat-alat ukur dandigunakan pula sebagai alat kalibrasi untuk menera alat-alat yang aktif digunakan.
3. Bagian-bagian blok ukur a. Batang Ukur ( Length Bar )
Blok ukur dengan ukuran lebih panjang (lebih dari 250 mm) dari baja karbon dengan diameter 22 mm kedua ujung dikeraskan.
b. Kaliber Induk Tinggi
Pengukuran dengan blok ukur memakan waktu lama untuk persiapan dan penyusunan.
c. Jam Ukur
Prinsip kerja mekanis merubah gerakan translasi menjadi rotasi Kecermatan; 0,01 ; 0,005 ; 0,002 mm
d. Pupitas
Jam ukur dengan kapasitas lebih kecil komparatoralat ukur yang peka sebagai pembanding dalam kalibrasi blok ukur.
e. Kaliber Batas
Untuk memeriksa suatu produk/komponen mesin dalam jumlah besar diperlukan waktu lama,Yang diperlukan hanya batas-batas toleransi
4. Cara pembacaan dan perhitungan Blok Ukur
Contoh pembacaan blok ukur bila diperlukan dimensi sebesar 91.658 maka dilakukan kombinasi blok seperti :
Tabel 1.1Perhitungan blok ukur
Sumber : Anonymous9, 2014
Gambar 1.9Contoh gambar susunan blok ukur Sumber : Anonymous 10, 2014
5. Jenis-jenis Set Blok Ukur
Biasanya jumlah blok ukur ini dikelompokan dalam satu set blok ukur dengan jumlah dan tingkatan ukuran yang sudah tertentu. Dimensiblok ukur dibuat dalam versi yaitu dalam standar inchi dan standar metrikuntuk blok ukur yang sistem satuannya dalam inchi dikelompokkandalam satu set yang terdiri dari blok ukur
dengan berbagai tingkatan,yaitu dari 0.0001 inchi, 0.001 inchi, 0.050 inchi, sampai dengan 1.000 inchi.
6. Kalibrasi
Karena merupakan alat ukur standart maka tidak dapat kalibrasi, tetapi diperlukan perawatan pada blok ukur.
1.2.2.2 Di al I ndicator 1. Dial Indicator
Dial indicator adalah alat ukur yang dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari bidang datar, bidang silinder, atau permukaan bulat dan kesejajaran. Konstruksi sebuah alat dial indicator terlihat pada gambar 1.10, terdiri atas jam ukur (dial gauge) yang dilengkapi dengan alat penopang seperti blok diatas magnet, batang penyangga, penjepit, dan baut penyepit.
Gambar 1.10 Dial Indicator Sumber : Anonymous 11, 2014 2. Fungsi Dial Indicator
Untuk mengukur kerataan pada benda kerja baik rata maupun bulat. Memeriksa kerataan, ini akan dapat menyatakan bahwa suatu benda datar, silindris atau benar - benar rata.
3. Bagian – bagian Dial Indicator a. Jarum panjang
Mikrometer dalam digunakan untuk mengukur garis tengah dari lubang suatu benda
b. Jarum pendek
c. Tanda batas toleransi
d. Bidang sentuh dengan benda kerja
4. Cara pembacaan Dial Indicator dan perhitungan mencari ketelitian.
a. Pastikan dial gauge terpasang pada magnetik base stand dengan kuat dan pada posisi yang datar.
Gambar 1.11 Pemasangan dial gauge yang baik Sumber : Anonymous12, 2014
b. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, usahakan posisi dial gauge saat pengukuran adalah vertikal dan probe dapat bergerak bebas naik – turun.
Gambar 1.12pemasangan dial gauge yang benar Sumber : Anonymous13, 2014
c. Gerakkan part yang diukur secara perlahan, agar pergerakan jarum dapat bergerak smooth dan mudah dibaca. Contoh pembacaan hasil ukur dial gauge:
Gambar 1.13Pembacaan hasil ukur dial gauge Sumber : Anonymous14 2014
a. Lihat posisi dari jarum besar, terlihat posisi jarum pada strip ke-enam. Karena
harga 1 strip adalah 0,01mm, maka 6 x 0,01 mm adalah 0,06 mm.
b. Lihat posisi jarum kecil, terlihat posisi jarum pada strip ke-tiga lebih sedikit (melebihi strip). Karena harga 1 strip adalah 1 mm maka 3 x 1mm adalah 3 mm.
c. Jadi hasil pembacaan dari dial gauge tersebut adalah 3 mm + 0,06 mm, yaitu
3,06 mm.
5. Jenis – jenis Dial Indicator
Adapun jenis jenis dial gauge sendiri ada berbagai macam sesuai dengan skala yang digunakan, beberapa jenis dial gauge antara lain :
a. Dial gauge dengan nilai skala 0,01 mm
Jenis ini dapat digunakan untuk mengukur dengan batas ukuran sampai dengan 10 mm
b. Dial gauge dengan nulai skala 0,01 mm
Jenis ini mempunyai batas ukur sampai dengan 1 mm c. Dial gauge dengan nilai skala 0,0005 mm
Jenis ini mempunyai batas ukur sampai 0,025 mm 6. Kalibrasi
Untuk kalibrasi piringan skala dapat diputar keposisi angka 0. Ketelitian dan kecermatan alat jam ukur ini berbeda-beda ada yang kecermatan 0.01 : 0.02 : 0.005 dan kapasitas ukurnya juga berbeda – beda, misalnya 20, 10, 5, 2, 1 mm. Untuk dial indicator ini terdapat jarum pendek dalam piringannya, dimana satu putaran jarum besar sama dengan tanda satu angka jarum kecil. Pada piringan ada skala yang
dilengkapi dengan tanda batas dan tanda bawah. Pada proses kalibrasi ini disesuaikan dengan dial indicator yang sudah distandarisasi dimana mengacu dari alat yang mampu telusur (tracbility) kestandar nasional
1.3 Metrologi Lubang Dan Poros
Salah satu penerapan lanjut dari analisa pengukuran linear adalah metrologilubang dan poros, dimana metrologi lubang dan poros mempelajari mengenai toleransidan kualitas antara kesesuaian sebuah lubang dan poros.
1.3.1 Toleransi Lubang Dan Poros
Toleransi ukuran adalah perbedaan antara ukuran kedua harga batas di mana ukuran atau jarak permukaan batas geometri komponen harus terletak. Untuk setiap komponen harus didefinisikan suatu basic size sehingga harga kedua batas dapat dinyatakan dalam suatupenyimpangan terhadap ukuran dasar.
Gambar 1.14 Poros dan Lubang Sumber : Takeshi Sato(2000 : 123)
Poros dengan lubang yang berpasangan masing masing mempunyai ukuran yang mengacu pada ukuran dasar yang sama. Mereka diimajinasikan menempel pada bagian di bawahnya, dengan demikian muncul istilah atas dan bawah.Misalnya penyimpangan bawah lubang dengan notasi EI dan penyimpangan bawah poros dengan penyimpangan EI sedangkan untuk penyimpangan suatu ukuran atau dimensi bisa ditunjukkan pada gambar 1.15.
Gambar 1.15 Toleransi lubang dan poros Sumber : Taufiq Rachim(2001 : 16)
Untuk dimensi luar poros atau lubang harganya dinyatakan dengan angka yang dituliskan di atas garis ukuran, jika dilihat sepintas maka A kurang memberikan informasi dibanding dengan B dan C. Sedangkan untuk D, meskipun tidak secara langsung tetapi simbol dan huruf angka mengandung informasi yang sangat bermanfaat yaitu sifat satuan bila komponen bertemu dengan pasangannya, cara pembuatan, dan metode pengukuran.
1. Penulisan Toleransi Lubang dan Poros
Rincian mengenai penulisan tileransi yang benar adalah sebagai berikut:
a. Ukuran maksimum dituliskan di atas ukuran minimum. Meskipun memudahkan penyetelan mesin perkakas yang mempunyai alat kontrol terhadap dimensi produk, tetapi tidak praktis dipandang dari segi perancangan, yaitu dalam hal perhitungan toleransi dan penulisan gambar teknik.
b. Dengan menuliskan ukuran dasar beserta harga harga penyimpangannya, penyimpangan dituliskan di daerah atas penyimpangan bawah dengan jumlah
angka desimal yang sama (kecuali untuk penyimpangan nol).
c. Serupa dengan cara b, tetapi apabila toleransi terletak simetris terhadap ukuran dasar maka harga penyimpangan harus ditulis sekali saja dengan didahului tanda I.
2. Suaian dan Jenis Suaian
a. Suaian longgar (clearance fit )
Suaian ini selalu menghasilkan kelonggaran (celah bebas) dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros.
b. Suaian sesak (interference fit )
Suaian yang selalu menghasilkan kesesakan, dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros.
c. Suaian pas (transition fit )
Suaian ini dapat menghasilkan celah bebas atau interferensi, namun poros harus dipaksakan masuk ke dalam lubang dengan kelegaan negatif.
d. Suaian garis
Batas – batas ukuran ditentukan sedemikian sehingga celah bebas atau kontak antar permukaan akan terjadi apabila elemen mesin yang berpasangan dirakit.
3. Sistem suaian basis lubang dan poros a. Sistem basis lubang
Suaian dengan satuan lubang ini banyak dipakai. Suaian yang dikehendaki dapat dibuat dengan jalan mengubah-ubah ukuran dari poros , dalam hal ini ukran batas terkecil dari lubang adalah tetap sama dengan ukuran nominal
b. Sistem basis poros
Dalam suaian dengan satuan poros maka poros selalu dinyatakan dengan “h“ . Ukuran batas terbesar dari pros adalah selalu tetap sama dengan ukuran nominal. Pemilihan suaian yang dikehendaki dapat dengan mengubah-ubah ukuran dari lubang.
1.3.2 Kualitas Lubang dan Poros 1. Toleransi standar
Dalam sistem ISO telah ditetapkan 18 kelas toleransi ( grades of tolerance) yang dinamakan toleransi standar, yaitu mulai dari IT 01, IT 0, IT 1, sampai dengan IT 16. Untuk kualitas 5 sampai 16 harga dari toleransi standar dapat dihitung dengan menggunakan satuan toleransi i (tolerance unit ), yaitu:
Keterangan:
I = Satuan toleransi (dalam μm) D = Diameter nominal (dalam mm)
Tabel 1.2 Tingkatandiameter nominal sampai dengan 500 mm (D
500 mm) Tingkatan utama (dalam mm) Tingkatan perantara (dalam mm)Di atas Sampai dengan Di atas Sampai dengan 3 6 3 6 10 10 18 10 14 14 18 18 30 18 24 24 30 30 50 30 40 40 50 50 80 50 65 65 80 80 120 80 100 100 120 120 180 120 140 160 140 160 180 180 250 180 200 225 200 225 250 250 315 250 280 280 315 315 400 315 355 355 400 400 500 400 450 450 500 Sumber : Taufiq Rachim(2001 : 36)
Tabel 1.3 Tingkatan diameter nominal untuk ukuran besar (D
500 mm)Sumber : Taufiq Rachim(2001 : 34)
Tabel 1.4 Harga toleransi standar untuk kualitas 01, 0, 1
Kualitas IT 01 IT 0 IT 1
Harga dalam µm, sedankan D dalam mm 0,3 + 0,008 D 0,5 + 0,012 D 0,8 + 0,020 D Sumber : Taufiq Rachim(2001 : 35)
2. Penyimpangan Fundamental
Penyimpangan fundamental merupakan batas daerah toleransi yang paling dekat dengan garis nol. Perhitungan untuk mencari harga penyimpangan fundamental ini sama juga dengan perhitungan toleransi standar dengan diameter nominal sebagai variabel utamanya.
Adapun rumus-rumus yang dipergunakan adalah rumus-rumus yang diperoleh melalui penyelidikan dan pengujian.Apabila kualitas toleransi sudah ditentukan, maka batas toleransi yang lain dapat ditentukan dengan menggunakan rumus-rumus berikut ini:
- Untuk daerah toleransi a sampai g
Ei = es – IT (harganya negatif) dalam μm - Untuk daerah toleransi j sampai zc
Es = ei + IT (harganya positif) dalam μm - Untuk daerah toleransi a sampai g
EI = -es (harganya positif) - Untuk daerah toleransi j sampai zc
ES = -ei (harganya negatif)
Rumus di atas dibuat berdasarkan prinsip bahwa penyimpangan fundamental lubang dan penyimpangan fundamental poros pada daerah toleransi yang sama (huruf yang sama) adalah simetris terhadap garis nol.
BAB II
METODE PRAKTIKUM
2.1 Metode Praktikum 1. Alat
a. Pengukuran kualitas lubang dan poros Hand Glove
Gambar 2.1 Hand Glove
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Vernier Caliper
Gambar 2.2 Vernier Caliper
Sumber : Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya Spesifikasi : Merk : Hommel
Tipe : INOX Tahun : 1986 Ketelitian : 0,05 mm
b. Pengukuran geometri linear Hand Glove
Gambar 2.3 Hand Glove
Sumber : Dokumentasi Pribadi
Micrometer Outside
Gambar 2.4 Micrometer Outside Ketelitian 0,01 mm
Sumber: Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya Malang
Spesifikasi : Merk : Mitutoyo Tipe : 0-25 mm Tahun : 1986 Ketelitian : 0,01 mm
2. Bahan
a. Gambar Bahan Pengukuran Kualitas Lubang dan Poros
Gambar 2.5 Spesimen Pengukuran Kualitas Poros
Sumber : Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya
Gambar 2.6 Spesimen Pengukuran Kualitas Lubang
Sumber : Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya b. Gambar bahan pengukuran geometri linear
Gambar 2.7 Spesimen Pengukuran Geometri Linear
Sumber : Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya Malang
2.2 Prosedur Pengujian 1. Vernier Caliper
a. Gunakan hand gloves.
b. Siapkan 10 poros dan lubang yang akan diukur c. Keluarkan vernier caliper dari tempatnya.
d. Bersihkan cairan pelumas dari alat ukur dengan kain yang telah disediakan. e. Periksalah kelengkapan alat ukur serta bagian - bagiannya.
f. Ambil vernier caliper dengan hati-hati.
g. Gerakkan rahang secara bebas dengan menggerakkan kekanan dan kekiri.
h. Jika belum bisa bergerak bebas, kendurkan pengunci sampai rahang dapat bergerak dengan lancar.
i. Ukur benda kerja dengan menggerakkan rahang sampai menempelpada sisi benda yang diukur.
j. Kencangkan pengunci rahang agar skala yang didapat tidak berubah. k. Baca nilai skala utama kemudian tambahkan nilai pada skala nonius. l. Catat nilai yang sudah terbaca.
m. Setelah selesai pengukuran pertama, lakukan kalibrasi pada alat vernier caliper, kemudian kembali ke langkah f untuk pengukuran ke-2 sampai ke-10 sehingga data yang didapat ada 10 data pengukuran.
n. Setelah selesai pengukuran bersihkan vernier caliper dan olesi vernier caliper dengan oli.
o. Kembalikan vernier caliper ke tempat semula dengan rapi. 2. Micrometer Outside
a. Gunakan hand gloves.
b. Siapkan 10 pasak yang akan diukur
c. Keluarkan micrometer outside dari tempatnya.
c. Bersihkan cairan pelumas dari alat ukur dengan kain yang telah disediakan. d. Periksalah kelengkapan alat ukur serta bagian-bagiannya.
e. Ambil micrometer outside dengan hati-hati.
f. Gerakkan poros ukur secara bebas dengan memutar gigi gelincir.
i. Periksalah apakah micrometer outside sudah dalam keadaan nol bila range skalanya dari nol.
j. Jika belum, kalibrasi terlebih dahulu dengan menggeser skala tetap dengan menggunakan peralatan yang telah disediakan, dimana skala utama dan skala nonius harus di angka nol.
k. Kuncilah micrometer outside agar skala yang didapat tidak berubah.
l. Jika telah benar terkalibrasi, ukur benda kerja dengan menggerakkan poros ukur menggunakan gigi gelincir sampai menempel pada sisi benda yang diukur.
m. Baca nilai skala utama kemudian tambahkan nilai pada skala nonius. n. Catat nilai yang sudah terbaca.
o. Setelah selesai pengukuran pertama, lakukan kalibrasi pada alat mikrometer outside, kemudian kembali ke langkah f untuk pengukuran ke-2 sampai ke-10 sehingga data yang didapat ada 10 data pengukuran.
p. Setelah selesai pengukuran bersihkan micrometer outside. q. Kembalikan micrometer outside ke tempat semula dengan rapi.
2.3 Gambar Spesimen (Terlampir)
BAB III
ANALISA DATA, STATISTIK DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengolahan Data
1. Tabel pengujian kualitas lubang dan poros
Tabel 3.1 Data Kelompok Pengukuran Kualitas Poros No Diameter Poros Aktual (mm) Diameter Poros Teoritis (mm) 1 30.3 30 2 30.0 30 3 30.0 30 4 30.1 30 5 300 30 6 30.0 30 7 30.1 30 8 29.9 30 9 30.1 30 10 29.9 30
Tabel 3.2 Data Kelompok Pengukuran Kualitas Lubang No Diameter Lubang Aktual (mm) Diameter Lubang Teoritis (mm) 1 19.8 20 2 20.0 20 3 20.0 20 4 19.95 20 5 19.9 20 6 20.0 20 7 19.9 20 8 20.0 20 9 19.9 20 10 19.9 20
2. Tabel pengukuran geometri linear
Tabel 3.3 Data Kelompok Pengukuran Geometri Linear No Diameter Poros Aktual (mm) Diameter Poros Teoritis (mm) 1 11.67 11.70 2 11.67 11.70 3 11.68 11.70 4 11.67 11.70 5 11.67 11.70 6 11.67 11.70 7 11.67 11.70 8 11.66 11.70 9 11.67 11.70 10 11.67 11.70 3.2 Pengolahan Statistik
1. Perhitungan statistik interval penduga kesalahan pengukuran geometri linear
Tabel 3.4 Pengolahan Data Kelompok Pengukuran Geometri Linear No Diameter (mm)
(
̃)
(
̃)
1 11.67 0.001 0.000001 2 11.67 0.001 0.000001 3 11.68 0.011 0.000121 4 11.67 0.001 0.000001 5 11.67 0.001 0.000001 6 11.67 0.001 0.000001 7 11.67 0.001 0.000001 8 11.66 -0.009 0.00081 9 11.67 0.001 0.000001 10 11.67 0.001 0.000001 Σ 116.69 0.01 0.000939- Diameter poros rata – rata (
)
=
= 11.669 - Simpangan baku ( δ )
= 0.0102 - Simpangan baku rata – rata̅ √
=
√
= 0.0033 - Kesalahan relatif ̅
=
= 0.0003α
= Kr x 100% = 0.0003 x 100% = 0.03%- Dengan mengambil resiko kesalahan α = 1% Derajat kebebasan (db) = n – 1 = 10 – 1 = 9
t(α/2 ; db) → t(0.01/2 ; 9) → t(0.005 ; 9) → 3.24984 (Tabel t) Interval penduga kesalahan prosentase hasil pengukuran
̅
- [ t(α/2 ; db) δ ] ̅ ̅
+ [ t(α/2 ; db) δ ]- Dengan mengambil resiko kesalahan α = 2% Derajat kebebasan (db) = n – 1 = 10 – 1 = 9
t(α/2 ; db) → t(0,02/2 ; 9) → t(0,01 ; 9) → 2,82144 (Tabel t) Interval penduga kesalahan prosentase hasil pengukuran
̅
- [ t(α/2 ; db) δ ] ̅ ̅
+ [ t(α/2 ; db) δ ]̅
- [2,82144 x 0.0102] ̅ ̅
+ [2,82144 x 0.0102] 11.640 ̅
11.698- Dengan mengambil resiko kesalahan α = 5% Derajat kebebasan (db) = n – 1 = 10 – 1 = 9
t(α/2 ; db) → t(0.05/2 ; 9) → t(0.025 ; 9) → 2.26216 (Tabel t) Interval penduga kesalahan prosentase hasil pengukuran
̅
- [ t(α/2 ; db) δ ] ̅ ̅
+ [ t(α/2 ; db) δ ]̅
- [ 2.26216 x 0.0102] ̅ ̅
+ [2.26216 x 0.0102] 11.646 ̅
11.69211.635 11.669 11.702
3.3 Pembahasan
1. Pembahasaan kualitas lubang dan poros
Tabel 3.5 Perbandingan Ukuran Diameter Poros Teoritis dan Aktual
No Diameter Aktual Poros (mm) Diameter Teoritis Poros (mm) Selisih Diameter (mm) Kualitas Poros 1 30.3 30 0.3 30h12 2 30 30 0 30h 3 30 30 0 30h 4 30.1 30 0.1 30h10 5 30 30 0 30h 6 30 30 0 30h 7 30.1 30 0.1 30h10 8 29.9 30 -0.1 30h10 9 30.1 30 0.1 30h10 10 29.9 30 -0.1 30h10 19.646 11.669 19.692
Tabel 3.6 Perbandingan Ukuran Diameter Lubang Teoritis dan Aktual No Diameter Aktual Lubang (mm) Diameter Teoritis Lubang (mm) Selisih Diameter (mm) Kualitas Lubang 1 19.8 20 -0.2 20H12 2 20 20 0 20H 3 20 20 0 20H 4 19.95 20 -0.05 20H9 5 19.9 20 -0.1 20H10 6 20 20 0 20H 7 19.9 20 -0.1 20H10 8 20 20 0 20H 9 19.9 20 -0.1 20H10 10 19.9 20 -0.1 20H10
Dari tabel di atas dapat didapatkan diameter aktual, diameter teoritis, selisih diameter dan juga kualitas lubang dan poros. Kualitas lubang dan poros dapat diketahui dengan cara mencocokkan selisih dan diameter aktual pada tabel toleransi. Kualitas poros bervariasi dari 30h12, 30h, 30h, 30h10, 30h, 30h, 30h10, 30h10, 30h10, dan 30h10. Sedangkan kualitas lubang bervariasi dari 20H12, 20H, 20H, 20H9, 20H10, 20H, 20H10, 20H, 20H10, dan 20H10.
Angka 30 pada kualitas poros menyatakan ukuran teoritis dasar poros, huruf “h” menyatakan poros, dan angka di belakang huruf “h” merupakan angka kualitasnya. Sedangkan angka 20 pada kualitas lubang menyatakan ukuran teoritis dasar lubang, huruf “H” menyatakan lubang, dan angka di belakang huruf “H” merupakan angka kualitasnya.
Semakin besar angka di belakang huruf “h” dan “H” maka penyimpangan yang terjadi semakin besar karena selisih antara diameter aktual dengan diameter teoritis semakin besar.Begitu pula sebaliknya, semakin kecil angka di belakang huruf “h” dan “H” maka penyimpangan yang terjadi semakin kecil karena selisih antara diameter aktual dengan diameter teoritis semakin kecil.
Nilai-nilai pengukuran yang didapatkan memiliki hasil yang bervariasi sehingga kualitas lubang lubang dan poros juga bervariasi.Hal ini disebabkan kurang telitinya pengukur dalam membaca hasil dari alat ukur, atau kesalahan pada saat pencatatan data oleh pengukur.
2. Pembahasaan geometri linear
a. Statistik interval penduga kesalahan pengukuran geometri linear
Dalam praktikum ini untuk mengetahui resiko kesalahan digunakan interval penduga antara lain α = 1%, 2% dan 5%. Dari hasil perhitungan statistik pada α = 1% menunjukkan jangkauan interval penduga kesalahan yaituantara 11.635 sampai 11.702. Pada α = 2% menunjukkan jangkauan interval penduga kesalahan yaitu antara 11.640sampai11.698.Pada α = 5% menunjukkan jangkauan interval penduga kesalahan yaitu 11.646sampai 11.692.
semakin kecil tingkat kesalahan relatifnya maka daerah terimanya rangenya lebih lebar dan tingkat kepercayaannya semakin tinggi. Begitu juga sebalinya jika kesalahan relatifnya semakin besar maka range daerah terimanya semakin sempit dan tingkat kepercayaannya semakin berkurang dibanding yang kesalahan relatifnya lebih kecil.
b. Grafik pengukuran geometri linear G r a f i k 3 . 1 P e m b a h a s a n p e n g u k u r a n g e o m e t r i l i n e a r
Dari grafik di atas didapatkan ukuran geometri linear aktual dari pengukuran ke-1 sampai ke-10 berturut-turut ; 11.67 mm, 11.67 mm, 11.68 mm, 11.67 mm , 11.67 mm, 11.67 mm, 11.67 mm, 11.66 mm, 11.67 mm, dan 11.67 mm. Sedangkan ukuran teoritis sebesar 11.70 mm, warna merah menunjukkan ukuran teoritis dan warna biru menunjukkan ukuran aktual.
Pengukuran ke-1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, dan 10 memiliki nilai ukur yang sama, dapat dikatakan nilai ketelitiannya sudah sesuai. Tetapi pada pengukuran ke-3 dan ke-8 memiliki ketelitian yang berbeda.Dari masing-masing pengukuran menunjukkan ketelitian berubah ketika pada pengukuran ke-3 dan ke-8.
Berdasarkan dengan nilai teoritis, nilai masing-masing menunjukkan ketepatan yang kurang sesuai dengan nilai teoritisnya.Pengukuran ke-1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, dan 10menunjukkan nilai kedekatan 0.03 dari nilai teoritisnya, pengukuran ke-3 menunjukkan nilai kedekatan 0.02 dari nilai teoritisnya, dan pengukuran ke-8 menunjukkan nilai kedekatan 0.04 dari nilai teoritisnya. Dari nilai tersebut yang paling memiliki nilai ketepatan adalah pengukuran ke-3 sedangkan yang paling jauh
adalah pengukuran ke-8.
Perbedaan nilai ukur terjadi karena adanya kesalahan pengukuran, kesalahan pengukuran bisa terjadi disebabkan kurang telitinya pengukur dalam membaca hasil
