bab ii peng linear kel 5.docx

Laboratorium Metrologi Industri

BAB II

PENGUKURAN LINEAR

2.1 Tujuan praktikum

1. Agar praktikan mampu memahami dan menggunakan alat ukur pengukuran linear.

2. Agar praktikan memahami dan mampu menentukan kualitas lubang dan poros.

3. Agar praktikan memahami dan mampu menganalisa geometri linear dari benda

ukur.

2.2 Tinjauan Pustaka

2.2.1 Pengukuran Linear Langsung

Pengukuran linear langsung adalah pengukuran yang hasil pengukurannya

dapat langsung dibaca pada skala ukur dari alat ukur yang digunakan. Dengan

demikian, alat ukur yang digunakan juga alat ukur yang mempunyai skala yang bisa

langsung dibaca skalanya. Alat ukur linear langsung yang banyak digunakan dalam

praktek sehari – hari dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu:

1. Mistar ukur dengan berbagai macam bentuk.

2. Jangka sorong dengan berbagai macam bentuk.

3. Micrometer dengan berbagai bentuk.

2.2.1.1 Vernier Caliper

1. Vernier Caliper

Vernier caliper adalah alat ukur serupa dengan mistar ukur yang memiliki

skala linear pada batang dengan ujung yang berfungsi sebagai sensor penahan

benda ukur. Suatu peluncur dengan sisi yang dibuat sejajar dengan rahang ukur

tetap dinamakan sebagai rahang ukur gerak yang bisa digeserkan pada batang

ukur.

2. Fungsi dari vernier caliper adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengukur suatu benda dari sisi luar.

2. Untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang.

3. Untuk mengukur kedalaman celah atau lubang.

Laporan Praktikum Metrologi Industri Semester Ganjil 2014/2015 18


3. Bagian – bagian Vernier Caliper

Gambar 2.1 Vernier CaliperSumber: Anonymous

1) Rahang dalam

Digunakan untuk mengukur diameter dalam

2) Rahang Luar

Digunakan untuk mengukur diameter luar

3) Pengukur Kedalaman

Digunakan untuk mengukur kedalaman

4. Skala Utama (cm)

Skala utama dalam satuan cm

5. Skala Utama (inchi)

Skala utama dalam satuan inchi

6. Nonius Scale / skala varier (cm)

Skala nonius dalam satuan cm

7. Nonius Scale / skala varier (inchi)

Skala nonius dalam satuan inchi

8. Retainer

Digunakan untuk mengunci skala nonius saat dilakukan pengukuran

4. Cara membaca Vernier Caliper



Gambar 2.2 Cara Membaca Vernier CaliperSumber: Anonymous

Pada hasil pengukuran diatas:

a. Nilai ukur pada skala utama dinyatakan dengan garis pada skala utama

sebelah kiri terdekat dengan garis indeks (pada skala nonius).

b. Nilai ukur pada skala nonius dinyatakan dengan garis pada skala nonius yang

paling dekat dengan garis indeks (pada skala utama).

c. Lihat garis skala nonius dan skala utama yang sejajar, kemudian kalikan garis

skala nonius yang sejajar tadi dengan ketelitian alat.

5. Cara Mengkalibrasi

Kalibrasi vernier caliper bertujuan untuk meminimalisasi kesalahan dalam

pengukuran. Sebelum dipergunakan, periksa alat ukur vernier caliper tersebut.

Pastikan vernier caliper langkah–langkah mengkalibrasi vernier caliper adalah:

a. Rapatkan kedua permukaan rahang ukur.

b. Longgarkan baut pada pelat skala nonius.

c. Tetapkan garis nol skala nonius dengan garis nol pada batang utama jangka

sorong.

d. Kencangkan kembali baut pada plat skala nonius.

2.2.1.2 Micrometer Outside

1. Micrometer Outside

Micrometer outside adalah alat ukur yang memiliki ketelitian sampai satu

per seratus millimeter (0,01 mm). Ukuran micrometer ditentukan oleh

kemampuannya mengukur jarak minimum dan jarak maksimum. Biasanya

perbedaan antara minimum dan maksimum adalah dua puluh lima millimeter (25

mm).

2. Fungsi dari micrometer outside



Fungsi dari micrometer outside adalah untuk mengukur dimensi luar

suatu bendaseperti tebal atau diameter luar poros.

3. Bagian – bagian Micrometer Outside

Gambar 2.3 Bagian – bagian Micrometer OutsideSumber: Anonymous

a. Mulut ukur

Tempat diletakkan benda yang akan diukur.

b. Poros ukur

Tempat diletakkan benda yang akan diukur.

c. Kunci

Untuk mengunci Micrometer Outside ketika teah diukur.

d. Silinder tetap

Bagian silinder Micrometer Outside yang tidak berputar ketika saat mengukur.

e. Silinder putar

Bagian silinder Micrometer Outside yang berputar ketika saat mengukur.

f. Mur penyetel ulir utama

Mur untuk menyetel ulir utama.

g. Gigi gelincir

Untuk menggerakkan silinder putar/skala nonius.

h. Ulir utama

Ulir yang digunakan sebagai lintasan gerak silinder putar.

i. Skala putar

Skala yang berputar/skala nonius.

j. Skala tetap

Skala tetap/skala utama.



k. Rangka

Tempat semua bagian Micrometer Outside menempel.

4. Cara membaca Micrometer Outside

1. Perhatikan garis skala utama yang terdekat dengan tepi selubung luar/

terdekat dengan skala nonius.

2. Perhatikan garis mendatar pada selubung luar yang berhimpit dengan garis

mendatar pada skala utama .

3. Dari nomor 1 dan 2 di tambahkan dan diperoleh bacaan Micrometer Outside.

5. Cara mengkalibrasi

Cara mengkalibrasi Micrometer Outside adalah dengan menggeser skala

tetap dengan menggunakan peralatan yang telah disediakan, dimana skala utama

dan skala nonius harus di angka 0. Kemudian kuncilah Micrometer Outside agar

skala yang didapat tidak berubah.

2.2.2 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. Namun kadang – kadang kita tidak

bisa melakukan pengukuran langsung karena adanya pengukuran yang memerlukan

kecermatan yang tinggi atau karena bentuk benda ukur yang tidak memungkinkan

untuk diukur dengan alat ukur langsung.

Untuk keadaan seperti diatas, maka biasanya dilakukan pengukuran tidak

langsung, dalam hal ini adalah pengukuran linear dan pengukuran sudut. Untuk

melakukan pengukuran linear tidak langsung ada dua jenis alat ukur yang biasa

digunakan, yaitu alat ukur standard an alat ukur pembanding.

2.2.3 Metrologi Lubang dan Poros

Salah satu penerapan lanjut dari pengukuran linier adalah metrologi lubang

dan poros, dimana metrologi lubang dan poros mempelajari mengenai toleransi dan

kualitas antara kesesuaian sebuah lubang dan poros.

2.2.3.1 Toleransi Lubang dan Poros



Berdasarkan pertimbangan akan pentingnya komponen yang berbentuk silinder

dalam bangunan mesin, untuk pembahasan selanjutnya harga akan dipandang

sebagai komponen silindris. Dengan demikian istilah lubang dan poros dapat

diartikan lebih luas dengan maksud menunujukkan ruang kosong dan ruang padat

yang dibatasi oleh dua buah bidang singgung, contohnya lebar alur dan tebal pasak.

Gambar 2.4 Poros dan LubangSumber: Takeshi Sato, 2000 : 123

Gambar 2.5 Toleransi Lubang dan PorosSumber: Taufiq Rachim, 2001 : 19

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 2.5.



Gambar 2.6 Penulisan ToleransiSumber: 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.

Rincian mengenai penulisan toleransi yang benar adalah sebagai berikut:

1. 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.

2. Dengan menuliskan ukuran dasar beserta harga harga penyimpangannya,

penyimpangan dituliskan di daerah atas penyimpangan bawah dengan jumlah

amgka desimal yang sama (kecuali untuk penyimpangan nol).

3. Serupa dengan cara 2, tetapi apabila toleransi terletak simetris terhadap ukuran

dasar maka harga penyimpangan harus ditulis sekali saja dengan didahului tanda

I.

4. Cara penulisan ukuran (ukuran nominal) yang menjadi ukuran dasar bagi

toleransi dimensi, dinyatakan dengan kode atau simbol ISO.



Tabel 2.1 Tabel Toleransi Umum

Sumber: Taufiq Rachim, 2001

Tabel 2.2 Toleransi Untuk Radius dan Chamfer


1. Suaian dan Jenis Suaian

Apabila dua buah komponen akan dirakit (assembled), hubungan yang

terjadi, yang ditimbulkan oleh karena adanya perbedaan ukuran begi pasangan

elemen geometrik sebelum mereka disatukan, disebut dengan suaian (fit).

Disebabkan oleh letak atau posisi daerah toleransi lubang relatif terhadap daerah

toleransi poros, dapat ditemukan tiga jenis suaian yang mungkin terwujud yaitu:

a. Suaian Longgar (Clearance Fit)

Yaitu suaian yang selalu akan menghasilkan kelonggaran (clearance) “daerah

toleransi lubang selalu terletak diatas ndaerah toleransi poros”.

b. Suaian Paksa (Interference Fit)

Yaitu suaian yang selalu menghasilkan kerapatan (interference) “daerah

toleransi lubang selalu terletak dibawah daerah toleransi poros”.

c. Suaian Pas (Transition Fit)

Yaitu suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran maupun kerapatan

“daerah toleransi lubang dan daerah toleransi poros saling berpotongan

(sebagian saling menutupi)”.

2. Sistem Suaian Basis Lubang dan Poros

Kedudukan daerah toleransi terhadap garis nol dilambangkan dengan

huruf. Huruf kapital untuk golongan lubang dan huruf kecil untuk golongan

poros. Adapun huruf I, L, O, Q, dan W beserta huruf kecilnya tidak digunakan.



Hal ini untuk menghindari kekeliruan dengan angka ukur. Daerah H dijadikan

sebagai patokan untuk perancangan bagian yang berpasangan (suaian/fits) karena

penyimpangan bawahnya berimpit dengan garis nol, sedangkan daerah h

penyimpangan atasnya yang berimpit dengan garis nol.

Tabel 2.3 Susaian Sistem Basis Lubang


Tabel 2.4 Suaian Sistem Basis Poros


Tabel 2.5 Suaian yang Sering Dibuat Basis Lubang

Sumber : Taufiq Rachim, 2001



Tabel 2.6 Basis Poros


Contoh penulisan toleransi menggunakan standar ISO:

- 45g6: Artinya suatu poros dengan ukuran dasar 45 mm, posisi daerah

toleransi mengikuti aturan kode huruf g serta besar harga toleransinya

mengikuti aturan kode angka 6.

- 65H7: Artinya suatu lubang dengan ukuran dasar 65 mm, posisi daerah

toleransi mengikuti aturan kode huruf H serta besar harga toleransinya

mengikuti aturan kode angka 7.

- 45H8/g7: Artinya untuk ukuran dasar 45 mm, lubang dengan penyimpangan

H berkualitas toleransi 8, berpasangan dengan poros dengan penyimpangan

berkualitas toleransi 7.

2.2.3.2 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:

I=0,45 x 3√D+0,01 D

Keterangan:

I = Satuan toleransi (dalam μm)

D = Diameter nominal (dalam mm)



Tabel 2.7 Tingkatan Diameter 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 1810

14

14

18

18 3018

24

24

30

30 5030

40

40

50

50 8050

65

65

80

80 12080

100

100

120

120 180

120

140

160

140

160

180

180 250

180

200

225

200

225

250

250 315250

280

280

315

315 400315

355

355

400

400 500400

450

450

500


Tabel 2.8 Tingkatan Diameter Nominal Untuk Ukuran Besar (D ¿ 500 mm)




Nilai D merupakan rata-rata geometris dari diameter minimum D1 dan

diameter maksimum D2 pada setiap tingkat diameter (D= √D1 D2). Selanjutnya

berdasarkan satuan toleransi i, besarnya toleransi standar dapat dihitung sesuai

dengan kualitasnya mulai dari 5 sampai dengan 16, dapat dilihat pada tabel.

Mulai dari IT 6 toleransinya dikalikan 10 untuk setiap 5 tingkat

berikutnya. Untuk kualitas sampai dengan 1, harga toleransi standar dapat

langsung dihitung dengan menggunakan rumus pada tabel 2.9.

Tabel 2.9 Harga Toleransi Standar Untuk Kualitas 01, 0, 1

Kualitas IT 01 IT 0 IT 1

Harga dalam µm,

sedangkan D dalam mm

0,3 + 0,008

D

0,5 + 0,012

D

0,8 + 0,020

D


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. Rumus-rumus tersebut dapat

dilihat pada tabel di bawah. Dari tabel dapat dilihat bahwa mulai dari daerah

toleransi a sampai g penyimpangan fundamentalnya berarti penyimpangan atas

(es) yang berharga negatif (-). Sedang dari daerah toleransi k sampai zc

merupakan penyimpangan bawah (ei) tapi berharga positif (+). 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

Rumus-rumus di atas berlaku untuk poros. Untuk lubang, penyimpangan

fundamentalnya berarti penyimpangan bawah (EI) yang berharga positif (+), hal

ini hanya untuk daerah toleransi A sampai G. Sedangkan untuk daerah toleransi

K sampai ZC, penyimpangan fundamentalnya berarti penyimpangan atas (ES)

yang berharga negatif (-). Keadaan ini diturunkan dari penyimpangan

fundamental untuk poros (es dan ei) dengan simbol yang sama, lihat rumus

berikut ini:

- 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.



Tabel 2.10 Toleransi Standar Untuk Diameter Sampai Dengan 500 mm


Tabel 2.11 Penyimpangan Fundamental Poros (D ≤ 500 mm)

Penyimpangan atas (es) Penyimpangan bawah (ei)

Nilai es dan ei dalam µm untuk D dalam mm

A= - (265 + 1,3 D); untuk D ≤ 120 j5 s/d j8 Tidak ada rumus

= - 3,5 D; untuk D > 120 k4 s/d k7 = + 0,6 D1/3

B

= - (140 + 0,85 D); untuk D ≤

160

k ≤ 3

k ≥ 8= 0

= - 1,8 D; untuk D > 160m = + (IT7 – IT6)

n = + 5 D0,34

C

= - 52 D0,2; untuk D ≤ 40 p = + IT7 + 0 s/d 5

= - (95 + 0,8 D); untuk D > 40 r= rata-rata geometrik

harga ei untuk p dan s

Cd= rata-rata geometrik harga es

untuk c dan ds

= + IT8 + 1 s/d 4; untuk

D ≤ 50

D = - 16 D0,44

= IT7 + 0,4 D; untuk D

> 50

t = + IT7 + 0,63 D



E = - 11 D0,41 u = + IT7 + D

Ef= rata-rata geometrik harga es

untuk e dan f

v = + IT7 + 1,25 D

x = + IT7 + 1,6 D

F = - 5,5 D0,41 y = + IT7 + 2 D

Fg= rata-rata geometrik harga es

untuk f dan g

z = + IT7 + 2,5 D

za = + IT8 + 3,15 D

G = - 2,5 D0,34 zb = + IT9 + 4 D

H = 0 zc = + IT10 + 5 D

Untuk Js: kedua penyimpangan berharga sama yaitu: ± (IT/2)


Penyimpangan fundamental untuk diameter lebih dari 500 mm, seperti

pada ukuran dasar 500 mm besarnya toleransi standar lebih dari 500 mm dihitung

berdasarkan satuan toleransinya harganya adalah: I= 0,004D + 2,1 µm.

Tabel 2.12 Penyimpangan Fundamental Untuk Ukuran Besar ( D ¿ 500 mm)



bab ii peng linear kel 5.docx

Documents