View
412
Download
30
Category
Preview:
Citation preview
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang atas rahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul “Pemgukuran Kebulatan”.
Penulisan makalah adalah merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk persentasi mata kuliah Metrologi Industri.
Dalam penulisan makalah ini penulis merasa masih banyak kekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini.
Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan makalah ini.
Pekanbaru, November 2013
Penulis
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...............................................................................................................i
DAFTAR ISI.......................................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR..............................................................................................................iii
PENGUKURAN KEBULATAN................................................................................................1
A. Pengertian.................................................................................................................1
B. Persyaratan Pengukuran Kebulatan.........................................................................3
C. Metoda Pengukuran Kebulatan.................................................................................5
D. Alat Ukur Kebulatan..................................................................................................7
E. Komponen Utama Alat Ukur Kebulatan..................................................................10
F. Makna Grafik dan Parameter Kebulatan.................................................................12
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................14
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 . Simbol Pengukuran kebulatan.........................................................................1Gambar 2. Contoh Aplikasi Simbol Kebulatan Dalam Gambar Teknik................................2Gambar 3 . Kesalahan Pengukuran Kebulatan Pada Mikrometer......................................4Gambar 4 mengukur kebulatan menggunakan metode diameter.....................................6Gambar 5 mengukur kebulatan menggunakan metode radius..........................................6Gambar 6 pengukuran kebulatan menggunakan metode 3 point.....................................7Gambar 7. Alat Ukur Kebulatan Jenis Sensor Putar............................................................9Gambar 8. Alat Ukur Kebulatan Jenis Meja Putar..............................................................9Gambar9. Prinsip Pengubah Isyarat Sensor.....................................................................11Gambar 10. Lingkaran Referensi......................................................................................13
iii
PENGUKURAN KEBULATAN
A. Pengertian
Pengukuran kebulatan merupakan pengukuran yang ditujukan untuk
memeriksa kebulatan suatu benda, atau dengan kata lain untuk mengetahui apakah
suatu benda benar-benar bulat atau tidak, jika dilihat secara teliti dengan
menggunakan alat ukur. Pengukuran kebulatan merupakan salah satu dari tipe
pengukuran yang tidak berfungsi menurut garis. Kebulatan dan diameter adalah
dua karakter geometris yang berbeda, meskipun demikian keduanya saling
berkaitan. Ketidakbulatan akan mempengaruhi hasil pengukuran diameter,
sebaliknya pengukuran diameter tidak selalu akan menunjukkan ketidakbulatan.
Sebuah benda yang berbentuk silinder pada dasarnya dalam setiap
tempat punya perbedaan jari-jari. Dengan menggunakan alat ukur dial indicator
pada benda ukur poros hasil proses bubut/plat bubut, serta alat bantu V Block dan
dial stand kita dapat melakukan pengukuran kebulatan untuk memeriksa kebulatan
benda tersebut. Dial indicator dapat digunakan untuk mengukur perubahan
ketinggian pada permukaan suatu benda. Jadi dapat diketahui benda tersebut
memiliki permukaan yang rata atau tidak. Dengan memanfaatkan prinsip yang
sama, sebuah bendayang berbentuk silinder dapat diperiksa kebulatannya. Dengan
menetapkan suatu titik pada sisi silinder sebagai acuan (titik nol) kemudian
melakukan pengukuran terhadap titik lain dapat diketahui apakah terjadi
pelekukan atau penggundukan yang mempengaruhi kebukatan benda tersebut dan
seberapa besar nilainya.
1
Gambar 1 . Simbol Pengukuran kebulatan
Adapun contoh penggunaan simbol pada gambar :
O b/c d
O e/f
Keterangan:
O = Simbol toleransi dari karakter produk (O) = kebulatanb = Tolernsi yang diperbolehkanc = Panjang bahan yang terkena toleransid = Benda / posisi acuane = Toleransi umumf = Toleransi khusus ( hanya untuk bagian tertentu )
Dalam mesin-mesin atau peralatan teknis, banyak sekali ditemukan
komponen-komponen yang mempunyai penampang bulat, baik berupa poros,
bantalan, roda gigi dengan dimensi kecil seperti halnya pada jam tangan sampai
dengan komponen yang berdimensi besar.
Komponen dengan kebulatan ideal amat sulit dibuat, dengan demikian kita
harus mentolerir adanya ketidak bulatan dalam batas-batas titik sesuai dengan
tujuan atau fungsi dari komponen itu. Kebulatan mempunyai peranan penting
dalam hal :
2
Gambar 2. Contoh Aplikasi Simbol Kebulatan Dalam Gambar Teknik
Membagi beban sama rata
Menentukan umur komponen
Menentukan kondisi suaian
Menentukan ketelitian putaran
Mempelancar pelumasan
Saat kebulatan dibicarakan, selain penyebab dan cara penanggulangan
ketidakbulatan, pasti akan mengait dengan cara mengukur kebulatan dan
bagaimana cara menyatakan harga ketidakbulatan, karena sampai saat ini ada
beberapa definisi mengenai parameter kebulatan. Ketidakbulatan merupakan salah
satu jenis kesalahan bentuk dan umumnya amat berkaitan dengan beberapa
kesalahan bentuk lainnya seperti :
Kesamaan sumbu atau konsentrisitas (concentricity)
Kelurusan (straightness)
Ketegaklurusan (perpendicularity)
Kesejajaran (parallelism)
Kesilindrikan (clindricity)
Kebulatan dapat diukur dengan cara sederhana yang meskipun tidak memberikan
hasil yang memuaskan dapat kita terima untuk mempertimbangkan kualitas
geometrik dari komponen yang tidak menuntut persyaratan yang tinggi. Alat ukur
kebulatan dibuat sesuai dengan persyaratan pengukuran kebulatan, dan pada
beberapa jenis mampu digunakan pula untuk mengukur berbagai kesalahan
bentuk.
B. Persyaratan Pengukuran Kebulatan
Kebulatan dan diameter adalah dua karakter geometris yang berbeda,
meskipun demikian keduanya saling berkaitan, ketidakbulatan akan
mempengaruhi hasil pengukuran diameter, sebaliknya pengukuran diameter tidak
selalu akan menunjukkan ketidakbulatan. Sebagai contoh, penampang-penampang
poros dengan dua tonjolan beraturan (ellips) akan dapat diketahui kebulatannya
3
bila diukur dengan sensor dengan posisi bertolak belakang (180o), misalnya
dengan mikrometer. Akan tetapi mikrometer tidak dapat menunjukkan
ketidakbulatan bila digunakan untuk mengukur penampang poros dengan jumlah
tonjolan beraturan ganjil (3,5,7, dst). Tonjolan ganjil dengan jumlah dibawah 10
tidak dapat dilakukan pengukuran dengan dial indicator, karena akan
mempengaruhi dari jarak ukur dari titik pusat dan juga ada beberapa bagian tidak
dapat disentuh oleh jarum pengukur dial indicator.
Pengukuran kebulatan dari poros tersebut adalah dengan cara meletakkan
pada blok V dan kemudian memutarnya dengan menempelkan sensor jam ukur
diatasnya, hal ini merupakan cara klasik untuk mengetahui kebulatan. Bila
penampang poros berbentuk ellips maka jarum ukur tidak dapat menunjukkan
penyimpangan yang berarti. Hal ini menunjukkan bahwa sewaktu benda ukur
diputar diatas blok V terjadi perpindahan pusat benda ukur, sehingga jarak
perpindahan sensor jam ukur akan dipengaruhinya.
Cara pengukuran harus disesuaikan berdasarkan pengalaman, yaitu dari
jenis proses pembuatan komponen yang bertendensi untuk menghasilkan produk
dengan ciri kebulatan tertentu dan di lain pihak cara yang dipilih dapat menjamin
kualitas fungsional yang diinginkan. Sementara ini, dengan kemajuan teknologi,
peralatan teknis semakin menuntut ketelitian atas cara pengukuran komponennya
4
Gambar 3 . Kesalahan Pengukuran Kebulatan Pada Mikrometer
antara lain kebulatan. Kebulatan hanya bisa diukur dengan cara tertentu yang
menuntut persyaratan sebagai berikut :
1. Harus ada sumbu putar dan dianggap sebagai sumbu referensi.
2. Lokasi sumbu putar harus tetap dan tidak dipengaruhi oleh profil kebulatan
benda ukur.
3. Pengukuran harus bebas dari sumber-sumber yang dapat menyebabkan
ketidaktelitian.
4. Hasil pengukuran diperlihatkan dalam bentuk grafik polar (lingkaran) guna menentukan harga parameter kebulatan
Alat Ukur Kebulatan.
C. Metoda Pengukuran Kebulatan
Tiga metode konvensional untuk mengukur kebulatan di antara nya metode diameter, metode radius dan metode tiga point di deskripsikan dalam bagian berikut:
a. Pengukuran kebulatan menggunakan metode diameter
Diameter profil lingkaran diukur menggunakan sebuah mikrometer pada beberapa sudut yang berbeda di sekitar sumbu pusat dari benda kerja.kebulatan di ekspresikan sebagai perbedaan antara maksimum 2 dan minimum diameter terukur. Kebulatan suatu dapat di tentukan dalam cara yang sama menggunakan sebuah mikrmeter dalam. Ini sebuah metode yang sederhana yang efektif untuk mengukur bagian – bagian biasa. Sejak definisi baru di perkenalkan evaluasi para meter ini harus menunjuk kepada keseragaman diameter
5
Gambar 4 mengukur kebulatan menggunakan metode diameter
b. Pengukuran kebulatan menggunakan metode radius
Benda kerja di ganjal pada sebuah pusat sepanjang sumbu pusatnya dan di rotasikan. Sebuah dial indikator mengukur penempatan jari – jari sebuah bagian silang pada interval siku – siku spesifik. Kebulatan di tentukan sebagai perbedaan antara pembacaan indicator
Gambar 5 mengukur kebulatan menggunakan metode radius
6
c. Pengukuran kebulatan menggunakan metode 3 point
Pengukuran kebulatan menggunakan metode 3 point, membutuhkan V- block, sebuah saddel gage atau tripod gage seperti di tujukan pada gambar berikut (a) benda kerja di dukung pada dua point dengan v – block. Dial indicator menyentuh benda kerja pada dua bidang sudut terbentuk oleh dua wadah dari bentuk v – block . benda kerja di rotasikan dan kebulatan di tentukan sebagai perbedaan maksimum antara pembacaan indicator. Saddle gage di gunakan untuk mengukur besarnya diameter benda kerja dan tripod gage di gunakan untuk diameter dalam. Bagaimana pun ketepatan pengukuran dengan metode 3 point tergantung dari sudut v – block dan bentuk profil benda kerja.
Gambar 6 pengukuran kebulatan menggunakan metode 3 point
D. Alat Ukur Kebulatan
Berdasarkan putarannya, maka alat ukur dapat diklasifikasikan menjadi
dua, yaitu :
1. Jenis dengan sensor putar.
2. Jenis dengan meja putar.
Ciri dari kedua jenis tersebut adalah :
7
Jenis dengan sensor putar :
Spindel (poros utama) yang berputar hanya menerima beban yang ringan dan
tetap. Dengan demikian ketelitian yang tinggi bisa dicapai dengan membuat
konstruksi yang cukup ringan.
Meja untuk meletakkan benda ukur tidak mempengaruhi sistem pengukuran.
Benda ukur yang besar dan panjang tidak merupakan persoalan.
Jenis dengan meja putar :
Karena sensor tidak berputar, maka berbagai pengukuran dengan kebulatan
dapat dilaksanakan, misalnya konsentris, kelurusan, kesejajaran, dan
ketegaklurusan.
Pengukuran kelurusan bisa dilakukan dengan menambahkan peralatan untuk
menggerakkan sensor dalam arah transversal (vertikal) tanpa harus mengubah
posisi spindel.
Berat benda ukur terbatas, karena keterbatasan kemampuan spindel untuk
menahan beban. Penyimpangan letak titik berat ukur relatif terhadap sumbu
putar dibatasi.
Alat pengatur posisi dan kemiringan benda ukur terletak pada meja. Oleh
sebab itu, pengaturan secara cermat supaya sumbu objek ukur berimpit
dengan sumbu putar, hanya mungkin dilakukan sewaktu meja dalam keadaan
tak berputar.
8
9
Gambar 7. Alat Ukur Kebulatan Jenis Sensor Putar
Gambar 8. Alat Ukur Kebulatan Jenis Meja Putar
E. Komponen Utama Alat Ukur Kebulatan
Beberapa hal mengenai komponen utama alat ukur kebulatan adalah
sebagai berikut :
Spindel : merupakan komponen terpenting, dimana ketelitian putaran harus
dijaga setinggi mungkin (merupakan satu-satunya sumbu referensi). Oleh
sebab itu perencanaan bantalan spindel merupakan kunci dari keberhasilan alat
ukur.
Bantalan Kering : bantalan dengan sedikit pelumasan. Biasanya berupa bola
bajayang ditumpu pada mangkuk plastik untuk menahan beban aksial.
Bantalan Peluru : mampu menahan beban aksial dan radial, sehingga posisi
spindel dapat horizontal maupun vertikal.
Bantalan Hidrodinamik : berupa bantalan setengah bola. Dalam keadaan
diamterjadi kontak metal dengan metal. Biasanya digunakan untuk jenis sensor
putar.
Bantalan Udara : udara tekan dialirkan ke dalam ruang bantalan, sehingga
terjadi lapisan udara yang mampu menahan beban yang berat.
Bantalan Hidrostatik : pada jenis ini minyak pelumas ditekan masuk kedalam
ruang bantalan, dengan demikian selalu ada lapisan minyak baik dalam
keadaan berputar maupun diam.
Sensor : sensor berupa batang dengan jarum dari Tungsten Carbide. Geometri
ujung jarum dibuat berbentuk tembereng dengan tebal dan jari-jari tertentu (6
mm). Ujung jarum sengaja tidak dibuat vervebtuk bola dengan diameter kecil
untuk menghindari jarum mengikuti profil kekasaran permukaan. Untuk suatu
kecepatan putaran tertentu, tekanan pengukuran dan arah penekanan sensor
dapat diatur disesuaikan dengan berat benda ukur dan letak permukaan yang
diukur.
10
Pengubah : umumnya pengubah alat ukur menggunakan prinsip transformator
dengan perubahan induktansi, yaitu perubahan posisi inti akibat perubahan
posisi batang sensor melalui suatu mekanisme khusus.
Pencatat : untuk menghindari gesekan antara pena pencatat dengan kertas
serta untuk mempertipis garis, grafik dibuat pada kertas elektrosensitif. Selama
grafik berlangsung, pena yang diberi muatan listrik akan memancarkan bunga
api sehingga menimbulkan bekas pada kertas elektrosensitif. Perlu diingat
bahwa kecepatan putaran kertas grafik dibuat sama dengan kecepatan putaran
benda ukur. Kecepatan pemutaran tersebut dibatasi karena ada dua kendala
mekanik yaitu :
- Jarum sensor harus selalu menekan benda ukur. Apabila kecepatan pemutaran
terlalu tinggi, akibat dari tonjolan pada benda ukur, jarum tersebut akan
meloncat.
- Pena pencatat harus dapat mengikuti kecepatan perubahan isyarat tanpa terjadi
loncatan atau kelambatan.
Sentering dan Laveling : sumbu obyek ukur (bagian benda ukur yang akan
diukur kebulatannya) dapat disatukan dengan sumbu putar dengan cara
menggeserkan (sentering) dan kemudian mengatur kemiringan (laveling).
Pengaturan ini dilaksanakan dengan menempelkan sensor pada obyek ukur dan
11
Gambar9. Prinsip Pengubah Isyarat Sensor
meja putar sampai salah satu tombol sentering menempati posisi yang segaris
(berhadapan) dengan arah gerakan sensor.
Pengukuran Kelurusan dan Berbagai Kesalahan Bentuk : pengukuran
kelurusan dapat dilaksanakan dengan tanpa memutar benda ukur melainkan
dengan menggerakkan sensor dalam arah vertikal, dan untuk mempermudah
analisis diperlukan jenis pencatat linear. Dengan memindahkan lokasi sensor
serta dengan mengubah posisi sensor maka berbagai pengukuran kesalahan
bentuk dapat dilaksanakan.
F. Makna Grafik dan Parameter Kebulatan
Untuk lebih memahami analisis kebulatan, terlebih dahulu perlu
mengetahui grafik hasil pengukuran sebagai berikut :
1. Profil kebulatan bukanlah merupakan pembesaran penampang.
2. Efek pembesaran terhadap bentuk profil kebulatan.
3. Posisi pembuatan grafik dapat ditentukan sekehendak.
4. Adanya hubungan sudut posisi antara benda ukur dan profil kebulatan.
5. Efek kesalahan sentering.
Parameter kebulatan adalah suatu harga yang dapat dihitung berdasarkan
profil kebulatanrelatif terhadap lingkaran referensinya. Menurut standar Inggris,
Amerika dan Jepang, ada empat macam lingkaran referensi, yaitu :
1. Lingkaran Luar Minimum (Minimum Circumcribed Circle)
Lingkaran terkecil yang mungkin dibuat diluar profil kebulatan tanpa
memotongnya. Ketidakbulatan sama dengan jarak radial dari lingkaran
tersebut kelekukan yang paling dalam.
2. Lingkaran Dalam Maksimum (Maximum Inscribed Circle)
12
Lingkaran terbesar yang mungkin dibuat dalam profil kebulatan tanpa
memotongnya. Ketidakbulatan sama dengan jarak radial dari lingkaran
tersebut ketonjolan yang paling tinggi.
3. Lingkaran Daerah Minimum (Minimum Zone Circle)
Dua buah lingkaran kosentris yang melingkupi profil kebulatan
sedemikian rupa sehingga jarak radial antara kedua lingkaran tersebut adalah
yang paling kecil. Titik tengah dari lingkaran daerah minimum disebut
dengan MZC atau Minimum Zone Center. Ketidakbulatan merupakan seslisih
dari jari-jari kedua lingkaran tersebut dan dinamakan MRZ atau Minimum
Radial Zone.
4. Lingkaran Kuadrat Terkecil (Least Squares Circle)
Merupakan lingkaran yang ditentukan berdasarkan profil kebulatan
sedemikian rupa sehingga kuadrat jarak dari sejumlah titik dengan interval
sudut yang sama pada profil kebulatan ke lingkaran referensi adalah yang
paling kecil. Titik tengah lingkaran kuadrat terkecil dinamakan LSC atau
Least Square Center. Jarak radial harga mutlak rata-rata antara profil
kebulatan dengan lingkaran kuadrat terkecil disebul MLA atau Mean Line
Average.
13
Gambar 10. Lingkaran Referensi
DAFTAR PUSTAKA
Rochim,Taufiq.2006.Spesifikasi, Metrologi, & Kontrol Kualitas Geometrik. Bandung:ITB.
14
Recommended