PENGUKURAN VARIASHGI

Laboratorium Metrologi Industri

BAB I

TINJAUAN PUSTAKA

1.1 Tujuan Praktikum

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

2. Agar praktikan memahami dan mampu mendefinisikan pengukuran kelurusan, kerataan, kedataran dan kekasaran permukaan.

3. Agar praktikan memahami dan mampu menganalisa nilai parameter kekasaran menggunakan Surface Roughness Tester.

1.2 Pengukuran Kedataran, Kelurusan, dan Kerataan

1.2.1 Pengukuran Kedataran

1. Definisi kedataran

Kedataran adalah datar air atau horizontal, gaya tarik bumi (grafitasi) dianggap tegak lurus terhadap bidang yang datar air. Suatu bidang yang datar air adalah bidang yang ideal, sehingga dipakai sebagai bidang referensi dalam hampir semua pekerjaan teknik, misalnya dalam pembuatan gedung pencakar langit, jembatan, bendungan dan rumah tinggal, dalam bidang pemasangan peralatan dan mesin , sampai bidang pengukuran; ilmu ukur tanah (landtopography) dan metrologi industri (surface olate thopography). Pemeriksaan kedataran bisa dilakukan dengan menggunakan peralatan penyipat datar (spirit level/waterpass) dan autokolimator.

2. Pengukuran kedataran

1. Penyipat Datar (Spirit Level/Waterpass)Secara umum, penyipat datar pada dasarnya hanya terdiri dari landasan yang mempunyai permukaan yang halus dan rata dengan panjang tertentu dan pada landasan itu dipasang sebuah tabung kaca yang melengkung. Pada tabung kaca yang melengkung ini terdapat cairan (biasanya spiritus) dan gelembung udara. Perpindahan gelembung udara inilah yang dijadikan dasar prinsip pengukuran kedataran dengan penyipat datar. Karena, gelembung udara ini akan berpindah tempat bila posisinya menyimpang dari kedataran.

Gambar 1.1 Penyipat datar

Sumber : Sudji Munadi, 1988 : 219

Dari gambar dapat dijelaskan sebagai berikut. Bila salah satu ujung dari landasan naik atau turun maka gelembung udara akan berpindah posisi. Dengan menghitung banyaknya skala perpindahan gelembung udara yang kemudian dibandingkan dengan tingkat kecermatan alat ukurnya maka dapat diketahui besarnya ketidakdataran dari muka ukur. Jadi, bila ujung B naik sebesar h yaitu menjadi B, maka gelembung udara pada pipa kaca akan bergeser (pindah) sejauh d, yaitu dari C ke D. Sudut yang dibentuk oleh perubahan posisi ujung landasan B dan posisi gelembung udara adalah sama yaitu . Bila R adalah jarijari pipa kaca dan L adalah panjang landasan penyipat datar maka dapat dihitung hubungan antara h dan d sebagai berikut :

2. Autocollimator

Gambar 1.2 AutocollimatorSumber : Anonymous 1, 2014

Autocollimator adalah instrumen optik untuk pengukuran non-kontak pada sudut. Mereka biasanya digunakan untuk menyelaraskan komponen dan mengukur defleksi dalam sistem optik atau mekanis. Sebuah Autocollimator bekerja dengan memproyeksikan gambar ke cermin target, dan mengukur defleksi gambar kembali terhadap skala, baik secara visual atau dengan sarana detektor elektronik. Sebuah autocollimator visual dapat mengukur sudut sekecil 0,5 detik busur, sementara autocollimator elektronik bisa sampai 100 kali lebih akurat. Autocollimator visual sering digunakan untuk berbaris laser yang berakhir batang dan memeriksa paralelisme wajah jendela optik dan potongan. Autocollimators elektronik dan digital yang digunakan sebagai standar pengukuran sudut, untuk memantau gerakan sudut selama jangka waktu dan untuk memeriksa pengulangan posisi sudut dalam sistem mekanis. Autocollimators servo merupakan autocollimators elektronik khusus yang digunakan servo-feedback loops berkecepatan tinggi untuk aplikasi platform yang stabil.

3. Dial Indicator

Gambar 1.3 Dial indicatorSumber : Anonymous 2, 2014Cara Menggunakan Dial Indicator adalah sebagai berikut. Pada dial indikator terdapat 2 skala. Yang pertama skala yang besar (terdiri dari 100 strip) dan skala yang lebih kecil. Pada skala yang besar tiap stripnya bernilai 0,01 mm. Jadi ketika jarum panjang berputar 1 kali penuh maka menunjukkan pengukuran tersebut sejauh 1 mm.

Sedangkan skala yang kecil merupakan penghitung putaran dari jarum panjang pada skala yang besar. Sebagai contoh, jika jarum panjang pada skala besar bergerak sejauh 6 strip dan jarum pendek bergerak pada skala 3 maka artinya hasil pengukurannya adalah3,06 mm. Pengukuran ini diperoleh dari : skala pada jarum panjang dibaca : 6 x 0,01 mm = 0,06 mm skala pada jarum pendek dibaca : 3 x 1 mm = 3 mm maka hasil pengukurannya adalah 0,06 mm + 3 mm = 3,06 mm.

Skala dan ring dial indikator dapat berputar ke angka 0 agar lurus dengan penunjuk. Penghitung putaran ukur jam berfungsi menghitung jumlah putaran penunjuk. Yang perlu diperhatikan dalam menggunakan dial indicator adalah keadaan permukaan benda yang akan diukur harus bersih, posisi spindel dial (ujung peraba) tegak lurus pada permukaan komponen yang diperiksa, dan metode pengukuran yang digunakan. Metode Pengukuran :

1. Letakkan V-block di atas plat datar dan letakkan poros di atas block

2. Sentuhkan spindel dial gauge pada permukaan poros. Aturlah tinggi dial gauge lock sedemikian rupa sehingga menyentuh permukaan poros.

3. Putarlah poros perlahan-lahan dan temukan point pada permukaan pembacaan paling kecil. Putarlah outer ring sampai penunjukkan pada "0".

4. Putarlah poros perlahan-lahan. Bacalah jumlah gerakan pointer.

3. Aplikasi pengukuran kedataran

Pengukur kedataran dapat digunakan untuk membuat bangunan dengan baik atau untuk menguji apakah suatu bangunan masih layak dipertahankan. Selain itu kedataran dari permukaan suatu komponen juga sangat penting perannya dalam permesinan. Meja-meja alat ukur bekerjanya memerlukan tingkat kedataran yang sangat tinggi.

1.2.2 Pengukuran Kelurusan

1. Definisi kelurusan

Pengukuran kelurusan berarti mengukur sampai sejauh mana suatu garis atau permukaan menyimpang dari kondisi ideal yaitu garis atau permukaan yang lurus. Suatu permukaan benda dikatakan lurus bila bidang permukaan tersebut berbentuk garis lurus seandainya digambarkan dalam bentuk garis. Artinya demikian, suatu benda yang diperiksa kelurusan permukaannya dalam panjang tertentu, ternyata dalam pemeriksaannya tidak ditemukan adanya penyimpangan bentuk ke arah horizontal atau vertikal yang berarti, maka dikatakan permukaan benda tersebut adalah lurus. Dan kalau digambarkan secara grafis maka akan diperoleh bentuk garis lurus.

2. Pengukuran kelurusan

1. Pemeriksaan Kelurusan dengan Mistar BajaPemeriksaan kelurusan dengan menggunakan mistar baja pada dasarnya tidak untuk mencari berapa besarnya ketidaklurusan suatu permukaan benda, melainkan hanya untuk melihat apakah permukaan benda tersebut mempunyai penyimpangan pada dimensi kelurusannya atau tidak. Oleh karena itu, dalam pemeriksaannya tidak diperhatikan skala ukurnya.

Gambar 1.4 Memeriksa kelurusan permukaan dengan mistar baja.


Dengan meletakkan mistar baja sedemikian rupa di atas permukaan bidang ukur maka dapat dilihat apakah muka ukur balok tersebut masuk dalam kategori lurus atau tidak. Pemeriksaan sebaiknya dilakukan pada arah memanjang, melebar dan arah diagonal. Kesimpulan yang diambil adalah: bila terlihat adanya celah antara muka ukur dan mistar baja maka dikatakan bahwa permukaan bidang ukur kelurusannya tidak baik. Pemeriksaan kelurusan yang sederhana ini banyak dilakukan pada pekerjaan mengikir rata permukaan.

2. Pemeriksaan Kelurusan dengan Jam Ukur (Dial Indicator)Dengan menggunakan jam ukur maka bisa diketahui besarnya penyimpangan dari kelurusan suatu permukaan benda ukur. Karena setiap perubahan jarak yang dialami oleh sensor jam ukur akan ditunjukkan oleh jarum penunjuk jam ukur tersebut. Pemeriksaan kelurusan dengan jam ukur ini bisa digunakan untuk melihat kelurusan dalam arah horizontal (penyimpangan ke kiri atau ke kanan) dan kelurusan dalam arah vertikal (penyimpangan ke atas atau ke bawah).

Agar pemeriksaan memberikan hasil yang teliti maka pelaksanaannya harus dilakukan di atas meja rata (surface table). Antara benda ukur dengan landasan jam ukur harus diberi pelat lurus (straight edge) atau yang sejenis agar gerakan dari jam ukur tetap stabil sehingga tidak merubah posisi penekanan sensor terhadap muka ukur. Pada waktu meletakkan sensor pada muka ukur sebaiknya jarum penunjuk menunjukkan skala pada posisi nol. Seandainya muka ukurnya relative panjang maka sebaiknya panjang muka ukur tersebut dibagi dalam beberapa bagian yang besarnya jarak tiap-tiap bagian tergantung pada pertimbangan si pengukur sendiri. Antara bagian satu dengan yang lain diberi tanda titik atau garis pendek/strip. Pada masing-masing titik inilah nantinya dapat digambarkan besarnya penyimpangan dari kelurusan muka ukur. Dengan demikian dapat diketahui bagian bagian mana dari muka ukur yang tidak lurus.

AB

Gambar 1.5 (a) Memeriksa kelurusan untuk arah penyimpangan horisontal.

(b) Memeriksa kelurusan untuk arah vertikal.


3. Pemeriksaan Kelurusan dengan AutokolimatorPemeriksaan kelurusan dengan autokolimator kebanyakan digunakan untuk memeriksa kelurusan meja meja mesin produksi, baik dalam arah memanjang (horizontal) maupun dalam arah tegak lurus (vertikal). Salah satu contoh misalnya pemeriksaan kelurusan meja mesin bubut (kelurusan lathe-bed guide ways) yaitu tempat bergerak/berjalannya pembawa pahat potong (carriage). Gerakan pahat potong dari mesin bubut sepanjang mejanya harus betul-betul lurus (seolah-olah berada dalam satu garis lurus). Karena, sedikit saja ada penyimpangan dari garis lurus akan mengakibatkan perubahan bentuk dan ukuran dari benda kerja yang diproduksi melalui mesin bubut. Oleh karena itu, tingkat kelurusan meja mesin bubut (lathe-bed guide ways) perlu diperiksa untuk menentukan apakah tingkat kelurusannya masih dalam batas-batas harga yang diijinkan menurut standar yang berlaku sehingga mesin bubut masih boleh digunakan untuk memproduksi suatu komponen.

4. Pengukuran kelurusan dengan metode Straght EdgeSelain dengan pendatar atau autokolimator, Straight Edge (batang bersisi lurus) dapat digunakan untuk mengukur kelurusan garis/permukaan. Batang lurus tersebut ditumpu secara simetrik diatas permukaan yang terkecil (s = 0,554 l )

Sebagai tumpuan digunakan dua blok ukur dengan ukuran nominal yang sama. Pada setiap lokasi tertentu (diberi tanda setiap jarak yang sama) dilakukan pengukuran celah antar batang lurus dengan permukaan bidang yang diukur kelurusannya. Dalam hal ini dapat digunakan komparator unuk diameter lubang( ukuran sensor disesuaikan dengan ukuran nominal blok ukur penumpu) atau deng metode penyisipan blok ukur. 3. Aplikasi pengukuran kelurusan

Kelurusan dari permukaan suatu komponen sangat penting perannya dalam permesinan. Meja-meja mesin bubut, mesin skrap, mesin frais dan mesin gerinda, bekerjanya memerlukan tingkat kelurusan yang sangat teliti. Ketrampilan untuk membuat permukaan benda kerja betul-betul lurus juga sangat diperlukan, termasuk di dalamnya cara memeriksa kelurusan itu sendiri.

1.2.3 Pengukuran Kerataan

1. Definisi Kerataan

Suatu bidang rata teoritik dapat dibuat dengan menggeserkan suatu garis lurus diatas dua buah garis lain yang sejajar (dua garis tepi). Garis lurus tersebut dinamakan sebagai garis pembentuk (generator line). Jadi, pada suatu bidang rata dapat di imajinasikan garis-garis pembentuk yang sejajar yang tidak terhingga banyaknya. Apabila kedua garis tepi diatas dimana garis pembentuk itu digeserkan, ternyata tidak sejajar (namun proyeksi salah satu pada bidang garis lain membentuk dua garis yang sejajar), yang akan terbentuk bukanlah bidang yang rata, melainkanbidang terpuntir (twisted plane). Jika garis-garis pembentuk ini di letakakkan pada bidang yang terpuntir, proyeksi garis-garis pada bidang rata ideal masih tetap sejajar. Bila garis garis terbentuk pada posisi menyilang tegak lurus terhadap garis-garis pembentuk semula, garis-garis pembentuk semula dan yang baru akan saling berpotongan tegak lurus meskipun bidang nya tidak merupakan bidang rata. Berdasarkan ulasan di atas, untuk mengecek kerataan tiap bidang dapat diletakkan dua garis lurus sebagai diagonal bidang persegi empat yang bersangkutan. Apabila kedua garis diagonal tersebut berpotongan berarti bidangnya rata. Bila diagonal tersebut tidak berpotongan melainkan menyilang satu di atas yang lain menandakan bahwa bidangnya terpuntir, dapat dilihat pada gambar

Gambar 1.6 Bidang rata dan bidang terpuntir yang terbentuk dari garis-garisSumber: Taufiq Rochim, 2006 : 354

2. Pengukuran Kerataan

a. Dial Indicator

Pengukuran kerataan dapat dilakukan dengan menggunakan Dial Indikator. dial indicator adalah alat ukur yang dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari bidang datar, bidang silinder atau permukaan bulat dan kesejajaran. Kontruksi dial indicator terdiri dari jam ukur (dial gauge) yang dilengkapi dengan alas penopang seperti blok, alas magnet, batang peyangga, penjepit, dan baut penjepit.

Gambar 1.7 Dial indicator

Sumber: Anonymous 3, 2014b. Penyipat Datar (Spirit Level/Waterpass)

Secara umum, penyipat datar pada dasarnya hanya terdiri dari landasan yang mempunyai permukaan yang halus dan rata dengan panjang tertentu dan pada landasan itu dipasang sebuah tabung kaca yang melengkung. Pada tabung kaca yang melengkung ini terdapat cairan (biasanya spiritus) dan gelembung udara. Perpindahan gelembung udara inilah yang dijadikan dasar prinsip pengukuran kedataran dengan penyipat datar. Karena, gelembung udara ini akan berpindah tempat bila posisinya menyimpang dari kedataran.

Oleh karena itu, bagian yang paling penting dari penyipat datar adalah pipa kaca yang melengkung yang berisi cairan dan gelembung udara tersebut. Besar kecilnya radius dari pipa kaca sangat mempengaruhi kepekaan dari penyipat datar. Makin besar radiusnya maka makin peka penyipat datar tersebut. Pipa kaca yang lengkung ini dpasangkan pada landasan dengan posisi sedemikian rupa dan dilengkapi dengan baut pengunci. Baut ini fungsinya untuk menyetel posisi nol (posisi datar) dari gelembung udara.

Gambar 1.8 Penyipat datar


3. Aplikasi pengukuran kerataan

Dalam industri pemeriksaan kerataan dengan autokolimator kebanyakan untuk erataan meja-meja mesin produksi baik dalam memanjang (horizontal) maupun tegak lurus (vertikal). Salah satu contoh misalnya, pemeriksaan kerataan meja mesin bubut (kerataan lathe-belt guide ways) yaitu tempat bergerak atau berjalannya membawa pahat potong (carriage)

1.2.4 Pengukuran kekasaran permukaan

1. Permukaan dan Profil

Menurut istilah keteknikan, permukaan adalah suatu batas yang memisahkan benda padat dengan sekitarnya. Dalam prakteknya, bahan yang digunakan untuk benda kebanyakan dari besi atau logam. Oleh karena itu, benda-benda padat yang bahannya terbuat dari tanah, batu, kayu dan karet tidak akan disinggung dalam pembicaraan mengenai karakteristik permukaan dan pengukurannya. Sedangkan Profil atau bentuk yang dikaitkan dengan istilah permukaan mempunyai arti tersendiri yaitu garis hasil pemotongan secara normal atau serong dari suatu penampang permukaan. Gambar berikut menjelaskan tentang bidang dan bentuk profil.

Gambar 1.9 Bidang dan bentuk profil

Sumber : Sudji Munadi, 1988 : 224Secara lebih rinci lagi, ketidakteraturan dari bentuk permukaan dapat dibedakan menjadi empat tingkat, yaitu :

G

Gambar 1.10 Tingkatan ketidakteraturan bentuk profil permukaan

Sumber : Anonymous 4 , 2014

2. Parameter kekasaran prmukaan

Definisi Kekasaran permukaan adalah penyimpangan rata rata aritmetik dari garis rata-rata Profil. Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkanoleh kondisi pemotongan dari proses pemesinan. Sedangakan permukaan itusendiri ialah batas yang memisahkan benda padat dengan sekelilingnya.Karakter suatu permukaan memegang peranan penting dalam perancangankomponen mesin/peralatan. Dimana karakterisktik permukaan dinyatakandengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan,tahanan kelelahan, dan lain-lain. Karakteristik perancangan sedapat mungkinharus dipenuhi oleh si pembuat komponen. Istilah-istilah pada profil permukaan adalah sebagai berikut :1. Profil Geometrik Ideal (geometrically ideal profile)

Profil Geometrik Ideal adalah profil permukaan sempurna (dapat berupa garis lurus, lengkung,atau busur).

2. Profil Terukur (measured surface)

Profil Terukur merupakan profil permukaan terukur.

3. Profil Referensi/Acuan/Puncak (reference profile)

Profil Referensi adalah profil yang digunakan sebagai acuan untuk menganalisisketidakteraturan konfigurasi permukaan. Profil ini dapat berupa garislurus atau garis dengan bentuk sesuai dengan profil geometrik ideal, sertamenyinggung puncak tertinggi profil terukur dalam suatu panjang sampel.(oleh karena itu, disebut pula profil puncak atau cust-line)

4. Profil Akar/Alas (root profile)

Profil Akar yaitu profil refernsi yang digeserkan kebawah (arah tegak lurus terhadapprofil geometrik ideal pada suatu panjang sampel) sehingga menyinggungtitik terendah profil terukur.

5. Profil Tengah (center profile)

Profil Tengah adalah nama yang diberikan kepada profil referensi yang digeserkankebawah (arah tegak lurus terhadap profil geometrik ideal pada suatupanjang sampel) sedemikian rupa sehingga jumlah luas bagi daerah-daerah diatas profil tengah sampai ke profil terukur adalah sama denganjumlah luas daerahdaerah dibawah profil tengahg sampai profil terukur.Untuk lebih memperjelas dimana posisi dari profil geometis ideal, profil terukur, profil referensi, profil dasar, dan profil tengah, dapat dilihat Gambar berikut ini.

Gambar 1.11 Macam-macam profil suatu permukaan

Sumber : Anonymous 4, 2014

Kekasaran Rata-rata Aritmetis (Mean Roughness Indec/Center Line Average, CLA) Ra merupakan harga rata-rata secara aritmetis dari harga absolut antara harga profil terukur dengan profil tengah.

Menentukan kekasaran rata-rata (Ra ) dapat pula dilakukan secara grafis.

Adapun caranya adalah sebagai berikut:

1. Gambarkan sebuah garis lurus pada penampang permukaan yang diperoleh

dari pengukuran (profil terukur) yaitu garis X X yang posisinya tepat

menyentuh lembah paling dalam, gambar 9.

2. Ambil sampel panjang pengukuran sepanjang L yang memungkinkan memuat

sejumlah bentuk gelombang yang hampir sama.

3. Ambil luasan daerah A di bawah kurva dangan menggunakan planimeter atau

dengan metode ordinat. Dengan demikian diperoleh jarak garis center C C

terhadap garis X X secara tegak lurus yang besarnya adalah :

4. Sekarang diperoleh suatu garis yang membagi profil terukur menjadi dua bagian yang hampir sama luasnya, yaitu luasan daerah diatas (P1 + P2 + ... dan seterusnya) dan luasan daerah di bawah (Q1 + Q2 + ... + dan seterusnya). Lihat gambar 4.9 Dengan demikian maka Ra dapat ditentukan besarnya yaitu:

Dimana:

Vv = Perbesaran vertikal. Luas P dan Q dalam milimeter

L = Panjang sampel pengukuran dalam millimeter

Gambar 1.12 Menentukan kekasaran rata-rata Ra

Sumber: Sudji Munadi , 2004 : 228

Gambar 1.13 Menentukan luasan daerah P dan Q

Sumber: Sudji Munadi, 2004 : 229

Kekasaran rata-rata dari puncak ke lembah ,Rz sebetulnya hampir sama dengan kekasaran rata-rata aritmetis Ra, tetapi cara menentukan Rz adalah lebih mudah daripada menentukan Ra, Gambar 4.11. menunjukkan cara menentukan Rz. Sampel pengukuran diambil sejumlah profil yang memuat, misalnya 10 daerah yaitu 5 daerah puncak dan 5 daerah lembah.

Gambar 1.14 Mengukur kekasaran rata-rata dari puncak ke lembah

Sumber: Sudji Munadi ,2004:229

Kemudian buat garis lurus horizontal di bawah profil permukaan. Tarik garis tegak lurus dari masing-masing ujung puncak dan lembah ke garis horizontal. Dengan cara ini maka diperoleh harga Rz yang besarnya adalah :

Rz = (R1+R3+R5+R7+R9+Pa) (R2+R4+R6+R8+R1) x 3. Pengukuran kekasaran permukaan

1. Pengukuran Kekasaran Permukaan Secara Tidak Langsung

Dalam pemeriksaan permukaan secara tidak langsung atau membandingkan ini ada beberapa cara yang bisa dilakukan, antara lain yaitu dengan meraba (touch inspection), dengan melihat/mengamati (visual inspection), dengan menggaruk (scratch inspection), dengan mikroskop (microscopic inspection) dan dengan potografi permukaan (surface photographs).

A. Pengukuran kekasaran Permukaan dengan Mikroskop

Pemeriksaan permukaan dengan mikroskop ini adalah pengambilan bagian permukaan yang sempit setiap kali akan melakukan pengukuran. Maka dari itu, dalam pemeriksaan kekasaran permukaan harus dilakukan berulang-ulang untuk kemudian dicari harga rataratanya. Pemeriksaan kekasaran permukaan dengan mikroskop ini termasuk juga salah satu pengukuran dengan cara membandingkan

B. Pengukuran Kekasaran Permukaan dengan Foto (Surface Photograph)

Pengukuran dengan cara ini adalah mengambil gambar atau memotret permukaan yang akan diperiksa. Kemudian foto permukaan tersebut diperbesar dengan perbesaran yang berbeda-beda. Perbesaran yang diambil adalah perbesaran secara vertikal. Dengan membandingkan hasil perbesaran poto permukaan yang berbeda-beda ini maka dapat dianalisis ketidakteraturan dari permukaan yang diperiksa.C. Pengukuran Kekasaran Permukaan dengan Surface Roughness Test

Mechanical Roughness Testyang disingkat denga MECRIN adalah peralatan untuk memeriksa kekasaran permukaan yang merupakan perkembangan dari cara perabaan atau penggarukan permukaan. Alat ini bekerja dengan sistem mekanik.Peralatan ini hanya cocok untuk permukaan yang tidak teratur.Sebagai peraba dari alat ini adalah sebuah pelat tipis. Alat ini terdiri dari pelat tipis sebagai peraba, penutup pelat, jam ukur (dial indicator) dan kait pengatur.

Gambar 1.15 Surface roughness testSumber :Anonymous 5, 2013

2. Pengukuran Kekasaran Permukaan secara Langsung

Pemeriksaan permukaan secara langsung adalah dengan menggunakan peralatan yang dilengkapi dengan peraba yang disebut stylus. Stylus merupakan peraba dari alat ukur kekasaran permukaan yang bentuknya konis atau piramida.Bagian ujung dari stylusini ada yang berbentuk rata dan ada pula yang berbentuk radius.

A. Alat Ukur Permukaan Tomlison Surface Meter

Alat pengukur kekasaran permukaan ini memiliki prinsip kerja mekanis optis yang dirancang oleh Dr. Tomlinsondari National Physical Laboratory (NPL). Peralatan ukur Tomlinson Surface Meter terdiri dari beberapa komponen antara lain yaitu: stylus, skid, pegas spiral, pegas daun, rol tetap, kaca tetap yang dilapisi bahan tertentu sehingga terdapat bekas ada goresan pada permukaannya (smoked glass) dan badan (body).

B. Alat Ukur Permukaan Taylor-Hobson Talysurf

Alat ukur permukaan in imerupakan alat ukur elektronik dan bekerja atas dasar prinsip modulasi (modulating priciple). Pada dasarnya, TaylorHobson Talysurfini bentuknya hampir sama dengan Tomlinson Surface Meter, bedanya hanya terletak pada sistem perbesarannya4. Surface Roghness TesterRoughness Tester merupakan alat pengukuran kekasaran permukaan. Setiap permukaan komponen dari suatu benda mempunyai beberapa bentuk yang bervariasi menurut struktumya maupun dari hasil proses produksinya. Roughness/kekasaran didefinisikan sebagai ketidakhalusan bentuk yang menyertai proses produksi yang disebabkan oleh pengerjaan mesin. Nilai kekasaran dinyatakan dalam Roughness Average (Ra).Ra merupakan parameter kekasaran yang paling banyak dipakai secara intemasional. Pengukuran kekasaran permukaan diperoleh dari sinyal pergerakan stylus berbentuk diamond untuk bergerak sepanjang garis lurus pada permukaan sebagai alat indicator pengkur kekasaran permukaan benda uji. Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan menggunakan transducer dan diolah dengan mikroprocessor.Roughness Tester dapat digunakan di lantai di setiap posisi, horizontal, vertikal atau di mana pun.

Ketika mengukur kekasaran permukaan dengan roughness meter , sensor ditempatkan pada permukaan dan kemudian meluncur sepanjang permukaan seragam dengan mengemudi mekanisme di dalam tester.Sensor mendapatkan kekasaran permukaan dengan probe tajam built-in. Cara penggunaan surface roughness tester ialah :

1. Meletakkan benda uji (berupa metal blok)

2. Dial indicator (berupa jarum) diatur sehingga ujung dari dial indicator berada dalam posisi stabil (di tengah skala) pada pembacaan skala tekanan terhadap bjek pengukuran.

3. Sebelum alat dijalankan terlebih dahulu memasukkan faktor-faktor seperti panjang (length) dari permukaan objek yang ingin diperiksa, standar yang ingin digunakan (Ra, Rq, Rz, Rmax, dan parameter lainnya).

4. Pada saat pengambilan data, posisi dial indicator bergerak dengan konstan sesuai dengan sumbu horizontal dan sejajar benda uji (berada pada garis lurus).

5. Kemudian bila kita telah puas dengan hasil yang didapat maka kita dapatmencetak hasil praktikum dengan printer yang ada pada alat ukur.Dengan ketelitian sebesar 0,02 m alat ini menghasilkan suatu grafikdengan menunjukkan besaran Ra, Rz, Rq, Rmax yang dapat digunakan untuk penghitungan dalam kelurusan dan kedataran

Pada alat ukur kekasaran permukaan terdiri dari beberapa bagian-bagian yang memiliki pungsi berbeda. Bagian-bagian alat ukur akan di jelaskan sebagai berikut :

1. Pick-up (PU-A2) Gambar 1.16 Pick-up (PU-A2)

Sumber : Anonymous 6 ,2014

Pick-up digunakan sebagai sensor yang memiliki prinsip kerja opto-mekanik. Pada pick-up terdapat batang ayun sebagai dudukan sensor dan pengubah gerakan sensor pada batang membuat pelat pada ujung lain batang ikut bergerak. Cahaya yang dipantulkan ke pelat akan melewati lubang pada pelat. Lalu naik-turunnya cahaya diterima oleh fotosel. Skematik pada pelat dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 1.17 Prinsip opto-mekanik

Sumber : Anonymous 6 , 2014

2. Drive unit (DR-30x31)

Gambar 1.18 Drive unit

Sumber: Anonymous 6 , 2014

Drive unit merupakan alat elektrik yang menerima respon dari pick-up. Pada drive unit terdapat kalibrasi agar pengukuran yang didapatkan sesuai acuan standart. Drive unit merupakan alat pencatat yang dihasilkan oleh fotosel.

3. Amplifier (AS-1700) Gambar 1.19 Amplifier

Sumber : Anonymous 6, 2014

Pada amplifier ini merupakan alat yang membantu menampilkan grafik yang dibaca oleh drive unit. Pada amplifier terdapat layar, lalu proses pengukuran dilakukan pada amplifier. Hasil grafik yang didapatkan dapat di cetak pada kertas grafik agar dapat di analisa mengenai parameter yang di dapatkan dari grafik profil benda ukurBAB II

METODE PRAKTIKUM2.1 Alat dan Bahan

1. Alat

1. Hand glove

Gambar 2.1 Hand gloveSumber : Dokumentasi pribadi2. Surface roughness tester

Gambar 2.2 Surface roughness tester

Sumber : Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya

Spesifika : Merk : MitutoyoType : SJ 301

Tahun : 2001

Ketelitian ; 0,01 m

3. Height gauge

Gambar 2.3 Height gaugeSumber : Anonymous 7, 2014

2. Bahan

1. Benda kerja pengukuran kekasaran permukaan

Gambar 2.4 Benda kerja pengukuran kekasaran permukaan

Sumber : Laboratorium Metrologi Industri Teknik Mesin Universitas Brawijaya

2.2 Prosedur Pengujian

1. Surface Roughness Tester a. prosedur pemakaian

1. Gunakan handgloves sebelum melaksanakan pengukuran

2. Periksa kelengkapan peralatan, pasangkan semua perlatan pada posisi masing masing lalu kemudian nyalakan alat dengan menekan tombol on.

3. Atur kedudukan sensor dan lakukan kalibrasi.

4. Siapkan spesimen yang akan di uji dan atur kedudukan sensor seusai spesimen tersebut.

5. Batang sensor diatur sehingga ujung dari sensor berada dalam posisi stabil (di tengah skala) pada pembacaan skala tekanan terhadap permukaan objek pengukuran.

6. Sebelum alat dijalankan terlebih dahulu memasukkan faktor-faktor seperti panjang (length) dari permukaan objek yang ingin diperiksa, standar yang ingin digunakan (Ra, Rq, Rz, Rmax, dan parameter lainnya).

7. Pada saat pengambilan data, posisi sensor bergerak dengan konstan sesuai dengan sumbu horizontal dan sejajar benda uji (berada pada garis lurus).

8. Kemudian bila kita telah puas dengan hasil yang didapat maka kita dapat mencetak hasil praktikum dengan printer yang ada pada alat ukur. Dengan ketelitian sebesar 0,01 m alat ini menghasilkan suatu grafik dengan menunjukkan besaran Ra, Rz, Rq, Rmax sesuai dengan standar yang diinginkan sebelumnya.b. prosedur pengambilan data

1. Menyiapkan Surface Roughness Tester yang sudah dikalibrasi

2. Atur dudukan sensor sesuai spesimen yang akan diuji

3. Atur parameter nilai Ra dan panjang profil yang akan diuji.

4. Lakukan pengukuran dan cetak hasil pengukuran.

5. Lakukan pengaturan kembali untuk panjang profil yang berbeda.

2.3 Gambar Spesimen

(Terlampir)2.4 Lembar Data Pengukuran(Terlampir)

BAB III

ANALISA DATA, STATISTIK DAN PEMBAHASAN

3.1 Pengolahan Data

1. Data Hasil Pengujian Parameter Kekasaran

Tabel 3.1 Data Hasil Pengujian Parameter Kekasaran

NoPanjang Sampel (mm)Nilai Kekasaran, (Ra) m

10.50.44

210.5

31.50.61

3.2 Pembahasan

Grafik 3.1 Hubungan panjang spesimen terhadap Ra

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa grafik hubungan panjang pengujian terhadap Ra mengalami kecenderungan naik, yaitu pada panjang 0,5 mm nilai Ra sebesar 0,44 m, pada panjang 1 mm nilai Ra sebesar 0,5 m, pada panjang 1,5 mm nilai Ra sebesar 0,61 m. Hal ini tidak menyimpang dari dasar teori yang apabila panjang pengujian semakin besar maka nilai Ra semakin besar pula. Hasil dari pengujian ini dikarenakan pada saat pengkalibrasian nilai Ra sesuai dengan nilai Ra yang seharusnya dicapai.

Dari grafik hasil pengujian kekasaran permukaan dapat dilihat bahwa antara grafik kekasaran permukaan pada panjang 0,5 mm, 1 mm, dan 1,5 mm terdapat persamaan bentuk grafik, hal ini dikarenakan pada saat dilakukan pengujian antara panjang yang satu dengan yang lain pengambilan titik awalnya berbeda-beda. Dari data hasil pengujian diketahui bahwa nilai Rz lebih besar dari Ra, hal ini dikarenakan pada perhitungan nilai Rz merupakan rata-rata selisih antara lima puncak tertinggi dan lima puncak terendah, sedangkan pada perhitungan nilai Ra merupakan rata-rata antara profil terukur dengan profil tengah. Hal ini yang menyebabkan nilai Rz lebih besar dari nilai Ra.

Pada pengaruh sampel terhadap nilai Ra dan Rz adalah apabila semakin kasar permukaan sampel maka nilai Ra dan Rz semakin besar pula. Hal ini dikarenakan perbedaan dan selisih besar profil terukur semakin besar antar satu bagian dengan bagian yang lain.

BAB IVKESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum metrologi industri adalah :

1. Jadi pembuatan alat produksi dibutuhkan toleransi sangat kecil,agar antra part-part yang dihasilkan lebih presisi.

2. Setiap alat ukur memiliki standar pengukuran dan cara penggunaan yang berbeda-beda.3. Dalam melakukan pengukuran, pengukur harus mengerti tentang prosedur penggunaan alat ukur sehingga tidak terjadi penyimpangan.4. Pengkalibrasian sangat penting dalam pengukuran suatu specimen, karena dapat menambah kepresisian dalam mengukur.

4.2 Saran

Saran yang dapat kita berikan setelah praktikum metrologi industri adalah :

1. Setiap akan melakukan pengukuran pastikan praktikan melakukan pengkalibrasian alat terlebih dahulu agar hasil yang didapatkan lebih presisi.2. Sebaiknya alat yang rusak atau tidak bisa terkalibrasi dengan baik segera diganti karena dapat mengurangi kepresisian saat pengukuran.3. Sebaiknya dari 3 kali pengujian kekasaran permukaan, praktikan diberi kesempatan untuk mengoperasikan salah satu(menggunakan surface roughness test) agar praktikan paham cara mengoprasikannya.4. Sebaiknya dasar teori tidak perlu di tulis ,yang ditulis tangan pembahasannya saja.

Laporan Praktikum Metrologi Industri Semester Ganjil 2013/2014 25

Documents

PENGUKURAN VARIASHGI