BAB IIPENGUKURAN DIAMETER MUR DAN GEOMETRI ULIR
2.1 Dasar Teori2.1.1 Pengukuran Diameter dan Geometri untuk
Benda Kerja Mur dan UlirUlir (screw thread) mempunyai peranan
sangat penting didalam konstruksi suatu mesin atau peralatan teknis
lainnya. Fungsi tersebut adalah sebagai alat pengunci atau sebagai
alat penerus (transmisi) daya. Salah satu contoh penggunaannya
dalam jumbo jet seperti boeing 747 dan Lockheed L1011 yang
memerlukan sebanyak 2,5 juta alat pengunci. Dalam pengukuran
geometri ulir ada tiga komponen utama yaitu:1. Jarak puncak (pitch)
adalahjarakantarabentukulir yang berdekatan diukur sejajar dengan
sumbu ulir.2. Diameter besar (major diameter) adalah diameter
terbesar dari ulir sekrup.3. Diameter kecil (minor diameter) adalah
diameter terkecil dari sekrup.Pengukuran geometri ulir dimaksudkan
untuk memastikan kekuatan atau daya tahan kelelahan dari ulir atau
mungkin juga untuk menjamin ketelitian pengubahan gerak dari
gerakkan (rotasi menjadi gerakkan translasi) dari system pengubahan
gerakan yang memakai ulir.[1]Mur merupakan pasangan baut/ulir yang
sama-sama memiliki fungsi sebagai penyambung/pengikat permanen.
Pada umumnya, bentuk mur adalah segi enam. Tetapi untuk pemakaian
khusus, dapat dipakai mur dengan bentukyang bermacam-macam, seperti
mur bulat, mur flens, mur tutup, mur mahkota dan mur kuping.[2]
Gambar 2.1 Profil Ulir [9]Penjelasan gambar 2.1 dijelaskan pada
keterangan dibawah ini:1. Diameter mayor (diameter luar) adalah
diameter terbesar dari ulir. 2. Diameter minor (diameter inti)
adalah diameter terkecil dari ulir. 3. Diameter pit (diameter
tusuk) adalah diameter semu yang letaknya di antara diameter luar
dan diameter inti. 4. Jarak antara puncak ulir yang disebut juga
dengan istilah pitch merupakan dimensi yang cukup besar pengaruhnya
terhadap pasangan ulir. 5. Sudut ulir adalah sudut dari kedua sisi
permukaan ulir yang satuannya dalam derajat. 6. Kedalaman ulir
adalah jarak antara diameter inti dengan diameter luar.
2.1.2 Alat Ukur yang DigunakanJenis-jenis alat yang digunakan
untuk pengukuran diameter dan geometri untuk mur dan ulir antara
lain sebagai berikut:1. Vernier CaliperVernier caliper dapat
digunakan untuk mengukur dimensi bagian dalam dan luar suatu benda.
Vernier caliper terdiri dari bilah utama dan bilah pembantu. Bilah
Utama dibagi dalam milimeter, bilah pembantu dibagi 100. Bila suatu
garis bilah pembantu berhimpit dengan suatu tanda pada skala utama,
maka harga ukurnya adalah jumlah skala dihitung dari angka 0 x 0,02
mm.[3]Spesifikasi:Merk: MitutoyoKecermatan: 0,02 mmKapasitas Ukur:
0-150 mm[6] [4][3]
[1][2][5]
Gambar 2.2 Vernier Caliper / JangkaSorong [4]Keterangan :1.
Internal jaws (rahang dalam) adalah : bagian yang berfungsi untuk
mengukur dimensi bagian dalam.2. External Jaws (rahang luar) adalah
: bagian yang berfungsi untuk mengukur dimensi luar.3. Locking
Screw (baut pengunci) : bagian yang berfungsi untuk pengunci
rahang4. Imperial Scale adalah : Skala dalam satuan inci.5. Metric
Scale adalah : Skala dalam satuan milimeter.6. Depth Measuring
Blade adalah : Batang pengukur kedalaman
2. Mikrometer UlirMikrometer ulir digunakan untuk mengukur
diameter minor. Diameter minor adalah diameter dari silinder khayal
dengan sumbu yang berimpit dengan sumbu ulir dan memotong sisi ulir
sedemikian rupa sehingga tebal ulir dari jarak ruang kosong
diantara sisi ulir yang berseberangan adalah sama dengan setengah
dari pits.Periksa kedudukan nol, dengan cara menyentuhkan kedua
sensor pana tersebut. Ukur diameter minor pada tiga posisi yang
berbeda. [3]Spesifikasi:Merk: MitutoyoKecermatan: 0,01 mmKapasitas
Ukur: 0-25 mm[5][6][3][4][2][1]
Gambar 2.3 Mikrometer Ulir [4]Keterangan :1.Anvil berfungsi
sebagai penahan ketika benda diletakan diantara anvil dan
spindle.2.Spindle merupakan silinder yang dapat digerakan menuju
landasan.3.Skala Utama.4.Pemutar untuk memutar skala
nonius.5.Rachet Knop untuk memajukan atau memundurkan spindel agar
sisi benda yang akan diukur tepat berada diantara spindle dan
anvil.6.Skala Nonius.
3. Outside MikrometerKapasitas ukur dari mikrometer yang paling
kecil adalah sampai dengan 25 mm. Untuk mengukur dimensi luar yang
lebih besar dari 25 mm dapat digunakan mikrometer luar yang
mempunyai kapasitas ukur 25-50 mm, 50-75 mm. [3]Spesifikasi:Merk:
MitutoyoKecermatan: 0,01 mmKapasitas Ukur: 0-25 mm[4][3][2]
[5][6][1]
Gambar 2.4 Outside Mikrometer [4]Keterangan :1.Anvil berfungsi
sebagai penahan ketika benda diletakan diantara anvil dan
spindle.2.Spindle merupakan silinder yang dapat digerakan menuju
landasan.3.Skala Utama.4.Pemutar untuk memutar skala
nonius.5.Rachet Knop untuk memajukan atau memundurkan spindel agar
sisi benda yang akan diukur tepat berada diantara spindel dan
anvil.6.Skala Nonius.
4. Screw Pits GaugeAdalah alat untuk menentukan jumlah pitch
pada suatu ulir dalam satu satuan panjang tertentu (inch). Missal
20 G, artinya dalam 1 inchi terdapat 20 pitch. Dengan angka ini
dapat diketahui jarak pitch. [3]Spesifikasi:Merk: MitutoyoKapasitas
Ukur: 4G-62G
Gambar 2.5 Screw Pits Gauge [4]
2.1.3 Prosedur PengukuranDalam pengukuran geometri mur dan ulir
diperlukan prosedur pengukuran, yaitu:1. Persiapan
Pengukurana.Persiapkan tempat untuk proses pengukuran.b.Tuliskan
data ruangan pada lembar kerja, tabel 1, data tersebut meliputi :
temperatur awal dan kelembaman ruangan.c.Periksa keberadaan alat
sesuai dengan daftar pada kartu alat. Lengkapi kartu alat, bila
alat ukur yang ada tidak sesuai dengan yang terdaftar pada kartu
alat segera hubungi asisten praktikum.d.Bersihkan semua alat ukur
dengan menggunakan kertas pembersih yang dibasahi dengan bensin
pencuci.e.Buanglah sampah/tisu pada tempat sampah yang telah
disediakan.f.Tuliskan data alat ukur pada lembar kerja, tabel 2.2.
Pengukuran Diameter Luar dengan Micrometer Outsidea.Pelajari cara
menggunakan outside mikrometer.b.Pelajari fungsi masing-masing
bagian outside mikrometer.c.Periksa setting nol, dengan menggunakan
kaliber hingga posisi nol.d.Lakukan pengukuran pada tiga tempat
yang berbeda, sepanjang ulir tersebut. Lihat gambar 2.4 Gunakan
rachet untuk memberikan tekanan yang relatif sama pada setiap
pengukuran.e.Tuliskan hasil pembacaan pengukuran pada lembar kerja
tabel 2.1.
Gambar 2.6 Pengukuran Diameter Luar [5]
Gambar 2.7 Pengukuran Diameter Minor dengan Mikrometer Screw
[5]3. Pengukuran Diameter Minor dengan Mikrometer Screwa.Pelajari
cara menggunakan mikrometer screw.b.Pilih mana ulir sesuai dengan
jarak pits teoritis.c.Periksa kedudukan nol, dengan cara
menyentuhkan kedua sensor pana tersebut, minta bantuan
asisten.d.Ukur diameter pits pada tiga posisi yang berbeda. Lihat
gambar 2.5.e.Tuliskan hasil pengukuran pada lembar kerja.4.
Pengukuran Geometri Mur a.Pelajari fungsi masing-masing bagian dan
cara menggunakan vernier caliper.b.Gerakkan rahang bebas sesuai
dengan bagian yang ingin diukur.c.Untuk mengukur diameter luar dan
tebal mur, digunakan rahang geser bawah, dan untuk mengukur
diameter dalam mur geser pengukur diameter dalam yang terletak di
atas vernier caliper.d.Tuliskan hasil pembacaan pengukuran pada
lembar kerja tabel 4
Gambar 2.8 Pengukuran Mur [8]5.Pengukuran Geometri Ulir (Jarak
pitch)a.Pilih screw pits yang sesuai dengan ukuran geometri ulir
b.Setelah terpilih screw pits yang tepat, catat angka yang terdapat
pada screw pits tersebut.c.Missal 20 G, artinya dalam 1 inchi
terdapat 20 pits. Dengan angka ini dapat diketahui jarak pits.
Gambar 2.9 Pengukuran Jarak Pitch [9]2.1.4 Foto Benda KerjaDalam
praktikum Metrologi Industri digunakan beberapa benda kerja yaitu
mur dan ulir yang masing-masing berjumlah 5 buah.
Gambar 2.10 Benda Kerja [4]
2.1.5 Aplikasi Pengukuran Diameter Mur dan Geometri
UlirPengukuran geometri ulir digunakan pada indusri pembuatan ulir
yang akan di produksi masal. Langkah pembuatan ulir yang pertama
kali adalah membuat prototipenya yang kemudian di ukur menggunakan
alat ukur geometri ulir. Dari sini perusahaan atau pabrik
mengetahui sejauh mana kepresisian ulir yang akan dibuat si
perancang. [8]Selain itu pengukuran geometri ulir pada worm gear
yang digunakan dalam permesinan. Pada worm gear ini memiliki
geometri yang khusus yaitu self locking dan rasio pasangan yang
besar, maka pasangan roda gigi ini sangat cocok untuk pengerjaan
permesinan yang presisi. Contoh dari fungsi ini adalah pada kepala
pembagi (indexing head). [7]
Gambar 2.11 Aplikasi Worm Gear [7]2.2 Pengolahan Data2.2.1 Data
Hasil PengukuranTabel 2.1 Diameter Inside MurDiameter Mur
ke-Pengukuran KeRata-rata (mm)
1 (mm)2 (mm)3 (mm)
19,509,529,629,55
29,429,409,389,40
39,309,409,429,37
49,109,129,189,13
59,329,409,429,38
Tabel 2.2 Diameter Outside MurDiameter Mur ke-Pengukuran
KeRata-rata (mm)
1 (mm)2 (mm)3 (mm)
114,0413,0013,7013,58
217,0017,0016,9016,57
316,0016,0216,0016,01
417,8817,8017,8217,83
516,0016,0016,0016,00
Tabel 2.3 Ketebalan MurKetebalan Mur ke-Pengukuran KeRata-rata
(mm)
1 (mm)2 (mm)3 (mm)
17,407,327,367,36
28,748,808,848,79
38,248,208,248,23
48,848,848,908,86
58,108,148,148,13
Tabel 2.4 Spesifikasi UlirToleransi yang Dignakan ISOGeometri
Ulir Ke-
12345
Jarak Pits, P1,271,811,811,811,27
Profil dasar Ulir20 G 1/414 G 7/1614 G 7/1614 G 7/1620 G 1/4
Tabel 2.5 Harga Diameter MayorUlir ke-Pengukuran KeRata-rata
(mm)
1 (mm)2 (mm)3 (mm)
19,139,109,169,13
210,9510,9110,9510,94
310,8310,8210,9010,85
410,8910,8110,8310,84
511,7711,7811,8311,79
Tabel 2.6 Diameter Minor (Dengan Mikrometer Screw)Ulir
ke-Pengukuran KeRata-rata (mm)
1 (mm)2 (mm)3 (mm)
18,758,728,718,73
29,179,189,149,16
39,109,119,169,10
49,909,119,129,38
510,7210,7810,7110,74
2.2.2 Perhitungan RalatHasil suatu pengukuran tidak bisa dijamin
tepat karena pada suatu pengukuran terdapat angka yang tak dapat
dipastikan/angka tafsiran. Selalu ada ketidakpastian pada setiap
angka yang diperoleh dari pengukuran. Sumbernya berasal dari
ketidaksempurnaan alat, metode atau cara, dan manusia sebagai
pelaku pengukuran. Oleh karena itu diperlukan perhitungan ralat
untuk menghasilkan data hasil pengukuran yang lebih akurat.2.2.2.1
Diameter Inside MurTabel 2.6 Sample Diameter Inside Mur Ke-1NoDnD
(mm)(D-)2
119,500.002178
229,520.000711
339,620.008267
9,55 = 0.008267
Galat :T = = = =
Tabel 2.7 Hasil Ralat Diameter Inside Mur
10,49 %0,0199,5669,5280.20%99,80%
20,28%0,0119.5589.5360.11%99.89%
30,77%0,0309,5579,5170.31%99.69%
2.2.2.2Diameter Outside Mur
114,040.212
213,000.336
313,700.014
13,58 = 0.562
Tabel 2.8 Sample Diameter Outside Mur Ke-1Galat :T = = = =
Tabel 2.9 Hasil Ralat Diameter Outside Mur
10,49 %0,0199,5669,5280.20%99,80%
20,28%0,0119.5589.5360.11%99.89%
30,77%0,0309,5579,5170.31%99.69%
2.2.2.3Ketebalan MurTabel 2.10 Sample Ketebalan Mur Ke-1
17,300,0009
27,400,0049
37,300,0009
7,33 = 0,0067
Galat
Tabel 2.11 Hasil Ralat KetebalanMur
10,49 %0,0199,5669,5280.20%99,80%
20,28%0,0119.5589.5360.11%99.89%
30,77%0,0309,5579,5170.31%99.69%
2.2.2.4 Diamter Mayor Ulir
19,130,0016
29,040,0025
39,110,0004
9,09 = 0,0045
Tabel 2.12 Sample Diameter Mayor Ulir Ke-1Galat
Tabel 2.12 Hasil Diameter Mayor Ulir Ke-1
10,49 %0,0199,5669,5280.20%99,80%
20,28%0,0119.5589.5360.11%99.89%
30,77%0,0309,5579,5170.31%99.69%
2.2.2.5Diameter Minor Ulir
19,050,0036
29,150,0256
38,760,0529
8,99 = 0,0821
Tabel 2.15 Sample Diameter Minor Ulir Ke-1Galat