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