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