Toleransi dan Suaian Arif Wahjudi
Variasi Produk •
•
•
merupakan suatu sifat umum dari Variasi merupakan produk yang dihasilkan oleh suatu proses produksi. Dengan kata kata lain, proses proses duplikasi produk produk yang sempurna tidak akan mungkin dicapai oleh suatu proses produksi. Menuntut kesadaran kesadaran dari perancang produk produk untuk mempertimbangkan suatu toleransi pada saat merencanakan merencanakan produk.
Toleransi (Telerance) •
•
•
Toleransi adalah selisih antara batas atas dan batas bawah dari ukuran suatu komponen. Setiap komponen komponen perlu didefinisikan didefinisikan suatu ukuran dasar . Sehingga batas atas dan batas bawah bawah dari ukuran suatu komponen dapat dinyatakan dengan penyimpangan dari ukuran ukuran dasarnya.
Toleransi (Tolerance)
Lubang/poros dengan ukuran dasar 60 mm, dengan daerah toleransi (penyimpangan) H/h, serta tingkat toleransi 9.
Toleransi (Tolerance)
Toleransi (Tolerance) Batas atas atau batas bawah yang belum terdefinisi ditentukan oleh toleransi yang ditentukan
Penyimpangan Atas untuk Poros a
b
Batas Atas (es) Satuan dalam mm untuk D dalam mm = -(265 + 1.3 D) d = -16 D0.44 untuk D ≤ 120
= -3.5 D untuk D > 120
e
= -11 D0.41
= -(140 + 0.85 D) untuk D ≤ 160
ef
rata-rata geometris dari harga es untuk e dan f
= -1.8 D untuk D > 160
f
= -5.5 D0.41
= -52 D0.2 untuk D ≤ 40
fg
rata-rata geometris dari harga es untuk f dan g
= -(95 + 0.8 D) untuk D > 40
g
= -2.5 D0.41
rata-rata geometris dari harga es untuk c dan d
h
=0
c
cd
Penyimpangan Bawah untuk Poros Batas Bawah (ei) Satuan dalam mm untuk D dalam mm = IT/2 t = IT7 + 0.63 D
js k4 s/d k7 = 0.6 k ≤ 3 atau k8 =0 m = (IT7 -IT6) n = 5 D0.34 p = IT7 + 0 sampai 5 rata-rata geometris dari harga ei r untuk p dan s s
u
= IT7 + D
v x y z
= IT7 + 1.25 D = IT7 + 1.6 D = IT7 + 2 D = IT7 + 2.5 D
za
= IT7 + 3.15 D
= IT8 + 1 sampai 4 untuk D ≤ 50
zb
= IT7 + 4 D
= IT7 + 0.4 D untuk D ≤ 51
zc
= IT7 + 5 D
Kualitas Toleransi IT 01
IT 0
IT 1
0.3 +0.008 D
0.5+0.012 D
0.8 + 0.020 D
IT 5
IT 6
IT 7
IT 8
IT 9
IT 10
IT 11
IT 12
IT 13
IT 14
IT 15
IT 16
7i
10i
16i
25i
40i
64i
100i
160i
250i
400i
640i
1000i
•
•
= 0.45 + 0.001 =
–
: diameter minimum pada tingkat diameter
–
: diameter maksimum pada tingkat diameter
Tingkat Diameter Nominal (Utama) Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
3
80
120
3
6
120
180
6
10
180
250
10
18
250
315
18
30
315
400
30
50
400
500
50
80
Satuan: mm
Khusus untuk penyimpangan a sampai c (A sampai C) dan r sampai zc (R sampai ZC), tingkatan perantara seperti pada tabel berikut harus digunakan.
Tingkat Diameter Nominal (Perantara) Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
Satuan: mm 10
14
140
160
14
18
160
180
18
24
180
200
24
30
200
225
30
40
225
250
40
50
250
280
50
65
280
315
65
80
315
355
80
100
355
400
100
120
400
450
120
140
450
500
Penyimpangan Lubang •
Untuk huruf A sampai G, penyimpangan bawahnya sama dengan harga negatif dari penyimpangan atas poros EI = - es
•
Untuk huruf J sampai ZC, penyimpangan atasnya sama dengan harga negatif dari penyimpangan bawah poros ES = -ei
Contoh Toleransi Poros: Penyimpangan atas = 0 Penyimpangan bawah: Toleransi = 40i •
•
= 0.45 + 0.001
=
=
=63,25 = 1,86
50 × 80 Lubang:
Toleransi = 0.074 mm Penyimpangan atas = 0 - 0.074 mm = - 0.074 mm
•
•
Penyimpangan bawah = 0 Penyimpangan atas = 0 + 0.074 mm = 0.074 mm
Toleransi untuk Diameter Nominal > 500 mm •
Dihitung berdasarkan toleransi unit I. I = 0,004 D + 2,1 [µm]
•
Karena keterbatasan perkakas potong (mesin), kualitas toleransi hanya dikenal mulai dari 6 sampai 16.
Tingkat Diameter Nominal (Utama) Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
Satuan: mm 500
630
630
800
800
1000
1000
1250
1250
1600
1600
2000
2000
2500
2500
3150
Tingkat Diameter Nominal (Perantara) Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
Di atas (D1)
Sampai dengan (D2)
Satuan: mm 500
560
1250
1400
560
630
1400
1600
630
710
1600
1800
710
800
1800
2000
800
900
2000
2240
900
1000
2240
2500
1000
1120
2500
2800
1120
1250
2800
3150
Khusus untuk penyimpangan r sampai u (R sampai U), tingkatan perantara seperti pada tabel di atas harus digunakan.
Penyimpangan Rumus penyimpangan [µm] ; D [mm]
Poros
Lubang
d
es
-
16,
+
EI
D
e
es
-
11,
+
EI
E
f
es
-
5.5 ,
+
EI
F
(g)
es
-
2.5 ,3
+
EI
(G)
h
es
-
0
+
EI
H
js
ei
-
0.5 ITn
+
ES
JS
k
ei
+
0
-
ES
K
m
ei
+
0.024 D + 12,6
-
ES
M
Penyimpangan Rumus penyimpangan [µm] ; D [mm]
Poros
Lubang
n
ei
+
0.04 D + 21
-
ES
N
p
ei
+
0.072 D + 37,8
-
ES
P
r
ei
+
Rata-rata geometris dari harga ei untuk p dan s (ES untuk P dan S).
-
ES
R
s
ei
+
IT 7 + 0,4 D
-
ES
S
t
ei
+
IT 7 + 0,63 D
-
ES
T
u
ei
+
IT 7 + D
-
ES
U
Suaian (Fit) Apabila 2 buah komponen akan dirakit , maka hubungan yang terjadi, yang ditimbulkan oleh adanya perbedaan ukuran sebelum dirakit, disebut dengan suaian (fit).
Jenis Suaian secara Umum •
Suaian longgar (clearance fit) Suaian yang selalu menghasilkan kelonggaran (clearance). Daerah toleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros.
•
Suaian paksa (interference fit) Suaian yang selalu menghasilkan kerapatan (interference). Daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros.
•
Suaian pas (transition fit) Suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran dan kerapatan. Daerah toleransi lubang dan poros saling beririsan.
Sistem Suaian •
Sistem satuan poros (shaft basis system) Dalam menentukan suaian, poros dijadikan acuan sehingga batas atas poros sama dengan 0 (posisi daerah toleransi h).
•
Sistem satuan lubang (hole basis system) Dalam menentukan suaian, lubang dijadikan acuan sehingga batas bawah lubang sama dengan 0 (posisi daerah toleransi H).
Sistem Suaian
Contoh Soal Apabila diameter dasar dari suatu pasangan poros dan lubang adalah 65, pasangan ini mempunyai suaian longgar dengan daerah toleransi H7/g6. Sistem suaian apa yang digunakan oleh pasangan tersebut? Berapakah kelonggaran maksimum dari pasangan tersebut? Sket daerah toleransi pasangan tersebut! •
•
•
Jawaban •
•
Sistem suaian yang digunakan adalah sistem satuan lubang, karena lubang yang mempunyai daerah toleransi H. Besarnya toleransi untuk kualitas 7 dan 6 dihitung berdasarkan tabel, sehingga diperoleh hasil: –
IT6 = 10i = 10 × (0,45 ×
–
50 × 80 + 0,001
50 × 80) = 19 µm
IT7 = 16i = 16 × (0,45
50 × 80) = 30 µm
50 × 80+ 0,001 ×
Jawaban •
Penyimpangan bawah lubang EI = 0 Penyimpangan atas lubang ES = 0 + 30 = 30 µm.
•
Penyimpangan atas poros dapat dihitung berdasarkan tabel, sehingga diperoleh es = -2,5 D0,41 = -2,5 ( 50 × 80)0,41 = - 10 µm. Penyimpangan bawah poros ei = es – IT6 = -29 µm.
Jawaban •
Kelonggaran maksimum dapat dicari dari selisih penyimpangan atas lubang dan penyimpangan bawah poros Klmax = ES – ei = 30 – (-29) = 59 µm.
•
Sket daerah toleransi 65,030 Lubang Klmax = 59 µm Poros
65,000 64,990 64,971
Pemilihan Suaian Ada 3 faktor yang harus dipertimbangkan dalam memilih suatu suaian, yaitu: •
Pemilihan sistem suaian
•
Pemilihan kualitas suaian
•
Pemilihan jenis/kelas suaian
Pemilihan Sistem Suaian •
Sistem basis lubang Lubang dijadian acuan sehingga poros digerinda sampai ke ukuran yang sesuai dengan toleransinya, sedangkan lubang dapat dihaluskan dengan proses reamer yang hanya menggunakan 1 jenis ukuran saja.
•
Sistem basis poros Poros dijadikan acuan sehingga poros digerinda hanya sampai ke 1 toleransi jenis h, sedangkan lubangnya dihaluskan dengan proses reamer yang berbeda-beda ukurannya.
•
Kapan penerapannya?
Pemilihan Kualitas Suaian •
Sangat teliti –
•
Teliti –
•
Untuk komponen-komponen mesin pada umumnya.
Biasa –
•
Untuk komponen-komponen dengan sifat mampu tukar yang terjamin tinggi terutama pada suaian paksa.
Untuk alat-alat transmisi, kopling dsb.
Kasar –
Untuk komponen-komponen tidak teliti.
Pemilihan Jenis Suaian Pengerjaan untuk Basis Lubang Penggunaan Jenis Suaian
1.
2.
Sangat Teliti Teliti
Suaian kempa: Untuk komponen-komponen yang dipasang dengan tetap, pemasangannya dengan mesin pres. Pemasangan yang terjadi tidak dapat dilepas lagi. Contoh: rotor motor listrik yang dipasang pada porosnya. Suaian tekan: Untuk komponen-komponen yang terpasang tetap dengan memberikan pukulan yang berat. Masih mungkin dilepas untuk keperluan reparasi. Contoh: bantalan peluru yang dipasang pada poros/rumahnya.
Biasa
H7/p6
H6/n5 H6/m5
H7/n6 H7/m6
H8/n7 H8/m7
Kasar
Pemilihan Jenis Suaian Pengerjaan untuk Basis Lubang Penggunaan Jenis Suaian
3.
4.
Sangat Teliti Teliti
Biasa
Suaian jepit: Merupakan pasangan tetap dengan cara memberikan pukulan ringan. Dapat dilepas dengan agak susah. Biasanya diberikan pasak ataupun ring penekan. Contoh: komponen-komponen yang dipasang pada poros transmisi.
H6/k5
H7/k6
H8/k7
Suaian sorong: Dianjurkan untuk komponen-komponen yang sering dibongkar. Pemasangan dan pembongkaran harus dapat dilakukan dengan mudah. Contoh: roda gigi lepas pada mesin perkakas.
H6/j5
H7/j6
H8/j7
Kasar
Pemilihan Jenis Suaian Pengerjaan untuk Basis Lubang Penggunaan Jenis Suaian
5.
6.
7.
Sangat Teliti
Teliti
Biasa
Kasar
Suaian lepas: Untuk pasangan yang bergerak tanpa pelumas yang berlebihan. Contoh: pahat freis dengan porosnya.
H6/h5
H7/h6
H8/h7
H11/h11
Suaian jalan teliti: Untuk pasangan yang dapat bergerak tanpa ada goyangan. Contoh: roda gigi geser
H6/g5
H7/g6
H8/g7
H7/f6
H8/f7
Suaian jalan: Untuk komponen yang dapat bergerak bebas tetapi goyangannya masih tetap kecil. Contoh: bantalan luncur dengan putaran rendah.
Pemilihan Jenis Suaian Pengerjaan untuk Basis Lubang Penggunaan Jenis Suaian
8.
9.
Suaian jalan longgar: Untuk komponen-komponen yang berputar cukup tinggi. Apabila pelumasannya baik, pasangan ini akan berfungsi dengan baik. Suaian longgar: Terutama digunakan untuk poros yang berputar dengan putaran dan beban yang tinggi. Kelonggaran yang cukup besar diperlukan untuk pelumasan hidrodinamis.
Sangat Teliti
Teliti
Biasa
Kasar
H7/e8
H8/e9
H11/d11
H7/d9
H8/d10
Untuk basis poros, toleransi dapat dicapai dengan mempertukarkan hurufnya.
H11/c11 H11/b11 H11/a11
