MAKALAH KONFIGURASI PERMUKAAN DAN TOLERANSI SEMESTER GENAP 2015
Disusun oleh: Nama NIM
: Agus tryono : 141331048
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2015
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah mencurahkan rahmat-Nya kepada kita semua sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah tentang konfigurasi permukaan dan toleransi ini disusun berdasarkan apa yang penulis dapatkan dari berbagai referensi yang penulis dapatkan. Dengan tersusunnya makalah ini penulis berharap agar kiranya ini dapat digunakan sebagai salah satu sumber penambah ilmu wawasan dan pengetahuan. Di samping ini penulis mengharapkan bahwa makalah ini tidak hanya sebagai pelengkap tugas saja melainkan dapat disebut sebagai hasil karya yang setidaknya dipelihara dan digunakan sebagai mestinya. Penulis sadar bahwa makalah ini belumlah sempurna, oleh karena itu demi kesempurnan makalah yang akan dibuat berikutnya, penulis sangat mengharapkan saran serta dukungan maupun kritik yang sifatnya membangun dari para pembaca sehingga dengan semua itu makalah ini dapat tercapai.
Yogyakarta,15 Juni 2015 Penulis
Agus tryono
2
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ KATA PENGANTAR .................................................................................................. ... DAFTAR ISI ................................................................................................................. ... BAB I. KONFIGURASI PERMUKAAN ...................................................................... 1.1 Pengertian .................................................................................................... ......... 1.1.1 Penyimpangan rata-rata aritmetik dari garis rata-rata profil ....................... 1.1.2 Ketidak rataan ketinggian sepuluh Rz ......................................................... 1.1.3 Ketidak rataan ketinggian maksimum Rmax ................................................. 1.1.4 Harga-harga Ra dan Rz ................................................................................ 1.2 Lambang yang dipakai untuk menunjukan konfigurasi permkaan ...................... BAB II. TOLERANSI ................................................................................................... . 2.1 Pengertian ............................................................................................... .............. 2.2 Macam-macam Toleransi ..................................................................................... DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. ........ 3
BAB I KONFIGURASI PERMUKAAN 1.1 Pengertian Ada beberapa cara untuk menyatakan kekerasan permukaan .terutama sekali “penyimpangan rata-rata aritmetik dari gari rata-rata profil” di pergunakan ,sesuai perkembangan alat ukur ,dan persyaratan rencana .di beberapa negara di pakai “10 titik ketinggian Rz dari ketidak rataan “atau “ ketinggian Rmax dari ketidakrataan “ secara konvensional. Ketentuan-ketentuan dari tiga macam kekerasan permukaan dan nilai-nilai numeriknya di gariskan dalam ISO/R 468-1966 1.1.1Penyimpangan rata-rata aritmetik dari garis rata-rata profil Penyimpangan rata-rata aritmetik Ra ialah harga rata-rata dari ordinat-ordinat profil efektif berarti garis bentuk (contour) dari potongan permukaan efektif oleh sebuah bidang yang telah di 4
tentukan secara konvensional ,terhadap permukaan geometris ideal (lihat gambar). Ordinat-ordinat
(y1
,
y2
,y3
,........,yn
di
jumlahkan
tanpa
memperhitungkan tandanya .
Gb.1. Penyimpangan rata-rata aritmetik Ra dari garis rata-rata profil
1.1.2 Ketidakrataan ketinggian sepuluh titik Rz Ketidakrataan 10 titik Rz adalah jarak rata-rata antara lima puncak tertinggi dan lima lembah terdalam antara panjang contoh, yang di ukur dari garis sejajar dengan garis rata-rata ,
Gb.2. Ketinggian 10 titik Ra dari ketidakrataan 5
1.1.3 Ketidak rataan ketinggian maksimum Rmax Ketidakrataan ketinggian maksimum Rmax adalah jarak antara dua garis sejajar dengan garis rata-rata , dan menyinggung profil pada titik tertinggi dan terendah , antara panjang contoh (Gb.3).
Gb. 3. Tinggi maksimum Rmax dari ketidak rataan 1.1.4 Harga-harga Ra dan Rz Seri harga untuk Ra dan Rz merupakan sebuah deret ukur dengan angka banding 1,25 yang sama (di utamakan seri angka R 10*) . Harga kekerasan hanya membatasi harga kekerasan tertinggi .jika di pandang perlu untuk membatasi harga kekerasan maksimum , harus di berikan dua harga batasan.
Tabel penyimpangan aritmetik rata-rata Ra’ (satuan mikrometer)
Tabel Ketidak rataan ketinggian sepuluh titik Rz’ (satuan mikrometer)
6
Tabel hubungan antara Ra, Rz, dan Rmax
Dalam standar nasional ,seri dengan angka banding 2 (di utamakan seri angka R 10/3) atau 1,6 (di utamakan seri angka R 5) dapat di pergunakan .Dalam JIS (Japanese Industrial Standards) B 0601, seri R 10/3 di pakai. Hubungan antara Ra Rz dan Rmax tidak mudah di tentukan ,karena profil dari permukaannya mempengaruhi hubungannya. Sebagai referensi, dalam hal puncak-puncaknya dengan ketinggaan yang sama berada dalam satu baris, dapat di pakai hubungan yang terdapat pada tabel.
1.2
Lambang yang dipakai untuk menunjukkan konfigurasi
permukaan 1. Simbol Dasar Penunjukan Simbol dasar
terdiri atas dua garis yang membentuk sudut 60°
dengan garis yang tidak sama panjang. Garis sisi kiri minimal 4 mm dan garis sisi kanan dua kali garis sisi kiri. Ketebalan garis disesuaikan dengan besarnya gambar, biasanya diambil tebal garis 0,35 mm. 7
Gb. 13.5 Simbol kekasaran permukaan Apabila pengerjaan pada permukaan menggunakan mesin, symbol dasarnya ditambah garis sehingga membentuk segitiga sama sisi. Sementara itu, simbol menurut digunakan untuk menunjukkan bahwa kekasaran permukaan dicapai tanpa membuang bahan. 2. Simbol dengan Tambahan Nilai Kekasaran dan Perintah Pengerjaan Pengertian simbol yang disertai nilai kekasaran ditunjukkan pada Tabel 2, sedangkan Tabel 3 menjelaskan pengertian simbol yang disertai perintah pengerjaan. Tabel Simbol dengan Tambahan Kekasaran
8
1. Penunjukan konfigurasi permukaan khusus Tiap
petunjuk
mengenai
penanganan
(treatmen)
atau
pelapisan
(coating) harus dijelaskan pada garis perpanjangan.
9
Gambar penunjukan batas-batas maksimum dan minimum dari kekasaran permukaan(kiri) dan penunjukkan cara produksi(kanan).
Penunjukan untuk pengerjaan atau pelapisan
2. Lambang untuk menyatakan arah bekas pengerjaan Arah bekas pengerjaan adalah arah pola permukaan yang dominan, yang ditentukan oleh cara pengerjaan yang dipergunakan.
Gambar
penunjukan
arah
bekas
pengerjaan(kiri)
dan
penunjukan
kelonggaran mesin(kanan) 3. Penunjukan arah bekas pengerjaan
10
Gambar posisi keterangan-keterangan permukaan pada lambang
Lambang arah bekas pengerjaan
11
4. Pernyataan pada gambar Pernyataan konfigurasi permukaan dari tiap gambar
Gambar penunjukan lambang dalam gambar
Gambar Arah tulisan
dalam lambang
12
Gambar penunjukan lambang yang berhubungan dengan ukuran yang bersangkutan Catatan umum:
Menulis lambangnya dibelakang nomor benda Jika diperlukan konfigurasi permukaan yang sama untuk sebagian besar permukaan dari benda, perinciannya sama dengan di atas, dengan tambahan sebagai berikut: Tulisan “kecuali ditentukan lain” Atau sebuah lambang dasar (dalam kurung) tanpa suatu tanda apapun
atau
lambang-lambang
(dalam
kurung)
dari
konfigurasi permukaan khusus. Lambang pengecualian
untuk dari
konfigurasi
lambang
umum
permukaan,
yang
merupakan
ditunjukkanpada
permukaan-
permukaan yang bersangkutan.
Gambar penunjukkan konfigurasi untuk seluruh permukaan setelah nomor bagian
13
Gambar penunjukan konfigurasi permukaan utama dengan catatan
Gambar penunjukan konfigurasi utama dengan lambang dasar
Gambar penunjukan konfigurasi permukaan utama dengan lambang khusus
14
Gambar penyederhanaan keterangan
Gambar keterangan yang disederhanakan BAB II TOLERANSI 2.1 Pengertian TOLERANSI adalah suatu penyimpangan ukuran yang di perbolehkan atau diizinkan. Karena penyimpangan ini, benda yang di buat dengan memakai toleransi masih dapat di pasang atau di asembling. Bagianbagian atau peralatan dari suatu mesin dibuat oleh operator atau pekerjaan dalam suatu perusahaan sudah barang tentu dikerjakan dengan ukuran-ukuran yang bertoleransi. Kadang-kadang seorang pekerja hanya mengerjakan bagian mesin yang tertentu saja. Sedangkan pekerjaan yang lain mengerjakan bagian yang lainnya. Tetapi antara satu dengan yang lainnya dari bagian yang dikerjakan itu, harus bisa di pasang dengan mudah. Hal ini memungkinkan untuk memroduksi yang banyak atau besar-besaran. Oleh karena itu harus ada suatu setandar ketepatan ukuran yang harus dipatuhi dan dipakai sebagai pedoman di dalam mengerjakan suatu benda, agar bagian-bagian mesin itu dapat di pasang, bahkan di tukar dengan yang lainnya yang sejenis. ISO,
suatu
badan
internasional
yang
menentukan
tenteng
setandarisasi telah mengembngkan dan menentukan suatu standar toleransi ini, yang diikuti oleh negara-negara industri di seluruh dunia. 15
Gambar di atas adalah menunjukan diagram kedudukan daerah toleransi poros dan lubang. Garis O adalah garis batas, bagian yang di arsir adalah menunjukan daerah toleransi lubang. Di bawah garis dasar pada daerah yang diarsir adalah daerah toleransi poros . bila ukuran poros adalah minimum dan lubang maksimum maka kelonggaran adalah maksimum. Bila ukuran poros maksimum dan ukuran lubang minimum maka akan terjadi kelonggaran yang minimum.
16
2.2 Macam-macam Toleransi 1. Toleransi Ukuran Definisi dari toleransi ukuran adalah dua batas penyimpangan yang diijinkan pada setiap ukuran elemen. Toleransi memegang peranan yang vital pada proses produksi dikarenakan sangat sulitnya membuat suatu alat atau benda sesuai dengan ukuran yang tepat, karena menyangkut ketelitian dalam proses pengerjaannya. Selanjutnya toleransi ukuran dibedakan lagi menjadi: a) Toleransi Standar (Toleransi Internasional/IT) Besarnya toleransi ditentukan oleh ISO /R286 (sistem ISO untuk limit dan suaian) agar sesuai dengan persyaratan fungsional dan untuk keseragaman. ISO menetapkan 18 toleransi standar, yakni mulai dari IT 01, IT 0, IT 1, IT 2, sampai dengan IT 16.
Sedangkan untuk dasar satuan toleransi dari kualitas 01 – 1, harga toleransi standarnya dapat dihitung dengan rumus pada tabel berikut: Nilai dalam µm
IT 01 0,3 + 0,008 D
IT 0 0,5 + 0,012 D
IT 1 0,8 + 0,0 20 D
untuk D dalam µm Secara garis besar, gambaran secara umum dari hubungan antara pengelompokan kualitas toleransi ini dengan proses pengerjaannya adalah sbb. 1. Kualitas 1 – 4 adalah untuk pengerjaan yang sangat teliti. Misalnya pembuatan alat ukur, instrumen optik, dll. 2. Kualitas 5 – 11 untuk proses pengerjaan dengan permesinan biasa, termasuk untuk komponen-komponen yang mampu tukar. 3. Kualitas 12 – 16 untuk proses pengerjaan yang kasar, seperti pengecoran, penempaan, pengerolan, dsb. 17
b) Toleransi Umum dan Toleransi Khusus 1. Toleransi Umum Toleransi umum diberikan untuk ukuran yang tidak memerlukan ketelitian atau bukan merupakan bagian dari benda berpasangan (suaian). Nilai toleransi umum selalu memilki batas penyimpangan atas dan batas penyimpangan bawah yang sama. Besarnya toleransi ini ditentukan oleh tingkat kualitas (kekasaran permukaan) dan ukuran dasar. 2. Toleransi Khusus Toleransi khusus merupakan suatu toleransi yang nilainya di luar toleransi umum dan suaian. Nilai toleransinya lebih kecil daripada nilai toleransi umum, namun lebih besar daripada nilai toleransi suaian. 3. Toleransi suaian Suaian adalah suatu kekekatan
atau
istilah
kelonggaran
untuk yang
menggambarkan mungkin
tingkat
dihasilkan
dari
penggunaan kelegaan atau toleransi tertentu pada elemen mesin yang berpasangan. Ada empat macam suaian pada elemen mesin, yakni: 1. Suaian longgar (clearance fit) Suaian ini selalu menghasilkan kelonggaran (celah bebas) dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros. 2. Suaian sesak (interference fit) Suaian yang selalu menghasilkan kesesakan, dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros. 3. Suaian pas (transition fit) Suaian ini dapat menghasilkan celah bebas atau interferensi, namun poros harus dipaksakan masuk ke dalam lubang dengan kelegaan negatif. 4. Suaian garis Batas – batas ukuran ditentukan sedemikian sehingga celah bebas atau kontak antar permukaan akan terjadi apabila elemen mesin yang berpasangan dirakit. Berikut ini dicantumkan beberapa istilah toleransi untuk elemen tunggal dan suaian yang seringkali dipakai : Ukuran dasar atau ukuran nominal adalah ukuran pokok yang ditulis sebelum disertai angka-angka batas penyimpangan yang diijnkan. 18
Jenis Jenis Penyimpangan:
Penyimpangan atas adalah penyimpangan ke arah atas ukuran maksimum. Ukuran maksimum adalah ukuran terbesar yang masih diperbolehkan. Besarnya ukuran maksimum = ukuran dasar + penyimpangan atas.
Penyimpangan bawah adalah penyimpangan ke arah bawah penyimpangan minimum. Ukuran minimum adalah ukuran terkecil yang masih diperbolehkan. Besarnya ukuran minimum = ukuran dasar + penyimpangan bawah.
Istilah-istilah
Garis nol Garis nol adalah garis dasar atau garis dengan penyimpangan nol. Ukuran sesungguhnya Ukuran sesungguhnya adalah ukuran jadi atau ukuran yang didapat setelah benda selesai dibuat, yang dapat diketahui dengan
menggunakan alat ukur. Kelonggaran (Clearance) Kelonggaran adalah selsih kelonggaran antara luna gdengan poros dimana ukuran lubang lebih besar daripada ukuran poros. Kelonggaran maksimum adalah seliisih antara lubang terbesar dengan poros terkecil dalam suatu suaian longgar. Kelonggaran minimum adalah selisih ukuran lungan terkecil
dengan poros terbesar dalam suatu suaian longgar. Kesesakan (Interference) Kesesakan adalah suatu nilai selisih ukuran antara lubang dengan poros, dimana ukuran poros lebih besar daripada ukuran lubang. Kesesakan maksimum adalah selisih ukuran antara lubang terkecil dengan poros terbesar pada suaian sesak. Kesesakan minimum adalah selisih ukuran antara lubang terbesar dengan poros terkecil pada suaian sesak.
Contoh pemberian toleransi pada sebuah lubang dan poros: a. 30H7
b. 40g6
Keterangan: a. Suatu lubang denganukuran dasar 30 mm, posisi daerah toleransinya H, dan
kualitasnya 7.
19
b. Suatu poros dengan ukuran dasar 40 mm, posisi daerah toleransinya g, dan
kualitasnya 6
2. Toleransi Geometrik Toleransi geometrik adalah toleransi yang membatasi penyimpangan bentuk, posisi tempat, dan penyimpangan putar terhadap suatu elemen geometris. Toleransi geometrik pada dasarnya memberikan kesempatan untuk
memperlebar
persyaratan
dari
toleransi
ukuran.
Pemakaian
toleransi geometrik hanya dianjurkan apabila memang perlu untuk meyakinkan ketepatan komponen menurut fungsinya. Sebuah toleransi geometrik dari suatu elemen menentukan daerah di mana elemen tersebut harus berada. Maka, sesuai dengan sifat dari daerah yang akan diberi toleransi dan cara memberi ukuran, daerah toleransi dikelompokkan menjadi berikut. 1. Luas dalam lingkaran (selanjutnya dilambangkan dengan #1) 2. Luas antara dua lingkaran sepusat (selanjutnya dilambangkan dengan #2) 3. Luas antara dua garis yang berjarak sama, atau dua garis lurus sejajar (selanjutnya dilambangkan dengan #3) 4. Ruang dalam bola (selanjutnya dilambangkan dengan #4) 5. Ruang dalam silinder (selanjutnya dilambangkan dengan #5) 6. Ruang
antara
dua
silinder
bersumbu
sama
(selanjutnya
dilambangkan dengan #6) 7. Ruang antara dua permukaan berjarak sama atau dua bidang sejajar (selanjutnya dilambangkan dengan #7) 8. Ruang dalam sebuah kubus (selanjutnya dilambangkan dengan #8) Berikut ini gambaran mengenai hubungan antara sifat yang diberi toleransi dan daerah toleransi diberikan dalam suatu tabel. Daerah Toleransi #1 Sifat-sifat Simbol
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
• •
•
yang diberi toleransi Kelurusan Kedataran Kebulatan
•
•
• 20
Kesilindrisan Profil garis Profil
• • •
permukaan Kesejajaran Ketegaklurus an Ketirusan Posisi Konsentrisitas
• • • •
• •
• •
•
• •
• •
• •
• •
• •
dan koaksialitas Kesimetrisan Putar tunggal Putar total
•
• •
• •
•
Hubungan antara toleransi geometrik dengan toleransi ukuran ada dua macam dibedakan menurut :
Menurut Prinsip Ketidakbergantungan
Definisi Prinsip Ketidakbergantungan adalah,“Tiap persyaratan yang diperinci dalam gambar, seperti misalnya toleransi ukuran dan toleransi bentuk atau posisi harus ditentukan secaa bebas tanpa menghubungkan pada ukuran, toleransi atau sifat manapun kecuali ditentukan oleh suatu hubungan khusus.” Maka bila tidak ditemukan adanya hubungan antara ukuran dan toleransi bentuk atau posisi, toleransi bentuk atau posisi itu dianggap tidak memiliki hubungan.
Menurut Prinsip Bahan Maksimum
Definisi Prinsip Bahan Maksimum adalah,”Pemberian toleransi yang memperhitungkan ketergantungan timbal balik antara toleransi ukuran dengan toleransi bentuk atau posisi serta adanya tambahan harga toleransi dari bentuk atau posisi pada bagian tertentu yang menyimpang asalkan tidak melanggar batas-batas maksimum dan minimumnya”
21
Prinsip bahan maksimum mengsumsikan bahwa terdapat hubungan timbal balik antara toleransi ukuran dengan toleransi bentuk atau posisi. Kondisi bahan maksimum pada sebuah poros adalah ukuran batas terbesar dari poros tersebut. 3. Konfigurasi Kekasaran Permukaan Konfigurasi
permukaan
yang
mencakup
antara
lain
kekasaran
permukaan dan bekas pengerjaan (tekstur), memegaang peranan penting dalam perencanaan suatu elemen mesin, yakni berhubungan dengan gesekan, keausan, pelumasan, tahanan, kelelahan, kerekatan, suaian, dan sebagainya. Nilai kekasaran rata-rata aritmetik (Ra) telah diklasifikasikan oleh ISO menjadi 12 tingkat kekasaran, daari N1 sampai dengan N12 Kekasaran (Ra)
Tingkat Kekasaran
Panjang Sampel
(µm) 50
N12
(µm) 8
25 12.5
N11 N10
2.5
6.3 3.2
N9 N8
0.8
1.6
N7
0.8
N6
0.4 0.2
N5 N4
0.1
N3
0.05 0.025
N2 N1
0.25
0.08
22
DAFTAR PUSTAKA
Drs. Hantoro Sirod dan Drs. Pardjono; MENGGAMBAR MESIN 1, PT.
Hanindita, Yogyakarta, 1983. Giesecke, Mitchell, dkk; TECHNICAL DRAWING, Erlangga, Jakarta, 2001.
23
