77425765 kekasaran permukaan klpk 5

LAPORAN PRAKTIKUM

METROLOGI INDUSTRI

MODUL 4 : KEKASARAN PERMUKAAN

Disusun Oleh : JOSSY KOLATA (1007121681)

KELOMPOK 5

LABORATORIUM PENGUKURAN PROGRAM STUDI SARJANA JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

2012

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK – UNVERSITAS RIAU | i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat, taufiq, dan hidayahnya sehingga penulis dapat

menyelesaikan “laporan praktikum metrologi” yang membahas pengukuran

kekasaran permukaan tepat pada waktunya dengan hasil yang baik.

Laporan ini berisi teori-teori dasar mengenai kekasaran permukaan , cara

penggunaan alat ukur kekasaran permukaan. Prosedur praktikum yang sangat

berguna untuk mendapatkan hasil yang baik pada saat ingin melakukan

pengukuran menggunakan alat ukur kekasaran permukaan penulis isikan

dalam laporan ini, Laporan ini juga berisi data analisa dari praktikan

berdasarkan data yang didapatkan selama praktikum. Gambar-gambar yang

mendukung penulis lampirkan dalam laporan ini.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan yang terdapat pada laporan

ini baik dari segi isi maupun dari segi penulisannya. Sehingga penulis

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk perbaikan

laporan-laporan berikutnya. Semoga laporan ini bermanfaat dan dapat

membantu dalam pelaksanaannya.

Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih.

Pekanbaru, Desember 2011

Penulis

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK – UNVERSITAS RIAU | ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................................... i

DAFTAR ISI ............................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... iv

DAFTAR NOTASI ....................................................................................... v

BAB I ........................................................................................................1

PENDAHULUAN .........................................................................................1

1.1 Latar Belakang ..............................................................................1

1.2 Tujuan Praktikum ..........................................................................1

1.3 Alat-Alat yang Digunakan ...............................................................1

1.4 Benda Ukur ...................................................................................2

1.5 Pelaksanaan Praktikum ..................................................................2

BAB II ......................................................................................................3

TEORI DASAR ...........................................................................................3

2.1 Pengertian Kekasaran Permukaan ...................................................3

2.11 Permukaan dan Profil .............................................................3

2.12 Parameter Kekasaran Permukaan ............................................4

2.13 Pembahasan Harga Parameter Kekasaran Permukaan ...............7

2.2 Alat Ukur Kekasaran Permukaan ................................................... 10

2.21 Bagian-bagian Alat Ukur Kekasaran Permukaan ...................... 12

BAB III ................................................................................................... 14

DATA PENGAMATAN ................................................................................ 14

BAB IV .................................................................................................... 18

ANALISIS DAN KESIMPULAN .................................................................... 18

4.1 Analisis ....................................................................................... 18

4.2 Kesimpulan ................................................................................. 19

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 20

LAMPIRAN .............................................................................................. 21

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK – UNVERSITAS RIAU | iii

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 2.1 BEBERAPA ORIENTASI BIDANG POTONG PADA PERMUKAAN .......................4

GAMBAR 2.2 POSISI PROFIL REFERENSI, PROFIL TENGAH, PROFIL AKAR TERHADAP PROFIL

TERUKUR, UNTUK SATU PANJANG SAMPEL. ...................................................5

GAMBAR 2.3 ANALISA PROFIL TERUKUR DALAM ARAH SUMBU GERAK SENSOR ALAT UKUR.

SATUAN ANALISIS PADA ARAH ML ADALAH DALAM MM. ....................................6

GAMBAR 2.4 KURVA ABBOTT, HUBUNGAN ANTARA KEDALAMAN C (ΜM) DENGAN BAGIAN

PANJANG PENAHAN TP (%) .....................................................................7

GAMBAR 2.5 PROFIL “BERDURI” DAN PROFIL “BERCELAH”. KEDUA PROFIL TERUKUR INI ...8

GAMBAR 2.6 PENENTUAN KETINGGIAN GELOMBANG W UNTUK PROFIL BERGELOMBANG ....8

GAMBAR 2.7 SENSOR ALAT UKUR KEKASARAN PERMUKAAN MENGGUNAKAN PENGUBAH

(MEKANO) OPTO-ELEKTRIK .................................................................... 10

GAMBAR 2.8 PICK-UP (PU-A2) ...................................................................... 12

GAMBAR 2.9 PRINSIP OPTO-MEKANIK ............................................................... 12

GAMBAR 2.10 DRIVE UNIT ............................................................................ 12

GAMBAR 2.11 AMPLIFIER.............................................................................. 13

Gambar 3.1 Grafik hasil pengukuran..........................................................14

GAMBAR 3.2 GRAFIK HASIL PENGUKURAN DENGAN PARAMETER-PARAMETER ............... 14

Gambar 1. meratakan meja rata ............................................................... 21

GAMBAR 2. POSISI WATER PAS (A,B) DIAGONAL (C,D) HORIZONTAL ........................ 21

GAMBAR 3. POSISI BENDA UKUR ..................................................................... 21

GAMBAR 4. KALIBRASI DRIVER UNIT ................................................................. 21

GAMBAR 5. PEMBACAAN GRAFIK ...................................................................... 21

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK – UNVERSITAS RIAU | iv

DAFTAR TABEL

TABEL 2.1 BEBERAPA PROFIL TEORITIK DENGAN HARGA PARAMETER “KEKASARANNYA” .................. 9

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK – UNVERSITAS RIAU | v

DAFTAR NOTASI

Simbol keterangan satuan

Ra Kekasaran rata-rata aritmetik ( m)

Rg Kekasaran rata-rata kuadratik ( m)

Rz Kekasaran total rata-rata ( m)

kekasaran total ( m)

kekasaran perataan ( m)

panjang sampel (mm)

R1,2,3,4,5 jarak profil alas ke puncak tertinggi profil terukur (titik)

R6,7,8,9,10 jarak profil alas kelembah terendah profil terukur (titik)

H1,2,3,...,32 jarak profil tengah ke profil terukur (titik)

Y1,2,3,...,32 jarak profil referensi keprofil terukur (titik)

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK – UNVERSITAS RIAU | 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada proses pembuatan komponen alat-alat industri ataupun pemesinan

yang menggunakan mesin perkakas memiliki tingkat kekasaran yang berbeda-

beda. Sedangkan dalam proses assembly suatu alat dibutuhkan tingkat

kekasaran yang baik pada beberapa komponen. Seperti pemasangan poros

dengan lubang dan lain sebagainya. Kekasaran permukaan sangat

berpengaruh pada kualitas assembly suatu komponen, karena semakin baik

kekasaran permukaan yang digunakan maka akan semakin bagus alat

tersebut dalam beroperasi. Pada metrologi dan kontrol kualitas di bahas cara

untuk memahami dan mengidentifikasi suatu kekasaran permukaan pada

suatu profil. Untuk menunjang materi kekasaran permukaan yang dijelaskan

dalam metrologi dan kontrol kualitas dilakukan praktek secara langsung yang

di laksanakan di laboratorium pengukura bahan.

1.2 Tujuan Praktikum

Pada pelaksanaan praktikum kekasaran permukaan dilaboratorium

pengukuran bahan bertujuan untuk :

1. Mahasiswa dapat mengenal alat kekasaran permukaan dan prinsip

kerjanya.

2. Mahasiswa dapat menggunakan alat ukur kekasaran permukaan dengan

prosedur yang benar, dari hasil yang didapatkan mahasiswa mampu

mendapatkan parameter-parameter yang dibutuhkan dalam menganalisa

kekasaran permukaan suatu profil.

3. Dalam pengukuran yang berulang mahasiswa dapat mengetahui

perbedaan-perbadaan hasil yang di dapatkan.

4. Untuk melatih disiplin dan tanggung jawab kepada mahasiswa.

1.3 Alat-Alat yang Digunakan

Dalam pelaksanaan praktikum kekasaran permukaan dilaboratorium

pengukuran bahan alat-alat yang digunakan adalah :

1. Meja rata

Digunakan sebagai dudukan Drive Unit, Pick-up, dan benda ukur.

2. Water pas

Digunakan sebagai pengukur kerataan dan kedataran meja rata.

3. Alat ukur kekasaran permukaan yang terdiri atas :

A. Drive Unit (DR-30x31 )

B. Pick-up (PU-A2)

C. Amplifier (AS-1700)


1.4 Benda Ukur

Benda ukur yang digunakan pada praktikum kekasaran permukaan

adalah :

1. Spesimen kalibrasi alat ukur kekasaran permukaan

1.5 Pelaksanaan Praktikum

Dalam praktikum mengukur kekasaran permukaan terdapat beberapa

prosedur yang harus diperhatikan agar praktikum berjalan dengan baik.

1. Siapkan alat dan bahan

2. Atur posisi meja rata, lalu meja rata diukur kerataan dan kedataran nya

menggunakan water pas pada empat posisi yang berbeda-beda.

3. Alat ukur kekasaran permukaan di rangkai di atas meja rata dan

rangkaian disesuaikan dengan standart ISO, lalu setelah alat ukur selesai

di rangkai dan telah dihubungkan dengan arus listrik, amplifier dapat

dihidupkan ( minta bantuan instruktur).

4. Benda kerja diletakkan dibawah jarum sensor yang terdapat pada Pick-up.

5. Alat ukur dikalibrasi dengan mengatur set meter posisi nol.

6. Lakukan pengambilan data yang dapat dilihat pada layar Amplifier yang

berupa grafik kekasaran permukaan profil yang terukur.

7. Grafik dapat langsung di cetak dari amplifier agar untuk mencari

parameter yang terdapat pada grafik kekasaran permukaan dapat dengan

mudah dilakukan.

8. Lakukan analisa pada grafik untuk mendapatkan parameter-parameter

yang dibutuhkan berdasarkan teori yang dipelajari.


BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Kekasaran Permukaan

Kekasaran permukaan adalah salah satu penyimpangan yang disebabkan

oleh kondisi pemotongan dari proses pemesinan. Sedangakan permukaan itu

sendiri ialah batas yang memisahkan benda padat dengan sekelilingnya.

Karakter suatu permukaan memegang peranan penting dalam perancangan

komponen mesin/peralatan. Dimana karakterisktik permukaan dinyatakan

dengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan,

tahanan kelelahan, dan lain-lain. Karakteristik perancangan sedapat mungkin

harus dipenuhi oleh si pembuat komponen.

Kekasaran permukaan dapat diwakilkan kedalam sebuah grafik yang

memiliki bentuk yang sama dengan profil yang diukur. Grafik tersebut

merupakan pembesaran dari kekasaran permukaan pada profil tersebut. Dari

grafik yang didapatkan tersebut, dapat dicari beberapa parameter-parameter

guna menganalisa dan mengidentifikasi konfigurasi suatu permukaan.

2.11 Permukaan dan Profil

Karena ketidaksempurnaan alat ukur dan cara pengukuran maupun cara

evaluasi hasil pengukuran maka suatu permukaan sesungguhnya (real

surface) tidaklah dapat dibuat tiruan/duplikatnya secara sempurna.”Tiruan

permukaan” Hasil pengukuran hanya bisa mendekati bentuk / konfigurasi

permukaan yang sesungguhnya dan disebut sebagai permukaan terukur

(measured surface ). Sebagai contoh, suatu celah atau retakan yang sempit

pada permukaan tidak akan dapat diikuti oleh jarum peraba (stylus) alat ukur

karena dimensi ujung jarum ini lebih besar daripada ukuran celah.

Karena terjadinya berbagai penyimpangan selama proses pembuatan

maka pengukuran geometrik ideal (geometrically ideal surface), yaitu

permukaan yang dianggap memiliki bentuk yang sempurna, tidaklah dapat

dibuat. Dalam praktek seorang perancang akan menuliskan syarat permukaan

pada gambar teknik dengan menggunakan cara yang mengikuti suatu aturan

(standart) yang tertentu. Suatu permukaan seperti yang diisyaratkan pada

gambar teknik ini disebut sebagai permukaan nominal (nominal surface).

Mengukur dan menyatakan besaran yang diukur bagi suatu permukaan

secara tiga dimensi sangat sulit dilakukan, maka dilakukan suatu pembatasan.

Permukaan hanya dipandang sebagai penampang permukaan yang dipotong

(yang ditinjau relatif terhadap permukaan dengan geometrik ideal) secara

tegak lurus (normal), serong (oblique), atau singgung (tangensial). Bidang

pemotongan juga dapat diatur orientasinya sehingga “sejajar” permukaan lalu

digeser ke “dalam” permukaan dengan jarak kedalaman yang sama


(equidistant). Untuk pemotongan normal dan serong, garis hasil pemotongan

disebut profil.

Gambar 2.1 beberapa orientasi bidang potong pada permukaan

2.12 Parameter Kekasaran Permukaan

Untuk memproduksi profil suatu permukaan, sensor/peraba (stylus) alat

ukur harus digerakkan mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan

jarak yang telah ditentukan lebih dahulu. Panjang lintasan ini disebut dengan

panjang pengukuran (transversing length; ). Sesaat setelah jarum bergerak

dan sesaat sebelum jarum berhenti secara elektronik alat ukur melakukan

perhitungan berdasarkan data yang dideteksi oleh jarum peraba. Bagian

panjang pengukuran dimana dilakukan analisis profil permukaan disebut

dengan panjang sampel (sampling length ; ), (biasanya untuk satu panjang

pengukuran terdiri atas beberapa panajang sampel, dan secara otomatis alat

ukur akan merata-ratakan hasil yang diperolehnya). Reproduksi profil

sesungguhnya adalah seperti yang ditunjukkan gambar 2.1. dengan

penambahan keterangan mengenai beberapa istilah profil yang penting yaitu :

1. Profil Geometrik Ideal (geometrically ideal profile)

Adalah profil permukaan sempurna (dapat berupa garis lurus, lengkung,

atau busur).

2. Profil Terukur (measured surface )

Merupakan profil permukaan terukur.

3. Profil Referensi/Acuan/Puncak (reference profile )

Adalah profil yang digunakan sebagai acuan untuk menganalisis

ketidakteraturan konfigurasi permukaan. Profil ini dapat berupa garis

lurus atau garis dengan bentuk sesuai dengan profil geometrik ideal, serta

menyinggung puncak tertinggi profil terukur dalam suatu panjang sampel.

(oleh karena itu, disebut pula profil puncak atau cust-line).


4. Profil Akar/Alas (root profile)

Yaitu profil refernsi yang digeserkan kebawah (arah tegak lurus terhadap

profil geometrik ideal pada suatu panjang sampel) sehingga menyinggung

titik terendah profil terukur.

5. Profil Tengah (center profile)

Adalah nama yang diberikan kepada profil referensi yang digeserkan

kebawah (arah tegak lurus terhadap profil geometrik ideal pada suatu

panjang sampel) sedemikian rupa sehingga jumlah luas bagi daerah-

daerah diatas profil tengah sampai ke profil terukur adalah sama dengan

jumlah luas daerah – daerah dibawah profil tengahg sampai profil terukur

( pada gambar 2.12 ditunjukkan dengan daerah-daerah yang diarsir

dengan kemiringan garis arsir yang berbeda).

Gambar 2.2 Posisi profil referensi, profil tengah, profil akar terhadap profil terukur,

untuk satu panjang sampel.

Berdasarkan profil-profil yang diterangkan diatas, dapat didefinisikan

beberapa parameter permukaan, yaitu yang berhubungan dimensi pada arah

tegak dan arah memanjang/mendatar. Untuk dimensi arah tegak dikenal

beberapa parameter, yaitu :

1. Kekasaran total (peak to valley height / total height ); ( )

Adalah jarak antara profil referensi dengan profil alas.

2. Kekasaran perataan (defth of surface smoothness); ( )

Adalah jarak rata-rata antara profil referensi dengan profil terukur

∫

3. Kekasaran rata-rata aritmetik (mean roughness indek); ( )

Adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak antara profil

terukur dengan profil tengah.

∫| |


4. Kekasaran rata-rata kuadratik (root mean square height); ( )

Adalah akar bagi jarak kuadrat rata-rata antara profil terukur dengan

profil tengah.

√

∫

5. Kekasaran total rata-rata, ( )

Merupakan jarak rata-rata profil alas ke profil terukur pada lima puncak

tertinggi dikurangi jarak rata-rata profil alas ke profil terukur pada lima

lembah terendah.

∑( ) (

Selanjutnya, untuk dimensi arah mendatar (sesuai dengan arah gerak

sensor alat ukur ) diterangkan beberapa parameter, antara lain (lihat pada

gambar 2.3a)

Gambar 2.3 analisa profil terukur dalam arah sumbu gerak sensor alat ukur.

satuan analisis pada arah ml adalah dalam mm.

1. Lebar gelombang (waviness width ); ( )

Adalah rata-rata aritmetik bagi semua jarak a1 diantara dua buah puncak

gelombang (profil terukur) yang berdasarkan pada suatu panjang sampel

.

2. Lebar kekasaran (roughness width); ( )

Rata-rata aritmetik bagi semua jarak diantara dua puncak kekasaran

profil terukur yang berdekatan pada suatu panjang sampel


3. Panjang penahan (bearing length); ( )

Apabila profil referensi digeserkan kebawah sejauh c (dalam ) akan

memotong profil terukur sepanjang . Panjang penahan

adalah jumlah proyeksinya (pada profil referensi atau profil

geometrik ideal,lihat gambar 2.3b) karena untuk harga c (dalam )

akan memberikan harga tertentu, maka pada waktu penulisan perlu

juga di jelaskan harga c ini, misalnya ..., Yang berarti harga ini

didapat untuk pergeseran c sebesar 0,25 .

4. Bagian panjang penahan (bearing length fraction), ( )

Adalah hasil bagi panjang penahan terhadap panjang sampelnya.

Apabila c mencapai harga maksimum, yaitu sama dengan harga ,

harga akan sama dengan harga , dengan demikian mencapai harga

. Selanjutnya, dapat dibuat suatu kurva yang menggambarkan

hubungan antara c dengan , dan kurva ini dikenal dengan nama kurva

Abbott (Abbott curve ). Untuk setiap profil akar mempunyai kurva abbott

dengan bentuk tertentu, sehingga dapat dianggap sebagai salah satu

karakteristik konfigurasi permukaan yang bersangkutan.

Gambar 2.4 kurva abbott, hubungan antara kedalaman c (μm) dengan bagian

panjang penahan Tp (%)

2.13 Pembahasan Harga Parameter Kekasaran Permukaan

Sebagaimana yang telah disinggung di muka, parameter kekasaran

permukaan merupakan besaran panjang yang direkayasa orang guna

mengidentifikasikan suatu permukaan. Suatu paremeter dikatakan ideal jika

perbedaan yang bagaimanapun spesifiknya dapat diketahui dan perbedaan

hasil pengukuran berdasarkan parameter tersebut. Karena kompleksitas suatu

permukaaan maka sulit untuk membuat parameter yang ideal. Hal ini dapat

ditunjukkan melalui ulasan berikut ini :


Gambar 2.5 profil “berduri” dan profil “bercelah”.

Pertama-tama marilah kita tinjau dua buah profil permukaan yang "istimewa"

seperti gambar 2.5 Salah satu profil mempunyal tonjolan-tonjolan yang tajam

sedang yang lainnya mempunyai celah-celah yang sempit. Bila diukur, ke dua

profil ini akan memberikan harga Ra yang kurang lebih sama. Demikian pula

halnya dengan harga Rt nya. Perbedaan ke dua profil ini hanya terletak pada

harga Rp-nya. Oleh karena itu, untuk memberikan informasi yang lebih lengkap

mengenai konfigurasi permukaan, dikemukakan suatu parameter baru yang

disebut dengan parameter bentuk yang dapat dinyatakan dengan memakai salah

satu dari dua cara pernyataan berikut:

1. Koefisien lekukan, Ku

Adalah kekasaran perataan dibagi dengan kekasaran total.

2. Koefisien kelurusan, Kv

Merupakan komplemen suatu koefisien lekukan.

Untuk suatu profil yang mempunyai kombinasi ketidakteraturan yang

berbentuk gelombang dan sekaligus juga kekasaran harus di usahakan untuk

memisahkan tingkatan ketidakteraturan tersebut. Caranya, dengan mengambil

dua panjang sampel yang berbeda yaitu panjang sampel gelombang dan

panjang sampel kekasaran. Jadi harga rata-rata aritmatik Ra untuk beberapa

panjang sampel kekasaran yang diukur pada beberapa tempat di dalam

panjang sampel gelombang dapat dikurangkan dari harga Ra yang di dapat

dari pengukuran untuk satu panjang sampel gelombang tersebut.(gambar 2.6)

Gambar 2.6 penentuan ketinggian gelombang W untuk profil bergelombang


Dan hasil ini dapat didefenisikan suatu parameter lain yang disebut

ketinggian / kekasaran gelombang, W (waviness height). Untuk satu panjang

sampel gelombang , W adalah jarak antara profil dasar dengan profil referensi

yang telah digeser sejauh harga rata-rata Rt untuk beberapa panjang sampel

kekasaran.

Dimana :

=

∑

Untuk mengetahui karakteristik suatu permukaan akan diperoleh hasil

yang lebih baik jika dilakukan dengan cara merata-ratakan hasil pengukuran

pada beberapa tempat. Arah gerak sensor alat ukur (arah pengukuran) adalah

sembarang, kecuali jika ada ketentuan bahwa arah pengukuran harus tegak

lurus terhadap alur-alur bekas pengerjaan (dan ini merupakan cara yang

banyak di praktekkan). Apabila arah telah ditentukan, pengukuran yang

dilakukan pada beberapa tempat harus menggunakan arah gerak sensor yang

sama. Jadi, garis-garis pengukuran harus sejajar.

Secara teoretik dapat dimisalkan bentuk suatu profil permukaan.

Kemudian, dihitung parameter permukaannya berdasarkan rumus

matematiknya. Tabel 2.1 berikut adalah contoh beberapa bentuk profil

teoretik dengan perbandingan harga-harga parameter "kekasarannya".

Tabel 2.1 Beberapa profil teoritik dengan harga parameter “kekasarannya”


2.2 Alat Ukur Kekasaran Permukaan

Dalam mengidentifikasi adanya kekasaran dapat dibantu pada alat ukur

kekasaran permukaan. Alat ukur kekasaran permukaan memiliki prinsip kerja

jenis opto-elektrik yang dirancang dengan penggabungan beberapa prinsip

dasar berikut :

1. Fotosel (photocell / photodicate)

Fotosel merupakan komponen elektronik yang peka terhadap sinar yang

jatuh pada permukaan aktifnya.

2. Berkas cahaya dari suatu sumber cahaya (lampu atau LED (light emiting

diode)) diarahkan oleh sistem optik agar dapat mengenai fotosel.

3. Suatu sistem optik (gabungan opto-mekanik) yang dirancang untuk

mendeteksi perubahan gerakan, diusahakan untuk mengubah intensitas

cahaya yang mengenai fotosel yaitu pada saat terjadi perubahan gerakan.

4. Pengolahan sinyal fotosel (besaran listrik) sedemikian rupa sehingga

korelasi (hubungan) antara perubahan intensitas cahaya dengan

perubahan gerakan dapat dibaca dengan kecermatan tertentu.

Alat ukur permukaan dengan prinsip kerja yang dijelaskan dapat dilihat

pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.7 sensor alat ukur kekasaran permukaan menggunakan pengubah

(mekano) opto-elektrik

Sensor yang berupa ujung jarum diatur sehingga menempel pada

permukaan yang akan diukur kekasarannya (sampai penunjuk skala berhenti

pada posisi nol). Sistem mekanik, optik, elektrik, dan pengolah data

pengukuran berpungsi sebagai berikut :


1. Sistem Mekanik

Akibat tekanan pegas pada batang ayun sensor akan selalu menempel

pada permukaan. Poros alat ukur digeserkan (digerakkan oleh motor yang

dikontrol kecepatannya). Sepanjang sampel kekasaran dan sensor

menggeser sambil bergerak turun naik mengikuti profil permukaan.

Gerakkan sensor menggoyangkan batang ayun pada engselnya dan pelat

bercelah mengikutinya sesuai dengan perbandingan jarak sensor engsel

dan pelat engsel.

2. Sistem Optik

Berkas cahaya diarahkan pada sepanjang fotosel melalui celah. Akibat

goyangan celah, kedua fotosel akan menerima cahaya dengan bergantian

intensitasnya. Saat celah bergerak keatas fotosel yang diatas akan

menerima cahaya dengan intensitas yang lebih besar dari pada yang

diterima fotosel yang berada di bawah, dan begitu juga sebaliknya.

3. Sistem Elektrik

Perubahan sinyal listrik karena perubahan intensitas cahaya pada

sepanjang fotosel secara sistematik mengikuti irama goyangan celah (naik

turunnya sensor mengikuti profil permukaan) dapat diproses secara

elektronik.

4. Sistem Pengolah Data

Grafik kekasaran permukaan ini adalah hasil pengubahan sinyal sensor

menjadi sinyal analog besaran listrik (ampere) dan direkam dengan

perekam jenis galvanometer.

Alat ukur kekasaran permukaan memiliki kapasitas ukur yang terbatas

(0,1 mm). Kapasitas pengukuran dapat diperpanjang dengan membuat

batang pengubah intensitas cahaya sama dengan batang skala inductosin

(kapasitas ukur panjang skala dikurangi panjang slider). Pengubah intensitas

cahaya dapat berupa batang skala terbuat dari gelas (transparan). Dengan

teknik fhotoligrafi garis-garis skala dibuat dipermukaan gelas dengan

kecermatan yang sangat tinggi (pits ; p=0,008 mm) dan dinamakan sebagai

skala ukur.

Reaksi fotosel atas cahaya yang datang pada permukaan aktifnya dapat

dianggap sebagai dua kondisi, yaitu : kondisi ON (satu) dan kondisi OFF (nol).

a) Kondisi ON

Skala pada slider akan menempati posisi yang sama dengan skala

pada batang skala dan berkas cahaya dapat melewati celah-celah

antar garis.


b) Kondisi OFF

Garis-garis skala pada slider menempati posisi yang persis pada celah

antar garis-garis pada batang skala sehingga berkas cahaya tidak

bisa lewat.

2.21 Bagian-bagian Alat Ukur Kekasaran Permukaan

Pada alat ukur kekasaran permukaan terdiri dari beberapa bagian-bagian

yang memiliki pungsi berbeda. Bagian-bagian alat ukur akan di jelaskan

sebagai berikut :

1. Pick-up (PU-A2)

Gambar 2.8 Pick-up (PU-A2)

Pick-up digunakan sebagai sensor yang memiliki prinsip kerja opto-

mekanik. Pada pick-up terdapat batang ayun sebagai dudukan sensor dan

pengubah gerakan sensor pada batang membuat pelat pada ujung lain batang

ikut bergerak. Cahaya yang dipantulkan ke pelat akan melewati lubang pada

pelat. Lalu naik-turunnya cahaya diterima oleh fotosel. Skematik pada pelat

dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.9 prinsip opto-mekanik

2. Drive Unit (DR-30x31)

Gambar 2.10 Drive Unit


Drive unit merupakan alat elektrik yang menerima respon dari pick-up.

Pada drive unit terdapat kalibrasi agar pengukuran yang didapatkan sesuai

acuan standart. Drive unit merupakan alat pencatat yang dihasilkan oleh

fotosel.

3. Amplifier (AS-1700)

Gambar 2.11 Amplifier

Pada amplifier ini merupakan alat yang membantu menampilkan grafik

yang dibaca oleh drive unit. Pada amplifier terdapat layar, lalu proses

pengukuran dilakukan pada amplifier. Hasil grafik yang didapatkan dapat di

cetak pada kertas grafik agar dapat di analisa mengenai parameter yang di

dapatkan dari grafik profil benda ukur.


BAB III

DATA PENGAMATAN

Pada praktikum yang dilaksanakan di laboratorium pengukuran bahan,

pengukuran kekasaran permukaan dilakukan pada sebuah benda ukur yaitu

spesimen kalibrasi untuk alat ukur kekasaran permukaan itu sendiri. Dan hasil

grafik yang dibaca oleh sensor dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 3.1 Grafik hasil pengukuran

Dari grafik yang didapatkan seperti yang terlihat pada grafik diatas,

beberapa parameter yang dibutuhkan akan didapatkan yang dapat dilihat

pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.2 Grafik hasil pengukuran dengan parameter-parameter

Keterangan grafik :

= kekasaran total ( m)

= kekasaran perataan ( m)

= panjang sampel (mm)

R1,2,3,4,5 = jarak profil alas ke puncak tertinggi profil terukur (titik)

R6,7,8,9,10 = jarak profil alas kelembah terendah profil terukur (titik)

H1,2,3,...,32 = jarak profil tengah ke profil terukur (titik)

Y1,2,3,...,32 = jarak profil referensi keprofil terukur (titik)


Dari data yang di tunjukkan pada grafik adalah sebagai berikut :

NILAI Y NILAI H

Garis Y1 = 14 titik - Garis h1 = 3 titik




















Garis Y21= 16 titik - Garis h21 = 0 titik














GARIS R ( puncak) GARIS R (lembah)

Garis R1 = 33 titik - Garis R6 = 0 titik





Panjang sampel (dx) = 98 titik

Parameter-parameter grafik kekasaran permukaan pada profil spesimen.

1. Kekasaran total (Rt) = ( )

Rt =

= 0,0165

2. Kekasaran perataan (Rp) = ∑

Rp = [

]

Rp =[

] 8

Rp = 331,56 x 98 = 32525,22 titik

Rp =

= 32,5

3. Kekasaran rata-rata aritmetik (Ra)

Ra =∑


Ra =[

]

Ra =[

]

Ra

= =0,000836

4. Kekasaran rata-rata kuadratik (Rg)

Rg =√

Rg =√( ) =

= 0,0825

5. Kekasaran total rata-rata (Rt)

Rt = ∑( ) ( )

Rt =∑( ) ( )

Rt =

=

= 0,031


BAB IV

ANALISIS DAN KESIMPULAN

4.1 Analisis

Pengukuran kekasaran permukaan menggunakan alat ukur kekasaran

permukaan guna mendapatkan profil konfigurasi permukaan benda ukur yaitu

spesimen kalibrasi dan data yang dihasilkan berupa grafik konfigurasi

permukaan yang dapat langsung dicetak dari amplifier.

Secara teoritis mendapatkan parameter-parameter untuk melihat bentuk

konfigurasi suatu profil benda ukur dengan mengolah grafik dari hasil

penelitian. Panjang nya grafik hasil penelitian hanya digunakan pada lima

puncak dan lima lembah profil terukur. Dan untuk harga parameter dapat

dihitung secara mendatar maupun secara tegak lurus.

Pada praktikum kekasaran permukaan yang dilakukan praktikan,

pengukuran parameter dilakukan pada dimensi arah tegak. Dari grafik yang

didapat, grafik menunjukkan jarak dari profil referensi menuju profil alas

sebesar 32 titik. Dan panjang sampel yang digunakan praktikan ialah sebesar

98 titik, dan didapatkan parameternya, yaitu :

1. Kekasaran total (Rt) =0,0165

2. Kekasaran perataan (Rp) = 32,5

3. Kekasaran rata-rata aritmetik (Ra) = 0,000836

4. Kekasaran rata-rata kuadratik (Rg) = 0,0825

5. Kekasaran total rata-rata (Rz) = 0,031

Dari panjang sampel yang di ukur oleh praktikan terdapat lima puncak

dan lembah yang dapat dilihat dari grafik. Dapat dilihat bahwa kondisi pada

puncak dan lembah profil memiliki keseragaman bentuk dan kesejajaran

disetiap puncak dan lembah sangat bagus (ketidaksragaman bentuk profil

akan menyebabkan permukaan menjadi kasar). Pada nilai-nilai parameter

untuk dimensi arah tegak yang telah didapatkan kekasaran total rata-ratanya

sangat kecil. Hal ini menyatakan bahwa permukaan benda ukur memiliki

tingkat kekasaran yang sangat kecil (harga parameter semakin tinggi berarti

kekasaran semakin besar, begitu juga sebaliknya).

kesalahan atau penyimpangan hasil yang terdapat pada saat praktikum

dikarenakan oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Kerataan dan kedataran meja rata.

2. Suhu ruangan (kondisi lingkungan) yang berubah-ubah.

3. Alat ukur dan ketepatan perakitan yang sesuai standart

4. Kotoran-kotoran yang menghalangi kontak langsung benda ukur dengan

sensor alat ukur, sehingga grafik yang didapatkan tidak tepat.

5. Pembacaan operator yang tidak tepat.


4.2 Kesimpulan

Pengukuran kekasaran permukaan merupakan suatu pengukuran untuk mendapatkan profil permukaan dalam ukuran mikro ( ). Dari hasil-hasil

pengukuran akan didapat grafik dari profil permukaan. Dan pada grafik tersebut dapat dianalisa bentuknya. Lalu akan didapat parameter kekasaran permukaan, yaitu berupa :

1. Kekasaran total (Rt)

2. Kekasaran perataan (Rp)

3. Kekasaran rata-rata aritmetik (Ra)

4. Kekasaran rata-rata kuadratik (Rg)

5. Kekasaran total rata-rata (Rz)

Dari kekasaran yang didapat maka dapat di simpulkan apakah permukaan

benda ukur seberapa jauh tingkat kerataannya. Dari hasil praktikum yang

didapatkan tidak dapat dipastikan karena kemungkinan terdapat

penyimpangan dari hasil sebenarnya, hal ini di karenakan beberapa faktor

yaitu kerataan meja, kotoran-kotoran pada benda ukur, alat ukur yang sensitif,

pambacaan operator yang salah. Dengan kemampuan alat ukur sampai

ukuran pembacaab mikro, kesalahan atau penyimpangan yang kecil saja akan

menyebabkan perbdaan dengan hasil yang sebenarnya. Keahlian dan

ketelitian praktikan akan sangat mentukan hasil pengukuran.


DAFTAR PUSTAKA

Rochim taufiq, “Spesifikasi metrologi dan control kualitas geometrik 2”, Penerbit ITB Bandung, 2006.


LAMPIRAN

1. Mengatur posisi kerataan meja menggunakan water pas

Gambar 1. meratakan meja rata

Pengukuran dilakukan pada berbagai posisi, yaitu :

A B C D

Gambar 2. posisi water pas (A,B) diagonal (C,D) horizontal

2. Posisi peletakkan benda ukur pada sensor sesuai standart ISO

Gambar 3. posisi benda ukur

3. Kalibrasi alat ukur pada driver unit

Gambar 4. kalibrasi driver unit

4. Pengambilan data dengan Pembacaan grafik pada amplifier.

Gambar 5. pembacaan grafik

77425765 kekasaran permukaan klpk 5

Documents