Toleransi dan Suaian

Arif Wahjudi

Variasi Produk

• Variasi merupakan suatu sifat umum dariproduk yang dihasilkan oleh suatu proses produksi.

• Dengan kata lain, proses duplikasi produk yang sempurna tidak akan mungkin dicapai olehsuatu proses produksi.

• Menuntut kesadaran dari perancang produkuntuk mempertimbangkan suatu toleransipada saat merencanakan produk.

Toleransi (Telerance)

• Toleransi adalah selisih antara batas atas danbatas bawah dari ukuran suatu komponen.

• Setiap komponen perlu didefinisikan suatuukuran dasar.

• Sehingga batas atas dan batas bawah dariukuran suatu komponen dapat dinyatakandengan penyimpangan dari ukuran dasarnya.

Toleransi (Tolerance)

Lubang/poros dengan ukurandasar 60 mm, dengan daerahtoleransi (penyimpangan) H/h, serta tingkat toleransi 9.

Toleransi (Tolerance)

Toleransi(Tolerance)

Batas atas ataubatas bawah yang belum terdefinisiditentukan olehtoleransi yang ditentukan

Penyimpangan Atas untuk PorosBatas Atas (es)

Satuan dalam mm untuk D dalam mm

a

= -(265 + 1.3 D) untuk D ≤ 120

d = -16 D0.44

= -3.5 D untuk D > 120 e = -11 D0.41

b

= -(140 + 0.85 D) untuk D ≤ 160

efrata-rata geometris dari harga es untuk e dan f

= -1.8 D untuk D > 160 f = -5.5 D0.41

c= -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

cdrata-rata geometris dariharga es untuk c dan d

h = 0

Penyimpangan Bawah untuk Poros

Batas Bawah (ei)Satuan dalam mm untuk D dalam mm

js = IT/2 t = IT7 + 0.63 D

k4 s/d k7 = 0.6 3𝐷 u = IT7 + D

k ≤ 3 atauk 8 = 0 v = IT7 + 1.25 D

m = (IT7 -IT6) x = IT7 + 1.6 Dn = 5 D0.34 y = IT7 + 2 Dp = IT7 + 0 sampai 5 z = IT7 + 2.5 D

rrata-rata geometris dari harga ei

untuk p dan s za = IT7 + 3.15 D

s = IT8 + 1 sampai 4 untuk D ≤ 50 zb = IT7 + 4 D

= IT7 + 0.4 D untuk D ≤ 51 zc = IT7 + 5 D

Kualitas Toleransi

• 𝑖 = 0.453𝐷 + 0.001 𝐷

• 𝐷 = 𝐷1𝐷2– 𝐷1: diameter minimum pada tingkat diameter

– 𝐷2: diameter maksimum pada tingkat diameter

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

Tingkat Diameter Nominal (Utama)

Di atas(D1)

Sampai dengan(D2)

Di atas(D1)

Sampai dengan(D2)

Satuan: mm

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

Khusus untuk penyimpangan a sampai c (A sampai C) dan r sampai zc (R sampai ZC), tingkatan perantara seperti pada tabelberikut 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, penyimpanganbawahnya sama dengan harga negatif daripenyimpangan atas poros

EI = - es

• Untuk huruf J sampai ZC, penyimpanganatasnya sama dengan harga negatif daripenyimpangan bawah poros

ES = -ei

Contoh ToleransiPoros:• Penyimpangan atas = 0• Penyimpangan bawah:

Toleransi = 40i

𝑖 = 0.453𝐷 + 0.001 𝐷

𝐷 = 𝐷1𝐷2 = 50 × 80

𝐷 =63,25𝑖 = 1,86Toleransi = 0.074 mm

Penyimpangan atas= 0 - 0.074 mm = - 0.074 mm

Lubang:• 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), tingkatanperantara seperti pada tabel di atas harus digunakan.

Penyimpangan

PorosRumus

penyimpangan [µm] ; D [mm]

Lubang

d es - 16𝐷0,44 + EI D

e es - 11𝐷0,41 + EI E

f es - 5.5𝐷0,41 + EI F

(g) es - 2.5𝐷0,34 + 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

PorosRumus

penyimpangan [µm] ; D [mm]

Lubang

n ei + 0.04 D + 21 - ES N

p ei + 0.072 D + 37,8 - ES P

r ei + Rata-rata geometrisdari 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 sebelumdirakit, 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 dankerapatan. Daerah toleransi lubang dan poros salingberirisan.

Sistem Suaian

• Sistem satuan poros (shaft basis system)

Dalam menentukan suaian, poros dijadikan acuansehingga batas atas poros sama dengan 0 (posisidaerah toleransi h).

• Sistem satuan lubang (hole basis system)

Dalam menentukan suaian, lubang dijadikan acuansehingga batas bawah lubang sama dengan 0 (posisidaerah toleransi H).

Sistem Suaian

Contoh Soal

Apabila diameter dasar dari suatu pasanganporos dan lubang adalah 65, pasangan inimempunyai suaian longgar dengan daerahtoleransi H7/g6.

• Sistem suaian apa yang digunakan olehpasangan tersebut?

• Berapakah kelonggaran maksimum daripasangan tersebut?

• Sket daerah toleransi pasangan tersebut!

Jawaban

• Sistem suaian yang digunakan adalah sistemsatuan lubang, karena lubang yang mempunyaidaerah toleransi H.

• Besarnya toleransi untuk kualitas 7 dan 6 dihitungberdasarkan tabel, sehingga diperoleh hasil:

– IT6 = 10i = 10 × (0,45 3

50 × 80 + 0,001

×3

50 × 80) = 19 µm

– IT7 = 16i = 16 × (0,453

50 × 80+ 0,001 ×3

50 × 80) = 30 µm

Jawaban

• Penyimpangan bawah lubang EI = 0

Penyimpangan atas lubang ES = 0 + 30 = 30 µm.

• Penyimpangan atas poros dapat dihitungberdasarkan 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 selisihpenyimpangan atas lubang dan penyimpanganbawah poros

Klmax = ES – ei = 30 – (-29) = 59 µm.

• Sket daerah toleransi

Lubang

Poros

65,000

64,990

64,971

65,030

Klmax = 59 µm

Pemilihan Suaian

Ada 3 faktor yang harus dipertimbangkan dalammemilih suatu suaian, yaitu:

• Pemilihan sistem suaian

• Pemilihan kualitas suaian

• Pemilihan jenis/kelas suaian

Pemilihan Sistem Suaian

• Sistem basis lubangLubang dijadian acuan sehingga poros digerinda sampaike ukuran yang sesuai dengan toleransinya, sedangkanlubang dapat dihaluskan dengan proses reamer yang hanya menggunakan 1 jenis ukuran saja.

• Sistem basis porosPoros dijadikan acuan sehingga poros digerinda hanyasampai ke 1 toleransi jenis h, sedangkan lubangnyadihaluskan dengan proses reamer yang berbeda-bedaukurannya.

• Kapan penerapannya?

Pemilihan Kualitas Suaian

• Sangat teliti– Untuk komponen-komponen dengan sifat mampu

tukar yang terjamin tinggi terutama pada suaianpaksa.

• Teliti– Untuk komponen-komponen mesin pada umumnya.

• Biasa– Untuk alat-alat transmisi, kopling dsb.

• Kasar– Untuk komponen-komponen tidak teliti.

Pemilihan Jenis Suaian

Penggunaan Jenis Suaian

Pengerjaan untuk Basis Lubang

SangatTeliti

Teliti Biasa Kasar

1. Suaian kempa:Untuk komponen-komponen yang dipasang dengan tetap, pemasangannyadengan mesin pres. Pemasangan yang terjadi tidak dapat dilepas lagi.Contoh: rotor motor listrik yang dipasangpada porosnya.

H7/p6

2. Suaian tekan:Untuk komponen-komponen yang terpasang tetap dengan memberikanpukulan yang berat. Masih mungkindilepas untuk keperluan reparasi.Contoh: bantalan peluru yang dipasangpada poros/rumahnya.

H6/n5H6/m5

H7/n6H7/m6

H8/n7H8/m7

Pemilihan Jenis Suaian

Penggunaan Jenis Suaian

Pengerjaan untuk Basis Lubang

SangatTeliti

Teliti Biasa Kasar

3. Suaian jepit:Merupakan pasangan tetap dengan caramemberikan pukulan ringan. Dapatdilepas dengan agak susah. Biasanyadiberikan pasak ataupun ring penekan.Contoh: komponen-komponen yang dipasang pada poros transmisi.

H6/k5 H7/k6 H8/k7

4. Suaian sorong:Dianjurkan untuk komponen-komponenyang sering dibongkar. Pemasangan danpembongkaran harus dapat dilakukandengan mudah.Contoh: roda gigi lepas pada mesinperkakas.

H6/j5 H7/j6 H8/j7

Pemilihan Jenis Suaian

Penggunaan Jenis Suaian

Pengerjaan untuk Basis Lubang

SangatTeliti

Teliti Biasa Kasar

5. Suaian lepas:Untuk pasangan yang bergerak tanpapelumas yang berlebihan.Contoh: pahat freis dengan porosnya.

H6/h5 H7/h6 H8/h7 H11/h11

6. Suaian jalan teliti:Untuk pasangan yang dapat bergeraktanpa ada goyangan.Contoh: roda gigi geser

H6/g5 H7/g6 H8/g7

7. Suaian jalan:Untuk komponen yang dapat bergerakbebas tetapi goyangannya masih tetapkecil.Contoh: bantalan luncur denganputaran rendah.

H7/f6 H8/f7

Pemilihan Jenis Suaian

Penggunaan Jenis Suaian

Pengerjaan untuk Basis Lubang

SangatTeliti

Teliti Biasa Kasar

8. Suaian jalan longgar:Untuk komponen-komponen yang berputar cukup tinggi. Apabilapelumasannya baik, pasangan ini akanberfungsi dengan baik.

H7/e8 H8/e9 H11/d11

9. Suaian longgar:Terutama digunakan untuk poros yang berputar dengan putaran dan bebanyang tinggi. Kelonggaran yang cukupbesar diperlukan untuk pelumasanhidrodinamis.

H7/d9 H8/d10

H11/c11H11/b11H11/a11

Untuk basis poros, toleransi dapat dicapai dengan mempertukarkanhurufnya.

Pemilihan Jenis Suaian

Penggunaan Jenis Suaian

Pengerjaan untuk Basis Lubang

SangatTeliti

Teliti Biasa Kasar

8. Suaian jalan longgar:Untuk komponen-komponen yang berputar cukup tinggi. Apabilapelumasannya baik, pasangan ini akanberfungsi dengan baik.

H7/e8 H8/e9H11/d1

1

9. Suaian sorong:Dianjurkan untuk komponen-komponenyang sering dibongkar. Pemasangan danpembongkaran harus dapat dilakukandengan mudah.Contoh: roda gigi lepas pada mesinperkakas.

H6/j5 H7/j6 H8/j7