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 2011

Penulis

i

DAFTAR ISI

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

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

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

PENGUKURAN KEBULATAN................................................................................................1

A. Pengertian.................................................................................................................1

B. Persyaratan Pengukuran Kebulatan.........................................................................4

C. Alat Ukur Kebulatan..................................................................................................6

D. Komponen Utama Alat Ukur Kebulatan....................................................................8

E. Makna Grafik dan Parameter Kebulatan.................................................................10

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................12

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Simbol Pengukuran kebulatan............................................................................2Gambar 2. Contoh Aplikasi Simbol Kebulatan Dalam Gambar Teknik..............................2Gambar 3. Kesalahan Pengukuran Kebulatan Pada Mikrometer.........................................4Gambar 4. Alat Ukur Kebulatan Jenis Sensor Putar............................................................7Gambar 5. Alat Ukur Kebulatan Jenis Meja Putar...............................................................7Gambar 6. Prinsip Pengubah Isyarat Sensor........................................................................9Gambar 7. Lingkaran Referensi.........................................................................................12

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

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

2

Gambar 1 . Simbol Pengukuran kebulatan

Gambar 2. Contoh Aplikasi Simbol Kebulatan Dalam Gambar Teknik

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 :

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)

3

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 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.

4

Gambar 3 . Kesalahan Pengukuran Kebulatan Pada Mikrometer

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

menunjukkkan 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 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.

5

C. 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 :

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.

6

D. Komponen Utama Alat Ukur Kebulatan

7

Gambar 4. Alat Ukur Kebulatan Jenis Sensor Putar

Gambar 5. Alat Ukur Kebulatan Jenis Meja Putar

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.

8

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.

Gambar 6. Prinsip Pengubah Isyarat Sensor

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 :

9

- 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 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.

E. 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.

10

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)

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

11

radial harga mutlak rata-rata antara profil kebulatan dengan

lingkaran kuadrat terkecil disebul MLA atau Mean Line Average.

12

Gambar 7. Lingkaran Referensi

DAFTAR PUSTAKA

Rochim,Taufiq.2006.Spesifikasi,Metrologi,&Kontrol Kualitas Geometrik.Bandung:ITB.

13