kekasaran permukaan klpk 5

Upload: jossy-kolata

Post on 13-Jul-2015

1.700 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

LAPORAN PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI

MODUL 4 : KEKASARAN PERMUKAANDisusun Oleh :JOSSY KOLATA (1007121681)

KELOMPOK 5

LABORATORIUM PENGUKURAN PROGRAM STUDI SARJANA JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2012

KATA PENGANTARPuji 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

|i

DAFTAR ISIKATA 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

| ii

DAFTAR GAMBARGAMBAR 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 (M) 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

| iii

DAFTAR TABELTABEL 2.1 BEBERAPA PROFIL TEORITIK DENGAN HARGA PARAMETER KEKASARANNYA.................. 9

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| iv

DAFTAR NOTASISimbol Ra Rg Rz keterangan Kekasaran rata-rata aritmetik Kekasaran rata-rata kuadratik Kekasaran total rata-rata kekasaran total kekasaran perataan panjang sampel jarak profil alas ke puncak tertinggi profil terukur jarak profil alas kelembah terendah profil terukur jarak profil tengah ke profil terukur jarak profil referensi keprofil terukur satuan ( ( ( ( ( m) m) m) m) m)

R1,2,3,4,5 R6,7,8,9,10 H1,2,3,...,32 Y1,2,3,...,32

(mm) (titik) (titik) (titik) (titik)

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|v

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangPada proses pembuatan komponen alat-alat industri ataupun pemesinan yang menggunakan mesin perkakas memiliki tingkat kekasaran yang berbedabeda. 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 PraktikumPada 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 DigunakanDalam 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)LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|1

1.4 Benda UkurBenda ukur yang digunakan pada praktikum kekasaran permukaan adalah : 1. Spesimen kalibrasi alat ukur kekasaran permukaan

1.5 Pelaksanaan PraktikumDalam 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.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|2

BAB II TEORI DASAR2.1 Pengertian Kekasaran PermukaanKekasaran 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 samaLAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|3

(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). Profil Terukur (measured surface ) Merupakan profil permukaan terukur. 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).

2.

3.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|4

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. 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 daerahdaerah 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).

5.

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); 3. Kekasaran rata-rata aritmetik (mean roughness indek); ( ) Adalah harga rata-rata aritmetik bagi harga absolutnya jarak antara profil terukur dengan profil tengah. | | ( )

Adalah jarak rata-rata antara profil referensi dengan profil terukur

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|5

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 . ( ) Lebar kekasaran (roughness width); Rata-rata aritmetik bagi semua jarak diantara dua puncak kekasaran profil terukur yang berdekatan pada suatu panjang sampel

2.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|6

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

4.

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 (m) 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 :

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|7

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

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|8

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

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

|9

2.2 Alat Ukur Kekasaran PermukaanDalam 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. 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. Pengolahan sinyal fotosel (besaran listrik) sedemikian rupa sehingga korelasi (hubungan) antara perubahan intensitas cahaya dengan perubahan gerakan dapat dibaca dengan kecermatan tertentu.

3.

4.

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 :

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 10

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. 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. 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. Sistem Pengolah Data Grafik kekasaran permukaan ini adalah hasil pengubahan sinyal sensor menjadi sinyal analog besaran listrik (ampere) dan direkam dengan perekam jenis galvanometer.

2.

3.

4.

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.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 11

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 optomekanik. 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

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 12

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.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 13

BAB III DATA PENGAMATANPada 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) R1,2,3,4,5 R6,7,8,9,10 H1,2,3,...,32 Y1,2,3,...,32 = = = = = panjang sampel (mm) jarak profil alas ke puncak tertinggi profil terukur (titik) jarak profil alas kelembah terendah profil terukur (titik) jarak profil tengah ke profil terukur (titik) jarak profil referensi keprofil terukur (titik)

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 14

Dari data yang di tunjukkan pada grafik adalah sebagai berikut : NILAI Y Garis Y1 = 14 titik Garis Y2 = 6 titik Garis Y3 = 4 titik Garis Y4 = 26 titik Garis Y5 = 26 titik Garis Y6 = 18 titik Garis Y7 = 15 titik Garis Y8 = 10 titik Garis Y9 = 5 titik Garis Y10 = 8 titik Garis Y11 = 30 titik Garis Y12 = 25 titik Garis Y13 = 17 titik Garis Y14 = 16 titik Garis Y15 = 8 titik Garis Y16 = 2 titik Garis Y17 = 13 titik Garis Y18 = 32 titik Garis Y19 = 22 titik Garis Y20 = 15 titik Garis Y21= 16 titik Garis Y22 = 7 titik Garis Y23 = 2 titik Garis Y24 = 16 titik Garis Y25 = 32 titik Garis Y26 = 20 titik Garis Y27 = 14 titik Garis Y28 = 16 titik Garis Y29 = 7 titik Garis Y30 = 4 titik Garis Y31 = 24 titik Garis Y32 = 31 titik Garis Y33 = 18 titik NILAI H - Garis h1 = 3 titik - Garis h2 = 10 titik - Garis h3 = 12 titik - Garis h4 = 11 titik - Garis h5 = 11 titik - Garis h6 = 1 titik - Garis h7 = 1 titik - Garis h8 = 6 titik - Garis h9 = 11 titik - Garis h10 = 8 titik - Garis h11 = 13 titik - Garis h12 = 8 titik - Garis h13 = 0 titik - Garis h14 = 0 titik - Garis h15 = 9 titik - Garis h16 = 14 titik - Garis h17 = 3 titik - Garis h18 = 16 titik - Garis h19 = 6 titik - Garis h20 = 1 titik - Garis h21 = 0 titik - Garis h22 = 8 titik - Garis h23 = 14 titik - Garis h24 = 3 titik - Garis h25 = 15 titik - Garis h26 = 4 titik - Garis h27 = 2 titik - Garis h28 = 0 titik - Garis h29 = 29 titik - Garis h30 = 12 titik - Garis h31 = 8 titik - Garis h32 = 13 titik - Garis h33 = 3 titik

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 15

GARIS R ( puncak) Garis R1 = 33 titik Garis R2 = 31 titik Garis R3 = 32 titik Garis R4 = 31 titik Garis R5 = 31 titik

GARIS R (lembah) - Garis R6 = 0 titik - Garis R7 = 1 titik - Garis R8 = 1 titik - Garis R9 = 0 titik - Garis R10 = 1 titik

Panjang sampel (dx) = 98 titik Parameter-parameter grafik kekasaran permukaan pada profil spesimen. 1. Kekasaran total (Rt) =( )

Rt = 2. Kekasaran perataan (Rp) =

= 0,0165

Rp =

[

]Rp =[

] Rp = 331,56 x 98 = 32525,22 titik Rp = 3. = 32,5

8

Kekasaran rata-rata aritmetik (Ra)

Ra =

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 16

Ra =[

]Ra =[

] Ra 4. = =0,000836

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

5.

Kekasaran total rata-rata (Rt) ( ) ( Rt = Rt = Rt =

) )

(= = 0,031

) (

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 17

BAB IV ANALISIS DAN KESIMPULAN4.1 AnalisisPengukuran 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.LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 18

4.2 KesimpulanPengukuran 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. 2. 3. 4. 5. Kekasaran Kekasaran Kekasaran Kekasaran Kekasaran total (Rt) perataan (Rp) rata-rata aritmetik (Ra) rata-rata kuadratik (Rg) 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.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 19

DAFTAR PUSTAKARochim taufiq, Spesifikasi metrologi dan control kualitas geometrik 2, Penerbit ITB Bandung, 2006.

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 20

LAMPIRAN1. Mengatur posisi kerataan meja menggunakan water pas

Gambar 1. meratakan meja rata

Pengukuran dilakukan pada berbagai posisi, yaitu :

A

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

D

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

LAPORAN METROLOGI INDUSTRI, FAKULTAS TEKNIK UNVERSITAS RIAU

| 21