penggunaan dan kalibrasi mikrometer

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mikrometer memang dirancang untuk pemakaian praktis.Seiring

dimanfaatkan oleh operator mesin perkakas dalam rangka pembuatan beragam

komponen yang dibuat berdasarkan acuan toleransi geometrik dengan tingkat

kualitas sedang s/d menengah.Pengetahuan tentang mikrometer,alat ukur ini

tergolong alat ukur yang cukup banyak pengaplikasiannya dalam dunia rekasa

khususnya dibanding mechanikal.

Sehingga diharapkan sekali keterampilan dalam proses pengukuran bagi

seorang mechanical engineer bisa menghasilkan suatu produk yang teliti dan

tentunya berkualitas

tinggi.Berbagai macam komponen mesin mulai dari keberagaman bentuk,ukuran

,ketelitian,serta karakteristik fungsionalnya. Harus dikontrol untuk mencapai

hasil yang sempurna.Proses pengukuran merupakan induk dari proses

pemesinan keduanya saling berkaitan satu dengan yang lain.

Keberagaman bentuk dari macam-macam komponen mesin tersebut

dengan keberagaman jenis alat ukur.Sesuai kemampuan dan fungsinya sehingga

memudahkan para mechanical engineer dalam melakukan analisa pengukuran

komponen-komponen mesin.

1.2 Tujuan Praktikum

Adapun tujuan khsusus diadakannya praktikum kebulatan ini adalah

sebagai berikut :

1. Praktikan dapat menggunakan dan melakukan pengukuran dengan alat

ukur mikrometer untuk suatu proses pengukuran.

2. Praktikan dapat melakukan kalibrasi pada alat ukur mikrometer luar.

1.3 Alat-Alat yang digunakan

Selama kegiatan praktikum dilangsungkan,terdapat beberapa alat yang

telah digunakan,yaitu:

1

1. Micrometer luar 0-25mm

Gambar 1.1 Mikrometer luar 0-25mm

2. Mikrometer luar 25-50mm

Gambar 1.2 Mikrometer luar 25-50mm

3. Mikrometer ulir & metoda tiga kawat

Gambar 1.3 Mikrometer ulir & metoda tiga kawat

2

4. Mikrometer digital

Gambar 1.4 Mikrometer digital

5. Dudukan mikrometer (mikrometer stand)

1.4 Benda ukur

Gambar 1.5 Benda ukur

1.5 Pelaksanaan praktikum

Prosedur dalam melakukan praktikum pengukuran dengan mikrometer

antara lain sebagai berikut:

1. Alat dan bahan yang akan digunakan disiapkan.

2. Kebenarannya dari alat ukur mikrometer diperiksa terlibih dahulu

dengan memeriksa kedudukan nol dengan cara merapatkan kedua

sensor,pada saat kedua sesor dirapatkan lihat pada skala apakah

menunjukkan harga nol.

3. Benda ukur diposisikan pada meja ukur.

4. Benda ukur dilakukan pengukuran oleh pengamat A dengan

mikrometer sesuai dengan urutan yang telah ditentukan.

3

5. Pembacaan mikrometer sesuai dengan keterangan yang telah

dijelaskan pada pembahasan sebelumnya.

6. Setelah dilakukan pengukuran pada setiap sisi benda ukur,hasil

pengukuran dicatat.

7. Benda ukur dilakukan pengukuran kembali oleh pengamat B seperti

prosedur pengukuran yang dilakukan oleh pengamat A.Kemudian

hasil pengukuran dicatat.

8. Hasil pengukuran antara pengamat A dan pengamat B

dibandingkan.

9. Setelah proses pengukuran selesai,alat ukur dibersihkan dan

disimpan pada tempatnya.

4

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian

Mikrometer luar adalah alat ukur yang dapat diukur dimensi luar

dengan cara membaca jarak antara dua muka ukur sejajar dengan

berhadapan, yaitu sebuah muka ukur tetap yang terpasang pada satu sisi

rangka berbentuk U,dan sebuah muka ukur lainnya yang terletak pada

ujung spindle yang dapat bergerak tegak lurus terhadap muka ukur, dan

dilengkapi dengan sleeve dan thimble yang mempunyai graduasi yang

sesuai dengan pergerakan spindle.

Gambar 2.1 Mikrometer

Mikrometr dalam jenis tubular (Mikrometer dalam dua titik) afdalah

alat ukur yang dapat mengukur dimensi dalam dengan cara membaca

jarak antara dua muka ukur sferis yang saling membelakangi,yaitu sebuah

muka ukur tetap yang terpasang pada batang utama dan sebuah muka

ukur lainnya yang terletak pada ujung spindle dan thimble yang

mempunyai graduasi yang sesuai dengan pergerakan spindle.

Mikrometer adalah jenis alat ukur linier yang paling tinggi tingkat

kecermatannya.Kecermatan berarti kemampuan alat ukur untuk

menunjukkan angka terkecil dan harga pengukuran,jika mistar ukur

mempunyai kecermatan 0,01 mm bahkan ada yang mencapai 0,002 mm.

5

Dalam hal ini meskipun namanya mikrometer tetapi tingkat

kecermatan alat ukur ini tidaklah bisa mencapai mikron,sebab sebagian

pengubah mikrometer terdiri dari ulir luar dan pasangannya.Jika

mikrometer tersebut mempunyai tingkat kecermatan 1 mikron maka

bagian pengubah yang terdiri dari ulir luar dan pasangannya tersebut

harus mempunyai kesalahan yang lebih kecil dan 1 mikron,dalam proses

pembuatannya hal ini sangat sulit diwujudkan.

2.2 Jenis-jenis Mikrometer

Mikrometer memiliki 3 jenis umum pengelompokan yang didasarka

pada aplikasi berikut:

1. Mikrometer luar.

Mikrometer luar digunakan untuk ukuran memasang

kawat,lapisan-lapisan blok-blok dan batang.

Gambar 2.2 Mikrometer luar

2. Mikrometer dalam.

Mikrometer dalam digunakan untuk mengukur garis tengah dari

lubang suatu benda.

6

Gambar 2.3 Mikrometer dalam

3. Mikrometer kedalaman

Mikrometer kedalaman digunakan untuk mengukur kerendahan

dari langkah-langkah dan riot-slot.

Gambar 2.4 Mikrometer kedalaman

2.3 Prinsip Kerja dan Komponen Utama Mikrometer

Prinsip kerja mikrometer yaitu pengubah mekanik yang semata-mata

berdasarkan prinsip kinematik yang meneruskan serta mengubah isyarat

sensor yang biasanya berupa gerakan translasi (besaran panjang) menjadi

gerakan rotasi (besaran panjang) yang relative lebih mudah untuk

diproses atau diubah.

Mikrometer merupakan alat ukur dengan pengubah prinsip mekanik

atau kinematik.Suatu putaran poros ukur secara teoritik akan

menggeserkan poros ini sebesar satu pits ulir utama (0,5 mm).Skala

yamng dibuat pada silinder putar dapat dibagi menjadi 50 bagian yang

berarti 1 bagian skala setara dengan gerakan translasi sebesar 0,01 mm.

Kebenaran kecermatan pengukuran ini dapat dicapai berkat ulir

utama yang dibuat dengan geometri yang teliti serta pemakaian racet

untuk menjaga keterulangan pengukuran.

7

Komponen-komponen utama mikrometer dapat dilihat pada

gambar berikut:

Gambar 2.5 Komponen-komponen utama mikrometer

2.4 Kalibrasi Mikrometer Luar

Kalibrasi bagian dari metrologi kegiatan untuk menentukan

kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur atau

kalibrasi adalah memastikan hubungan antara harga-harga yang

ditunjukkan oleh suatu alat ukur atau sistem pengukuran,atau harga-

harga yang diabadikan pada suatu bahan ukur dengan harga yang

sebenarnya dari besaran yang diukur.

Hal - hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam MengKalibrasi Mikrometer

adalah :

Gerakan Silinder Putar/Poros ukur harus dapat berputar dengan baik

dan tidak terjadi goyangan karena ausnya ulir utama.

Kedudukan Nol. Apabila mulut ukur dirapatkan maka garis referensi

harus menunjukan Nol.

Kerataan dan kesejajaran muka ukur ( Permukaan Sensor ).

Kebenaran Dari Hasil Pengukuran. Hasil pengukuran dibandingkan

dengan standar yang benar.

Bagian - bagian seperti Gigi Gelincir & Pengunci Poros Ukur harus

berfungsi dengan baik.

8

2.4.1 Kalibrasi Sensor

Sensor mikrometer ada dua buah,yaitu sensor diam pada silinder

tetap dan sensor gerak pada silinder putar.Kedua sensor ini merupakan

sebuah bidang,sensor yang ideal adalah sensor yang rata dan kedua

bidang sensor harus sejajar disemua posisi.

Dalam mengkalibrasi sensor mikrometer ini,maka pengujian yang

harus dilakukan adalah pengecekkan pada variabel kerataan dan

kesejajaran untuk kedua sensor tersebut.

2.4.2 Kalibrasi Kerataan Sensor Mikrometer

Uji kerataan pada sensor mikrometer dilakukan dengan

menggunakan lensa rata (optical flat).Kaca rata (optical flat) yang

mempunyai kerataan sebesar 0,2 µm sampai 0,05 µm diletakkan dengan

hati-hati diatas permukaan salah satu sensor (muka ukur) tentu saja

setelah muka ukur tersebut dibersihkan terlebih dahulu.Hati-hati jangn

sekali-kali sampai menekan dan menggosok lensa ke muka ukur sebab ini

dapat merusak permukaan kaca rata.

Menggunakan prinsip interferensi cahaya,gunakan sumber cahaya

monokromatis atau kalau tidak ada dapat menggunakan lampu biasa

untuk memeriksa kerataan permukaan muka ukur.Untuk muka ukur yang

rata maka melalui kaca rata ini kita melihat permukaan muka ukur dengan

jelas tanpa ada garis-garis berwarna.Sebaliknya untuk muka ukur yang

tidak rata maka akan terlihat garis-garis berwarna dengan pola tertentu

yang menandakan ketidakrataan permukaan muka ukur tersebut.Satu

garis berwarna menyatakan ketidakrataan sebesar 0,32 µm.

Mikrometer dianggap masih baik jika terlihat paling banyak 2 garis

(4 garis untuk mikrometer besar dengan kapasitas lebih besar dari 250

mm).Pemeriksaan dilakukan pada kedua muka ukur (sensor).

9

Gambar 2.6 Kalibrasi sensormikrometer dengan lensa rata

2.4.3 Pemeriksaan Kesejajaran ukur

Selain harus rata maka kedua muka ukur mikrometerharus

sejajar.Untuk memeriksa kesejajaran dapat digunakan sejenis kaca

datar yang mempunyai dua permukaan yang rata dan sejajar,oleh

sebab itu disebut dengan kaca parallel (optical parallel).Kaca

parallel ini biasanya tersedia dalam beberapa ketebalan

misalnya=12,00 mm,12,12 mm,12,25 mm,12,37 mm.Kaca parallel

ini digunakan secara berurutan untuk mengecek kesejajaran kedua

muka ukur pada beberapa posisi atau kedudukan dari silinder putar

(poros ukur).

Caranya adalah sebagai berikut:

Kedua muka ukur dibersihkan,kemudian salah satu kaca parallel

diletakkan diantara kedua muka ukur.Kemudian kaca parallel ini

dijepit dengan memutar silinder putar (melalui gigi gelincir) dengan

sangat hati-hati.Dengan bantuan suatu sumber cahaya,maka pada

kedua muka ukur akan terlihat (melalui kaca parallel) satu atau

beberapa garis berwarna dengan pola tertentu.

Untuk memeriksa kesejajaran kedua mika ukur mikrometer

dengan kapasitas lebih dan 25 mm maka digunakan bantuan balok

ukur sebagai penambah ketebalan kaca parellel.Balok ukur ini diapit

oleh dua buah kaca parallel sebelum kemudian balok ukur disertai

kedua kaca parallel tersebut dijepit oleh kedua muka ukur.

Penjepitan dilakukan oleh kedua muka ukur tepat ditengah

tengah kaca parallel.Setelah pola dan jumlah garis interferensi

10

diamati,maka lakukan prosedur yang sama dengan mengubah

posisi penjepitan muka ukur pada empat posisi di sekeliling pusat

(kedudukan pertama) pada jarak kurang lebih 1,5 mm.Dan kelima

posisi pengamatan interferensi ini ambil harga (jumlah) yang

terbesar,kemudian bandingkan dengan standar kesejajaran yaitu

jumlah garis maksimum yang diijinkan.

Gambar 2.7 Pola bayangan pada lensa rata

Tabel 2.1 Jumlah garis maksimum yang diijinkan menurut standar

jepang

Kapasitas mikrometer

(mm)

Jumlah

Garis

Kesejajaran dalam

µm

s/d 75 6 2

Diatas 75 s/d 175 9 3

Diatas 175 s/d 275 13 4

Diatas 275 s/d 375 16 5

Diatas 375 s/d 475 19 6

Diatas 75 s/d 500 22 7

2.5 Kalibrasi Skala

Untuk memeriksa kebenaran dari skala mikrometer digunakan

satu atau susunan dan beberapa balok ukur dari kelas 1 atau 2

sebagai ukuran standar.Seluruh daerah ukran mulai dan nol sampai

ukuran maksimum (25 mm) harus diperiksa dengan cara bertingkat,

11

yaitu memilih beberapa balok ukur dengan kenaikkan ukuran sebesar 0,5

mm.Setelah posisi nol diperiksa (kalau perlu disetel dahulu) maka kalibrasi

dimulai dengan mengukur balok ukur 0,5 mm dan kesalahan (kesalahan

sistematis) yang mungkin terjadi adalah sebesar:

Kesalahan = pembacaan mikrometer – ukuran balok ukur

Harga kesalahan ini setiap kali dicatat sampai akhirnya dicapai

kapasitas maksimum mikrometer (25 mm).Kemudian pengukuran diulangi

lagi dimulai dan kapasitas ukur maksimum dan diturunkan 0,5 mm sampai

ke nol.Setelah kedua harga kesalahan (dari pengamatan naik dan

pengamatan turun) dirata-ratakan, maka dapat dibuat grafik kesalahan

komulatif (cumulative error) seperti gambar berikut:

Gambar 2.8 Kurva kesalahan komulatif

Jarak antara titik teratas dan titik terbawah pada kurva kesalahan

komulatif disebut dengan kesalahan total (Total Error).Jika perlu, kurva

disekitar titik teratas dan titik terbawah (0,5 mm sebelah kirinya dan 0,5

mm sebelah kanannya) diperjelas dengan cara mengambil tingkatan

ukuran balok ukur sebesar 0,1 mm.Dalam cara kalibrasi diatas,k

kedudukan silinder putar selalu diputar penuh satu kali putaran, dengan

demikian untuk kedudukan yang lain tidak diperiksa, supaya kedudukan

lain dapat diperiksa juga maka dapat dipilih ukuran balok ukur dengan

tingkatan kenaikkan ukuran-ukuran sebagai berikut:

2,5;5,1;7,7;10,3;12,9;15,0,17,6;20,2;22,8; dan 25,0 mm

Tabel 2.2 Harga kesalahan komulatif maksimum menurut standar jepang

Kapasitas mikrometer (mm) Kesalahan komulatif (µm) ±

12

s/d 75 2

Diatas 75 s/d 150 3

Diatas 150 s/d 225 4





BAB IIIDATA PENGAMATAN

3.1 Pengamatan 1Terdapat 10 bagian dari benda ukur yang diukur dengan

micrometer,bisa terlihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 3.1 Bagian-bagian yang diukur

Tabel 3.1 Pengamatan A

No UkuranPosisi

1 2

1 A 10,2 10,4

2 B 17,48 17,57

3 C 24,1 25,3

4 D 17,48 17,40

5 E 7,43 7,41

Tabel 3.2 Pengamatan B

13

Tabel 3.4 Nilai Penyimpangan Poros untuk Tujuan Umum.

No UkuranPosisi

1 2

1 A 10,09 10,26

2 B 17,57 17,00

3 C 25,00 25,50

4 D 17,52 17,48

5 E 7,49 7,52

14

Tabel 3.3 Nilai Penyimpangan Lubang untuk Tujuan Umum.

Tabel 3.3 Lanjutan Nilai Penyimpangan Lubang untuk Tujuan Umum.

BAB IVANALISA DAN KESIMPULAN

4.1 Analisa data

Dari data yang didapat,maka masing-masing segmen dari benda ukur

memiliki ukuran diameter yang berbeda,perbedaan ini tak lain tak bukan berasal

dari area posisi yang setempat,padahal dalam rancangannya,antara posisi 1 dan

posisi 2 dibuat sama(seragam).Hal ini tentu saja harus ada toleransi yang

mengatur keberagaman ukuran tersebut.

Dari ukuran diameter benda ukur, maka hasilnya dicocokkan ke tabel 3.3

dan 3.4 yaitu tabel standar ISO mengenai toleransi poros.Sebagai contoh untuk

menentukan toleransi, hanya diambil 1 buah data pada pengamatan A, ukuran A

dan posisi 1.Pada ukuran A posisi 1 maka diametrnya adalah 10,2 mm.

Berdasarkan tabel 3.3 maka range diameternya antara 10-14 mm dan

toleransinya bisa dipakai h4 sampai dengan h9

Ketika pengukuran benda ukur dan mulut ukur mikrometer harus dalam

kondisi bersih,adanya debu atau partikel dapat menyebabkan kesalahan

sistematik.

Sebelum pengukuran,benda nol mikrometer harus diperiksa ,kalau perlu

kedudukan ini distel dengan cara merapatkan mulut ukur(dengan memutar

rachet sampai terdengar suara rachet dua /tiga kali)kemudian silinder tetap

diputar dengan memekai kunci penyetel sampai garis referensi skala tetap

bertemu dengan garis nol skala putar.

Penekanan selama pengukuran tidak boleh terlalu keras sehingga

memeungkin kesalahan ukur karena adanya deformasi penekanan yang amat

keras dapat merusakan ulir utama.ketepatan pengukuran bergantung pada

penggunaan tekanan pengukuran yang cukup dan diusahakn selalu tetap

sama.gunakan perasaan yang baik sewaktu memeutar silinder putar.dengan

menjaga kesamaan tekanan pengukuran diharapkan keterulangan proses

pengukuran dapat dijaga dengan harapan untuk menjamin proses pengukuran.

Ketepatan proses pengukuran sangant tergantung pada banyak hal,tetapi yang

dominan adalah rancangan alat ukur dan keterampilan operator,semakin sering

operator menggunakan maka ketepatan pengukuran semakin tinggi.

15

ANALISA DATA UNTUK PENGAMATAN A

Tabel 4.1 Toleransi poros ukuran A Tabel 4.2 Toleransi poros ukuran B

DIAMETER 10,2 s/d 10,4

Toleransi

Maksimum

Minimum

h4 0,005 mm 0h5 0,008 mm 0h6 0,011 mm 0h7 0,018 mm 0h8 0,027 mm 0h9 0,043 mm 0

Tabel 4.3 Toleransi poros ukuran C Tabel 4.4 Toleransi poros ukuran D

DIAMETER 24,1 s/d 25,3 Toleran

siMaksimum

Minimum

h4 0,006 mm 0 h5 0,009 mm 0

h6 0,013 mm 0h7 0,021 mm 0h8 0,033 mm 0

h9 0,052 mm 0

16


Toleransi

Maksimum

Minimum

h4 0,005 mm 0h5 0,008 mm 0

h6 0,011 mm 0

h7 0,018 mm 0

h8 0,027 mm 0

h9 0,043 mm 0

Tabel 4.4 Toleransi poros ukuran E

DIAMETER 7,49 s/d 7,52Tolera

nsiMaksim

umMinimu

mh4 0,004 0h5 0,006 0

h6 0,009 0h7 0,015 0h8 0,022 0

h9 0,036 0

ANALISA DATA UNTUK PENGAMATAN B

Tabel 4.5 Toleransi poros ukuran A Tabel 4.6 Toleransi poros ukuran B


Toleransi

Maksimum

Minimum

h4 0,005 mm 0h5 0,008 mm 0h6 0,011 mm 0h7 0,018 mm 0h8 0,027 mm 0h9 0,043 mm 0

Tabel 4.7 Toleransi poros ukuran C Tabel 4.8 Toleransi poros ukuran D

DIAMETER 25,00 s/d 25,50 Toleran

siMaksimum

Minimum

h4 0,006 mm 0

17

DIAMETER 17,40 s/d 17,48Toleran

siMaksimu

mMinimu

m

h40,005 mm

0

h50,008 mm

0

h60,011 mm

0

h70,018 mm

0

h80,027 mm

0

h90,043 mm

0

h5 0,009 mm 0

h6 0,013 mm 0h7 0,021 mm 0h8 0,033 mm 0

h9 0,052 mm 0

Tabel 4.9 Toleransi poros ukuran E

18


Toleransi

Maksimum

Minimum

h4 0,005 mm 0h5 0,008 mm 0

h6 0,011 mm 0

h7 0,018 mm 0

h8 0,027 mm 0

h9 0,043 mm 0

DIAMETER 17,48 s/d 17,52Toleran

siMaksimu

mMinimu

mh4 0,005

mm0

h5 0,008 mm

0

h6 0,011 mm

0

h7 0,018 mm

0

h8 0,027 mm

0

h9 0,043 mm

0

4.2 Kesimpulan

Dari data praktikum yang dihasilkan,maka penulis bisa menarik

kesimpulan sebagai berikut.

1.Proses kalibrasi sebelum melakukan praktikum yang sangat penting

untuk mendapatkan pengukuran.

2.Setiap pengamat / operator alat ukur memiliki tingkat kecermatan yang

berbeda.

3.Posisi alat ukur pada saat proses pengukuran benda ukur sangat

menentukan hasil pengukuran

4. Banyak sekali faktor yang menyebabkan kesalahan pengukuran antara lain

faktor kosinus yaitu ketidaktegaklurusan antara mulut sensor dengan bidang

ukur.

Gambar 4.1 Penyimpangan sudut jika dilihat dari samping

Gambar 4.2 Dilihat secara isometri

19

5.Ketika rathcet dimajukan menjepit bidang ukur,maka banyak sekali

variasi menempelnya mulut sensor kebidang ukur.Ada pengamat yang

memutar rathcet lebih dari tiga kali klik atau sebaliknya kurang dari

tiga klik .

6. Adanya serpihan atau partikel pada bidang ukur,maka akan menimbulkan

penyimpangan pada hasil pengukuran .oleh sebab itu benda kerja harus

dibersihkan.

Gambar 4.3 Adanya serpihan kecil pada permukaan bidang ukur

7. Kembali lagi pada kesimpulan no 2,bahwa ratchet diputar sesuai standar 3

x,disamping itu,jika rathcet terlau banyak diputar maka akan menyebabkan

kesalahan pengukuran

Gambar 4.5 Pemutaran ratchet

20

Gambar 4.6 Kesalahan memutar ratchet

Hal ini kerapterjadi jika operator melakukan pengukuran pada benda yang

lunak.Benda ukur mengalah akibat tekanan sensor sehingga menimbulkan –t1

dan –t2.Dikatakan minus karena ukuran benda ukur menyusut.

8. Kesalahan pembacaan mikrometer kerap terjadi akibat bervariasinya sudut

pandang operator

Gambar 4.7 Sisi tepi silinder putar melewati 0,5

Gambar 4.8 Sisi tepi silinder putar pas berhimpit dengan 0,5

21

Gambar 4.9 Sisi tepi silinder putar belum sampai ke garis 0,5

Pembacaan skala 0,5 sering terjadi perbedaan pendapat untuk setiap

pengamat,terutama ketika sisi tepi silinder putar belum,hampir,atau pas

di garis 0,5.Hal ini juga dipengaruhi oleh faktor pencahayaan setiap sudut

pandang mata pengamat yang cenderung bervariasi,tentu saja pembacaan

0,5 akan mempengaruhi hasil pengukuran.

DAFTAR PUSTAKA

22

Rochim,Taufik.2001.spesifikasi,Metrologi & kontrol kualitas geometrik I.Bandung.ITB

23

penggunaan dan kalibrasi mikrometer

Documents