Toleransi, Suaian,Nilai kekerasan dan Tanda pengerjaan

TOLERANSI

A.     TOLERANSI

Toleransi adalah suatu ukuran yang diperbolehkan atau diizinkan. Oleh karena itu, benda yang dibuat dengan memakai toleransi masih dapat di pasang atau disusun. Bagian-bagian atau peralatan dari suatu mesin yang dibuat oleh operator atau pekerjaan dalam suatu perusahaan, dikerjakan dengan ukuran-ukuran yang bertoleransi. Kadang-kadang seorang pekerja hanya mengerjakan bagian lainnya. Tetapi antara satu bagian dengan bagian yang lain dikerjakan itu harus bisa dipasang dengan mudah. Oleh karena itu, harus ada standar ketepatan ukuran yang harus dipatuhi dan dipakai sebagai pedoman dalam mengerjakan sesuatu benda agar bagian-bagian mesin itu dapat dipasan, bahkan ditukar dengan bagian lain yang sejenis. ISO merupakan suatu badan internasional yang menentukan masalah standarisasi, telah mengembangkan dan menentukan suatu standar toleransi yang diikuti oleh negara-negara industri. Toleransi terdiri dari 2 yaitu:

     1. Toleransi Linier

     Toleransi linier adalah  ukuran dasar yang ditentukan tiap-tiap batas ukuran yang ditentukan oleh penyimpangan. Oleh karena itu, ketidak telitian pada proses pembuatan yang tidak dapat dihindari, suatu alat tidak dapat dibuat setepat ukuran yang diminta. Agar supaya persyaratan dapat dipenuhi, ukuran yang sebenarnya yang diukur pada benda kerja boleh terletak pada dua batas yang diizinkan. Definisi istilah mengenai toleransi dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini. 

Gambar 1. Daerah tolerans

Keterangan:

a.    Ukuran nominal yaitu ukuran benda yang dibulatkan sampai dengan ukuran mm dan merupakan ukuran patokan yang dijadikan batas-batas ukuran yang diizinkan.

b.    Ukuran minimum yaitu ukuranterkecil yang diizinkan baik untuk poros maupun untuk lubang.

c.    Ukuran maximum yaitu ukuran terbesar yang dizinkan baik untuk poros maupun untuk lubang.

d.    Penyimpangan membesar yaitu perbedaan ukuran antara ukuran nominal dan ukuran maximumnya yang diizinkan.

e.    Penyimpangan mengecil yaitu perbedaan ukuran antara ukuran nominal dan ukuran minimum yang diizinkannya.

f.     Toleransi umum yaitu untuk gambar-gambar dengan ukuran tanpa persyaratan ketelitian khusus, atau ukuran tanpa keterangan dan kita dapat memberikan catatan secara umum, nilai penyimpangan yang diizinkannya disebut toleransi umum.

Toleransi memiliki standar yaitu:

a.    Standar Toleransi Internasional IT

Toleransi, yaitu perbedaaan penyimpangan atas dan bawah, harus dipilih secara seksama, agar sesuai dengan perrsyaratan fungsionalnya. Kemudian macam-macam nilai numeric dari toleransinya untuk tiap pemakaian dapat dipilih oleh siperencana. Untuk  menghindari keraguan dan untuk keseragaman nilai toleransi standar telah ditentukan oleh ISO/R286 (ISO system of Limits and Fits-Sistim ISO untuk Limit dan Suaian). Toleransi standar ini disebut “Toleransi Internasional”atau “IT”. Dianjurkan bagi perencanaan untuk memakai nilai IT untuk toleransi yang diinginkan.

1)    Tingkat diameter nominal

Untuk  mudahnya, rumus yang diberikan untuk  menghitung toleransi standard dan penyimpangan pokok disesuaikan dengan tingkat diameter. Hasilnya telah dihitung atas dasar harga rata-rata geometrik D dari diameter-diameter ekstrim tiap tingkat, dan dapat dipakai untuk semua diameter dalam tingkatan tersebut. Untuk seluruh tingkat sampai dengan 3 mm, diameter rata-rata diambil sebagai rata-rata geometric dari 1 dan 3 mm. Dalam keadaan normal dipakai tingkat utama, tetapi jika dipandang perlu tingkat antara dapat dipakai.

2)    Kualitas toleransi

Dalam sistim standar limit dan suaian, sekelompok toleransi yang dianggap mempunyai ketelitian yang setaraf untuk semua ukuran dasar disebut kualitas toleransi. telah ditentukan 18 kualitas toleransi, yang disebut toleransi standar yaitu: IT 01, IT 0, IT sampai dengan IT 16. Standar toleransi dapat dilihat pada table 1 berikut.

Tabel 1. Nilai toleransi standar untuk kualitas 5s/d 16.

IT 5

IT 6

IT 7

IT 8

IT 9

IT 10

IT 11

IT 12

IT 13

IT 14

IT 15

IT 16

Nilai

7 i

10 i

16

25 i

40 i

64 i

100 i

160 i

250 i

400 i

640 i

1000i

Tabel 2. Nilai toleransi standar untuk kualitas 0,1, 0 dan 1.

	IT 01	IT 0	IT 1
Nilai dalam micron Untuk D dalam mm	16	25 i	40 i

Tingkat toleransi IT 5 s/d IT 16, nilai toleransinya ditentuan oleh satuan toleransi I, sebagai berikut:  i= 0,45 + 0,001 D dalam satuan mikron, dan D harga rata-rata geometrik dari kelompok ukuran nominal, dalam mm.

3)    Simbol Toleransi

Toleransi terdiri dari toleransi untuk lubang dan toleransi untuk poros. Untuk membedakan kedua macam toleransi tersebut diberi simbol masing-masing dengan huruf besar untuk lubang dan huruf kecil untuk poros.

Contoh:

a)    Ø40H7, artinya suatu lubang (H-nya huruf besar) dengan daerah toleransi H dan kualitasnya 7

b)   Ø40h7, artinya suatu poros (h-nya huruf kecil) dengan daerah toleransi h dan kualitasnya 7.

4)    Menghitung Ukuran Maximum, Minimum Dan Toleransi

Ukuran maximum sama dengan ukuran nominal ditambah dengan penyimpangan atas (baik untuk poros maupun lubang). Ukuran minimum sama dengan ukuran nominal ditambah dengan penyimpangan bawah (baik untuk poros maupun lubang).

Contoh:

Ø 40 H9=  

Ukuran maximum      = 40 + 0,062 = 40,062 mm

             Ukuran minimum       = 40 + 0       = 40 mm             

Toleransinya adalah   =                 = 0,062 mm

        2. Toleransi geometrik

     Toleransi geometrik mencakup toleransi bentuk, toleransi posisi, tempat dan penyimpangan putar. Toleransi bentuk membatasi penyimpangan dari sebuah elemen (titik, garis, sumbu, permukaan atau bidang meridian) dari bentuk geometric ideal. Posisi dan temapat penyimpangan putar membatasi penyimpangan posisi atau tempat bersama dari dua atau  lebih elemen.

Gambar 2. Toleransi geometri

SUAIAN

A.     Pengertian Suaian

Suaian adalah kondisi pasangan antara 2 komponen karena adanya perbedaan ukuran (toleransi). Dengan adanya toleransi akan terjadi perbedaan-perbedaan ukuran dari bagian yang selesai dikerjakan dan akan dipasang. Tetapi perbedaan-perbedaan ini masing-masing bisa dipasang dengan bagian yang menjadi pasangannya.

B.     Jenis-Jenis Suaian

Suaian yang terjadi ada beberapa macam, tergantung daerah tolerasnsi dari poros, maupun lubang yang dipakai sebagai basis pemberian toleransi. Jenis-jenis suaian sebagai berikut.

1.    Suaian longgar (Clearance fits), yaitu bila bagian yang berpasangan pada waktu dipasang mempunyai kelonggaran yang pasti.

2.    Suaian transisi (Transition fits) akan terjadi dua kemungkinan, yaitu bisa terjadi kesesakan kecil maupun kelonggaran kecil.

3.    Suaian sesak (Interfereance fits) pada pemasangan ini selalu dalam keadaan sesak.

C.     Cara Menentukan Besarnya Toleransi

Ada dua cara dalam menentukan besarnya toleransi yang dikehendaki, yaitu dengan sistem basis lubang dan sistem basis poros. Kedua cara ini bisa dipakai dalam menentukan toleransi ukuran. Pada sistem basis lubang, semua lubang diseragamkan pembuatannya dengan toleransi H sebagai dasar, sedangkan ukuran poros berubah-ubah menurut macam suaian. Pada sistem basis poros, ukuran poros sebagai dasar dengan tolernasi “h” dan ukuran lubang berubah-ubah.

1.    Sistem Basis Lubang

Suaian dengan sistem basis lubang banyak dipakai. Suaian yang dikehendaki dapat dibuat dengan jalan mengubah-ubah ukuran poros, dalam hal ini ukuran batas terkecil lubang tetap sama dengan ukuran nominal. Dalam basis lubang akan didapatkan keadaan suaian sebagai berikut.

a)    Suaian longgar: dengan pasangan daerah toleransi untuk lubang adalah H dan dareah toleransi poros dari a sampai h.

b)   Suaian transisi: dengan pasangan dareah toleransi lubang H dan daerah-daerah toleransi poros dari j sampai n.

c)    Suaian sesak:  dengan pasangan daerah toleransi lubang H dan daerah toleransi poros dari p sampai z.

Sistem basis lubang biasanya dipaka dalam pembuatan bagian-bagian dari suatu mesin perkakas, motor, kereta api, dan pesawat terbang.

2.    Sistem Basis Poros

Dalam suaian dengan basis poros maka poros selalu dinyatakan dengan “h”. Ukuran batas terbesar dari poros selalu sama dengan ukuran nominal. Pemilihan suaian yang dikehendaki dapat dilakukan dengan mengubah ukuran lubang. Sistem basis poros kurang disukai orang karena mengubah ukuran lubang lebih sulit daripada mengubah ukuran poros. Dalam sistem basis poros juga akan didapatkan keadaan suaian yang sama dengan suaian dalan sistem basis lubang dengan demikian dikenal juga:

a)    Suaian longgar: dengan pasangan daerah toleransi h dan daerah tolernasi lubang A sampai H.

b)   Suaian transisi: dengan pasangan daerah toleransi h untuk poros dan daerah toleransi lubang J sampI H.

c)    Suaian sesak: dengan pasangan daerah toleransi h untuk poros dan daerah untuk lubang P sampai Z.

Sistem basis poros banyak digunakan dalam pembuatan bagian alat-alat pemindah, motor-motor listrik, dan pesawat angkat.

D.    Menentukan Suaian Dan Toleransi

Dalam menentikan toleransi tetap harus berpegang pada prinsip efisiensi produksi. Jadi, toleransi tidak terlalu mahal, artinya teliti. Karena pekerjaanyang teliti memerlukan kecermatan dan ketelitian pada waktu mengerjakan sehingga waktu yang dibutuhkan lebih lama dan menyebabka biaya produksi mahal. Dalam menentukan toleransi akan lebih baik sebesar mungkin atau menurut kebutuhan, tetapi sudah memenuhi syarat teknis minimal. Kadang-kadang penentuan toleransi juga dipengaruhi oleh cara pengerjaan. Pengerjaan poros lebih mudah daripada pengerjaan lubang sehingga toleransi poros bisa dibuat lebih halus daripada lubang. Pemilihan toleransi untuk lubang dan poros yang banyak dan biasa digunakan adalah dengan sistem basis lubang, yaitu sebagai berikut.

Untuk lubang menggunakan H7, H8, H9, H11

Untuk poros menggunakan c11, d10, e9, f7, g6, k6, p6, dan s6.

Keadaan suaian yang akan terjadi dikelompokkan sebagai berikut.

1.    Suaian longgar: yang termasuk suaian longgar adalah pasangan H11-c11; H9-d10; H9-e9; H7-g6; H7-h6.

2.    Suaian transisi: yang termasuk suaian transisi adalah H7-k6; H7-n6.

3.    Suaian sesak: yang termasuk suaian sesak adalah pasangan dari H7-p6; H7-s6.

Pemilihan toleransi untuk lubang dan poros yang menggunakan sistem basis poros sebagai berikut.

Untuk poros: h6; h7; h9; dan h11.

Untuk lubang: C11; D10; E9; F8; G7; H7; K7; N7; P7; dan S7.

Keadaan suaian yang akan terjasi dikelompokkan sebagai berikut.

1.    Suaian longgar; yang termasuk suaian longgar adalah pasangan h11-C11; h9-D10; h9-E9; h7-F8; h6-G7; dan h6-H7.

2.    Suaian transisi; yang termasuk suaian transisi adalah pasangan dari h6-k7 dan h6-N7.

3.    Suaian sesak; yang termasuk suaian sesak adalah pasangan dari h6-P7; dan h6-S7.

E.     Tingkatan Suaian

Dalam penggunaannya, suaian-suaian longgar, transisi, maupun sesak masih harus dibagi dalam tingkatan-tingkatan yang lebih terperinci. Dengan demikian dapat ditentukan jenis suaian yang tepat untuk suatu komponen menurut penggunaan dari komponen yang akan dibuat. Tingkatan suaian dari masing-masing keadaan suaian untuk basis lubang sebagai berikut.

1.    Suaian Longgar

a.    Suaian sangat luas

Suaian yang sangat longgar merupakan hasil pasangan dari H11-c11; H9-d10; dan H9-e9. Tingkatan suaian ini digunakan untuk bagian-bagian yang mudah berputar, mudah dipasang dan dibongkar tanpa paksa, misalnya dipakai pada poros roda gigi, poros hubungan, dan bantalan dengan kelonggaran yang pasti.

b.    Suaian luas

Suaian yang agak longgar merupakan hasil gabungan lubang dan poros dari H8-f7 dan H7-g6. Suaian ini biasa dipakai pada peralatan yang berputar terus menerus, misalnya dipakai pada bantalan yang mempunyai kelonggaran biasa, yaitu bantalan jurnal.

c.    Suaian geser

Suaian yang sangat pas, suaian ini hasil gabungan dari lubang dan poros H7-h6. Meskipun demikian suaian ini masih mempunyai kelonggaran yang sangat kecil. Suaian ini banyak dipakai pada peralatan yang tidak berputar, misalnya senter kepala lepas, sarung senter, dan poros spindel.

2.    Suaian Transisi

Suaian ini merupakan hasil gabungan antara lubang dan oros yang akan menghasilkan suatu keadaan kemungkinan longgar dan sesak, hal ini tergantung dari daerah toleransi yang dipakai. Yang termasuk dalam suaian transisi adalah:

a.    Suaian puntir

Suaian ini adalah gabungan dari lubang dan poros dari H7-k6. Suaian ini digunakan apabila pasangannya memerlukan kesesakan dan dengan jalan dipuntir waktu melepas maupun memasang, misalnya sebuah metal dengan tempat kedudukannya.

b.    Suaian paksa

Suaian ini mempunyai kesesakan yang pasti. Suaian ini hasil gabungan dari lubang dan poros, yaitu dari H7-n6. Pada suaian ini akan terjadi kesesakan permukaan yang dipasang agak panjang. Contoh pemakaiannya pada plat pembawa dalam mesin bubut, dan kopling.

3.    Suaian Sesak

a.    Suaian kempa ringan

Suaian ini hasil gabungan dari lubang dan poros, yaitu H7-p6. Pasangan dalam suaian ini harus ditekan atau dipukul dengan menggunakan palu plastik atau palu kulit. Penggunaan suaian ini misalnya pada bus-bus bantalan dan pelak roda gigi.

b.    Suaian kempa berat

Suaian ini gabungan dari lubang dan poros H7-p6. Pemasangan suaian ini harus ditekan dengan gaya yang agak berat dan suatu ketika harus menggunakan mesin penekan. Suaian ini digunakan pada kopling atau pada gelang tekan.

Untuk basis poros:

1.    Suaian longgar

a.    Suaian sangat luas

Suaian ini adalah gabungan dari poros dan lubang, yaitu h11-C11; h9-D10; dan h9-E9. Penggunaannya adalah pada bantalan-bantalan yang mudah dipasang dan dilepas dengan poros.

b.    Suaian luas

Suaian ini hasil gabungan dari poros dan lubang, yaitu h7-F8 dan h6-G7. Contoh penggunaannya pada bantalan jurnal dan peralatan yang tidak berputar.

c.    Suaian geser

Suaian ini hasil gabungan dari poros dan lubang: h6-H7. Penggunaan pada peralatan yang tidak berputar.

2.    Suaian transisi

a.    Suaian puntir

Suaian ini terjadi dari gabungan poros dan lubang h6-K7. Suaian ini dipakai pada peralatan yang pemasangannya harus mengalami penekanan dan dipuntir.

b.    Suaian paksa

Suaian ini terjadi dari gabungan poros dan lubang h6-N7. Pada sistem ini juga terjadi kesesakan yang pasti.

3.    Suaian sesak

a.    Suaian kempa ringan

Suaian ini merupakan gabungan dari poros dan lubang h6-P7. Pemasangan komponen dalam suaian ini harus ditekan.

b.    Suaian kempa berat

Suaian ini merupakan gabungan poros dan lubang h6-S7. Pemasangan komponen ini harus ditekan dengan gaya yang lebih berat.

F.     Menentukan Harga Toleransi

Cara yang banyak dipakai dalam menentukan harga toleransi adalah dengan memakai sistem basis lubang dan tingkatan-tingkatan suaian. Dalam menentukan toleransi secara luas, industri komponen-komponen mesin dibagi dalam dua kategori yaitu:

1.    Kategori lubang atau golongan lubang

Golongan lubang adalah suatu golongan atau komponen yang dalam pemasangan dan penggabungannya harus dimasuki oleh komponen lain sebagai pasangannya. Dalam hal ini termasuk dudukan-dudukan dari pasak poros, bantalan-bantalan, lubang poros roda gigi, dan lubang poros hubungan.

2.    Kategori poros atau golongan poros

Golongan poros adalah suatu komponen yang dalam pemasangan dan penggabungannya harus dimasukkan kedalam komponen lain sebagai pasangannya. Dalam hal ini termasuk dalam golongan poros yaitu poros-poros, pasak-pasak, baut-baut, sekrup-sekrup, senter, ring torak, dan pena torak.

 FUNGSI PENGERJAAN DAN NILAI KEKASARAN

A.     Fungsi tanda pengerjaan

      Permukaan benda kerja memegang peran penting dalam perencanaan mesin, terutama untuk memperhitungkan gesekan, pelumasan, keausan, dan sebagainya. Untuk menghasilakn permukaan yang sesuai, maka pada gambar kerjaperlu adanya tanda-tanda pengerjaan yang dinormalisasi yang diletakan pada bagian-bagian dikehendaki permukaannya. Pelaksanaan penempatan tanda pengerjaan ini juga mengharuskan perpanjang pada sebelah kanan sebagai mana gambar dibaca. Symbol data dari tanda pengerjaan ini terdiri dari dua garis dengan ketinggian yang tidak sama dengan perbandingan 1 : 2 yang membentuk sudut 60° satu sama lain. Dapat dilihat pada simbol berikut.

Gambar 3. Simbol dasar tanda pengerjaan

Tidak semua permukaan benda dikerjakan dengan mesin. Ada kalanya karena semua hal permukaan tersebut tidak dikerjakan, atau dibiarkan saja dan juga bisa permukaan tersebut tidak boleh dibuang, karena ukurannya sudah pa. konfogurasi permukaan yang bebas dikerjakan dengan mesin  apapun dan permukaan yang tidak di ijinkan adalah seprti gambar 21 dibawah ini.

 Gambar 4. Lambang pengerjaan bebas dan tidak di ijinkan

B. Penulisan tanda pengerjaan

      Pengerjaan permukaan yang mendapat pengerjaan mesin harus dicantumkan dengan keterangan pada simbol dasar yang berbentuk segitiga. Adapun pengembangan spesifikasi dari penulisan simbol yang telah diberi keterangan adalah seprti gambar 22 di bawah ini.

Gambar 5. Simbol tanda pengerjaan dan keterangannya

     Arah pengerjaan permukaan benda kerja sangat tergantung pada selera ddan kehalusan (kekasaran) yang diinginkan. Harga kekasaran dan kelas kekasaran untuk beberapa nilai adalah seperti terlihat pada tabel 4 di bawah ini.

 Tabel 4. Harga dan kelas kekerasan