Runout Dan Kelurusan [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Benda bulat atau silinder adalah salah satu benda yang penting dalam merancang suatu mesin. Tidak ada mesin yang tidak mempunyai komponen silinder. Silinder biasanya digunakan sebagai poros sumbu yang menghantarkan gaya dari motor kepada sistem. Salat satu aspek yang sangat penting untuk diperhatikan dalam silinder adalah kecenterannya, terutama saat dilakukan proses pemesinan, seperti bubut. Jika tidak center (missalignment) maka akan mempengaruhi hasil produk tersebut. Missalignment yang terjadi pada poros yang terpasang dalam lubang disebut run-out. Selain benda silinder, hal yang juga harus diperhatikan dalam perancangan suatu mesin adalah kelurusan permukaan. Misalnya pada permukaan guideways mesin bubut. Jika tidak lurus, maka akan mempengaruhi posisi pahat saat proses pemotongan yang mengakibatkan terjadinya penyimpangan dimensi produk yang dihasilkan. Oleh karena run-out dan penyimpangan kelurusan dapat mengakibatkan hal-hal yang tidak diinginkan, maka kontrol terhadap penyimpangan tersebut harus terus dilakukan. Salah satu cara untuk mengontrolnya adalah dengan melakukan pengukuran. Ada banyak cara yang digunakan untuk mengetahui nilai run-out dan kelurusan yang terjadi pada suatu komponen. Prinsip yang digunakan pun berbeda-beda dengan alat ukur yang berbeda pula. Bahkan ISO pun telah menetapkan standar mengenai cara-cara mengukur besar run-out dan kelurusan yang terjadi. Tentu saja cara-cara mengukur run-out dan kelurusan tersebut tidak akan bisa dikuasai tanpa dipelajarai terlebih dahulu. Salah satu cara belajar mengukur run-out kelurusan yang sangat efektif adalah melalui praktikum. Oleh karena itu praktikum



pengukuran



dilaksanakan. 1.2 Tujuan 1 | Page



run-out



dan



kelurusan



sangat



penting



untuk



1. Melakukan studi literatur mengenai run-out untuk mengetahui cara pengurkuran run-out. 2. Untuk mengetahui besar run-out pada spindle dan kelurusan guideways terhadap carriage mesin bubut. 3. Untuk mengetahui cara penggunaan dial indikator. 1.3 Manfaat 1. Dapat mengetahui cara pengukuran run-out. 2. Mempu membaca hasil pengukuran run-out dan penyimpangan kelurusan menggunakan dial indikator 3. Dapat menggunakan dial indikator dengan benar pada pengukuran runout dan kelurusan 1.4 Batasan Masalah Melakukan percobaan pengukuran run-out pada spindle dan kelurusan pada guideways mesin bubut berdasarkan standar ISO 1708. 1.5 Sistemtika Penulisan BAB I Pendahuluan menjelaska hal-hal yang



melatarbelakangi



dilakukannya praktikum run-out dan kelurusan, tujuan dan manfaat serta batasan masalah pada praktikum. Sistematika penulisan juga dicantukkan dallam bab ini. BAB II Tinjauan Pustaka. Berisi penjelasan mengenai metrologi, penjelasan standar ISO 1708 untuk run-out dan kelurusan, penjelasan mengenai run-out, total run-out, dan sirkular run-out serta penjelasan kelurusan dan pengenalan alat yang digunakan dalam pengukuran run-out dan kelurusan serata skema pengukuran. BAB III Metodologi. Berisi penjelasan prosedur pengukuran dan prosedur praktikum run-out dan kelurusan serta alat danbahan yang digunakan. BAB IV Hasil dan Pembahasan memaparkan hasil praktikum dan analisa hasil tersebut yang telah diplotkan ke dalam grafik. BAB V Penutup. Berisi kesimpulan dan saran dari prektikum pengukuran run-out dan kelurusan berdasarkan hasil yang didapat. Daftar Pustaka berisi referensi yang dipakai.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Umum



2 | Page



2.1.1 Metrologi Metrologi adalah lmu yang mempelajari pengurkuran besaran teknik. Sedangkan pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang belum diketahui dengan suatu besaran yang standar. Besaran adalah standar yang digunakan dalam pengukuran. Besaran terdiri dari dua jenis, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sesuai dengan standar internasional, berdiri sendiri, dan dapat dijadikan acuan. Sedangkan besaran turunan adalah besaranyang diperoleh dari beberpa variabel dalam bentuk persamaan. Syaratsyarat besaran adalah dapat didefinisikan secara fisik, dapat digunakan dimana saja, dan tidak berubah terhadap waktu. Dalam suatu industri, karakteristik suatu produk perlu diukur untuk mengetahui apakah produk tersebut memehuhi spesifikasi atau tidak. Ilmu yang mempelajari hal tersebut adalah metrologi industri. Kata industri menunjukkan dimana ilmu tersebut sering dipakai seperti industri mesin dan pabrik. Seperti halnya ilmu-ilmu lain, metrologi juga mempunyai standar yang telah disepakati baik secara lokal mupun internasional. Banyak standar yang telah disepakti secara lokal, seprti ANSI (Amerika), JIS (Jepang), dan DIN (Jerman) serta Internasional disebut ISO. Pengukuran run-out dan kelurusan mempunya toleransi yang harus dipatuhi. Menurut ISO toleransi run-out dan kelurusan dapat dilihat pada Tabel 2.1. G2 menunjukkan skema pengujian kelurusan gerakan carriage dalam bidang horizontal. Pengujian menggunakan dial indikator dengan referensi silinder. Penyimpangan yang diizinkan adalah 0.02 mm per 300 meter. G6 menunjukkan skema pengujian run-out pada sumbu konis spindle dengan referensi ujung silinder jarak 300 mm. pengukuran menggunakan alat ukur dial indikator. Penyimpangan yang diizinkan adalah 0.01 mm dan 0.02 mm per 300 mm. Tabel 2.1 Toleransi ISO untuk run-out dan kelurusan Peralatan



Skema No



pengujian



3 | Page



Macam pengujian



Penyimpangan



yang dipakai yang diizinkan



Pengujian terhadap kelurusan dari pada G2



gerakan carriage dalam bidang horizontal



1.Silinder– referens 2.Dial–



0.02 mm per 300 meter



indikator



Kesalahan putar ( runout ) dari pada sumbu konis spindle. a.Pada ujung silinder –



G6



referens b.Pada jarak a – b : 300



1.Silinder– referens 2.Dial – indikator



0.01 mm 0.02 mm/300 mm



mm Selain itu ada juga karakteristik geometrik yang dikontrol oleh toleransi seperti yang dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel tersebut memaparkan karakteristik yang dikontrol oleh toleransi beserta simbol yang digunakan pada gambar teknik. Tabel 2.2 Karakteristik geometris dan simbolnya



Dari Tabel 2.2 diatas, tentang karakter yang dikontrol oleh toleransi menyebabkan beberapa garis-garis besar bentuk-bentuk suatu elemen orientasi dan posisi yang dibentuk dan disertai oleh simbol-simbol penulisan yang digunakan dalam gambar teknik. 2.2 Teori Khusus 2.2.1 Run-Out Run-out adalah penyimpangan suatu benda yang berputar terhadapa sumbu putarnya. Run-out juga bisa didefinisikan sebagai ketidakakuratan benda 4 | Page



yang berputar pada sistem mekanika dan tidak berputar terhadap sumbu putarnya. Artinya selain sumbu putar utama, juga terdapat sumbu putar kedua. Sebgai contoh ketika membuat lubang menggunakan mesin drilling, run-out pada pahat terhdap spindle akan menghasilkan lubang yang lebih besar daripada lubang yang diinginkan (lubang nominal). Pada kasus bantalan, run-out akan menyebabkan getaran pada mesin dan menambah pembebanan pada bearing yang dapat menyebabkan bearing cepat rusak. Run-out bersifat dinamis dan tidak boleh diabaikan. Sebuah komponen berputar, pada mesin bubut misalnya, jika chuck tidak mencekam komponen pada centernya, maka ketika berputar, komponen tersebut akan membentuk axis kedua yang menyebabkan unbalance pada putarannya. Pengertian run-out lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.1.



Gambar 2.1 Ilustrasi run-out



Pada bearing, run-out dapat digambarkan seperti terlihat pada Gambar 2.2.



Gambar 2.2 Run-out pada bearing Ada 2 jenis run-out, yaitu: 1. Total Run-out Adalah run-out yang terjadi pada seluruh permukaan benda pada jarak tertentu, biasanya pada benda yang berbentuk silinder. Derinisi total run-out dapat dilihatj pada Gambar 2.3.



5 | Page



Gambar 2.3 Total run-out 2. Sirkular Run-out Tidak seperti total run-out, sirkular run-out adalah run-out yang terjadi hanya pada 1 titi sirkular terhadap aksis utama. Dapat dilihat pada Gambar 2.4



Gambar 2.4 Sirkular run-out 2.2.2 Kelurusan Suatu permukaan benda dikatakan lurus bila bidang permukaan tersebut berbentuk garis lurus seandainya digambarkan dalam bentuk garis. Artinya, benda diukur kelurusan permukaannya dalam panjang tertentu tidak ditemukan penyimpangan baik arah vertikal mupun arah horizontal, berarti permukaan benda tersebut bisa dikatakan lurus. Kalu digambarkan secara grafis maka akan diperoleh garis lurus. Kelurusan dari permukaan suaru komponen sangat penting peranannya dalam proses pemesinan. Meja mesin bubut, mesin skrap, mesin freis dan mesin gerinda bekerja memerlukan tingkat kelurusan yang sangat teliti. Keterampilan untuk membuat permukaan benda kerja betul-betul lurus juga sangat diperlukan, termasuk bagaimana memeriksa kelurusan tersebut. Ada banyak cara yang dapat dilakukan untuk mengukur kelurusan suatu benda berdasarkan alat ukurnya, yaitu dengan mistar baja, dial indikator dan autokolimotor. 1. Pengukuran Kelurusan dengan Mistar Baja



6 | Page



Tidak untuk mencari berapa besar ketidaklurusan suatu permkaan benda, melainkan hanya untuk melihat apakah permukaan benda tersebut mempunyai penyimpangan pada dimensi kelurusannya atau tidak. Dalam pemeriksaannya tidak diperlukan skala ukur. Sebagai contoh, misal akan memeriksa kelurusan benda kerja berbentuk balok seperti pada Gambar 2.5.



Gambar 2.5 Pengukuran kelurusan menggunakan mistar baja. Dengan meletakkan mistar baja sedemikian rupa di atas permukaan bidang ukur maka dapat dilihat apakah muka ukur balok tersebut masuk dalam kategori lurus atau tidak. Pemeriksaan sebaiknya dilakukan pada arah memanjang, melebar dan arah diagonal. Kesimpulan yang diambil adalah: bila terlihat adanya celah antara muka ukur dan mistar baja maka dikatakan bahwa permukaan bidang ukur kelurusannya tidak baik. Pemeriksaan kelurusan yang sederhana ini banyak dilakukan pada pekerjaan mengikir rata permukaan. 2. Pengukuran Kelurusan dengan Dial Indikator Dengan menggunakan jam ukur maka bisa diketahui besarnya penyimpangan dari kelurusan suatu permukaan benda ukur. Karena setiap perubahan jarak yang dialami oleh sensor jam ukur akan ditunjukkan oleh jarum penunjuk jam ukur tersebut. Pemeriksaan kelurusan dengan jam ukur ini bisa digunakan untuk melihat kelurusan dalam arah horizontal (penyimpangan ke kiri atau ke kanan) dan kelurusan dalam arah vertikal (penyimpangan ke atas atau ke bawah). Agar pemeriksaan memberikan hasil yang teliti maka pelaksanaannya harus dilakukan di atas meja rata (surface table). Antara benda ukur dengan landasan jam ukur harus diberi pelat lurus (straight edge) atau yang sejenis agar gerakan dari jam ukur tetap stabil sehingga tidak merubah posisi penekanan sensor terhadap muka ukur. Pada waktu meletakkan sensor pada muka ukur sebaiknya jarum penunjuk menunjukkan skala pada posisi nol. Seandainya muka ukurnya relatif panjang maka sebaiknya panjang muka ukur



7 | Page



tersebut dibagi dalam beberapa bagian yang besarnya jarak tiap-tiap bagian tergantung pada pertimbangan si pengukur sendiri. Antara bagian satu dengan yang lain diberi tanda titik atau garis pendek/strip. Pada masing-masing titik inilah nantinya dapat digambarkan besarnya penyimpangan dari kelurusan muka ukur. Dengan demikian dapat diketahui bagian-bagian mana dari muka ukur yang tidak lurus. Sebagai contoh dapat dilihat Gambar 2.6a. dan 2.6b. berikut ini.



(a)



(b)



Gambar 2.6 (a) Pengukuran kelurusan arah horizontal (b) pengukuran kelurusan arah vertical Dalam menggambarkan besarnya penyimpangan kelurusan dalam bentuk grafik biasa dibutuhkan tanda minus (-) untuk penyimpangan negatif dan tanda plus (+) untuk penyimpangan positif. Untuk menentukan mana penyimpangan yang bertanda minus dan penyimpangan yang bertanda plus tergantung pada si pengukurnya sendiri. Biasanya yang banyak dilakukan oleh orang adalah bahwa kalau penyimpangan ke arah atas atau ke kanan maka penyimpangan diberi tanda plus (+) dan sebaliknya bila terjadi penyimpangan ke arah bawah atau ke kiri maka penyimpangannya diberi tanda minus (-). Penyimpangan dengan tanda positif atau negatif bukan berarti bertanda positif (+) lebih baik dari pada yang bertanda negatif (-). Baik penyimpangan itu bertanda positif atau negatif, pengambilan keputusan didasarkan pada harga-harga batas yang diijinkan. Apabila hasil pemeriksaan ternyata melampaui harga-harga batas yang diijinkan maka dikatakan bahwa tingkat kelurusan dari muka ukur benda ukur adalah



8 | Page



tidak baik atau rendah, tanpa memperhatikan apakah penyimpangannya ke arah yang bertanda plus (positif) atau ke arah yang bertanda minus (negatif). Secara grafis dapat dilihat sebuah contoh hasil pemeriksaan kelurusan yang sudah dinyatakan dalam bentuk garis pada Gambar 2.7.



Gambar 2.7 Contoh grafik penyimpangan kelurusan Dari Gambar 2.7, panjang muka ukur diambil misalnya 150 milimeter yang dibagi menjadi 15 bagian yang sama dengan panjang masing-masing bagian 10 milimeter. Dengan demikian ada 15 titik pemeriksaan yang pada tiaptiap itulah dicantumkan harga pengukurannya. Dari harga-harga ini lalu dapat dibuat semacam grafik seperti tampak pada Gambar 2.7 tersebut. Dengan cara di atas nampaknya hanya cocok untuk pemeriksaan sisi muka ukur yang relatif sempit tanpa arahnya memanjang (bagian sisi tebal benda ukur). Seandainya muka ukur cukup lebar pada arahnya memanjangnya maka pemeriksaan kelurusan dapat dilakukan beberapa kali pada posisi yang berbedabeda menurut pertimbangan yang lebih menguntungkan dalam proses pengukuran. Jadi, pemeriksaannya tidak hanya pada satu garis, melainkan bisa lebih dari satu garis. Pemeriksaan kelurusan dengan jam ukur tidak saja bisa dilakukan terhadap benda berbentuk balok, tetapi juga bisa digunakan untuk memeriksa kelurusan poros. Gambar 2.8 menunjukkan salah satu contoh pemeriksaan kelurusan poros. Analisis hasil pemeriksaannya bisa dilakukan seperti yang sudah dibicarakan di atas (Gambar 6.3).



9 | Page



Gambar 2.8 Pemeriksaan kelurusan dengan dial indikator pada benda ukur berbentuk silinder 3. Pengukuran Kelurusan dengan Autokolimator Pemeriksaan kelurusan dengan autokolimator kebanyakan digunakan untuk memeriksa kelurusan meja-meja mesin produksi, baik dalam arah memanjang (horizontal) maupun dalam arah tegak lurus (vertikal). Salah satu contoh misalnya pemeriksaan kelurusan meja mesin bubut (kelurusan lathe-bed guide ways) yaitu tempat bergerak/berjalannya pembawa pahat potong (carriage). Gerakan pahat potong dari mesin bubut sepanjang mejanya harus betul-betul lurus (seolah-olah berada dalam satu garis lurus). Karena, sedikit saja ada penyimpangan dari garis lurus akan mengakibatkan perubahan bentuk dan ukuran dari benda kerja yang diproduksi melalui mesin bubut. Oleh karena itu, tingkat kelurusan meja mesin bubut (lathe-bed guide ways) perlu diperiksa untuk menentukan apakah tingkat kelurusannya masih dalam batas-batas harga yang diijinkan menurut standar yang berlaku sehingga mesin bubut masih boleh digunakan untuk memproduksi suatu komponen. Sebagai ilustrasi dari cara pemeriksaan kelurusan meja mesin bubut dapat dilihat Gambar 2.9. Sebelum dilakukan pemeriksaan maka sebaiknya dipasang sebuah pelat lurus atau yang sejenis (straight edge) di atas meja mesin bubut dengan posisi sedemikian rupa denagn maksud untuk mendapatkan tempat cermin pantul (reflektor) selalu berada pada posisi garis lurus. Karena seperti diketahui, pengukuran dengan autokolimator harus dibantuk dengan sebuah cermin pantul (reflektor) yang harus dipindah-pindahkan posisinya pada sepanjang muka ukur.



10 | P a g e



Gambar 2.9 Cara pemeriksaan kelurusan meja mesin bubut Apabila arah pemindahan ini tidak pada satu garis lurus maka hasil pengukurannya sudah tentu banyak penyimpangan, khususnya penyimpangan dari kelurusan. Landasan dari cermin pantul biasanya mempunyai panjang tertentu yang besarnya panjang ini digunakan sebagai dasar untuk perhitungan hasil pengukuran. Biasanya landasan tersebut mempunyai panjang 103.5 mm. Hal ini berarti jarak selang pemindahan cermin pantul juga 103.5 mm. 2π 1 menit dari arc sudut= radian , Sehingga untuk 360 x 60 landasan 1 menitnyakira−kira=



103.5



panjang



mm,



2π ∙103.5 mm=0.03 mm . 360 ∙60



maka Dengan



kata



lain



adalah setiap perubahan kemiringan 1 menit dari cermin pantul berarti terjadi penyimpangan dari kelurusan (niak turunnya permukaan meja mesin bubut) sebesar 0.03 mm. jadi, setiap harga yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk mikrometer dari autokolimator harus dikalikan 0.03 mm untuk menentukan besarnya harga penyimpangan. Seperti halnya pada pemeriksaan dengan jam ukur, setiap titik ujung dari landasan cermin pantul yang terletak di atas meja harus diberi tanda agar pemindahan cermin pantul tersebut ditunjukkan oleh A – B, B – C, C – D, D – E, dan seterusnya sampai panjang muka ukur selesai diperiksa. Dengan mencatat setiap harga yang ditunjukkan oleh mikrometer pada setiap kali perpindahan cermin pantul maka dapat dibuat tabulasi data hasil pengukuran seperti tampak pada Tabel 2.3.



11 | P a g e



Tabel 2.3 Tabulasi hasil pemeriksaan kelurusan dengan autokolimator



Pada kolom 1, menunjukkan posisi pemeriksaan yaitu sebanyak 12 kali perpindahan cermin datar, Ini berarti panjang muka adalah 12 x 103.5 mm= 1232 mm, atau kira-kira 1¼ meter. Kolom 2 menunjukkan hasil pembacaan mikrometer autokolimator dalam menit dan detik. Kolom 3 menunjukkan perbedaan harga tiap pemeriksaan dengan harga pemeriksaan pertama. Kolom 4 menunjukkan perbedaan naik turunnya didapat dari perkalian harga kolom 3 dengan 0.0005 mm. Angka 0.0005 mm diperoleh dari: 1 menit = 0.03 mm, 1 berarti 1 detik= 60 ∙ 0.03 mm=0.0005 mm.



Kolom 5 menunjukkan harga naik



turunnya muka ukur secara kumulatif. Jumlah total harga naik turum secara kumulatif adalah 24 mm. Berarti, untuk 12 kali pemeriksaan maka proporsi tiap pemeriksaan mempunyai perbedaan (increment) kenaikan sebesar



24 =2 mm 12



. Kolom 7 menunjukkan harga penyimpangan terhadap garis lurus yang besarnya didapat dari hasil pengurangan antara harga-harga pada kolom 5 dengan harga-harga pada kolom 6. Selanjutnya dengan melihat harga-harga pada kolom 5, 6, dan 7 maka dapat dibuat suatu grafik penyimpangan terhadap kelurusan secara kumulatif. Pada grafik penyimpangan secara kumulatif terlihat sebuah garis lurus yang 12 | P a g e



ditarik dari kedua ujung pemeriksaan. Garis lurus ini menunjukkan garis bidang ukur dari meja mesin bubut yang diperiksa kelurusannya. Lihat Gambar 2.10



Gambar 2.10. Grafik penyimpangan kumulatif dan penyimpangan sesungguhnya dari pemeriksaan kelurusan meja mesin bubut dengan menggunakan autokolimator. 2.3 Teori Alat 2.3.1 Dial Indikator Dial gauge atau ada yang menyebutnya dial indicator adalah alat ukur yang dipergunakan untuk memeriksa penyimpangan yang sangat kecil dari bidang datar, bidang silinder atau permukaan bulat dan kesejajaran. Konstruksi sebuah alat dial indikator seperti terlihat pada gambar di atas, terdiri atas jam ukur (dial gauge) yang di lengkapi dengan alat penopang seperti blok alas magnet, batang penyangga, penjepit, dan baut penjepit. 2.3.1.1. Cara Pembacaan Dan Penggunaan Alat Saat akan digunakan dial indikator tidak dapat digunakan sendiri, tapi memerlukan kelengkapan seperti di atas yang harus diatur sedemikian rupa pada saat pengukuran. Posisi dial gauge harus tegak lurus terhadap benda kerja yang akan diukur.



13 | P a g e



Gambar 2.11 Cara penggunaan dial indikator Pada dial indikator terdapat 2 skala. Yang pertama skala yang besar (terdiri dari 100 strip) dan skala yang lebih kecil. Pada skala yang besar tiap stripnya bernilai 0,01 mm. Jadi ketika jarum panjang berputar 1 kali penuh maka menunjukkan pengukuran tersebut sejauh 1 mm. Sedangkan skala yang kecil merupakan penghitung putaran dari jarum panjang pada skala yang besar.



penunjuk



sensor



Gambar 2.12 Dial Indikator Sebagai contoh, jika jarum panjang pada skala besar bergerak sejauh 6 strip dan jarum pendek bergerak pada skala 3 maka artinya hasil pengukurannya adalah3,06 mm. Pengukuran ini diperoleh dari : skala pada jarum panjang dibaca : 6 x 0,01 mm = 0,06 mm skala pada jarum pendek dibaca : 3 x 1 mm = 3 mm maka hasil pengukurannya adalah 0,06 mm + 3 mm = 3,06 mm.



14 | P a g e



Skala dan ring dial indikator dapat berputar ke angka 0 agar lurus dengan penunjuk. Penghitung putaran ukur jam berfungsi menghitung jumlah putaran penunjuk. Yang perlu diperhatikan dalam menggunakan dial indicator adalah keadaan permukaan benda yang akan diukur harus bersih, posisi spindel dial (ujung peraba) tegak lurus pada permukaan komponen yang diperiksa, dan metode pengukuran yang digunakan. 2.3.1.2. Prinsip Kerja Dial Indikator Dial indikator memiliki sensor yang berbentuk jarum (lihat Gambar 2.12). Sensor terhubung ke batang bergerigi. Ketika sensor mendapatkan tekanan dari perkmukaan benda ukur, batang bergerigi bergerak dan memutar dan memutar roda gigi kecil 1 (lihat Gambar 2.13). Ketika roda gigi kecil 1 berputar, dia juga memutar roda gigi besar yang terhubung dengannya. Roda gigi besar juga terhubung dengan roda gigi kecil 2. Roda gigi kecil 2 berputar sehingga menggerakkan penunjuk dial indikator. Penunjuk menunjukkan harga dari pengukuran.



Gambar 2.13. Prinsip kerja dial indikator Jika ditinjau dari perinsip kerja dial indikator, dapat disimpulkan bahwa pengubahnya adalah jenis pengubah mekanik, yaitu memanfaatkan gerakan dari roda gigi. Pegas spiral berfungsi untuk mengembalikan sensor di keadaan normal saat tidak bersentuhan dengan benda ukur. Sedangkan pegas yang



15 | P a g e



lainnya berfungsi untuk mengembalikan jarum penunjuk ke keadaan normal saat tidak dilakukan proses pengukuran. Selain jenis pengubah diatas, ada juga pengubah yang menerapkan prinsip pneumatik dan mekanik dimanan pengubah jenis ini lebih cermat karena tidak tergantung pada ukuran roda gigi. Pengubah dengan prinsip elektrik tentu lebih cermat lagi karena memanfaatkan sinyal-sinyal yang diberikan dari sensor tersebut. Sinyal tersebut dalam bentuk gelombang sehingga sentuhan sekecil apapun dapat dideteksi.



16 | P a g e



BAB III METODOLOGI



3.1 Prosedur Pengukuran



Studi Literatur



Proses Pengukuran



Hasil Pengukuran Diplotkan dalam Grafik



Analisa Hasil Pengukuran dan Pembahasan



Kesimpulan Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pengukuran



Studi literatur dilakukan untuk mencari acuan teori mengenai run-out dan kelurusan serta cara-cara menggunakan alat ukur. Setelah itu dilakukan proses pengukuran berdasarkan referensi. Hasil pengukuran diplotkan dalam grafik. Berdasarkan grafik dan tabel hasil pengukuran dilakukan analisa. Beri kesimpulan berdasarkan analisa tersebut



17 | P a g e



3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat 1. Dial Indikator Dial Indikator merupakan alat ukur utama untuk mengurus run-out dan kelurusan. Memiliki kecermatan 0.01 mm. Sensor diletakkan diatas permukaan benda ukur.



Gambar 3.2 Dial Indikator 2. Stand Magnetik Digunakan sebagai alat ukur bantu. Membantu memegang dial indikator dan agar mudah mengatur posisi dial indikator.



Gambar 3.3 Stand Magnetik 3. Mistar Ukur Digunakan untuk mengukur jarak antar titik yang akan diukur.



18 | P a g e



Gambar 3.4 Mistar Ukur



4. Spidol Digunakan untuk menandai jarak titik pengukuran yang diukur menggunakan mistar.



Gambar 3.5 Spidol 3.2.2 Bahan 1. Guideways mesin bubut Diukur sepanjang 150 mm kelurusannya. Daerah pengukuran berada di tengah. 19 | P a g e



Gambar 3.5 Guideways mesin bubut 2. Spindle mesin bubut Diukur pada daerah 00 – 1800. Yang diukur adalah daerah permukaan silindernya. Pengukuran dilakukan dengan cara memutar spindle secara perlahan dan berhenti di setiap 10 mm untuk dicatat hasilnya.



Gambar 3.6 Spindle mesin bubut.



3.3 Prosedur Praktikum 3.3.1 Prosedur Praktikum Run-out 1. Siapkan alat ukur dial indikator dan alat ukur bantu stand magnetik



20 | P a g e



2. Bersihkan permukaan spindle mesin bubut yang akan menjadi benda ukur. 3. Kalibrasi alat ukur dan tentukan titik 0 pada spindle 4. Ukur run-out pada spindle sudut 00 - 1800 5. Catat hasil pengukuran pada tabel berikut:



No.



Jarak 00-900/900-1800 (mm)



Run-out (mm)



1



2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



13



6. Analisis hasil dan berikan pembahasan\ 7. Beri kesimpulan



3.3.2 Prosedur Praktikum Kelurusan 1. Siapkan alat ukur dial indikator dan alat ukur bantu stand magnetik 2. Bersihkan benda ukur yang akan diukur kelurusannya



21 | P a g e



3. Lakukan kalibrasi alat ukur 4. Ukur kelurusan guideways mesin bubut 5. Catat hasil pengukuran pada tabel berikut: No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15



6. 7. 3.3.3 1. 2. 3. 4. 5.



22 | P a g e



Jarak (mm)



Penyimpangan (mm)



Analisa hasil dan bahas hasil tersebut Simpulkan hasil dari praktikum Prosedur Praktikum Umum Pakai peralatan safety seperti pakaian praktikum dan sepatu safety Bersihkan laboratorium. Siapkan dan bersihkan alat ukur dan benda ukur Lakukan pengukuran dan catat hasil pengukuran Bersihkan kembali laboratorium.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil Pengukuran dilakukan untuk run-out pada sudut 00-900 dan 900-1800 spindle mesin bubut. Sedangkan kelurusan pada carriage terhadap guideways dengan 15 titik dengan jarak 10 mm antar titik. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2 dan Tabel 4.3. Tabel 4.1 hasil pengukuran run-out spindle daerah sudut 00-900 No.



Jarak 00-900 (mm)



Run-out (mm)



1



10 mm



0.0025



2



20 mm



-0.0025



3



30 mm



0.0025



4



40 mm



0



5



50 mm



0



6



60 mm



0.0025



7



70 mm



0.0075



8



80 mm



-0.0075



9



90 mm



0.01



10



100 mm



-0.0025



11



110 mm



0.0025



12



120 mm



0



13



130 mm



0



Run-out tertinggi yaitu 0.01 mm pada jarak 90 mm dari titik 0 0. Runout terendah yaitu ±0.0025 mm, terjadi pada jarak 10 mm, 20 mm, 30 mm, 60 mm, 70, 100 mm dan 110 mm. Run-out tidak terjadi (bernilai 0) pada jarak 40 mm, 50 mm, 120 mm dan 130 mm. Tabel 4.2 Hasil pengukuran run-out spindle mesin bubut sudut 900- 1800



23 | P a g e



No . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13



Jarak 900-1800 (mm) 10 mm 20 mm 30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm 80 mm 90 mm 100 mm 110 mm 120 mm 130 mm



Run-out (mm) 0.005 0.0025 0.0025 0.0025 0 -0.0025 0 0.0025 0.01 0.0025 0 0 -0.005



Run-out terbesar yaitu 0.01 mm terjadi pada jarak 90 mm. Run-out terendah ±0.0025 terjadi pada beberapa titik. Tabel 4.3. Hasil pengukuran penyimpangan kelurusan guideways mesin bubut terhadap carriage No . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15



Jarak (mm) 10 mm 20 mm 30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm 80 mm 90 mm 100 mm 110 mm 120 mm 130 mm 140 mm 150 mm



Penyimpangan (mm) 0.03 0 -0.03 0 -0.034 0.02 0 0 0.05 0 0 0.01 0 0.05 0



Penyimpangan terbesar terjadi pada titik 50 mm yaitu sebesar -0.034 mm dan penyimpangan terkecil yaitu 0.05 mm terjadi pada beberapa titik. Penyimpangan tidak terjadi (=0) pada 8 titik. 24 | P a g e



4.2 Perhitungan  Rata-rata run-out spindle sudut 00-900 0.0025+ (−0.0025 )+ 0.0025+0+0+ 0.0025+0.0075+ (−0.0075 ) +0.01+ (−0.0025 ) +0.002 ´x = 13 



Rata-rata 0.005+0.0025+0.0025+0.0025+ 0+(−0.0025)+0.0075+0+0.0025+ 0.01+ 0.0025+0+( ´x = 13







Rata-rata 0.03+0+ (−0.03 ) +0+ (−0.03 ) +0.02+ 0+0+0.005+0+ 0+0.01+0+ 0.005+ 0 ´x = 15



4.3 Grafik Hasil pengukuran diplotkan dalam grafik agar lebih mudah untuk dianalisa. 4.3.1



Grafik hasil pengukuran run-out spindle mesin bubut daerah sudut 00-900. Grafik hasil pengukuran dapat dilihat pada Gambar 4.1.



Run out pada 0-90



Gambar 4.1 Grafik run-out pda spinle mesin bubut daerah sudut 00-900 Run-out terbesar yaitu 0.01 mm terjadi pada titik 90 mm dan pada titik yang berdekatan tersebut dengan nilai run-out hampir sama yaitu 0.0075 dan -0.0075 terjadi pada titik 80 dan 70 mm. Jika ditinjau dari letakknya titik tersebut berdekatan dengan lubang yang digunakan untuk mengunci chuck. Karena lubang tersebut, menyebabkan perubahan bentuk pada permukaan 25 | P a g e



spindle, sehingga mempengaruhi kerataanya. Penyebab lainnya adalah karena ketidakcenteran spindle terhadap sumbu gear di dalam gearbox. Pada titik yang lain run-out yang terjadi tidak terlalu besar. 4.3.2



Grafik hasil pengukuran run-out spindle mesin bubut sudut 900-1800 Hasil pengukuran diplotkan pada grafik pada Gambar 4.2. Run-out pada 90-180



Gambar 4.2 Grafik run-out spindle mesin bubut sudut 900-1800 Nilai run-out tertinggi didapat pada jarak 90 mm dari titik 900, yaitu 0.01 mm. Kemungkinan terjadi karena ketidakcenteran spindle terhadap sumbu gear pada gearbox. Ketidakcenteran tersebut terjadi karena pembebanan oleh pahat kepada spindle saat proses pemotongan yang dilakukan terus menerus sehingga menyebabkan spindle bergeser dari sumbunya. Selain itu bisa juga karena permukaan spindle yang tidak rata akibat adanya lubang untuk mengunci chuck. 4.3.3 Grafik hasil pengukuran kelurusan guideways terhadap carriage mesin bubut Setelah pengukuran kelurusan dilakukan dan telah didapat hasilnya seperti terlihat pada Tabel 4.3, hasil pengukuran kelurusan guideways terhadap carriage tersebut kemudian diplotkan dalam grafik pada Gambar 4.3. Hal ini dilakukan untuk mempermudah analisis data.



26 | P a g e



Grafik Kelurusan Permukaan Guide Ways Terhadap Carriage



Nilai Kelurusan



Gambar 4.3 Grafik niali penyimpangan kelurusan guideways terhadap carriage. Penyimpangan terbesar di jarak 50 mm yaitu -0.034 mm. Nilai minus (-) berarti penyimpangan ke bawah. Penyimpangan kemungkinan terjadi karena pembebanan oleh pahat kepada carriage saat proses pemotongan terjadi. Carriage yang dibebani akan menimbulkan gesekan yang kuat pada guideways. Gesekan inilah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan kelurusan pada guideways. Pada jarak 70 mm sampai dengan jarak 150 mm, nilai penyimpangan relatif stabil yaitu 0 mm sampai dengan 0.005 mm. Nilai penyimpangan tersebut tidaklah terlalu besar karena tidak melewati batas nilai toleransi untuk penyimpangan kelurusan menurut standar ISO, yaitu 0.02 mm per 300 meter. 4.4 Pembahasan Dari grafik pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2 terlihat bahwa terjadi runout pada spinle mesin bubut atau dengan kata lain spindle mesin bubut memiliki dua aksis putaran. Ada dua kemungkinan penyebabnya, pertama karena posisi lubang spindle terhadap sumbu yang menghubungkan spindle dengan motor tidak center atau kedua karena permukaan spindle tidak rata. Ketidakcenteran antara spindle dan sumbu dari gearbox kemungkinan terjadi karena adanya pembebanan dari pahat terhadap benda kerja yang 27 | P a g e



berhubungan langsung dengan spindle yang berlangsung terus menerus. Sehingga menyebabkan pergeseran atau kelonggaran antara spindle dan sumbu yang terhubung dengan gear dan motor. Pergeseran atau kelonggaran tersebut menyebabkan terjadinya run-out. Run-out terbesar yaitu 0.01 mm terjadi pada jarak 90 mm dari titik 00 dan pada jarak 90 mm dari titik 900. Meskipun demikian, run-out yang terjadi tidak melebihi toleransi yang ditetapkan ISO yaitu 0.01 mm. Permukaan spindle yang tidak rata diperkirakan juga menjadi penyebab adanya run-out. Ketidakrataan tersebut kemungkinan terjadi karena korosi atau pemukulan pada spindle yang dilakukan oleh operator saat pencenteran benda kerja sebelum melakukan proses bubut. Untuk guideways, seperti terlihat di grafik pada Gambar 4.3, terlihat bahwa permukaan guideways tidak lurus atau terjadi penyimpangan terhadap carriage mesin bubut. Penyimpangan terbesar yaitu -0.034 mm terjadi pada titik berjarak 50 mm dari titik awal pengukuran dan penyimpangan semakin kecil dan stabil pada rentang jarak 70-150 mm. Penyimpangan terjadi kemungkinan dikarenakan adanya pembeban oleh pahat kepada carriage saat proses pemotongan terjadi. Carriage yang terbebani akan memberikan beban juga kepada guideways. Sehingga saat carriage dijalankan, akan terjadi gesekan yang kuat antara carriage dan permukaan guideways. Gesekan ini menyebabkan sebagian permukaan guideways terkikis sehingga guideways menjadi tidak lurus terhadap carriage.



28 | P a g e



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Terjadi run-out pada spindle mesin bubut (spindle mempunyai dua sumbu putar saat berputar). 2. Nilai run-out terbesar adalah 0.01 mm terjadi pada jarak 90 mm dari titik 00 dan pada jarak 90 mm dari titik 900. 3. Nilai run-out masil dalam batas toleransi yang ditentukan oleh ISO yaitu 0.01 mm. 4. Dua kemungkinan penyebab terjadi run-out, yaitu: (a) Spindle tidak center terhadap sumbu yang menghubungkan spindle dan motor (b) Permukaan spindle tidak rata 5. Permukaan guideways mesin bubut tidak lurus. 6. Penyebab ketidaklurusan kemungkinan karena adanya pembebanan oleh pahat yang dapat menimbulkan gesekan antara carriage dan guideways sehingga terjadi deformasi pada permukaan guideways 7. Penyimpangan kelurusan terbesar terjadi di titik 50 mm dari titik awal pengukuran dengan nilai penyimpangan 0,034 arah penyimpangan negatif (ke bawah) 5.2 Saran 1. Gunakan alat ukur digital dengan kecermatan yang lebih tinggi untuk hasil yang akurat 2. Gunakan stand magnetik yang lebih tinggi agar lebih mudah menyetting dial indikator terhadap benda ukur. 3. Sebaiknya, permukaan benda yang akan diukur dibersihkan terlebih dahulu baik dari kotoran/debu maupun dari korosi agar tidak mempengaruhi hasil pengukuran.



29 | P a g e



Daftar Pustaka Rochim, Taufiq. 2001. Spesifikasi, Metrologi dan Kontrol Kualitas Geometrik 1. Bandung: Penerbit ITB Rochim, Taufiq. 2001. Spesifikasi, Metrologi dan Kontrol Kualitas Geometrik 2. Bandung: Penerbit ITB



30 | P a g e