BAB 13. TOLERANSI LINEAR DANTOLERANSI SUDUT

13.1 Toleransi Bagian-BagianAgar supaya persyaratannya dapat dipenuhi, ukuran yang sebenarnya yang diukur pada benda kerja boleh terletak antara dua batas ukuran yang dilzinkan. Perbedaan dua batas ukuran tersebut disebut toleransi.

Untuk mudahnya, sebuah ukuran dasar ditentukan untuk bagian tersebut dan tiap-tiap batas ukuran ditentukan oleh penyimpangan terhadap ukuran dasar ini. Besar dan tanda penyimpangan diperoleh dengan mengurangi ukuran batas dengan ukuran dasarnya.

Gb. 13.1, yang melukiskan ketentuan-ketentuan tersebut, dalam prakteknya diganti oleh bagan diagram semacam Gb. 13.2, yang disederhanakan. Pada diagram yang disederhanakan ini, sumbu benda, di sini tidak digambarkan,

Gb. 13.1 Definisi istilah mengenai toleransi

Gb. 13.2 Bagian diagram daerah toleransi13.2 Standar Toleranai Internasional IT

Toleransi, yaitu perbedaan penyimpangan atas dan bawah, harus dipilih secara seksama, agar sesuai dengan persyaratan fungsiona1nya. Kemudian macam-macam nilai numerik dari toleransinya untuk tiap pemakalan dapat dipilih oleh si perencana. Untuk menghindari keraguan dan untuk keseragaman nilai toleransi standar telah ditentukan oleh ISO/R286 (ISO System of Limits and FitsSistim ISO untuk Limit dan Suaian). Toleransi standar ini disebut "Toleransi Internasional" atau "IT".

Dianjurkan bagi perencana untuk memakai nilai 11 untuk toleransi yang diinginkan.

13.2.1 Tingkat diameter nominalUntuk mudahnya, rumus yang diberikan pada Bab. 13.2.2 untuk menghitung toleransi standar dan penyimpanpn pokok disesuaikan dengan tingkat diameter pada Tabel 13.1; 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 geornetrik dari 1 dan 3 mm.

Dalam keadaan normal dipakai tingkat utama, tetapi jika dipandang perlu tingkat antara dapat dipakai.13.2.2 Kwalitas toleransi

Dalam sistim standar limit dan suaian, sekelompok toleransi yang dianggap mempunyai ketelitian yang setaraf untuk semua ukuran dasar, disebut Kwalitas Toleransi.Telah ditentukan 18 kwalitas toleransi, yang disebut toleransi standar yaitu IT 01, IT 0, IT I sampai dengan IT 16.

Nilai toleransi meningkat dari IT 01 sampai dengan IT 16. IT 01 sampai dengan IT 4 diperuntukkan pekerjaan yang sangat teliti, seperti alat ukur, instrumeninstrumen optik, dsb. Tingkat IT 5 s/d IT 11 dipakai dalam bidang permesinan umum, untuk bagian-bagian mampu tukar, yang dapat digolongkan pula dalam pekerjaan sangat teliti, dan pekerjaan biasa. Tingkat IT 12 s/d IT 16 dipakai untuk pekerjaan kasar.

13.3 Penulisan Toleransi Linier dan Sudut

Penulisan Ukuran Linier dari Sebuah Komponena. Toleransi suaian dengan lambang ISO

Ukuran dasar

Lambing toleransi

Jika di samping gambar, diperlukan mencantumkan nilai-nilai penyimpangan, maka ini harus diperlihatkan dalam kurung (gambar kanan) atau tanpa kurung.

Gb. 13.3 Toleransi suaian dinyatakan dengan lambing ISO

b. Toleransi dengan angka

Ukuran dasar

Nilai-nilai penyimpangan

Jika salah satu nilai penyimpangan mempunyai nilai nol, maka ini hanya dinyatakan melalui nilai nol (gambar sebelah kanan).

Gb. 13.4 Toleransi dengan angka

c. Toleransi simetris

Jika nilai toleransi ke atas dan kebawah sama besarnya (Gb. 13.5 Sebelah Kiri)d. Ukuran-Ukuran Batas

Ukuran-ukuran batasan juga dapat ditulis seperti pada Gb. 13.5 Sebelah Kanan

Gb. 13.5 Toleransi Simetris (Kiri) dan Ukuran-Ukuran Batas (Kanan)

BAB 14

TOLERANSI GEOMETRIK

Toleransi geometrik mencakup toleransi bentuk, posisi, tempat, dan penyimpangan putar. Toleransi bentuk membatasi penyimpangan dari sebuah elemen (titik, garis, sumbu, permukaan, atau bidang meridian) dari bentuk geometrik ideal. Posisi, tempat dan penyimpangan putar membatasi penyimpangan posisi atau tempat bersama dari dua atau lebih elemen. Sebuah toleransi geometrik dari suatu elemen menentukan daerah di dalam mana elemen tersebut harus berada. Sesuai sifat yang akan diberi toleransi dan cara memberikan ukurannya, daerah toleransi adalah salah satu daerah yang disebut dalam daftar berikut ini:

Luas dalam lingkaran

Luas antara duia lingkaran sepusat

Luas antara dua garis berjarak sama, atau dua garis lurus sejajar

Ruang dalam bola

Ruang dalam silinder

Ruang antara dua silinder bersumbu sama

Ruang antara dua permukaan berjarak sama atau dua bidang sejajar

Ruang dalam sebuah kubus

Elemen dasar adalah sebuah elemen nyata dari suatu bagian, yang dipergunakan untuk menentukan letak dasar. Elemen dasar tergantung dari kesalahan pembuatan dan variasi pembuatan. Misalkan, sebuah bidang datar, dari sebuah bagian, bila diperbesar akan memperlihatkan ketidak rataan. Bila disinggungkan pada sebuah bidang rata sempurna, maka hanya beberapa titik saja yang bersinggungan. Bidang demikian yang mempunyai permukaan yang mendekati kesempurnaan, seperti misalnya sebuah surface plate disebut Elemen dasar tiruan.

Persyaratan toleransi dinyatakan dalam sebuah kotak, yang dibagi dalam satu atau lebih ruang. Dalam urutan dari kiri ke kanan, ruang-ruang tersebut berisi:

Lambang dari sifat yang akan diberi toleransi

Nilai toleransi dalam satuan yang dipakai untuk ukuran linear

Huruf-huruf yang menunjukkan elemen dasar

Bila diperlukan untuk memperinci lebih dari satu sifat toleransi untuk sebuah elemen, perincian toleransinya harus diberikan dalam kotak-kotak referensi yang ditumpuk.

Kotak toleransi dihubungkan pada elemen yang diberi toleransi oleh sebuah garis penunjuk, yang berakhir dengan sebuah panah, sebagai berikut:

Pada garis gambar dari elemen atau perpanjangannya (tetapi harus dipisahkan dengan jelas dari garis ukur), bila toleransinya menyangkut garis atau bidang itu sendiri

Pada garis ukur, bila toleransinya menyangkut garis sumbu atau bidang meridian, yang ditentukan oleh elemen yang diberi ukuran demikian

Pada sumbu bila toleransinya menyangkut sumbu bidang meridian dari semua elemen yang sama dengan sumbu atau bidang meridian

Untuk menunjukkan dasar, sebuah huruf besar di dalam kotak referensi, dihubungkan ke segitiga dasar. Bentuk segitiga adalah siku-siku dan dihitamkan. Sudut siku dihubungkan dengan sebuah garis, dan sisi miringnya menempel pada elemen dasar. Segitiga dasar dengan huruf besar ditempatkan:

Pada garis gambar atau perpanjangannya (tetapi harus dipisahkan dengan jelas dari garis ukur), bilamana dasar ini adalah garis atau bidang itu sendiri

Sebagai perpanjangan dari garis ukur, bilamana elemen dasar adalah sumbu atau bidang meridian, yang ditentukan oleh elemen yang diberi ukuran demikian. Bilamana ruang untuk dua panah tidak mencakupi, maka salah satu panah dapat diganti dengan segitiga dasar

Pada sumbu atau bidang meridian, bilamana dasarnya sama dengan sumbu atau bidang meridian dari semua elemen pada sumbu atau bidang meridian tersebut

Elemen yang memenuhi syarat di dalam daerah toleransi penunjukannya harus ditulis dekat kotak toleransi dan boleh dihubungkan dengan garis penunjuk. Bilamana toleransi posisi, bentuk atau sudut ditentukan untuk sebuah elemen, ukuran-ukuran yang menentukan posisi, bentuk atau sudut teoritis tepat, tidak boleh diberi toleransi. Dalam beberapa hal, toleransi posisi, sejajar, tegak lurus, sudut, koaksial atau simetri harus diterapkan tidak pada elemen itu sendiri, tetapi pada proyeksi luarnya.

Kelurusan atau kedataran dari sebuah elemen yang diberi toleransi dianggap benar bila jarak dari titik-titik sendiri-sendiri ke bidang, yang mempunyai bentuk geometrik ideal adalah sama atau lebih kecil dari harga toleransi yang ditentukan. Letak dari garis atau bidang ideal harus dipilih demikian rupa sehingga jarak maksimumnya ke bidang sebenarnya dari elemen bersangkutan mempunyai nilai yang terkecil. Lebar daerah toleransi adalah dalam arah panah dari garis penunjuk yang menghubungkan kotak toleransi dan elemen yang diberi toleransi.

Dasar dipergunakan sebagai patokan untuk mengukur kesalahan-kesalahan geometrik yang bersangkutan pada elemen-elemen yang ditentukan. Pada umumnya untuk tujuan orientasi diperlukan satu atau dua dasar, tetapi untuk hubungan posisi diperlukan dasar tiga bidang. Dasar-dasar ini disebut dasar pertama, kedua dan ketiga. Bilamana dasar-dasar tersebut merupakan bidang datar tegak lurus, satu sama lain, maka pada umumnya ini disebut sistem dasar tiga bidang, atau rangka dasar referensi. Bidang yang telah dipilih sebagai dasar, seringkali kurang dalam ketetapan untuk dapat dipergunakan secara langsung sebagai dasar, khususnya bidang-bidang hasil pengecoran, penempaan, pengelasan dan bagian dari lembaran plat yang kasar, melengkung atau penyimpangan yang lain. Untuk mengatasi masalah demikian biasanya dipergunakan sasaran dasar. Sebagai sasaran dasar dipilih titik-titik, garis-garis atau bidang-bidang kecil tertentu. Untuk bidang pada umumnya dipilih tiga sasaran dasar pada bidang dasar pertama, dua untuk bidang dasar kedua dan satu untuk bidang dasar ketiga, sesuai dengan sistem tiga bidang dasar.

Hubungan antara toleransi ukuran dan toleransi geometrik belum dijelaskan secara jelas. Hampir semua elemen diukur dengan cara dua titik pengukuran, yang tidak dapat mengendalikan penyimpangan-penyimpangan geometrik. Oleh karena hal ini toleransi ukuran dan toleransi geometrik dianggap tidak mempunyai hubungan. Ini disebut Prinsip ketidak tergantungan. Jika tidak terdapat hubungan antara ukuran dan toleransi geometrik, maka toleransinya berlaku tanpa memperhatikan ukuran, dan kedua sifat tersebut ditangani sebagai persyaratan-persyaratan yang tidak mempunyai hubungan. Keuntungan dari prinsip ini antara lain sebagai konsep umum yang dapat diterapkan pada segala bidang pemberian ukuran dan toleransi tanpa pengecualian, tiap persyaratan yaang berbeda dapat dipisahkan, tidak ada aturan yang dinyatakan secara tidak langsung atau tersembunyi, dan kurang lebih 95 % produk dapat dinyatakan dengan prinsip ini. Kerugiannya yaitu prinsip ini didasarkan atas pengukuran dua titik dan toleransi bentuk harus diperinci oleh suatu cara tertentu.

Sebuah elemen tunggal dapat berupa:

a. Sebuah bidang datar (dimana tidak ada pertimbangan elemen ukuran)

b. Sebuah bidang tunggal seperti misalnya silinder, bola, dsb.

c. Dua bidang sejajar

d. Elemen yang kompleks terdiri dari dua elemen tunggal atau lebih

Bentuk ditentukan oleh ukuran, dan dapat diatur oleh sebuah toleransi yang diterapkan pada tiap ukuran, atau oleh sebuah catatan toleransi ukuran. Ketetapan geometri harus diperinci secara langsung, oleh sebuah toleransi biasa atau dengan menentukan standar yang dipakai. Sebuah toleransi geometrik untuk kemiringan, ketegak lurusan atau kesejajaran menentukan bahwa semua titik dari elemen yang diberi toleransi harus terletak dalam daerah toleransi.

Prinsip bahan maksimum adalah suatu prinsip memberi toleransi, yang memperhitungkan ketergantungan timbal balik dari toleransi ukuran dan toleransi bentuk, orientasi dan/atau lokasi, dan mengizinkan penambahan toleransi geometrik bila elemen dari suatu bagian tertentu menyimpang dari kondisi bahan maksimumnya. Toleransi tambahan ini diperbolehkan, asal saja bila kondisi sebenarnya dari batas-batas maksimum dan minimum tidak dilanggar. Prinsip bahan maksimum bila sesuai ketentuan diatas, dapat dipakai, harus dinyatakan dalam gambar. Penunjukkan ini menghilangkan ketidak pastian dari persyaratan fungsional, mencegah penolakan yang tidak perlu dari bagian, yang sebenarnya dapat memenuhi persyaratan-persyaratan yang diingini, dan menghindari pertanyaan-pertanyaan yang tidak perlu. Penggunaan prinsip ini berlaku karena susunan bebas dari komponen-komponen tergantung dari akibat gabungan dari ukuran sebenarnya setempat dan penyimpangan bentuk, orientasi dan/atau lokasi dari elemen yang berpasangan. Kelonggaran (clearance) minimum untuk susunan terjadi bila elemen-elemen berada pada ukuran bahan maksimum dan terdapat penyimpangan bentuk orientasi dan/atau lokasi yang diizinkan dan paling merugikan. Peningkatan toleransi bentuk, orientasi dan/atau lokasi diatas, dapat diterapkan pada satu bagian susunan tanpa menghubungkannya pada pasangan bagiannya. Penyusunan selalu dapat terjadi, walaupun bagian pasangannya telah disempurnakan hingga batas ekstrim dari toleransi dalam arah yang paling tidak menguntungkan untuk dirakit, oleh karena penyimpangan total dari ukuran, bentuk, orientasi dan/atau letak pada tiap bagian tidak akan dilampaui. Bilamana suatu toleransi bentuk, orientasi dan/atau lokasi diterapkan pada sebuah elemen, yang dihubungkan pada sebuah elemen dasar, maka prinsip bahan maksimum mungkin diterapkan pada elemen dasar maupun pada elemen yang diberi toleransi, dan dengan demikian memperoleh keuntungan penuh dari penyimpangan dari elemen dasar pada ukuran bahan maksimum.

Penunjukkan bahwa nilai toleransi berlaku pada kondisi bahan maksimum ditempatkan setelah:

Nilai toleransi

Huruf dasar

Atau kedua-duanya bilamana kondisi bahan maksimum berlaku berturut-turut untuk elemen yang diberi toleransi, elemen dasar atau kedua-duanya.

Jika dasarnya tidak dinyatakan oleh sebuah huruf, kondisi bahan maksimum berlaku untuk elemen dasar, dan dinyatakan dalam ruang ketiga dari kotak toleransi.BAB 15

CARA MENYATAKAN KONFIGURASI PERMUKAAN DALAM GAMBAR

Penunjukan konfigurasi permukaan yang mencakup kekasaran permukaan, arah bekas pengerjaan dsb., diperlukan untuk menjamin mutu bagian-bagian, seperti misalnya suaian atau ketahanan, maupun tampak dari bagian-bagian. Perincian konfigurasi permukaan tidak diperlukan jika proses pembuatan biasa dapat menjamin pengerjaan akhir yang dapat diterima. Ada beberapa cara untuk menyatakan kekasaran permukaan. Terutama sekali penyimpangan rata-rata aritmetik dari garis rata-rata profil dipergunakan, sesuai perkembangan alat ukur, dan persyaratan rencana.

Penyimpangan rata-rata aritmetik Ra ialah harga rata-rata dari ordinat-ordinat profil efektif garis rata-ratanya. Profil efektif berarti garis bentuk dari potongan permukaan efektif oleh sebuah bidang yang telah ditentukan secara konvensional, terhadap permukaan geometris ideal. Ketidak rataan ketinggian sepuluh titik Rz adalah jarak rata-rata antara lima puncak tertinggi dan lima lembah terdalam antara panjang contoh, yang diukur dari garis sejajar dengan garis rata-rata, dan tidak memotong profil tersebut. Ketidak rataan ketinggian maksimum Rmax adalah jarak antara dua garis sejajar dengan garis rata-rata, dan menyinggung profil pada titik tertinggi dan terendah. Seri harga untuk Ra dan Rz merupakan sebuah deret ukur dengan angka banding 1,25 yang sama. Harga kekasaran hanya membatasi harga kekasaran tertinggi. Jika dipandang perlu untuk membatasi harga kekasaran maksimum dan minimum, harus diberikan dua harga batasan. Dalam standar nasional, seri dengan angka banding 2 (diutamakan seri angka R 10/3) atau 1,6 (diutamakan seri angka R 5) dapat dipergunakan. Dalam JIS (Japanese Industrial Standards) B 0601, seri R 10/3 dipakai.

Lambang dasar terdiri dari dua kaki yang tidak sama panjangnya, dan membuat sudut kira-kira 60o dengan puncaknya menunjuk ke permukaan. Jika diperlukan membuang bahan oleh mesin, pada lambang dasarnya ditambah garis. Jika tidak diperkenankan membuang bahan, pada lambang dasarnya ditambah lingkaran. Lambang ini dapat dipergunakan pada gambar mengenai suatu proses produksi, yang menyatakan bahwa suatu permukaan harus berada pada keadaan dari hasil pengerjaan sebelumnya. Keadaan permukaan ini dapat berupa hasil dari pembuangan bahan atau tidak. Pertimbangan utama untuk kekasaran adalah penyimpangan rata-rata aritmetik Ra. Untuk menghindari salah tafsir dari nilai numeriknya, yang dapat dinyatakan dalam satuan-satuan yang berlainan, ukurannya dapat dinyatakan dalam angka kelas kekasaran. Dalam keadaan tertentu, untuk alasan fungsional, mungkin diperlukan memperinci persyaratan tambahan khusus untuk konfigurasi permukaan. Tiap petunjuk mengenai penanganan (treatment) atau pelapisan (coating) harus dijelaskan pada garis perpanjangan. Bilamana ditentukan lain, harga numerik dari kekasaran hanya berlaku untuk konfigurasi setelah penanganan atau pelapisan. Arah bekas pengerjaan adalah arah pola permukaan yang dominan, yang ditentukan oleh cara pengerjaan yang dipergunakan. Arah bekas pengerjaan ini ditentukan oleh sebuah lambang, yang ditambahkan pada lambang konfigurasi permukaan. Jika harga kelonggaran pemesinan perlu diperinci, maka hal ini harus dijelaskan di sebelah kiri lambang dan dinyatakan dalam mm.

Lambang-lambang maupun penulisan harus diletakkan demikian rupa, agar dapat dibaca dari bawah maupun dari sebelah kanan gambar sesuai dengan ISO/R 129. Bilamana peraturan umum ini dianggap tidak praktis, maka lambangnya dapat ditempatkan dalam posisi apapun, hanya bilamana tidak ada penunjukan lain untuk konfigurasi permukaan khusus atau kelonggaran pemesinan. Penulisan harga penafsiran utama untuk kekasaran harus selalu ditulis sesuai dengan peraturan umum. Jika dianggap perlu, maka lambangnya dapat dihubungkan dengan garis penunjuk yang berakhir dengan uijung panah. Lambang atau ujung panah dari garis penunjuk harus menunjuk dari luar bahan benda ke garis yang mewakili permukaan, atau ke perpanjangannya. Lambang tersebut hanya dipergunakan sekali untuk sebuah permukaan tertentu, dan bila mungkin pada penampang yang menunjukkan posisi atau ukuran permukaan tersebut. Jika konfigurasi yang sama diperlukan untuk semua permukaan benda, perinciannya adalah dengan:

Catatan dekat gambar, dekat kepala gambar atau dalam ruang yang diperuntukkan catatan-catatan umum

Menulis lambangnya di belakang nomor benda

Untuk menghindari pengulangan spesifikasi yang rumit beberapa kali, atau bilamana ruangnya terbatas, sebuah keterangan yang disederhanakan boleh dipergunakan, dengan catatan bahwa pengertiannya dijelaskan pada gambar, dekat kepala gambar atau dalam ruang untuk catatan-catatan umum.