PENGUKURAN ULIRSistem sudah dikenal dan sudah digunakan oleh manusia sejak beberapa abad yang lalu. Tujuan diciptakanya system ulir ini pada dasarnya adalah untuk menggabungkan atau menyambung dua buah komponen sehinnga gabungan ini akan menjadi satu kesatuan unit yang bermanfaat sesuai dengan fungsinya. Sebelum teknologi industri pembuatan ulir hanya dibuat dengan menggunakan tamgan dan sudah tentunya hasilnya kasar. Pada abad 18 yaitu pada masa revolusi industri , inggris mulai memproduksi system ulir dengan peralatan yang waktu iou telah dimiliki. Karena belum ada standarnya maka antara ulir yang satu dengan ulir yang lain (ulir luar dan ulir dalam) jarang diperoleh kecocokan waktu digabungkan. Pada tahun 1841 seorang ilmuan inggris bernama Sir Joseph whithworth mulai mencoba mencoba membuat standar ulir yang sampai sekarang dikenal dengan nama ulir whithworth. Pada tahun 1864, William sellars, seorang ilmuan Amerika mengembangkan system ulir yang kemudian digunakan di Amerika serikat pada masa itu. Ulir buatan sellars ini diberi rekomendasi oleh Franklin Institut. Meskipun demikian, ulir Sellars tidak cocok dipasangkan dengan ulir Whithworth karena sudut ulirnya berbeda.Pada tahun 1935, American Standart mulai mengenalkan standar sudut ulir sebesar 60 º. Akan tetapi masih juga belum ada standar yang sama antara beberapa Negara seperti Kanada, Inggris, dan Amerika yang sekarang terkenal dengan nama Ulir Unfield. Dengan ulir unfield ini penggunaan ulir di ketiga Negara bagian tersebut menjadi fleksibelkarena adanya keseragaman dalam standartnya.Dari sejarah singkat di atas nampak bahwa sejalan dengan perkembangan teknologi perindustrian maka penyederhanaan system ulir pun mulai dilakukan. Dalam kaitan ini, Organisasi internasional (ISO) pun telah membuat standart tersendiri untuk system ulir. Perubahan- perubahan dan pengembangan system standar ulir ini dilakukan dengan maksud untuk memperoleh komponen-komponen yang berulir mempunyai sifat mampu tukar (interchange ability) dan dapat diproduksi dalam jumlah besar.Kini,penggunaan system ulir untuk penyatuan dua komponen hampir terdapat dalam semua teknologi. Dari hasil teknologi perindustrian yang tingkat ketelitiannya rendah (kasar) sampai pada hasil industri yang tingkat ketelitianya sangat tinggi (presisi) tidak bisa lepas dari ulir. System ulir telah menjadi salah satu faktor penting dalam kemajuan industri pada semua jenis produksi. Makin tinggi tingkat ketelitian suatu komponen di buat berarti makin tinggi tingkat ketelitian system ulirnya. Untuk dapat membuat komponen yang berulir maka perlu dipelajari seluk beluk mengenai ulir khususnya dalam system pengukurannya.C Jenis UlirSecara umum jenis ulir dapat dilihat dari gerakan ulir, jumlah ulir dalam tiap gang (pitch) dan bentuk permukaan ulir. Bisa juga jenis ulir ini dilihat dari standar yang digunakan, misalnya ulir Whitworth, ulir metric dan sebagainya.a) Jenis Ulir Menurut Arah Gerakan Jalur Ulir.Menurut arah gerakan ulir dapat dibedakan dua macam ulir yaitu ulir kiri dan ulir kanan. Untuk mengetahui apakah ulir termasuk ulir kiri atau ulir kanan dapat dilihat dari arah kemiringan sudut sisi ulir. Atau bisa juga dicek dengan memutar pasangan komponen –komponen yang berulir misalnya mur dan baut. Apabila sebuah mur dipasangkan pada baut yang kemudian diputar ke kanan (searah jarum jam) ternyata murnya bergerak maju maka ulir tersebut termasuk ulir kanan. Sebaliknya, bila murnya diputar arahnya ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam)ternyata mur bergerak maju maka ulir tersebut termasuk ulir kiri. Sedangkan pada ulir kiri, untuk melepaskan murnya adalah dengan memutar ke kanan. Yang paling banyak digunakan adalah ulir kanan.b) Jenis ulir Menurut Jumlah Ulir tiap Gang (Pitch) Dilihat dari banyaknya ulir tiap ganga (picth) maka ulir dapat dibedakan menjadi ulir tunggal dan ulir ganda. Ulir ganda artinya dalam satu putaran (dari puncak ulir satu ke puncak ulir yang lainya) terdapat lebih dari satu ulir, misalnya dua ulir, tiga ulir, empat ulir. Untuk ulir ganda biasanya disebut berdasarkan jumlah ulirnya, misalnya ganda dua, ganda tiga, ganda empat. Gambar 4.1 menunjukan bagian menunjukan dari ulir tunggal dan ulir ganda. Melihat bentuknya, maka satua putran pada ulir ganda dapat memindahkan jarak yang lebih panjang dari pada satu putaran ulir tunggal. c) Jenis Ulir Menurut Bentuk Sisi Ulir.Melihat bentuk dari sisi ulir ini maka ulir dapat di bedakan menjadi ulir segi tiga, ulir segi empat,ulir trapezium, ulir parabol(knucle). Bentuk ulir ini juga ada kaitanya dengan standar yang diunakan. Berikut ini beberapa contah dari bentuk ulir.D Fungsi Ulir 1 Dengan adanya system ulir memungkinkan kita untuk menggabungkan atau menyambung beberapa komponen menjadi satu unit produk jadi. Berdasarkan hal ini maka fungsi dari ulir secara umum dapat dikatakan sebagai berikut:2 Sebagai alat pemersatu, artinya menyatukan beberapa komponen menjadi satu unit barang jadi. Biasanya yang digunakan adalah ulir-ulir segi tiga baik ulir yang menggunakan stnadar ISO, British, Maupun American Standart.3 Sebagai penerus daya, artinya system ulir digunakan untuk memindahkan suatu daya menjadi daya lain misalnya system ulir pada dongkrak, system ulir pada poros berulir(transporter)pada mesin-mesin produksi, dan sebagainya. Dengan adanya system ulir ini maka beban yang relatif berat dapat ditahan /dapat diangkat dengan daya yang relatif ringan. Ulir segi empat banyak digunakan disini.4 Sebagai salah satu alat pencegah kebocoran, terutama pada system ulir yang digunakan pada pipa . kebanyakan yang dipakai untuk penyambungan pipa ini adalah ulir-ulir whirtwort. E Bebrapa Istilah Penting pada Ulir.Pengunaan kata istilah diatas tidak menunjukkan adanyan arti-arti lain dari ulir, melainkan untuk menunjukkan adanya dimensi-dimensi yang penting untuk diketahui setiap kali membicarakan masalah ulir. Beberapa dimensi yang penting dari ulir dapat dilihat pada gambar berikut ini.1 Diameter mayor (diameter luar) adalah diameter terbesar dari ulir.2 Diameter minor (diameter inti) adalah diameter terkecil dari ulir.3 Diameter pitch (diameter tusuk) adalh diameter semu yang letaknya diantara diameter luar dan diameter inti. Pada radius pada diameter tusuk inilah letaknya titik-titik singgung antara pasangan dua buah ulir sehingga pada titik tersebutlah yang akan menerima beban terberat sewaktu pasangan ulir dikencangkan.4 jarak antara puncak ulir yang disebut juga istilah pitch merupakan dimensi yang cukup besar pengaruhnya terhadap pasangan ulir. Karena apabila jarak antar puncak ulir yang satu dengan puncak ulir yang lain tidak sama maka ulir ini tidak bisa dipasngkan dengan ulir yang lain yang jarak ulir masing-masing adalah sama. Kalaupaun bisa tentu dengan jalan dipaksa yang akhirnya akan merusak ulir yang telah betul. Akibatnya pasangan dari beberapa komponen dalam satu unit tidak bisa berthan lama. Jadi dalam proses pembuatan jarak puncak ulir harus diperhatikan betul-betul, sehingga kesalahan yang terjadi pada puncak ulir masih dalam batas-batas yang di ijinkan.5 Sudut ulir adalah sudut dari kedua sisi permukaan ulir yang satuannya dalam derajat. Untuk American Standart dan ISO sudut ulirnya adalah 60 º. Untuk ulir whitworth sudut ulirnya 55 º.6 Kedalaman ulir adalah jarak antara diameter inti dengan diameter luar. F Standar umum untuk Ulir1 Yang akan dibicarakan disini adalah ulir menurut ISO Metrik dan ulir Unfield. Ulir ISO metric satuanya dalam inchi. Keterangan selanjutnya dapat dilihat pada gambar-gambar berikut. Gambar 1 adalah bentuk standart ulir menurut ISO Metrik. Gambar 2 adalh standart menurut unfield.2 Pembuatan ulir bisa dilakukan dengan cara anatra lain dengan:mesin bubut,snei,tap,dan kadang-kadang bisa menggunakan mesin frais. Yang paling banyak digunukan adalah dengan mesin bubut,snei atau tap. Karena pembuatan ulirnya sebagian besar dengan mesin maka kesalahan dalam pembuatan bisa saja terjadi. G Cara Pengukuran Ulir Bagian-bagian penting dari ulir harus diukur antara lain adalah : diameter mayor (luar), diameter minor inti (inti),diameter efktif (tusuk/Pitch),sudut ulir dan jarak puncak ulir.1 Pengukuran Diameter Mayor Ulir.a) Untuk pengukuran secara kasar dapay dilakukan dengan menggunakan mistar ingsut / jangka sorong. Untuk pengukuran yang lebih teliti lagi dapat digunakan micrometer yang memang khusus untuk mengkur ulir,biasanya digunakan micrometer pana. Untuk mendapatkan hasil yang lebih teliti lagi ,baik dibandingkan dengan menggunakan mistar ingsut maupaun dengan micrometer pana, adalah menggunakan alat yang disebut Floating Carriage(Bench) Mikrometer. b) Untuk melakukan pengukuran diameter mayor ulir dengan menggunakan bench micrometer di pelukan poros atau silinder yang presisi sebagai silinder standar. Misalnya diameter silinde stsndar adalah Ds, silinder stsndar diukur dengan bench micrometer dimana jarum penunjuk (fiducal indicator) harus menunjukan posisi yang nl. Dari micrometer dapat dibaca besarnya diameter silinder menurut ukuran bench micrometer, misalnya R1. kemudian silinder standar di lepas dan diganti dengan ulir yang hendak di ukur diameter matirnya. Dengan cara yang sama, kemudian dicatat harga pengukuran yang ditunjukan oleh skala micrometer, misalnya R2. dengan demikian dapat diperoleh besarnya diameter mayor ulir yang besarnya adalah sebagai:m = Ds + (R2 – R1) mmm = diameter mayor ulirs = diameter silinder standar1 = pembacaan micrometer untuk pembacaan silinder standar2 = pembacaan micrometer untuk pengukuran diameter mayor ulir H Pengkuran Diameter Minor Ulir. Alat ukur yang bisa digunakan untuk mengukur diameter minor ulir adalah micrometer ulir yang ujung ukurnya berbentuk urncing dan bench micrometer. Bila pengukuran dengan micrometer biasa yang kedua muka ukurnya memang khusus untuk pengukuran diameter inti ulir maka pembacaan hasil pengukuranya dapat langsung dibaca pada skala ukur micrometer tersebut. Untuk mendapatkan cara bagaimana mengukurnya lihat gambar.Apabila alat ukur yang digunakan bench micrometer maka cara pengukurannya juga sama dengan pengukuran diameter mayornya. Ambil silinder standard an ukurlah dengan bench micrometer. Misalnya diameter silinder standar adalah Ds, dan hasil pembacaan micrometer terhadap silinder standar misalnya R1. kemudian silider standar Dilepaskan dari bench micrometer dan diganti dengan ulir yang akan di ukur. Untuk pengukuran diameter inti diperlukan alat Bantu yang lainyaitu prisma yang biasanya dilengkapi dengan floating carriage micrometer. Prismanya diletakan sedemikian rupa hingga bagian yang tajam (sisi prisma) masuk pada sudut ulir. Dengan memutar mikrometernya pada batang prisma yang digunakan tepat menyentuh permukan ukur dengan catatan bahwa kedudukan fiducual indicator harus benar-benar pada posisi nol. Dengan micrometer dapat diketahui besarnya harga pengukuran, misalnya R2. dengan hasil ini maka dapat dihitung besarnya diameter inti dari ulir yaitu:Di = Ds ± (R1- R2) mmDs = Diameter poros standar(diketahui)R2 = hasil baca diameter standar(fiducial indicator =0)R1 = hasi diameter inti ulir (fiducial ndicator = 0)I Pengukuran diameter Efektif (tusuk).Untuk melakukan pengukuran diameter efektif bisa dilakukan dengan menggunakan micrometer ulir dan dngan metode dua atau tiga kawat. Tapi akan dibahas cara dengan metode tiga kawat.1 Metode Pengukuran dengan Tiga KawatUntuk pengukuran diameter efektif dengan metode tiga kawat juga dilakukan dengan perhitungan – perhitungan sehingga diperoleh persamaan – persamaan tertentu. Dengan adanya persamaan – persamaan itu maka dapat dihitung hubungan antara diameter kawat dengan sudut ulir dan diameter efektif. Untuk perhitungannya lihat gambar.Dari gambar: M = jarak luar kawatEd = diameter efektif ulirD = diameter kawat, r jari – jari kawat = ½ dα = sudut ulirAD = AB cosec α/2 = r cosec α/2H = DE cot α/2 = p/2 cot α/2CD = ½ H = p/4 cot α/2x = AD – CD = r cosec α/2 – p/4 cot α/2Jarak Luar Kawat = Ed + 2x + 2r= Ed + 2 (r cosec α/2 - p/4 cot α/2) + 2r = Ed + 2r (1 + cosec α/2) – p/2 cot α/2M = Ed + d (1 + cosec α/2) - p/2 cot α/2Apabila persamaan M diatas dipakai untuk mencari diameter efektif ulir metric atau whitworth maka dapat dihitung sebagai berikut:Kedalaman ulir H = 0,6496p De = D1 – H Sudut = 60 º , makacosec α/2 = 2Cot α/2 = 1,732Telah diketemukan bahwa jarak luar kawat M :M = De + d (1 + cosec α/2) – p/2 cot α/2M = D1 – 0,6496 + d (1+2) – p/2 (1,732)= D1 +3d – (0,6496+ 0,866)pM = Dluar + 3d – 1.5155pUntuk ulir whitworth juga dapat dilakukan dengan cara yang sama Kedalaman ulir H = 0,64pSudut = 55 º , maka cosec 55º/2 = 2,1657Cot 55º/2 = 1,921De = Dluar – 0,64 pM = D1 - 0,64 p + d (1+ 2,1657) – p/2 (1,921)M = D1 – 3,1657d – 1,6pApabila harga M (jarak luar kawat) dan d (diameter kawat) diketahui maka harga diameter efektif yang di ukur dapat diketahui dengan menggunakan perhitungan tersebut diatas.J Pengukuran Sudut dan Jarak Puncak Ulir.Untuk pengukuran sudut ulir dan jarak puncak ulir bisa digunakan alat ukur pembanding misalnya mal ulir, juga bisa digunakan proyektor bentuk (profile Proyektor). Dengan menggunakan mal ulir kita dapat mengecek langsung besarnya sudut dan juga besarnya jarak puncak ulir terutama terutama ulir-ulir dalam ukuran kecil yang jarak puncak ulirnya berkisar antara 0, 25- 6,00 mm bagi ulir metric, dan antara 2,5- 28 gang per inchi untuk ulir inchi.Mal ulir metric dengan jumlah bilah sebanyak 24 buah dimanan 23 buah untuk mengecek jarak puncak ulir dan satu lagi untuk mengecek sudut. Tebal masing- masing bilah adalah 0,5 mm.Mal ulir menurut American national Standard yang satuanya dalam inchi. Terdiri dari 28 bilah, satu bilah khususnya untuk mengecek sudut ulir dan 27 bilah lainnya untuk mengecek jarak puncak ulir.
1. PendahuluanBaut adalah elemen pengencang (fastener) pada mesin yag berfungsi untuk mengencangkan hubungan antara dua atau lebih elemen mesin lain. Sebagai pengencang, baut memiliki peranan penting bagi kerja suatu mesin atau alat. Baut adalah daerah heliks yang terbentuk dari sebuah ulir heliks yang kontinu dari suatu section yang seragam pada suatu permukaan luar atupun dalam dari sebuah silinder atau cone. Beberapa pengertian yang harus diketahui sebelum melakukan pengukuran baut: kepela baut yaitu bagian baut yang dapat berbentuk segi enam dan lain-lain yang berfungsi sebagai holder untuk melepas atau memasukkan baut, crest yaitu bagian puncak dari ulir, root yaitu bagian terendah dari ulir, flank yaitu bagian yang menghubungkan crest dan root, thread angle adalah sudut yang terbentuk dari flank-flank yang berdekatan, sudut flank adalah sudut yang terbentuk dari flank dengan garis normal dari garis pitch, major diameter adalah diameter yang terbentuk dari jarak antar crest yang berseberangan, minor diameter adalah diameter yang terbentuk dari jarak antar root yang berseberangan.[1]Metrologi yang dilakukan dalam industri baut adalah upaya untuk menjaga kualitas baut. Namun demikian, harus diperhatikan bahwa metrologi yang digunakan harus dapat seefektif dan seefisien mungkin agar tidak menambah biaya produksi. Alat ukur yang digunakan harus dapat member hasil yang akurat dan presisi tetapi tidak mahal. Umumnya alat ukur yang digunakan dalam metrologi baut adalah Screw-pitch gauge, thread screw micrometer, Coordinate Measuring Machine. Dalam industry baut dikenal sistem metrik, yaitu sistem ukuran baut standar internasional. Oleh karena itu, metrology dilakukan agar baut dapat sesuai dengan sistem metrik sehingga dapat memenuhi standar internasional.2. DataMetrologi yang dilakukan pada baut meliputi pengukuran:a. Bentuk kepala bautb. Cylindrisity dari sumbu bautc. Jarak antar crestd. Major diametere. Minor diameterf. Kekasaran permukaanBentuk kepala baut dapat diukur coordinate measuring machine (CMM) ataupun micrometer. Cylindrisity dari sumbu baut diukur melalui profile projector ataupun CMM. Jarak antar crest umumnya diukur dengan screw pitch gauge, tetapi dapat pula dengan CMM. Major diameter dapat diukur dengan menggunakan micrometer biasa, namun jika diinginkan suatu ketelitian yang lebih, dapat digunakan bench micrometer. Minor diameter dapat diukur dengan menggunakan comparators berupa Vee-pieces yang kontak dengan root , namun Vee-pieces hanya dapat digunakan untuk baut dengan ulir Whitworth dan B.A. , sedangkan untuk jenis lain, dapat digunakan profile projector. Kekasaran baut diukur dengan CMM atau dengan Surface tester. Indikator kekasaran baut sendiri adalah ketebalan ulir dan kekasaran ulir.3. PembahasanMetrologi dilakukan untuk kebutuhan inspeksi kualitas dari manufacturing baut, sehingga hanya berfungsi untuk menjaga kualitas baut bukan meningkatkan kualitas baut. Metrologi diupayakan untuk seefisien mungkin dan seefektif mungkin agar dapat mempertahankan kualitas baut dan menjaga agar biaya produksi tetap rendah sehingga perlu dipilih alat ukr yang mapu mengakomodir hal-hal ini.Pengukuran bentuk kepala baut dilakukan sesuai dengan kondisi operasional dan kebutuhan fungsional baut. Bila kondisi operasional dan kebutuhan fungsional yang tinggi, seperti pada industry oil and gas, maka digunakan CMM untuk menjamin keakurasian pengukuran. Sedangkan untuk kebutuhan yang lebih rendah dapat digunakan micrometer agar tidak terlalu menambah biaya produksi.Pengukuran Cyllindrisity dari baut digunakan profile projector untuk menjamin baut dapat masuk ke lubang. Dari pengukuran ini pun dapat diambil tingkat kemiringan sumbu baut. Sehingga dapat diantisipasi kemungkinan baut tidak dapat masuk ke dalam lubang. Namun, dapat pula digunakan CMM jika dperlukan dalam kebutuhan yang tinggiPengukuran jarak antar crest dilakukan dengan menggunakan comparators berupa screw pitch gauge. Alat ini sangat membantu dalam metrology jarak antar crest, mengingat fungsi dari jarak anatar crest yang membuat baut bisa mengencangkan sambungan. Alat ini juga relatif jauh lebih murah bila dibandingkan dengan pengukuran dengan CMM. Pengukuran major diameter umumnya dapat dilakukan dengan micrometer biasa. Namun, untuk kebutuhan yang lebih tinggi, dapat menggunakan bench micrometer karena memiliki tingkat ketelitian yang lebih baik.Pengukuran minor diameter untuk jenis ulir Whitworth dan B.A. dapat menggunakan Vee-pieces yaitu suatu comparators yang telah memiliki beragam variasi ukuran diameter. Akan tetapi, secara umum, minor diameter diukur dengan menggunakan profile projectors yang lebih baik karena lebih teliti. Vee-pieces sendiri memiliki kelemahan, yaitu keakurasiannya tergantung dari bahan pembuatnya Pengukuran kekasaran permukaan baut ditujukan dalam hal waktu penggunaan baut. Baut harus memiliki sifat tahan aus. Oleh sebab itu kekasarannya pun harus diperhatikan. Kekasaran ini ditentukan oleh tebalnya ulir dan kekasaran permukaan ulir (flank). Dalam hal ini, pengukuran yang dilakukan menggunakan CMM atau surface tester yang relatif mahal namun menjadi hal yang penting karena menentukan kualitas baut.4. Kesimpulana. Baut memiliki karakteristik sebagai elemen mesin yang tahan aus dan fit dengan lubang pasangannya.b. Akibat karakteristik baut tadi, intervensi metrology dilakukan pada pengukuran Bentuk kepala baut, Cylindrisity dari sumbu baut, Jarak antar crest, Major diameter, Minor diameter, dan Kekasaran permukaan.c. Bentuk kepala baut dapat diukur coordinate measuring machine (CMM) ataupun micrometer.d. Cylindrisity dari sumbu baut diukur melalui profile projector ataupun CMM.e. Jarak antar crest umumnya diukur dengan screw pitch gauge, tetapi dapat pula dengan CMM. f. Major diameter dapat diukur dengan menggunakan micrometer biasa atau dengan bench micrometer.g. Minor diameter dapat diukur dengan menggunakan comparators berupa Vee-pieces atau dapat digunakan profile projector.h. Kekasaran baut diukur dengan CMM atau dengan Surface tester. i. Pemilihan alat ukur ditentukan oleh kebutuhan fungsional dan keadaan operasional dari baut itu sendiri
