LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI 1 SEMESTER GENAP 2012 – 2013 PDF

Preview

Summary

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Produk suatu proses permesinan mempunyai kualitas geometrik tertentu. Kualitas yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh pengendalian mutu dan proses manufakturnya. Mutu yang baik tidak saja tergan...

Description

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Produk suatu proses permesinan mempunyai kualitas geometrik tertentu. Kualitas yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh pengendalian mutu dan proses manufakturnya. Mutu yang baik tidak saja tergantung pada proses manufaktur. Proses produksi yang baik juga sangat ditentukan oleh penggunaan alat-alat ukur presisi (tepat) dan akurat (teliti) serta cara pengukurannya pun harus sesuai dan benar. Alat ukur presisi (tepat) dan akurat (teliti) merupakan suatu hal yang harus dipenuhi guna menghasilkan pengukuran yang benar. Tentunya didukung oleh kepiawaian mengukur si pengukur produk selama proses produksi berlangsung hingga menghasilkan produk sesuai dimensi tertentu yang dikehendaki (jobshift). Di dalam industri manufaktur hal tersebut biasanya dilakukan oleh bagian ahli produksi sedangkan kontrol kualitas produk biasanya menjadi kewenangan Q.A (Quality Assurance) atau biasanya disebut Laboratorium Metrologi. Produk permesinan mempunyai kualitas produk tertentu yang selalu membutuhkan pemerikasaan untuk memeriksanya diperlukan metrologi dalam arti umum. Sedangkan metrologi industri adalah ilmu untuk melakukan pengukuran karakteristik geometri atau komponen mesin dengan alat untuk cara yang tepat sesuai dengan hasil pengukurannya dianggap sebagai hasil yang paling dekat dengan kondisi geometri sesungguhnya dari komponen mesin tersebut. Sebagai contoh, produk piston dan bearing. Apabila dua produk tersebut tidak diproduksi dengan hati-hati dan sesuai standar pengukuran maka akan sangat bebahaya sekali ketika terjadi losses pada saat digunakan oleh konsumen. Maka dari itu sudah terlihat jelas betapa pentinggya kita mempelajari metrologi industri. Di laporan kali ini dibahas mendetail mengenai pengertian dan pemahaman mengenai mengukur. Terlebih lagi kita akan membahas atau melihat lebih jauh tentang pengukuran di dalam metrologi ndustri yang sangat penting kegunaannya di dunia kerja nanti.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

1

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 1.2 Tujuan Praktikum Praktikum metrologi industri ini dibuat guna menunjang teori yang telah sedang diberikan pada mata kuiah metrologi industri. Adapun tujuan utama dari praktikum ini adalah 1. Mengenal alat ukur, mengetahui bagaimana cara menggunakan dan mengetahui akan kemampuan dan sifat-sifat dari alat ukur tersebut. 2. Menetahui proses pengukuran dan hasil yang dicapai apakah memenuhi ketelitian dan ketepatan dari proses pengukuran yang mencakup alat ukur, benda ukur, dan operator akan lebih dipahami dengan melaksanakan praktikum ini. 3. Untuk mengetahui bagaimana perlakuan yang baku dan sesuai terhadap alat ukur dengan pemeliharaan dan kalibrasi yang tepat. 4. Untuk memahami ilmu metrologi industri 5. Untuk mmengambil data statistika sehingga data yang kita ambil dapat dibaca oleh pengamat. 6. Mengenal dan mengetahui bagaimana cara menggunakan ilmu statistika di metrologi industri.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

2

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA BAB II DASAR TEORI 2.1 Instumentasi 2.1.1 Definisi Instrumentasi Menurut Frankly W. Kirik dan Nicholas R. Rimboy pada tahun 1962 Instrumentasi adalah ilmu yang mempelajari tentang penggunaan peralatan atau instrument untuk mengukur dan mengatur suatu besaran baik kondisi fisis maupun kimia. Menurut Suparni Setyowati Rahayu Instrumentasi adalah Penggunaan piranti ukur (instrumen) untuk menentukan harga besaran yang berubah-ubah, yang seringkali pula untuk keperluan pengaturan besaran yang perlu berada di batas-batas harga tertentu. Menurut Ir. H. Bimbing Atedi Instrumentasi adalah bidang ilmu dan teknologi yang mencakup perencanaan, pembuatan dan penggunaaninstrument atau alat ukur besaran

fisika

atau

sistem

instrument

untuk

keperluan

diteksi,

penelitian,pengukuran, pengaturan serta pengolahan data.

2.1.2 Fungsi Instrumentasi Instrumentasi mempunyai fungsi sebagai berikut : 1.

Sebagai Alat Ukur Instrumentasi mendeteksi dan memberikan informasi tentang besarnya nilai proses variabel yang diukur dari suatu proses industri, misalnya tekanan, suhu, dan sebagainya. Sehingga dapat dipahami oleh pengamat.

2.

Instrumentasi Sebagai Alat Pengendalian Instrumentasi berfungsi untuk mengendalikan jalannya proses agar variabel proses yang sedang diukur dapat diatur dan dikendalikan tetap pada nilai yang ditentukan.

3.

Instrumentasi Sebagai Alat Pengaman Instrumentasi sebagai alat ukur untuk memberikan tanda bahaya atau tanda gangguan apabila terjadi masalah atau kondisi yang tidak normal

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

3

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA yang diakibatkan oleh tidak berfungsinya suatu peralatan pada suatu proses.

2.2 Pengukuran 2.2.1 Definisi Pengukuran Pengertian pengukuran menurut para ahli : 1. Menurut Taufiq Rochim, pengukuran adalah membandingkan suatu besaran referensi 2. Menurut Budi Hartono, pengukuran atau measurement merupakan suatu proses kegiatan untuk menentukan kuantitas suatu yang bersifat numerik 3. Menurut Ahmed Sudrajat, pengukuran adlah proses pemberian angka tau usaha memperoleh deskripsi numerik dari suatu tingkatan 4. Menurut Lien, pengukuran adalah sejumlah data yang dikumpulkan dengan mengguanakan alat ukur yang objektif untuk keperluan analisa dan interprestasi. 5. Menurut Suharsimi Arianto, pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan suatu ukuran.

2.2.2 Fungsi Pengukuran a. Untuk mengetahui dan mengamati dimensi suatu bahan yang telah diproduksi atau di standarkan b. Untuk keperluan analisi dan interprestasi c..Proses

menyebutkan

dengan

pasti

angka-angka

tertentu

untuk

mendeskripsikan suatu produk d. Merupakan proses untuk mendapatkan informasi besaran fisik tertentu dari suatu alat ukur

2.2.3 Klasifikasi Pengukuran A. Pengukuran Langsung Pengukuran dengan mengguanakan alat ukur langsung dan hasil pengukuran dapat langsung terbaca, contohnya adalah penggaris.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

4

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Gambar 2.1 Penggaris Sumber : Anonymous 1, 2010 B. Pengukuran Tak Langsung Pengukuran yang dilaksanakan dengan memakai beberapa jenis alat ukur pembanding, standar dan alat ukur bantu, contohnya blok ukur.

Gambar 2.2 Blok Ukur Sumber : Anonymous 2, 2010 C. Pengukuran Kaliber Batas Proses pemeriksaan untuk memastikan apakah objek ukur memiliki harga yang teletak di dalam atau di luar daerah toleransi ukuran, bentuk dan posisi, contohnya adalah kaliber go got go.

Gambar 2.3 Kaliber go not go Sumber : Anonymous 3, 2010

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

5

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA D. Pengukuran dan Pembagian Bentuk Standar Disini sifatnya hanya membandingkan bentuk benda yang dibuat dengan standar yang memang digunakan untuk hal pembanding.

2.2.4 Jenis-jenis Pengukuran A. Pengukuran Linier Proses pengukuran untuk mengetahui linier dari suatu benda kerja yang belum diketahui ukurannya.

Gambar 2.4 Penggaris Sumber : Anonymous 4, 2010 B. Pengukuran Sudut Proses pengukuran untuk mengetahui sudut yang terbentuk antara satu titik dan dua titik lainnya.

Gambar 2.5 Mistar Sudut Sumber : Sudjimunadi, 1988 : 134 C. Pengukuran Ulir Proses pengukuran untuk kualitas geometri dari ulir.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

6

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Gambar 2.6 Mistar Ulir Sumber : Sudjimunadi, 1988 : 167 D. Kekasaran Permukaan Proses permukaan dengan menggunakan suatu alat untuk mengetahui suatu bentuk geometri kekasaran dari suatu permukaan.

Gambar 2.7 Profil Suatu Permukaan Sumber : Sudjimunadi, 1988 : 227 2.3 Metrologi dan Kontrol kualitas 2.3.1 Definisi Metrologi dan Kontrol kualitas Metrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang pengukuran geometris suatu produk dengan cara dan alat yang tepat sehingga hasil pengukurannya mendekati kebenaran dari keadaan yang sesungguhnya. Kontrol kualitas merupakan pengendalian mutu suatu produk dengan memastikan bahwa system dan alat-alat ukur berfungsi dengan baik pada proses pengujian produksi dan mempunyai akurasi yang memadai. Manfaat keduanya pada bidang teknik mesin adalah menentukan geometris suatu produk yang baik dengan memastikan hasilnya presisi pada proses permesinan.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

7

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2.3.2. Fungsi Metrologi dan Kontrol Kualitas Fungsi metrologi : 1. Menganalisa karakteristik geometri yang ideal 2. Mengetahui standart pengukuran dan sistemnya. 3. Membuat gambaran melalui karakteristik suatu objek. 4. Menganalisa pelaksanaan pembuatan, penguji kualitas, dan factor terkait lainnya. Fungsi kontrol kualitas : 1. Untuk memperoleh hasil produksi yang presisi. 2. Untuk menentukan ketepatan. 3. Untuk memperoleh produk yang efisien dan tahan lama. 4. Memperkirakan hal-hal yang terjadi. 5. Pengendalian mutu produk. 2.3.3 Jenis – jenis Metrologi A. Metrologi industri Merupakan pengukuran mutu dengan melihat dari sisi geometris dengan memastikan bahwa sistem pengukuran berfungsi dengan baik. Penggunaan metrologi ini digunakan ketika menentukan kepresisian suatu produk yang berkaitan dengan control kualitas. B. Metrologi Legal Pengukuran

yang

berhubumngan

dengan

pengaturan

dan

pengembangan standart –standart pengukuran dan pemeliharaan suatu produk. Biasanya pengukuran ini digunakan pada proses pemeliharaan maintenance suatu produk seperti efektivitas dan efisiensi. C. Metrologi Ilmiah Ilmu metrologi yang berkaitan dan digunakan untuk pengembangan keilmuan dan penelitian yang biasa digunakan di dunia pendidikan dan keilmuan. Biasanya penggunaan metrologi ini pada dunia penelitian dan observasi.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

8

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2.4 Istilah Penting dalam Pengukuran 2.4.1 Ketelitian Kesesuaian diantara beberapa data pengukuran yang sama yang dilakukan secara berulang. Tinggi rendahnya tingkat ketelitian hasil suatu pengukuran dapat dilihat dari harga deviasi hasil pengukuran. Alat yang digunakan untuk ketelitian biasanya disebut vernier caliper atau jangka sorong.

2.4.2 Ketepatan Ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran secara berulang dari pengulangan pengukuran yang dilakukan. Atau merupakan perbedaan hasil pengukuran yang dilakukan secara berurutan dan diambil hasil yang sesuai.

2.4.3 Ukuran Dasar Merupakan dimensi atau ukuran nominal dari suatu obyek ukur yang secara teoritis dianggap tidak mempunyai harga batas ataupun toleransi. Walaupun harga sebenarnya dari obyek ukur tidak pernah diketahui, namun secara teoritis di atas dianggap yang paling tepat.

2.4.4 Toleransi Merupakan perbedaan ukuran dari kedua harga batas yang dihasilkan sehingga dari perbedaan ukuran ini dapat diketahui dimana ukuran dari komponen-komponen yang dibuat itu terletak.

Gambar 2.8 Poros Dan Lubang Poros Sumber : Takeshi Sato, 2000 ; 123

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

9

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2.4.5 Harga Batas Ukuran atau dimensi maksimum dan minimum yang diizinkan dari suatu komponen, di atas dan di bawah ukuran dasar. Pada pembahasan mengenai statistik akan ada 2 harga batas yaitu harga batas atas dan harga batas bawah.

2.4.6 Kelonggaran Kelonggaran merupakan perbedaan ukuran antara pasangan suatu komponen dengan komponen lain di mana ukuran terbesar dari salah satu komponen adalah lebih kecil dari pada ukuran terkecil dari komponen yang lain.

Gambar 2.9 Lubang dan Poros Sumber : Anonymous 5, 2011

2.5 Komponen Alat Ukur Karakteristik dari alat-alat ukur inilah yang menyebabkan adanya perbedaan antara alat ukur yang satu dengan yang lainnya. Karakteristik ini biasanya menyangkut pada kontruksi dan cara kerjanya. Secara garis besar, sebuah alat ukur mempunyai 3 komponen utama yaitu sensor, pengubah dan penunjuk.

2.5.1 Sensor Sensor merupakan bagian dari alat ukur yang menghubungkan alat ukur dengan benda atau objek ukur. Atau dengan kata lain sensor merupakan peraba dari alat ukur sebagai peraba maka sensor ini akan kontak langsung dengan benda ukur. Contoh dari sensor ini antara lain yaitu kedua ujung mikrometer, ujung dari jam ukur dan lain-lain.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

10

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2.5.2 Pengubah Pengubah merupakan salah satu bagian dari alat ukur yang befungsi sebagai penerus, pengubah atau pengolah semua isyarat yang diterima oleh sensor. Dengan adanya pengubah inilah semua isyarat dari sensor diteruskan ke bagian lain, yaitu penunjuk. Macam-macam pengubah berdasarkan cara kerjanya, yaitu : 1. Pengubah Mekanis Cara kerja pengubah mekanis berdasarka pada prinsip kinematis yang melakukan perubahan gerak translai menjadi gerak rotasi atau sebaliknya. Contohnya pada sistem roda gigi dan poros gigi.

Gambar 2.10 Pengubah Mekanis Sumber : Sudjimunadi, 1988 : 54 2. Pengubah Elektris Cara kerja dari pengubah elektris berdasarkan pada prinsip kelistrikan atau mengubah besaran fisik menjadi besaran listrik. Contohnya pada sistem digital pada vernier caliper.

Gambar 2.11 Pengubah Elektris Sumber : Anonymous 6, 2012

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

11

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 3. Pengubah Optis Cara kerja dari pengubah optis berdasarkan pada prinsip optikal yang berhubungan dengan lensa dan cahaya. Pengubah ini berfungsi untuk membedakan berkas cahaya dari benda ukur sehingga terjadi bayangan maya atau nyata. Contoh dari pengubah optis yaitu kaca pembesar dan mikroskop.

Gambar 2.13 Pengubah Optis Sumber :Sudjimunadi, 1988 : 64 4. Pengubah Pneumatis Cara kerja dari pengubah pneumatis berdasarkan sistem pneumatis yang memanfaatkan aliran udara. Dalam pengubah sistem pneumatis paling tidak terdapat tiga komponen, yaitu : - Sumber udara tekan - Sensor sebagai pengubah - Pengukur perubahan aliran udara Ada dua macam pengubah pneumatis yang biasa digunakan, yaitu : - Sistem Tekanan Balik Pada sistem tekanan balik pengubah pneumatis ini bekerja berdasarkan atas perubahan tekanan yang terjadi di dalam lubang pengontrol dan ruang perantara yang diakibatkan oleh perubahan dari benda ukur. - Sistem Tekanan Aliran Pada sistem kecepatan aliran pengubah pneumatis jenis bekerja berdasarkan perubahan kecepatan aliran udara. Kecepatan aliran udara ini dapat diukur menggunakan tabung gelas yang di dalamnya dilengkapi dengan pengapung dan skala ukuran.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

12

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Gambar 2.13 Pengubah Pneumatis Sumber : Sudjimunadi, 1988 : 64 2.5.3 Penunjuk Penunjuk adalah bagian dari alat ukur yang berfungsi sebagai penunjuk atau bagian yang menunjukkan besaran hasil pengukuran. Secara umum penunjuk dibagi menjadi 2 macam, yaitu : 1. Penunjuk yang mempunyai skala Penunjuk yang mempunyai susunan garis-garis yang dibuat secara teratur dengan jarak garis yang tetap serta tiap garis mempunyai arti tertentu. Dalam pembacaan skala biasanya dibantu dengan garis indeks atau jarum penunjuk yang ber geser secara relatif terhadap skala. 2. Skala Berangka (Sistem Digital) Penunjuk berangka tidak mempunyai susunan skala yang berbentuk garis-garis, melainkan yang langsung mencantumkan harga hasil pengukuran pada display digital. Dalam pembacaanpenunjuk berangka tidak diperlukan alat bantu seperti indeks dan jaru penunjuk. 2.6 Sifat umum alat ukur Semua alat ukur pasti mempunyai kekurangan dan kelebihan yang diakibatkan dari sifat alat ukur itu sendiri. Secara umum sifat alat ukur dapat dibagi menjadi berikut.

2.6.1 Rantai kalibrasi Kalibrasi adalah pengecekan harga-harga yang ada pada skala ukur dengan harga-harga standar atau harga sebenarnya. Sedangkan rantai kalibrasi adalah proses pencocokan harga-harga yang ada pada skala ukur dengan harga

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

13

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA standarnya dan harga-harga standar tersebut juga dicocokkan dengan harga standar yang tingkatannya lebih tinggi. Pemeriksaan alat ukur standar panjang dapat dilakukan melalui rangkaian sebagai berikut : Tingkat 1

: Pada tingkat ini kalibrasi alat ukur kerja dengan alat ukur standar kerja.

Tingkat 2 :..Pada tingkatan yang kedua, kalibrasi dilakukan untuk alat ..ukur ...standar kerja terhadap alat ukur standar. Tingkat 3 : Pada tingkat yang ketiga, dilakukan kalibrasi alat ukur standar dengan alat ukur standar yang mempunyai tingkatan yang lebih tinggi misalnya standar nasional. Tingkat 4 : Pada tingkat terakhir ini dilakukan kalibrasi standar nasional ..dengan .standar meter internasional.

2.6.2 Kepekaan Kepekaan alat ukur menyangkut masalah kemampuan dari alat ukur untuk memonitor perbedaan yang kecil dari harga-harga yang diukur. Kepekaan alat ukur berkaitan erat dengan mekanisme dari pengubahnya. Semakin teliti pengubah mengelola isyarat dari sensor maka makin peka pula alat ukur tersebut.

2.6.3 Kemudahan baca Kemudahan baca berkaitan erat dengan sistem skala yang dibuat. Kemampuan alat ukur untuk menunjukkan harga yang jelas pada skala ukur dapat diartikan sebagai kemudahan baca alat ukur.

2.6.4 Histerisis Dalam pengukuran benda ukur biasanya dilakukan secara berulangulang dan pergerakan dua arah yaitu dari titik tertentu (tertinggi) menuju titik rendah. Jika terjadi penyimpangan sewaktu dilakukan pengukuran dari titik terendah (titik nol) sampai titik tertinggi (maksimum) dan sebaliknya maka alat ukur tersebut bersifat histerisis.

PRAKTIKUM METROLOGI INDUSTRI SEMESTER GENAP 2012 – 2013

14

LABORATORIUM METROLOGI INDUSTRI JURUSAN MESIN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2.6.5 Kepasifan Kepasifan adalah kelambatan gerak dari penunjuk alat ukur untuk menunjukkan harga pengukuran. Hal ini terjadi sewaktu pengukuran yaitu jarum penunjuk tidak bergerak sama sekali saat terjadi perbedaan harga yang kecil ataupun besar yang artinya sensor alat ukur tidak menimbulkan perubahan sama sekali pada penunjuk.

2.6.6 Pergeseran Pergeseran adalah penyimpangan yang terjadi dari harga-harga yang ditunjukkan pada skala atau yang tercatat pada kertas grafik padahal sensor tidak melakukan perubahan apa-apa. Kejadian seperti ini sering disebut dengan istilah pergeseran, banyak terjadi pada alat ukur elektris yang komponenkomponennya sudah tua.

2.6.7 Kestabilan nol Jarum penunjuk pada alat ukur yang sudah menunjukkan harga hasil pengukuran benda ukur tidak kembali pada posisi nol lagi saat benda ukur diambil. Hal inilah yang disebut dengan kestabilan nol alat ukur dan banyak terjadi pada alat ukur sistem penggerak jarumnya sudah aus.

2.7 Karakteristik Geometrik dan Kualitas 2.7.1 Karakteristik Geometrik Karakteristik geometris adalah sifat ukuran yang harus dipenuhi agar komponen (mesin) dapat bekerja sesuai rencana. Misalnya pada dudukan poros pompa sentrifugal dengan ba...