Toleransi dan Suaian

TOLERANSI DAN SUAIAN

1. Toleransi
Toleransi ukuran (dimensional tolerance) adalah perbedaan ukuran antara kedua harga batas (two permissible limits) dimana ukuran atau jarak permukaan/batas geometri komponen harus terletak. Untuk setiap komponen perlu didefinisikan suatu ukuran dasar (basic size) sehingga kedua harga batas (maksimum dan minimum, yang membatasi daerah toleransi; tolerance zone)dapat dinyatakan dengan suatu penyimpangan (deviation) terhadap ukuran dasar. Ukuran dasar ini sedapat mungkin dinyatakan dengan bilangan bulat. Besar dan tanda (positif atau negatif) penyimpangan dapat diketahui dengan cara mengurangkan ukuran dasar terhadap harga batas yang bersangkutan.
Berdasarkan atas pertimbangan akan pentingnya komponen dengan bentuk silinder (yang mempunyai penampang lingkaran) dalam bangunan mesin serta untuk mempermudah pembahasan, selanjutnya hanya akan dipandang komponen-komponen silindrik. Tentu saja sistem limit dan suaian ISO ini dapat pula digunakan untuk komponen-komponen yang tidak silindrik. Dengan demikian, istilah lubang (hole) dan poros (shaft) disini dapat diartikan secara lebih luas dengan maksud untuk menunjukan “ruang kosong” dan “ruang padat” yang dibatasi oleh dua buah muka atau bidang-bidang singung. Contohnya lebar alur dan tebal pasak. Dengan mengambil contoh suatu poros dan suatu lubang, beberapa istilah yang telah didefinisikan diatas serta beberapa istilah lain yang penting diperlihatkan pada gambar.

1.1 Toleransi Linier (Linier Tolerances)
Sampai saat ini, untuk membuat suatu benda kerja, sulit sekali untukmencapai ukuran dengan tepat, hal ini disebabkan antara lain oleh:
a) Kesalahan melihat alat ukur
b) Kondisi alat/mesin
c) Terjadi perubahan suhu pada waktu penyayatan/pengerjaan benda kerja.
Berdasarkan paparan tersebut, setiap ukuran dasar harus diberi dua penyimpangan izin yaitu penyimpangan atas dan penyimpangan bawah. Perbedaan antara penyimpangan atas dan penyimpangan bawah adalah toleransi. Tujuan penting toleransi ini adalah agar benda kerja dapat diproduksi secara massal pada tempat yang berbeda dan tetap dapat memenuhi fungsinya, terutama fungsi mampu tukar, seperti pada suku cadang mesin otomotif yang diperdagangkan.

Istilah dalam Toleransi Pengertian istilah dalam lingkup toleransi dapat dilihat pada gambar dan paparan berikut ini.

Keterangan:
Ud = ukuran dasar (nominal), ukuran yang dibaca tanpa penyimpangan
Pa = penyimpangan atas (upper allowance), penyimpangan terbesar yangdiizinkan
Pb = penyimpangan bawah (lower allowance) penyimpangan terkecil yang diizinkan .
Umaks = ukuran maksimum izin, penjumlahan antara ukuran dasar dengan penyimpangan atas
Umin = ukuran minimum izin, penjumlahan antara ukuran dasardengan penyimpangan bawah.
TL = toleransi lubang;
TP = toleransi poros : perbedaan antara penyimpangan atas dengan penyimpangan bawah atau perbedaan antara ukuran maksimum dengan ukuran minimum izin.
GN = garis nol, ke atas daerah positif dan kebawah daerah negatif.
US = ukuran sesungguhnya, ukuran dari hasil pengukuran benda kerja setelah diproduksi, terletak diantara ukuran minimum izin sampai dengan ukuran maksimum izin.

1.2 Toleransi Umum
Toleransi umum ialah toleransi yang mengikat beberapa ukuran dasar, sedangkan tolertansi khusus hanya mewakili ukuran dasar dengan toleransi tersebut dicantumkan. Berikut disampaikan tabel toleransi umum yang standar pada gambar kerja kualitas toleransi umum dipilih antara teliti, sedang atau kasar. Yang paling sering dipilih adalah kualitas sedang (medium).

Untuk menyederhanakan penampilan gambar, toleransi umum disajikan sebagai berikut :

Dalam hal ini 10adalah ukuran dasar dengan toleransi khusus (biasanyabagian tersebut nantinya berpasangan), penyimpangan izinnya harus dicantumkan langsung setelah ukuran dasar (gambar). Ukuran dalam tanda kurung tidak terkena aturan toleransi, harganya dipengaruhi oleh ukuran sesungguhnya yaitu penjumlahan dari 7,8…..8,2 dan 29,8…..30,2 seperti uraian berikut ini. Jika didapat ukuran minimum, akan dihasilkan 7,8+29,8=37,6 mm sedangkan jika didapat ukuran maksimum akan dihasilkan 8,2+30,2 = 38,4 mm. Kedua ukuran tersebut tidak memenuhi harga toleransi umum untuk 38 mm dengan kualitas sedang.

1.3. Standard Toleransi Internasional

Toleransi, yaitu perbedaan penyimpangan atas dan bawah, harus dipilih secara seksama, agar sesuai dengan persyaratan fungsionalnya. Kemudian macam-macam niai numeric dari toleransinya untuk tiap pemkaian dapat dipilih oleh si perencana. Untuk mengindari 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”.

1.4. Tingkat diameter nominal

Untuk mudahnya, rumus yang diberikan pada persamaan untuk menghitung toleransi standar dan penyimpangan pokok disesuaikan dengan tingkat diameter pada Tabel 1.4; hasilnya telah dihitung atas dasar harga rata-rata geometric 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 geometrik dari 1 dan 3 mm. Dalam keadaan normal dipakai tingkat utama, tetapi jika dipandang perlu tingkat antara dapat dipakai.

1.5. Kualitas Toleransi

Dalam system standar limit dan suaian, sekelompok toleransi yang dianggap mempuyai 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 1 sampai dengan IT 16.
Nilai toleransi meningkat dari IT 01 sampai dengan IT 16. IT 01 sapmpai dengan IT 4 diperuntukkan pekerjaan yang sangat teliti, seperti alat ukur, instrument-inetrumen optic, 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.

Untuk tingkat toleransi IT 5 s/d 16, nilai toleransinya ditentukan oleh satuan toleransi i, sebagai berikut : i = 0,45 𝐷3 + 0,001D dalam satuan micron, dan D, harga rata-rata geometric dari kelompok ukuran nominal, dalam mm. Harga toleransi standar untuk tingkat 5 s/d 16 diberikan dalam Tabel 1.5, sebagai hubungan dengan satuan toleransi i. Untuk tingkatan di bawah 5, nilai-nilai toleransi stnadar ditentukan sesuai Tabel 1.6. Nilai IT 2 s/d IT 4 telah ditentukan kira-kira secara geometric antara nilai-nilai IT 1 dan IT 5 (lihat Tabel 1.7).

1.6. Nilai - nilai Toleransi Standard IT
Nilai-nilai numerik dari toleransi standar telah ditentukan dengan cara-cara di atas dan dibuatkan. Pada Tabel 13.4 telah ditabelkan nilai-nilai numerik dalam satuan metrik untuk tiap tingkatan diameter nominal untuk tingkat-tingkat 01, 0, 1 s/d 16.



2. SUAIAN

Dua benda yang berhubungan mempunyai ukuran-ukuran yang berbeda sebelum dirakit. Perbedaan ukuran yang diizinkan untuk suatu pemakaian tertentu dari pasangan ini, disebut suaian. Tergantung dari kedudukan masing-masing daerah toleransi dari lubang atau poros, terdapat tiga jenis suaian, yaitu :
a. Suaian longgar (clearance fit)
b. Suaian pas (transition fit)
c. Suaian paksa (interference fit)

2.1.1  Sistim Satuan Lubang dan Sistim Satuan Poros
Dua sistim suaian dapat digunakan pada sistim ISO, terhadap garis nol, yaitu garis dengan penyimpangan nol, dan merupakan ukuran dasar. Dua sistim tersebut adalah sistim satuan lubang dan sistim satuan poros. Pada sistim satuan lubang, penyimpangan bawah dari lubang diambil sama dengan nol, sedangkan pada sistim satuan poros penyimpangan atas diambil sama dengan nol. Lubang atau poros semacam ini masing-masing disebut lubang dasar dan poros dasar.

Pada sistim lubang dasar, poros dengan berbagai penyimpangan disuaikan pada lubang dasar, dan pada sistim poros dasar sebaliknya, Sistim lubang dasar lebih umum dipakai daripada sistim poros dasar, oleh karena pembuatan lubang lebih sukar daripada membuat poros, lagi pula alat ukur lubang (plug gauge) lebih mahal daripada alat ukur poros.

2.1.2. Lambang untuk Toleransi, Penyimpangan dan Suaian
Untuk memenuhi persyaratan umum untuk bagian-bagian tunggal dan suaian, sistim ISO untuk limit dan suaian telah memberikan suatu daerah toleransi dan penyimpangan, yang menentukan posisi dari toleransi tersebut terhadap garis nol, untuk tiap ukuran dasar.