Toleransi

Toleransi Geometri (Geometric Tolerance)

Selain toleransi linier, kadang-kadang diperlukan untuk mencantumkan toleransi geometri (bentuk dan posisi), untuk membuat komponen yang mampu tukar seperti komponen mesin otomotif, sehingga komponen tersebut dapat dibuat pada tempat yang berbeda dengan peralatan yang berbeda pula. Toleransi geometri hanya dicantumkan apabila benar-benar diperlukan setelah melalui pertimbangan yang matang.

Pengertian :

Toleransi bentuk adalah penyimpangan bentuk benda kerja yang diizinkan apabila dibandingkan dengan bentuk yang dianggap ideal, diperlihatkan oleh gambar berikut ini.

Toleransi posisi adalah penyimpangan posisi yang diizinkan terhadap posisi yang digunakan sebagai patokan (datum feature).

Pada contoh di atas, alas dari balok digunakan sebagai patokan sedangkan sisi tegak merupakan bidang yang ditoleransi.

Penyajian pada Gambar Kerja

Lambang untuk menunjukkan suatu patokan digambarkan dengan segi tiga sama kaki yang dihitamkan, disambung dengan garis tipis yang berakhir pada kotak, di dalam kotak terdapat huruf patokan yang dibuat dengan huruf kapital. Huruf-huruf yang menyerupai angka harus dihindarkan, misalnya huruf O.

untuk patokan, Gambar berikut ini menunjukkan bahwa bidang sebagai patokan, cara penggambarannya ialah segi tiga patokan tidak segaris dengan garis ukur.

Untuk menunjukkan bahwa garis tengah (sumbu) sebagai patokan maka cara menggambarnya ialah dengan mencantumkan segi tiga patokan segaris dengan garis ukur, seperti diperlihatkan oleh gambar berikut ini.

Segi tiga patokan dicantumkan pada garis tengah dari beberapa lubang untuk menunjukkan bahwa garis tengah tersebut sebagai patokan, diperlihatkan oleh gambar berikut ini.

Angka dalam kotak menunjukkan bahwa secara teoritis ukuran harus tepat. Penerapan dari angka dalam kotak diperlihatkan oleh gambar berikut ini, pengertiannya ialah secara praktik Penitik (Senter) boleh bergeser asal.

jangan lebih dari ±0,02 mm, untuk mudahnya ukuran 10 akan berada antara 9,99 mm­10,01 mm dan ukuran 11 akan berada antara 10,99 mm-11,01 mm.

Bagian yang Ditoleransi

Perbedaan antara bagian yang ditoleransi dengan patokan terletak pada ujung garis penunjuknya, bagian yang ditoleransi ditunjukkan dengan anak panah, berakhir pada hal-hal berikut.

1. Garis benda atau perpanjangannya apabila yang ditoleransi adalah bidang.
2. Garis ukur apabila yang ditoleransi adalah sumbu.
3. Garis sumbu apabila yang ditoleransi adalah sumbu dari beberapa lubang/bagian (seperti pada patokan).

Contoh Penggunaan

Pada gambar berikut ini kedua garis penunjuk diakhiri dengan anak panah, hal ini menunjukkan bahwa operator diberi keleluasaan untuk menentukan bidang patokan dan bidang yang ditoleransi (memilih salah satu).

Untuk kasus seperti gambar berikut, sebagai patokan adalah bidang yang ditempeli oleh segi tiga patokan (sebelah kiri).

Toleransi Linier (Linier Tolerances)

Sampai saat ini, untuk membuat suatu benda kerja, sulit sekali untuk  mencapai 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.

Ud = ukuran dasar (nominal), ukuran yang dibaca tanpa      penyimpangan

Pa = Penyimpangan atas (upper allowance), penyimpangan terbesar yang diizinkan

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 dasar dengan 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.

Ukuran dasar adalah ukuran/dimensi benda yang dituliskan dalam bilangan bulat. Daerah toleransi adalah daerah antara harga batas atas dan harga batas bawah. Penyimpangan adalah jarak antara ukuran dasar dan ukuran sebenarnya.

C. Suaian

Apabila dua buah komponen akan dirakit maka hubungan yang terjadi yang ditimbulkan oleh karena adanya perbedaan ukuran sebelum mereka disatukan, disebut dengan suaian (fit). Suaian ada tiga kategori, yaitu:

• Suaian Longgar (Clearance Fit): selalu menghasilkan kelonggaran, daerahtoleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros.

• Suaian paksa (Interference Fit): suaian yang akan menghasilkan kerapatan, daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah toleransi poros.

• Suaian pas (Transition Fit): suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran ataupun kerapatan, daerah toleransi lubang dan daerah toleransi poros saling menutupi.

Tiga jenis suaian tersebut dijelaskan pada Gambar 15.3 dan Gambar 15.4. Untuk

mengurangi banyaknya kombinasi yang mungkin dapat dipilih maka ISO telah menetapkan dua buah sistem suaian yang dapat dipilih, yaitu:

1. sistem suaian berbasis poros (shaft basic system),

2. sistem suaian berbasis lubang (hole basic system).

Apabila sistem suaian berbasis poros yang dipakai maka penyimpangan atas

toleransi poros selalu berharga nol (es = 0). Sebaliknya, untuk sistem suaian berbasis lubang maka penyimpangan bawah toleransi lubang yang bersangkutan selalu bernilai nol (EI = 0).

D. Cara Penulisan Toleransi Ukuran/Dimensi

Ukuran toleransi untuk poros menggunakan huruf kecil (a-z) sedangkan ukuran toleransi untuk lubang menggunakan huruf kapital (A-Z).Toleransi dituliskan di gambar kerja dengan cara tertentu sesuai dengan standar yang diikuti (ASME atau ISO). Toleransi bisa dituliskan dengan beberapa cara:

• Ditulis menggunakan ukuran dasar dan penyimpangan yang diizinkan.
• Menggunakan ukuran dasar dan simbol huruf dan angka sesuai dengan standar ISO, misalnya : 45H7, 45h7, 30H7/k6.

Toleransi yang ditetapkan bisa dua macam toleransi (Gambar 15.5), yaitu toleransi bilateral dan toleransi unilateral. Kedua cara penulisan toleransi tersebut yaitu a dan b sampai saat ini masih diterapkan. Akan tetapi cara b lebih komunikatif karena:

• Memperlancar komunikasi sebab dibakukan secara internasional.
• Mempermudah perancangan (design) karena dikaitkan dengan fungsi.
• Mempermudah perencanaan proses kualitas.

Pada penulisan toleransi ada dua hal yang harus ditetapkan, yaitu:

1. Posisi daerah toleransi terhadap garis nol ditetapkan sebagai suatu fungsi ukuran dasar. Penyimpangan ini dinyatakan dengan simbol satu huruf (untuk beberapa hal bisa dua huruf). Huruf kapital untuk lubang dan huruf kecil untuk poros.
2. Toleransi, harganya/besarnya ditetapkan sebagai suatu fungsi ukuran dasar. Simbol yang dipakai untuk menyatakan besarnya toleransi adalah suatu angka (sering disebut angka kualitas).

Contoh: 45 g7 artinya suatu poros dengan ukuran dasar 45 mm posisi daerah toleransi (penyimpangan) mengikuti aturan kode g serta besar/harga toleransinya menuruti aturan kode angka 7.

Catatan: Kode g7 ini mempunyai makna lebih jauh, yaitu:

• Jika lubang pasangannya dirancang menuruti sistem suaian berbasis lubang akan terjadi suaian longgar. Bisa diputar/digeser tetapi tidak bisa dengan kecepatan putaran tinggi.
• Poros tersebut cukup dibubut tetapi perlu dilakukan secara seksama.
• Dimensinya perlu dikontrol dengan komparator sebab untuk ukuran dasar 45 mm dengan kualitas 7 toleransinya hanya 25 m. Apabila komponen dirakit, penulisan suatu suaian dilakukan dengan menyatakan

ukuran dasarnya yang kemudian diikuti dengan penulisan simbol toleransi dari masing
masing komponen yang bersangkutan.
Simbol lubang dituliskan terlebih dahulu:
45 H8/g7 atau 45 H8–g7 atau 45H8/g7

Artinya untuk ukuran dasar 45 mm, lubang dengan penyimpangan H berkualitas toleransi 8, berpasangan dengan poros dengan penyimpangan berkualitas toleransi 7.

Untuk simbol huruf (simbol penyimpangan) digunakan semua huruf abjad kecuali I, l, o, q dan w (I, L, O, Q, dan W), huruf ini menyatakan penyimpangan minimum absolut terhadap garis nol. Hal tersebut dapat dilihat di Gambar 15.6. Besarnya penyimpangan dapat dilihat pada tabel di Lampiran.

a.         Huruf a sampai h (A sampai H) menunjukkan minimum material condition (smallest shaft largest hole).

b.         Huruf Js menunjukkan toleransi yang pada prinsipnya adalah simetris terhadap garis nol.

c.         Huruf k sampai z (K sampai Z) menunjukkan maximum material condition (largest shaft small-est hole).

E. Toleransi Standar dan Penyimpangan Fundamental

1. Toleransi Standar (untuk Diameter Nominal sampai dengan 500 mm)

Dalam sistem ISO telah ditetapkan 20 kelas toleransi (grades of tolerance) yang dinamakan toleransi standar yaitu mulai dari IT 01, IT 0, IT 1 sampai dengan IT 18. Untuk kualitas 5 sampai 16 harga dari toleransi standar dapat dihitung dengan menggunakan satuan toleransi i (tolerance unit), yaitu:

Sumber

Toleransi dan Suaian

Toleransi dan Suaian

Toleransi

Toleransi adalah dua batas penyimpangan ukuran yang diijinkan. Misalnya, sebuah elemen diberi ukuran maka dapat dijelaskan sebagai berikut:
• adalah ukuran dasar
• adalah nilai toleransi yang diberikan
Toleransi pada dasarnya dibedakan menjadi tiga macam, yakni toleransi ukuran, toleransi geometrik, dan konfigurasi kekasaran permukaan.






Toleransi ukuran
Definisi dari toleransi ukuran adalah dua batas penyimpangan yang diijinkan pada setiap ukuran elemen.
Toleransi memegang peranan yang vital pada proses produksi dikarenakan sangat sulitnya membuat suatu alat atau benda sesuai dengan ukuran yang tepat, karena menyangkut ketelitian dalam proses pengerjaannya.
Selanjutnya toleransi ukuran dibedakan lagi menjadi:
Toleransi Standar (Toleransi Internasional/IT)
Besarnya toleransi ditentukan oleh ISO /R286 (sistem ISO untuk limit dan suaian) agar sesuai dengan persyaratan fungsional dan untuk keseragaman.
ISO menetapkan 18 toleransi standar, yakni mulai dari IT 01, IT 0, IT 1, IT 2, sampai dengan IT 16.


Sedangkan untuk dasar satuan toleransi dari kualitas 01 – 1, harga toleransi standarnya dapat dihitung dengan rumus pada tabel berikut:
IT 01 IT 0 IT 1
Nilai dalam µm untuk D dalam µm 0,3 + 0,008 D 0,5 + 0,012 D 0,8 + 0,0 20 D
Secara garis besar, gambaran secara umum dari hubungan antara pengelompokan kualitas toleransi ini dengan proses pengerjaannya adalah sbb.
1. Kualitas 1 – 4 adalah untuk pengerjaan yang sangat teliti. Misalnya pembuatan alat ukur, instrumen optik, dll.
2. Kualitas 5 – 11 untuk proses pengerjaan dengan permesinan biasa, termasuk untuk komponen-komponen yang mampu tukar.
3. Kualitas 12 – 16 untuk proses pengerjaan yang kasar, seperti pengecoran, penempaan, pengerolan, dsb.


Toleransi Umum dan Toleransi Khusus
Toleransi Umum

Toleransi umum, adalah besaran angka toleransi yang berlaku untuk semua ukuran yang terdapat pada gambar, kecuali ukuran-ukuran yang telah dicantumi angka toleransi secara khusus. Dengan kata lain, ukuran yang tidak diikuti oleh harga toleransi berarti mengikuti harga atoleransi umum yang berlaku.
Contoh :


Contoh toleransi umum


Toleransi Khusus

Toleransi khusus adalah toleransi di luar angka toleransi umum, dan diletakkan langsung setelah angka nominalnya. 


Contoh toleransi khusus

Toleransi suaian
Suaian adalah suatu istilah untuk menggambarkan tingkat kekekatan atau kelonggaran yang mungkin dihasilkan dari penggunaan kelegaan atau toleransi tertentu pada elemen mesin yang berpasangan.
Biasanya toleransi suaian dipakai pada benda kerja yang berpasangan, seperti misalnya Poros dan As. Untuk toleransi ini biasanya menggunakan symbol Huruf, untuk lubang biasanya menggunakan huruf Kapital / Huruf besar, sedangkan untuk poros menggunakan huruf kecil.
Untuk mudahnya, toleransi suaian ini kita jelaskan dengan mengaplikasikannya pada bentuk lubang dan poros yang berpasangan satu sama lain. Harga toleransi suaian yang dicantumkan menentukan keadaan kelonggaran antara lubang dan poros tersebut. Keadaan suaian dibagi menjadi 3 jenis :

• Suaian longgar (clearance fit)

Harga toleransi yang menghasilkan keadaan longgar antara lubang dan poros

• Suaian luncur (sliding fit)

Harga toleransi yang menghasilkan keadaan luncur/halus antara lubang dan poros.m Pada keadaan ini, antara poros dan lubang nyaris tanpa kelonggaran, gap yang tercipta antara lubang dan poros berkisar antara 0.002-0.02mm (tergantung dari ukuran nominal lubang-poros).

• Suaian sesak (interference fit)


Harga toleransi yang meghasilkan keadaan sesak antara lubang dan poros. Pada keadaan ini ukuran poros lebih besar daripada ukuran lubang, yang memerlukan usaha tersendiri untuk memasang poros ke lubang tersebut (menggunakan tenaga manusia dibantu alat ketok, menggunakan mesin press, menggunakan metoda pemanasan lubang, dsb).
Ukuran yang menggunakan harga toleransi suaian mencantumkan angka nominal, simbol toleransi dan angka toleransinya yang ditulis di dalam kurung (angka ini dituliskan hanya apabila diperlukan, misalnya pihak pengguna gambar tidak memiliki table standar suaian ISO).
Khusus pada gambar susunan, angka nominal dari benda harus mencantumkan harga toleransi untuk kedua benda, lubang maupun poros.



Contoh penulisan angka toleransi

Suaian garis

Batas – batas ukuran ditentukan sedemikian sehingga celah bebas atau kontak antar permukaan akan terjadi apabila elemen mesin yang berpasangan dirakit.
Berikut ini dicantumkan beberapa istilah toleransi untuk elemen tunggal dan suaian yang seringkali dipakai :

Ukuran dasar

Ukuran dasar atau ukuran nominal adalah ukuran pokok yanag ditulis sebelum disertai angka-angka batas penyimpangan yang diijnkan.

Penyimpangan atas

Penyimpangan atas adalah penyimpangan ke arah atas ukuran maksimum.

Penyimpangan bawah

Penyimpangan bawah adalah penyimpangan ke arah bawah penyimpangan minimum.

Ukuran maksimum

Ukuran maksimum adalah ukuran terbesar yang masih diperbolehkan. Besarnya ukuran maksimum = ukuran dasar + penyimpangan atas.

Ukuran minimum

Ukuran minimum adalah ukuran terkecil yang masih diperbolehkan. Besarnya ukuran minimum = ukuran dasar + penyimpangan bawah.

Garis nol

Garis nol adalah garis dasar atau garis dengan penyimpangan nol.

Ukuran sesungguhnya

Ukuran sesungguhnya adalah ukuran jadi atau ukuran yang didapat setelah benda selesai dibuat, yang dapat diketahui dengan menggunakan alat ukur.

Kelonggaran (Clearance)

Kelonggaran adalah selsih kelonggaran antara luna gdengan poros dimana ukuran lubang lebih besar daripada ukuran poros.
• Kelonggaran maksimum adalah seliisih antara lubang terbesar dengan poros terkecil dalam suatu suaian longgar.
• Kelonggaran minimum adalah selisih ukuran lubang terkecil dengan poros terbesar dalam suatu suaian longgar.

Kesesakan (Interference)

Kesesakan adalah suatu nilai selisih ukuran antara lubang dengan poros, dimana ukuran poros lebih besar daripada ukuran lubang.
• Kesesakan maksimum adalah selisih ukuran antara lubang terkecil dengan poros terbesar pada suaian sesak.
• Kesesakan minimum adalah selisih ukuran antara lubang terbesar dengan poros terkecil pada suaian sesak.

Contoh pemberian toleransi pada sebuah lubang dan poros:
a. 30H7 b. 40g6
Keterangan:
1. Suatu lubang denganukuran dasar 30 mm, posisi daerah toleransinya H, dan kualitasnya 7
2. Suatu poros dengan ukuran dasar 40 mm, posisi daerah toleransinya g, dan kualitasnya 6



Sumber