BAB IPENGUKURAN PISTON1. Pendahuluan1.1 Latar BelakangPiston dalam bahasa Indonesia juga dikenal dengan istilah torak adalah komponen dari mesin pembakaran dalam yang berfungsi sebagai penekan udara masuk dan penerima hentakan pembakaran pada ruang bakar silinder liner. Komponen mesin ini dipegang oleh setang piston yang mendapatkan gerakan turun-naik dari gerakan berputar crankshaft. Pengertian umum Piston merupakan sumbat geser yang terpasang presisi di dalam sebuah silinder. Dengan tujuan, baik untuk mengubah volume dari tabung, menekan fluida di dalam silinder, membuka- tutup jalur aliran atau pun kombinasi semua itu. Pada silinder hidrolik piston menerima gaya dari fluida dan diteruskan menjadi gerakan segaris (linear).Piston merupakan alat yang dibuat oleh manusia, oleh karena itu ketidaksempurnaan merupakan ciri utamanya. Tetapi dalam ketidaksempurnaannya inilah piston sering dianggap sebagai cukup baik untuk digunakan dalam suatu mesin, asalkan perancang mesin mengetahui batas toleransinya.Untuk mengetahui seberapa besar penyimpangan ukuran produk piston dengan desain piston,maka dilakukan pengukuran piston. (http://attamtami.wordpress.com/2008/10/25/piston)Pengukuran piston terdiri dari pengukuran linier, pengukuran kebulatan, dan pengukuran kekasaran permukaan.Pengukuran Linear adalah proses pengukuran untuk mengetahui dimensi dari suatu benda kerja yang belum diketahui ukurannya.Pengukuran Linear terbagi menjadi 2 dalam cara pembacaan skala dari alat yang digunakan, yaitu:A. Pengukuran Linear Pembacaan LangsungAlat ukur langsung adalah alat ukur yang mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi dan hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada skala tersebut.Contoh alat ukur langsung :a) Mistar Ukur b) Mistar Ingsut c) Mikrometer : - Mikrometer in. Mikrometer out.Jadi, Pengukuran linear pembacaan langsung adalah proses pengukuran dimana hasil pengukuran dapat dilihat langsung dari skala alat ukur yang dipakai.

B. Pengukuran Linear Pembacaan Tidak LangsungPengukuran Linear pembacaan tidak langsung yaitu pengukuran dengan instrumen pembanding, maksudnya dengan membandingkan dimensi yang diperoleh dari hasil pengukuran kemudian membacanya

dengan bantuan alat ukur langsung. Pada pengukuran ini, kita melakukan dua kali proses pengerjaan. Macam-macam alat ukur yang tergolong alat ukur tidak langsung yaitu Outside Caliper Inside caliper Spring Divider CMM (Coordinate Measuring Machine)(Taufiq Rochim hal. 57, Spesifikasi, Metrologi Industri dan Kontrol Kualitas,2001)

Pengukuran kebulatan merupakan pengukuran yang ditujukan untuk memeriksa kebulatan suatu benda, atau dengan kata lain untuk mengetahui apakah suatu benda benar-benar bulat atau tidak jika dilihat secara teliti dengan menggunakan alat ukur.Pengukuran kebulatan merupakan salah satu dari tipe pengukuran yang tidak berfungsi menurut garis. Kebulatan dan diameter adalah dua karakter geometris yang berbeda, meskipun demikian keduanya saling berkaitan. Ketidakbulatan akan mempengaruhi hasil pengukuran diameter, sebaliknya pengukuran diameter tidak selalu akan menunjukkan ketidakbulatan. (Taufiq Rochim, 2001)Sebuah benda yang berbentuk silinder pada dasarnya dalam setiap tempat punya perbedaan jari-jari. Dengan menggunakan alat ukur dial indicator pada benda ukur poros hasil proses bubut/plat bubut, serta alat bantu V Block dan dial stand kita dapat melakukan pengukuran kebulatan untuk memeriksa kebulatan benda tersebut. Dial indicator dapat digunakan untuk mengukur perubahan ketinggian pada permukaan suatu benda. Jadi dapat diketahui benda tersebut memiliki permukaan yang rata atau tidak. Dengan memanfaatkan prinsip yang sama, sebuah bendayang berbentuk silinder dapat diperiksa kebulatannya. Dengan menetapkan suatu titik pada sisi silinder sebagai acuan (titik nol) kemudian melakukan pengukuran terhadap titik lain dapat diketahui apakah terjadi pelekukan atau penggundukan yang mempengaruhi kebukatan benda tersebut dan seberapa besar nilainya.

Gambar.1.1. Simbol Pengukuran Kebulatan

Simbol KebulatanAdapun contoh penggunaan simbol pada gambar

Gambar.1.2. Contoh aplikasi simbol kebulatan dalam gambar teknik( sumber: www.google.com/toleransi material.pdf )

Pengukuran kekasaran permukaan adalah suatu metode pengukuran dengan menggunakan suatu alat baik alat sederhana maupun alat yang telah menggunakan sensor guna mengetahui suatu bentuk geometri kekasaran dari suatu permukaan.Suatu kekasaran permukaan memegang peranan penting dalam perancangan komponen mesin. Hal tersebut perlu dinyatakan dengan jelas misalnya dalam kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan, ketahanan kelelahan, perekatan dua atau lebih komponen-komponen mesin.Untuk mereproduksi profil suatu permukaan maka jarum peraba alat ukur harus digerakkan mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan jarak yang telah ditentukan terlebih dahulu. Panjang lintasan ini disebut panjang pengukuran (traversing length; lg) sesaat telah jarum bergerak dan sesaat sebelum jarum berhenti maka secara elektronis alat ukur melakukan perhitungan berdasarkan data yang dideteksi oleh jarum peraba. Bagian dari panjang pengukuran dimana dilakukan analisa profil permukaan dengan panjang sampel (sampling length, l). reproduksi dari profilnya seperti pada gambar berikut dengan penambahan keterangan mengenai beberapa istilah profil yang penting yaitu:1. Profil geometris ideal (geometrically ideal profile) adalah profil dari permukaan geometris ideal (dapat berupa garis lurus, lingkaran, ataupun garis lengkung).2. Profil terukur (masured profile) adalah profil dari permukaan terukur.3. Profil referensi (reference profile) adalah profile yang digunakan sebagai referensi untuk menganalisis konfigurasi permukaan.4. Profil dasar (root profile) adalah profil referensi yang digeserkan ke bawah (arah tegak lurus terhadap profil geometris ideal pada panjang suatu sampel) sehingga menyinggung titik terndah profil terukur.5. Profil tengah (centre profile) adalah nama yang diberikan kepada profil referensi yang digeserkan ke bawah (arah tegak lurus terhadap profil geomtris ideal pada suatu panjang sampel) sedemikian rupa sehingga jumlah luas dari daerah-daerah di atas profil sampai profil terukur adalah sama dengan jumlah luas dari daerah-daerah di bawah profil tengah sampai profil terukur ( pada gambar dibawah ditunjukkan dengan daerah-daerah yang diarsir mendatar dan daerah-daerah yang diarsir tegak).

Gambar 1.2. posisi dari profil referensi, profil terukur, profil tengah dan profil dasar terhadap profil terukur untuk satu panjang sampel.(Taufiq Rochim, Teknik Pengukuran (Metrologi Industri) : 1980)

Gambar 1.3. analisa profil terukur dalam arah mendatar(Taufiq Rochim, Teknik Pengukuran (Metrologi Industri) : 1980)

1.2 TujuanTujuan diadakannya praktikum pengukuran piston ini adalah :1. Mengetahui kekasaran permukaan piston2. Mengetahui kebulatan piston3. Mengetahui jenis-jenis alat ukur pengukuran piston4. Mampu memilih/menetapkan serta menggunakan beberapa alat ukur linear pada suatu proses pengukuran piston.1.3 Aplikasi Pengukuran1.3.1 PENGUKURAN LINIERAplikasi pengukuran linier dalam kehidupan sehari-hari antara lain :1. Melakukan suatu pengukuran pada benda kerja sebelum dilakukan proses produksi maupun desain teknisnya.2. Mengukur dimensi dari benda kerja yang berukuran sangat kecil dan mempunyai radius yang kecil.3. Untuk mengukur ukuran ketelitian kunci yang akan dibuat oleh tukang duplikat kunci dengan menggunakan Vernier Caliper.4. Untuk mengukur ulir pada Pabrik atau Perusahaan pembuatan ulir sebagai alat untuk melakukan pengontrolan kualitas ulir.5. Pembuatan gambar teknik dari suatu komponen6. Kontrol kualitas ; pengecekan komponen dengan design gambar kerja7. Pengukuran diameter dalam pipa8. Mengukur kedalaman lubang baut9. Pembatan pola terhadap benda kerja(Sumber: Diktat Kuliah Alat Bantu dan Alat Ukur, Univ.Darma Persada Jakarta)

1.3.2 PENGUKURAN KEBULATANAplikasi pengukuran kebulatan dalam kehidupan antara lain pada suatu batang bulat yang dikerjakan pada suatu mesin bubut atau lubang yang dikerjakan pada suatu mesin bor telah diperhitungkan cara pengerjaannya, tetapi tidak umum kebulatan benda tersebut diukur atau diperiksa karena dianggap bahwa alat-alat perkakas mesin yang digunakan dapat menghasilkan suatu benda kerja pada derajat ketelitian yang dibutuhkan atau diinginkan.

Adapun pengukuran kebulatan dalam kehidupan sehari-hari :1. Untuk mengukur atau mengecek on-center position benda kerja pada chuck 2.Menemukan perbedaan ukuran pada bagian dari suatu benda kerja yang berbentuk silinder (bulat)3. Mengukur Perangkat ABS4. Mengukur Piston5. Mengukur Poros roda gigi6. Mengukur Roda gigi7. Mengukur Poros engkol( Drs. Syamsul Arifin, 1981 dan Bruce J. Black, 1979)

1.3.3 PENGUKURAN KEKASARAN PERMUKAAN1. Sebagai pemeriksaan pada sudu-sudu turbin apakah permukaannya kasar atau halus. Karena jika kasar akan terdapat tegangan sisa yang cukup besar.(sumber : Spesifikasi, Metrrologi, dan Kontrol Kualitas Geometrik, Taufiq Rochim)2. Untuk mengukur tingkat kekasaran pada pipa, sehingga dapat mengetahui nilai head losses mayor ( hL ) dan memudahkan para enginer dalam merancang konstruksi perpipaan.3. Untuk mengukur tingkat kekasaran pada poros, bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan sisi yang terjadi pada saat poros itu bekerja.4. Untuk mengukur tingkat kekasaran piston dan ring piston pada motor bakar, bertujuan untuk mengestimasi besarnya gesekan yang terjadi dengan dinding ruang bakar karena piston tersebut bekerja secara fluktuatif.

2. Proses Pengukuran2.1 Alat Dan Benda Ukur Yang Digunakana. Surface Roughness SJ-201P , Merk. Mitutoyo , Kecermatan 0,001 mm

Gambar 1.4. Gambar Surface RoughnessSumber : (Lab Metrologi & KK Teknik Mesin UNDIP)b. Keterangan Gambar:1. Blok dasar magnet2. Titik penyentuhan torak3. Torak4. Jarum Penunjuk5. Ring PenyetelSkala Pengukur (dial)7. Ulir Pengikat Ring8. Alat Pengikat DTDial Indikator

Gambar 1.5. Dial Indikator(sumber: Syamsul Arifin. 1981)b. Dial stand (merk raFan)

Gambar 1.6. Dial Standc. Blok V (metrology industry dan control kualitas)

Gambar 1.7. V Blockd. Benda ukur piston

Gambar 1.8. Piston2.2 Metode Pengukuran

A. Pengukuran Linier1. Pelajari cara penggunaan vernier calliper2. Ukur bagian A, B, dan C pada benda ukur seperti yang ditunjukkan pada modul.3. Catat hasil pengukuran pada lembar kerja yang telah disediakan.

B. Pengukuran Kebulatan1. Persiapkan dial indicator, dial stand dan blok V.2. Pasang dial indicator pada dial stand.3. Beri tanda garis sebanyak 12 garis di sekeliling benda ukur4. Letakkan benda ukur pada blok V.5. Atur posisi sensor dial indicator hingga menyentuh permukaan benda ukur tepat pada posisi garis 1.6. Pasang stopper dibelakang benda ukur yang ditumpukan pada kolom dial stand agar pengukuran bias segaris.7. Atur ketinggian jam ukur dial indicator yaitu setengah daerah maksimum jam ukur, sehingga mencukupi untuk penyimpangan ke kiri dan ke kanan dengan menaikkan dan menurunkan lengan pemegang jam ukur, kemudian lakukan setting nol8. Putar benda ukur searah jarum jam ke posisi garis nomor 2. Lihat penunjukan skala pada dial indicator.9. Tuliskan hasil pengukuran pada lembar kerja tabel 3 titik 1 bagian A nomor 2. Nomor 1-nya adalah 0 karena setting nol dilakukan pada garis 1.10. Lakukan proses pengukuran untuk posisi garis berikutnya hingga posisi nomor 12.11. Setelah garis ke 12 selesai diukur, putar benda ukur ke posisi garis nomor 1. Lihat penunjukan skala pada dial indicator12. Tuliskan hasil pengukuran pada lembar kerja tabel 3 titik 1 bagian B nomor 1.13. Lakukan kembali proses pengukuran seperti tadi tetapi benda kerjanya diputar berlawanan arah jarum jam. Data hasil pengukurannya ditulis pada lembar kerja tabel 3 titik 1 bagian B.14. Geser benda ukur ke titik 2. Lakukan setting nol dan lakukan pengukuran dengan cara yang sama seperti pada titik 1. Setelah titik 2 selesai, geser benda ukur ke titik 3. Lakukan hal yang sama seperti pada titik 1 dan 2.15. Buat grafik kebulatan dari benda ukur pada grafik koordinat polar.

C. Pengukuran Kekasaran Permukaan1. Melakukan kalibrasi pada benda ukur kalibrasi2. Meletakkan benda ukur diatas dudukannya3. Meletakkan surface roughness dan pastikan stylus menyentuh permukaan benda kerja yang hendak diukur.4. Melakukan pengukuran dengan variasi panjang sampel : 0,25 , 0,8 dan 2,5 mm.5. Menuliskan hasil pembacaan dari

3. Hasil Pengukuran3.1 Data Hasil Pengukuran

Gambar 1.9. Benda kerja pengukuran piston

Tabel 1.1. Data Pengukuran Linier (mm)OBYEK UKURHASIL PENGUKURAN

DATARATA-RATA

A44,6 ; 44,3 ; 44,3 44,4

B12,80 ; 12,88 ; 12,8912,85

C49,65 ; 49,60 ; 49,6149,62

Tabel 1.2. Data Pengukuran Kekasaran Permukaan panjang sampel 0,25 mmPosisiParameter Kekasaran

RaRyRzRq

10,110,890,700,14

20,241,801,470,34

30,100,920,580,13

Rata-rata0,151,200,910,40

Tabel 1.3. Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan panjang sampel 2,5 mmPosisiParameter Kekasaran

RaRyRzRq

10,221,791,780,30

21,579,548,421,92

30,302,882,530,40

Rata-rata0,68 4,734,240,82

Tabel 1.4. Hasil Pengukuran Kekasaran Permukaan panjang sampel 0,8 mmPosisiParameter Kekasaran

RaRyRzRq

10,080,940,700,11

20,523,732,940,68

30,292,101,690,36

Rata-rata0,292,251,270,38

Tabel 1.5. Hasil Pengukuran Kebulatan dengan metoda V-block dan Dial IndicatorNo.Titik 1Titik 2Titik 3Rata-rata Total

ABRata-rataABRata-rataABRata-rata

100 00-0,01-0,0050,00-0,02-0,01-0,00333

2-0,010,020,005-0,01-0,01-0,01-0,010,00-0,0050,008333

3-0,010,010-0,01-0,020,0150,010,010,010,005

4-0,01 00,05-0,02-0,010,0150,010,010,010,008333

50,01-0,010-0,02-0,010,0150,01-0,0100,001667

60,0100,003-0,02-0,02-0,020,010,000,0050,001667

70,01-0,010-0,01-0,01-0,010,000,010,0050,003333

80,0200,01-0,01-0,01-0,01-0,010,0100

90,010,010,01-0,01-0,02-0,0150,010,000,0050,003333

100,0200,01-0,02-0,02-0,020,010,010,010,003333

110,03-0,010,01-0,01-0,02-0,0150,00-0,01-0,0050,006667

120,02-0,010,0050-0,02-0,01-0,020,00-0,01-0,00333

Grafik Pengukuran Kebulatan

3.2. Analisa Hasil Pengukuran

A. Pengukuran LinierPada pengukuran objek A, B, dan C masing-masing terjadi perbedaan hasil pengukuran, seharusnya nilai pengukuran pada masing-masing objek ukur sama. Perbedaan ini terjadi dikarenakan dalam proses pengukuran terjadi kesalahan dan kecermatan alat ukur yang rendah. Selain itu juga dipengaruhi oleh keahlian operator/pengguna.

B. Pengukuran KebulatanDari data hasil pengukuran kebulatan dapat dijelaskan bahwa profil kebulatan dari benda kerja tidak bulat penuh yang ditunjukkan oleh data hasil pengukuran yang nilainya berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena adanya kesalahan atau pergeseran garis saat melakukan pengukuran kebulatan akibat kecermatan pengukur. Penyebab tiap pengukuran berbeda karena perbedaan tempat pengujian. Pada tiap titik terdapat perbedaan yang menunjukkan benda tersebut tidak sepenuhnya bulat walaupun pada kenyataan terlihat benda tersebut bulat. Hal ini terdapat kemungkinan disebabkan oleh beberapa faktor yaitu sebagai berikut:1. Benda ukur bergeser pada saat pengukuran sehingga pengukuran tidak segaris. Hal ini akan mengakibatkan perbedaan pengukuran awal dan akhir walaupun pada posisi yang sama namun tidak segaris2. Adanya getaran pada dial indikator karena sentuhan pada meja3. Sensor alat ukur kurang sensitif4. Kesalahan dalam menyeting nol dial indikator5. Operator kurang teliti membaca hasil pegukuran6. Operator melakukan kesalahan dalam memutar benda kerja7. Benda ukur yang sudah tidak bulat lagi akibat terjadinya keausan.

C. Pengukuran Kekasaran Permukaan1. Pengukuran kekasaran permukaan dengan menggunakan Surface Roughness dengan ketelitian 0,01 micrometer/1mm. 2. Pengukuran dilakukan secara berulang sebanyak 3 kali pada sampel yang sama. Untuk mendapatkan nilai rata-rata kekasaran permukaan. 3. Kekasaran permukaan adalah amplitude terkecil di permukaan pekerjaan yang ditinggalkan oleh pemotong logam atau pahat pembentuk logam yang digunakan dalam proses produksi. 4. Kekasaran permukaan dari bagian-bagian mesin dan juga bekas pengerjaan merupakan faktor yang sangat penting untuk menjamin mutu bagian-bagian, seperti misalnya suaian atau ketahanan, maupun tampak dari bagian-bagian.5. Parameter kekasaran dapat dibagi menjadi 4 yaitu Ra, Ry, Rz, Rq. Pengukuran dengan panjang sampel berbeda menghasilkan hasil pengukuran yang berbeda pula, karena perbedaan serta jangkauan pengukuran.Untuk dimensi arah tegak dikenal beberapa parameter yaitu :1. Kekasaran total (peak to valley height/total height), Rt = Ry adalah jarak antara profil refensi dengan profil dasar. Dimensinya adalah dalam micron (m).2. Kekasaranperataan (depth of surface smoothness/ peak mean line), Rp = Rqadalahjarak rata-rata antara profil referensi dengan profil terukur.

3. Kekasaran rata-rata aritmetis (mean roughness index/ center line average, CLA), Ra adalah harga rata-rata aritmetis dari harga absolute terukur dengan profil tengah.

4. Kekasaran rata-rata kuadartis (root mean square height), Rg adalah akar dari jarak kwadrat rata-rata antara profil terukur dengan profil tengah.

Gambar 1.10 . Analisa profil terukur arah mendatar

5. Kekasaran total rata-rata, RzMerupakan jarak rata-rata profil alas ke profil terukur pada lima puncak tertinggi dikurangi jarak rata-rata profil alas ke profil terukur pada lima lembah terendah.Rz = (R1+R2+...+R5-...-R6-...-R10)/5

Gambar 1.11. Profil Parameter KekasaranPermukaan

4. Kesimpulan Dan Saran4.1 Kesimpulana. Jenis-Jenis Alat Untuk Pengukuran Piston Surface Roughness (Mitutoyo) Dial Indicator V-block Dial Standb. Dari hasil pengukuran kekasaran permukaan diketahui bahwa profil permukaan benda kerja memiliki harga nilai rata-rata parameter kekasaran permukaan sebagai berikut:a. Pengukuran Kekasaran Permukaan Panjang Sampel : 0,25 mmRa = 0,14Ry = 0,97Rz = 0,77Rq = 0,18b. Pengukuran Kekasaran Permukaan Panjang Sampel : 2,5 mmRa = 0,40Ry = 5,58Rz = 2,74Rq = 0,53c. Pengukuran Kekasaran Permukaan Panjang Sampel : 0,8 mmRa = 0,24Ry = 2,17Rz = 1,48Rq = 0,32c. Perbandingan dataDari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa dengan perbandingan nilai yang didapat dari mengukur pada 3 sisi silinder untuk mengetes kebulatannya, dapat dikatakan bahwa ketiga sisi silinder tersebut tidak bulat penuh.d. KeakuratanDengan dial indicator untuk mengukur kebulatan, sudah dapa dibilang akurat, karena nilai-nilai yang didapat jika diulang bisa mendapakan nilai yang hampir sama. Tentunya setelah diberikan toleransi.e. Kemudahan PenggunaanPenggunaan dial indicator bersama V-block dan dial stand dapat dikatakan terbilang sulit. Dan rumit. Karena alatnya yang sangat sensitive jika mengalami sedikit gerakan/goncangan.f. Profil yang Tidak dapat DiukurPada dasarnya setiap profil dapat diukur, hanya saja keakuratannya tergantung dengan keadaan alat ukurnya. g. Kesalahan yang dapat membuat benda ukur tidak bulat sempurna antara lain adalah sebagai berikut :1. Benda ukur bergeser pada saat pengukuran sehingga pengukuran tidak segaris. Hal ini akan mengakibatkan perbedaan pengukuran awal dan akhir walaupun pada posisi yang sama namun tidak segaris2. Adanya getaran pada dial indikator karena sentuhan pada meja3. Sensor alat ukur kurang sensitif4. Kesalahan dalam menyeting nol dial indikator5. Operator kurang teliti membaca hasil pegukuran6. Operator melakukan kesalahan dalam memutar benda kerja

4.2 Saran1. Penggunaan dial indicator bersama V-blok dan dial stand harus teliti dan cermat, karena alatnya yang sangat sensitive jika mengalami sedikit gerakan/goncangan2. Benda yang diletakkan pada V Blok diberi batas tepi agar ketika benda diputar tidak berganti posisi dari titik awal ketika benda diletakkan.3. Agar hasil pengukuran memuaskan, sebaiknya alat ukur harus dirawat dengan baik agar tetap valid.4. Praktikan sebaiknya lebih teliti dan serius dalam membaca dan mengukur dalam pengukuran sehingga kesalahan dalam pembacaan skala dapat dikurangi.5. Dalam melakukan pengukuran, agar lebih berhati-hati. Karena surface roughness memiliki sensitivitas yang tinggi, sehingga goncangan sekecil apapun akan mempengaruhi hasil pengukuran.6. Pengalaman pengukur juga akan mempengaruhi hasil pengukuran. Oleh karena itu diperlukan banyak latihan dan pengalaman dalam mengukur.