PEMILIHAN DAN PENGGUNAAN ALAT UKUR

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari materi tentang Pemilihan dan Penggunaan Alat Ukur, peserta didik diharapkan mampu untuk:

Memahami konsep dan fungsi alat ukur
Menentukan alat ukur yang tepat sesuai toleransi
Mengaplikasikan penggunaan alat ukur secara tepat

BAHAN AJAR

A. KONSEP DAN FUNGSI ALAT UKUR

1. Pengertian Alat Ukur

Alat ukur adalah perangkat yang digunakan untuk menentukan besaran suatu objek. Dalam dunia industri, terutama di bidang permesinan, alat ukur tidak hanya berfungsi untuk mengukur, tetapi juga untuk:

Mengontrol kualitas produk: Memastikan bahwa setiap produk yang dibuat memenuhi standar kualitas yang telah ditetapkan.
Mendukung proses produksi: Memastikan setiap tahapan proses, termasuk proses bubut, berjalan sesuai spesifikasi.
Memberikan data yang akurat: Memberikan data pengukuran yang presisi dan dapat diandalkan untuk analisis atau kontrol lebih lanjut.

Dalam proses bubut, alat ukur digunakan untuk membandingkan dimensi benda kerja yang sedang dibuat dengan dimensi yang ada pada gambar kerja. Tiga alat ukur utama yang sering digunakan adalah jangka sorong, mikrometer, dan dial indicator.

2. Peran Alat Ukur pada Pekerjaan Bubut

a. Jangka Sorong (Vernier Caliper)

Jangka sorong adalah alat ukur serbaguna yang memiliki akurasi cukup tinggi, umumnya hingga 0.05 mm atau 0.02 mm. Alat ini sangat praktis untuk mengukur dimensi benda kerja dalam berbagai kondisi.

Peran dalam proses bubut:

Mengukur diameter luar dan dalam: Digunakan untuk mengukur diameter luar benda kerja yang sedang dibubut, misalnya poros. Rahang dalamnya juga bisa digunakan untuk mengukur diameter lubang yang telah dibubut.
Mengukur kedalaman: Tangkai pengukur kedalaman pada jangka sorong sangat berguna untuk mengukur kedalaman lubang atau alur yang dibuat pada benda kerja.
Pemeriksaan cepat: Jangka sorong digunakan untuk pemeriksaan dimensi secara cepat dan berkala selama proses pembubutan berlangsung.

b. Mikrometer Sekrup (Micrometer Screw Gauge)

Mikrometer adalah alat ukur presisi yang memiliki tingkat ketelitian jauh lebih tinggi daripada jangka sorong, biasanya hingga 0.01 mm atau bahkan lebih. Alat ini sangat penting untuk pengukuran yang memerlukan akurasi maksimal.

Peran dalam proses bubut:

Mengukur dimensi akhir dengan presisi tinggi: Setelah benda kerja dibubut hingga mendekati ukuran yang diinginkan, mikrometer digunakan untuk melakukan pengukuran akhir. Misalnya, untuk memastikan diameter poros benar-benar sesuai dengan toleransi yang sangat ketat.
Pemeriksaan ketebalan: Mikrometer juga digunakan untuk mengukur ketebalan material atau komponen kecil yang telah dibubut.
Pemeriksaan akurasi: Karena ketelitiannya yang tinggi, mikrometer menjadi alat standar untuk memverifikasi keakuratan dimensi benda kerja yang telah selesai.

c. Dial Indicator (Dial Gauge)

Dial indicator adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengukur dan mendeteksi penyimpangan kecil pada permukaan benda kerja. Prinsip kerjanya adalah mengubah gerakan linear (maju-mundur) dari ujung pengukur menjadi gerakan putar pada jarum penunjuk.

Peran dalam proses bubut:

Mengukur keolengan (runout): Ini adalah fungsi utama dial indicator dalam proses bubut. Alat ini dipasang pada dudukan magnet dan ujungnya diletakkan pada permukaan benda kerja yang berputar. Jika jarum dial indicator bergerak saat benda kerja berputar, itu menandakan adanya keolengan (permukaan tidak rata atau tidak lurus).
Mengatur kesejajaran (alignment): Dial indicator digunakan untuk memastikan kepala tetap (headstock) dan kepala lepas (tailstock) sejajar, atau untuk menyetel chuck (pencekam) agar benda kerja terpasang dengan presisi di pusat putaran.
Mengukur kerataan permukaan: Alat ini dapat digunakan untuk memeriksa apakah permukaan datar yang telah dibubut benar-benar rata.

B. MENENTUKAN ALAT UKUR

1. Jangka Sorong

Jangka sorong adalah alat ukur serbaguna yang mampu mengukur dimensi luar, dimensi dalam, kedalaman, dan langkah/tinggi dengan cepat.

a. Pemilihan Jangka Sorong

Rentang Pengukuran: Pilih jangka sorong dengan rentang pengukuran yang sesuai dengan ukuran benda kerja Anda (misalnya, 0-150 mm, 0-200 mm, atau 0-300 mm).
Akurasi/Resolusi: Jangka sorong umumnya memiliki resolusi 0.02 mm (vernier), 0.05 mm (vernier), atau 0.01 mm (digital). Pilih sesuai dengan tingkat presisi yang dibutuhkan. Untuk pekerjaan umum, 0.02 mm atau 0.01 mm sudah cukup.
Jenis:

Vernier Caliper (Manual): Lebih murah, tidak butuh baterai, tapi butuh ketelitian membaca skala nonius.
Digital Caliper: Lebih mudah dibaca, bisa langsung menampilkan angka, punya fungsi zero set, dan kadang bisa mengubah satuan (mm/inch). Membutuhkan baterai.
Dial Caliper: Memiliki dial indicator untuk pembacaan fraksi milimeter/inci, lebih mudah dibaca daripada vernier, tapi jarang ditemui di pasaran Indonesia.

Material: Pilih yang terbuat dari stainless steel berkualitas tinggi agar awet dan tahan karat.

b. Penggunaan Jangka Sorong

Pembersihan: Bersihkan permukaan rahang ukur dan benda kerja dari kotoran atau oli.
Kalibrasi Nol:

Vernier: Rapatkan kedua rahang ukur. Pastikan garis nol pada skala utama sejajar dengan garis nol pada skala nonius. Jika tidak, ada error nol.
Digital: Rapatkan rahang, lalu tekan tombol "Zero/Origin".

Pengukuran Dimensi Luar:

Jepit benda kerja dengan kedua rahang luar.
Posisikan benda kerja tegak lurus terhadap rahang.
Kencangkan pengunci (jika ada) perlahan agar posisi tidak bergeser saat membaca.
Baca skala utama dan skala nonius/angka digital.

Pengukuran Dimensi Dalam:

Masukkan rahang dalam ke dalam lubang atau celah yang akan diukur.
Buka rahang hingga menyentuh kedua sisi dalam lubang.
Baca hasil pengukuran.

Pengukuran Kedalaman:

Letakkan ujung jangka sorong pada permukaan atas benda kerja.
Turunkan tangkai pengukur kedalaman hingga menyentuh dasar lubang/step.
Pastikan tangkai tegak lurus terhadap permukaan.
Baca hasil pengukuran.

Pengukuran Langkah/Tinggi:

Sama seperti pengukuran kedalaman, gunakan bagian ujung bawah tangkai pengukur kedalaman untuk mengukur perbedaan tinggi antara dua bidang.

Pembacaan:

Skala Utama: Cari angka terakhir pada skala utama sebelum angka nol nonius.
Skala Nonius: Cari garis pada skala nonius yang paling tepat berimpit dengan salah satu garis pada skala utama. Kalikan angka nonius tersebut dengan resolusi jangka sorong.
Total: Jumlahkan hasil skala utama dan skala nonius. Untuk digital, baca langsung angkanya.

2. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur dimensi luar benda kerja dengan tingkat presisi yang jauh lebih tinggi daripada jangka sorong, umumnya hingga 0.01 mm atau 0.001 mm.

a. Pemilihan Mikrometer

Rentang Pengukuran: Mikrometer memiliki rentang yang terbatas (misalnya, 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm). Pilih rentang yang mencakup ukuran benda kerja Anda. Anda mungkin membutuhkan beberapa mikrometer untuk rentang ukuran yang berbeda.
Akurasi/Resolusi: Sebagian besar mikrometer mekanik memiliki resolusi 0.01 mm. Ada juga mikrometer digital dengan resolusi 0.001 mm.
Jenis:

Mikrometer Luar: Untuk mengukur dimensi luar. Ini yang paling umum.
Mikrometer Dalam: Untuk mengukur diameter dalam lubang.
Mikrometer Kedalaman: Untuk mengukur kedalaman.

Fitur Tambahan: Mikrometer digital mungkin memiliki fitur data hold, konversi unit, dan output data.

b. Penggunaan Mikrometer

Pembersihan: Bersihkan anvil (landasan tetap) dan spindle (poros ukur) mikrometer, serta permukaan benda kerja.
Kalibrasi Nol:

Putar thimble atau ratchet stop hingga spindle menyentuh anvil dengan lembut.
Putar ratchet stop 2-3 kali hingga berbunyi "klik" untuk memastikan tekanan seragam.
Mekanik: Pastikan garis nol pada sleeve sejajar dengan garis nol pada thimble dan garis datum. Jika tidak, gunakan kunci kalibrasi untuk menyetelnya.
Digital: Tekan tombol "Zero/Origin".

Posisikan Benda Kerja: Tempatkan benda kerja di antara anvil dan spindle.
Pengukuran:

Putar thimble hingga spindle mendekati benda kerja.
Gunakan ratchet stop untuk memutar spindle perlahan hingga terdengar 2-3 kali bunyi "klik". Ini memastikan tekanan ukur yang konsisten dan menghindari pembebanan berlebih.
Kunci pengunci (jika ada) untuk menahan posisi.

Pembacaan:

Skala Utama (Sleeve): Baca nilai milimeter penuh (garis di atas garis datum) dan nilai setengah milimeter (garis di bawah garis datum, jika terlihat).
Skala Thimble: Baca garis pada thimble yang sejajar dengan garis datum pada sleeve.
Total: Jumlahkan hasil dari skala utama dan skala thimble (dikalikan 0.01 mm). Untuk digital, baca langsung angkanya.

c. Contoh Pembacaan Mikrometer Mekanik

Skala Utama (di atas garis datum): 10 mm
Skala setengah mm (di bawah garis datum): 0.5 mm (jika terlihat)
Skala Thimble (yang sejajar): 25 (berarti 0.25 mm)
Total = 10 + 0.5 + 0.25 = 10.75 mm

3. Dial Indicator

Dial indicator atau dial gauge digunakan untuk mengukur variasi kecil dalam dimensi atau posisi, seperti keolengan (run-out), kerataan, keparalelan, atau penyimpangan lainnya dari kondisi ideal. Alat ini sangat sensitif.

a. Pemilihan Dial Indicator

Rentang Pengukuran: Dial indicator memiliki rentang pengukuran yang bervariasi (misalnya, 0-10 mm, 0-25 mm). Pilih rentang yang sesuai dengan penyimpangan maksimum yang Anda harapkan.
Resolusi/Graduasi: Umumnya 0.01 mm, 0.001 mm, atau 0.0001 inch. Pilih resolusi berdasarkan tingkat presisi yang Anda butuhkan.
Jenis:

Standard Dial Indicator: Paling umum, jarum berputar mengikuti gerakan plunger.
Lever Dial Indicator (Test Indicator): Memiliki tuas sentuh kecil, cocok untuk area sempit dan pengukuran permukaan dalam/sudut.
Digital Dial Indicator: Mudah dibaca, memiliki fungsi zero set, konversi unit, dan kadang output data.

Aksesori: Pertimbangkan jenis stand/magnetic base yang akan digunakan untuk memegang dial indicator.

b. Penggunaan Dial Indicator

Pemasangan pada Stand: Pasang dial indicator dengan kuat pada magnetic base atau dial indicator stand. Pastikan posisi stand stabil.
Posisikan Dial Indicator:

Tempatkan plunger (ujung sentuh) dial indicator tegak lurus terhadap permukaan benda kerja yang akan diukur.
Untuk pengukuran keolengan pada benda berputar (misalnya, pada mesin bubut), posisikan plunger di permukaan luar benda kerja.
Dorong plunger sedikit ke dalam (sekitar 0.5-1 mm) agar ada rentang gerak positif dan negatif.

Kalibrasi Nol (Setting Zero):

Putar bezel (lingkaran luar skala) pada dial indicator hingga angka nol sejajar dengan jarum penunjuk. Atau tekan tombol "Zero" pada dial indicator digital.
Ini adalah titik referensi Anda.

Pengukuran:

Untuk Keolengan (Run-out): Putar benda kerja secara perlahan (manual atau dengan mesin jika aman). Amati pergerakan jarum. Selisih antara pembacaan maksimum dan minimum adalah nilai keolengan total.
Untuk Kerataan/Kesejajaran: Gerakkan dial indicator secara perlahan di sepanjang permukaan yang akan diukur. Amati variasi pembacaan jarum.

Pembacaan:

Jarum Utama: Jarum besar menunjukkan pembacaan dalam skala kecil (misalnya, setiap strip 0.01 mm).
Jarum Kecil (Revolution Counter): Jarum kecil menunjukkan jumlah putaran jarum utama, yang menandakan berapa milimeter total pergerakan.
Digital: Baca langsung angkanya.

Contoh Penggunaan Dial Indicator untuk Keolengan: Jika jarum bergerak dari -0.05 mm (paling rendah) ke +0.05 mm (paling tinggi) dari titik nol, maka total keolengan adalah 0.05 - (-0.05) = 0.10 mm.

C. PENGGUNAAN ALAT UKUR SECARA TEPAT

Mengaplikasikan penggunaan alat ukur secara tepat adalah keterampilan krusial dalam berbagai bidang, mulai dari industri manufaktur, konstruksi, sains, hingga kegiatan sehari-hari. Ketepatan pengukuran sangat penting untuk memastikan kualitas produk, keamanan, efisiensi, dan keberhasilan suatu proyek.

1. Kalibrasi Alat Ukur

Kalibrasi adalah proses penting untuk memastikan bahwa alat ukur memberikan pembacaan yang akurat dan sesuai dengan standar yang ditetapkan. Alat ukur yang tidak terkalibrasi dapat memberikan hasil yang salah, yang berpotensi menyebabkan kerugian besar.

Pentingnya Kalibrasi: Kalibrasi secara berkala memastikan bahwa alat ukur tetap akurat sepanjang masa pakainya. Frekuensi kalibrasi tergantung pada jenis alat, intensitas penggunaan, dan lingkungan kerja.
Cara Kalibrasi: Kalibrasi umumnya dilakukan oleh laboratorium kalibrasi terakreditasi atau oleh teknisi terlatih menggunakan standar acuan yang memiliki ketertelusuran ke standar nasional atau internasional.

2. Membaca Skala dan Hasil Pengukuran dengan Benar

Kesalahan pembacaan adalah sumber umum ketidaktepatan dalam pengukuran. Penting untuk:

Memperhatikan Posisi Mata (Paralaks): Saat membaca skala analog, pastikan mata tegak lurus dengan skala untuk menghindari kesalahan paralaks.
Memahami Skala Terkecil (Nilai Skala Terkecil/NST): Ketahui seberapa detail alat ukur dapat membaca. Misalnya, jangka sorong memiliki NST yang lebih kecil daripada penggaris.
Mencatat Angka Penting: Hasil pengukuran harus dicatat dengan jumlah angka penting yang sesuai, mencerminkan presisi alat ukur.

3. Menentukan Objek yang Diukur

Sebelum melakukan pengukuran, penting untuk:

Membersihkan Objek: Debu, kotoran, atau cairan pada objek dapat memengaruhi hasil pengukuran.
Memastikan Stabilitas Objek: Objek yang bergerak atau bergetar akan sulit diukur dengan akurat.
Memperhatikan Suhu Objek: Pada beberapa pengukuran presisi, terutama material yang peka terhadap perubahan suhu (misalnya logam), suhu objek harus dipertimbangkan karena dapat menyebabkan ekspansi atau kontraksi.

4. Teknik Pengukuran yang Tepat

Setiap alat ukur memiliki teknik pengukuran spesifik yang harus diikuti:

Penerapan Tekanan yang Konsisten: Pada alat seperti mikrometer sekrup, tekanan jepitan harus konsisten untuk menghindari deformasi objek yang diukur.
Posisi Alat yang Benar: Pastikan alat ukur diletakkan dengan benar pada objek yang akan diukur. Misalnya, saat mengukur panjang, pastikan penggaris sejajar dengan objek.
Pengulangan Pengukuran: Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat dan mengurangi efek kesalahan acak, lakukan beberapa kali pengukuran pada objek yang sama, kemudian ambil nilai rata-ratanya.

5. Memperhatikan Lingkungan Pengukuran

Lingkungan dapat memengaruhi hasil pengukuran, terutama untuk pengukuran presisi tinggi:

Suhu: Fluktuasi suhu dapat memengaruhi dimensi objek dan kinerja alat ukur.
Kelembaban: Kelembaban tinggi dapat memengaruhi alat ukur elektronik atau menyebabkan korosi.
Getaran: Getaran dapat menyebabkan pembacaan yang tidak stabil.
Medan Magnet/Listrik: Pada pengukuran listrik atau elektronik, medan magnet atau listrik di sekitar dapat menyebabkan interferensi.

6. Perawatan dan Penyimpanan Alat Ukur

Alat ukur yang terawat dengan baik akan menjaga akurasi dan memperpanjang masa pakainya:

Membersihkan Setelah Penggunaan: Bersihkan alat dari debu, minyak, atau kotoran.
Penyimpanan yang Tepat: Simpan alat di tempat yang kering, bersih, dan aman, jauh dari benturan atau perubahan suhu ekstrem. Gunakan kotak penyimpanan khusus jika tersedia.
Pemeriksaan Rutin: Periksa alat ukur secara berkala untuk tanda-tanda kerusakan atau keausan.

PENILAIAN

1. RANAH PENGETAHUAN