Toleransi

Toleransi

Sebelum membahas "bagaimana menentukan toleransi alat ukur", kita bahas dulu makna "toleransi".Tolerate yang menjadi akar kata tolerance (toleransi), oleh New Oxford American Dictionary diartikan kira-kira "mampu menanggung sesuatu (yang buruk) tanpa efek buruk". Kalau diartikan lebih bebas, toleransi berarti: kemampuan menerima suatu penyimpangan (dari kondisi ideal) tanpa terjadinya efek yang buruk.Dalam dunia industri, toleransi merupakan bagian dari spesifikasi suatu produk. Dalam konteks ini, toleransi dapat diartikan "besarnya perbedaan antara kondisi aktual dibandingkan kondisi ideal, sejauh bahwa perbedaan tersebut tidak sampai mengakibatkan kegagalan fungsi maupun penurunan fungsi yang signifikan". Misalkan sebuah komponen mesin mempunyai spesifikasi ukuran 90 mm dengan toleransi ±0,1 mm. Ini berarti bahwa komponen tersebut masih dapat berfungsi dengan baik asalkan ukurannya di antara 89,9 mm dan 90,1 mm.Setelah melalui proses produksi, hasil yang diharapkan adalah suatu produk yang memiliki ukuran atau sifat-sifat lain sesuai spesifikasi dan toleransi yang telah ditetapkan. Karena itu dilakukan pengujian mutu terhadap produk tersebut, dengan cara melakukan pengukuran. Hasil pengukuran dibandingkan dengan spesifikasi tadi. Jika hasil pengukuran menunjukkan bahwa produk tersebut mempunyai ukuran sesuai dengan spesifikasi, maka produk tersebut dinyatakan "sesuai dengan spesifikasi".Di dalam proses pengukuran tadi, terdapat sumber-sumber ketidakpastian pengukuran, sehingga hasil pengukuran pun mempunyai nilai ketidakpastian pengukuran. Maka dalam paradigma terbaru, penilaian kesesuaian (conformity assessment) harus memperhitungkan nilai ketidakpastian dan nilai pengukuran. Suatu produk baru dapat dikatakan "sesuai dengan spesifikasi" jika memenuhi ketentuan:E + U ≤ Tdengan:

• E = penyimpangan dari spesifikasi (absolut)

• U = nilai ketidakpastian pengukuran (pada tingkat kepercayaan 95 persen)

• T = toleransi untuk produk tersebut (absolut)

Dengan kata lain, nilai ketidakpastian pengukuran harus lebih kecil daripada toleransi yang diberikan untuk produk yang diukur. Idealnya nilai ketidakpastian pengukuran besarnya sepersepuluh dari toleransi, atau dalam kondisi terburuk, nilai ketidakpastian pengukuran diharapkan tidak lebih dari sepertiga toleransi.Uraian di atas menunjukkan bahwa "toleransi" berkaitan dengan produk yang diukur, bukan dengan alat ukurnya. Untuk alat ukur, VIM (kosakata metrologi internasional) 2008 memberikan istilah maximum permissible error (MPE). Antara MPE dan toleransi memang ada kesamaan makna, tetapi dianjurkan untuk tidak dicampuraduk.Kembali ke proses di atas, maka seharusnya urutan yang benar adalah:

• spesifikasi dan toleransi (T1) untuk sebuah produk ditetapkan;

• pengukuran terhadap produk tersebut dilakukan dengan sistem pengukuran yang mempunyai ketidakpastian pengukuran (U1) cukup kecil dibandingkan toleransi T1;

• alat ukur yang dipakai dalam sistem pengukuran tersebut dikalibrasi menggunakan sistem kalibrasi yang dapat memberikan nilai ketidakpastian pengukuran (U2) lebih kecil daripada U1;

• dan seterusnya.

Jadi, pada saat kita akan mengalibrasi alat ukur, harus sudah jelas dulu berapa MPE (bukan toleransi) untuk alat ukur tersebut. Baru kita mengevaluasi ketidakpastian pengukuran dari kalibrasi tersebut, supaya kita bisa menilai apakah ketidakpastian pengukuran tersebut memadai (cukup kecil) dibandingkan MPE-nya.Ibaratnya, kalau mau mengemudikan sebuah kendaraan, tentukan dulu tujuannya! Jangan mulai menjalankan kendaraan kalau kita belum tahu ke mana tujuannya. "Toleransi objek ukur" adalah tujuan yang ingin dicapai; pengukuran atau kalibrasi alat ukur dan evaluasi ketidakpastian adalah cara untuk mencapai tujuan tersebut.

1. Toleransi dan suaian

1. 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.

1.1  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:

1.1.1        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.

1. Kualitas 5 – 11 untuk proses pengerjaan dengan permesinan biasa, termasuk untuk komponen-komponen yang mampu tukar.

1. Kualitas 12 – 16 untuk proses pengerjaan yang kasar, seperti pengecoran, penempaan, pengerolan, dsb.

1.1.2        Toleransi Umum dan Toleransi Khusus

1. Toleransi Umum

Toleransi umum diberikan untuk ukuran yang tidak memerlukan ketelitian atau bukan merupakan bagian dari benda berpasangan (suaian).

Nilai toleransi umum selalu memilki batas penyimpangan atas dan batas penyimpangan bawah yang sama.  Besarnya toleransi ini ditentukan oleh tingkat kualitas (kekasaran permukaan) dan ukuran dasar.

1. Toleransi Khusus

Toleransi khusus merupakan suatu toleransi yang nilainya di luar toleransi umum dan suaian.  Nilai toleransinya lebih kecil daripada nilai toleransi umum, namun lebih besar daripada nilai toleransi suaian.

1.1.3        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.

Ada empat macam suaian pada elemen mesin, yakni:

1. Suaian longgar (clearance fit)

Suaian ini selalu menghasilkan kelonggaran (celah bebas) dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros.

1. Suaian sesak (interference fit)

Suaian yang selalu menghasilkan kesesakan, dengan daerah toleransi lubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros.

1. Suaian pas (transition fit)

Suaian ini dapat menghasilkan celah bebas atau interferensi, namun poros harus dipaksakan masuk ke dalam lubang dengan kelegaan negatif.

1. 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 :

1. Ukuran dasar

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

1. Penyimpangan atas

Penyimpangan atas adalah penyimpangan ke arah atas ukuran maksimum.

1. Penyimpangan bawah

Penyimpangan bawah adalah penyimpangan ke arah bawah penyimpangan minimum.

1. Ukuran maksimum

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

1. Ukuran minimum

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

1. Garis nol

Garis nol adalah garis dasar atau garis dengan penyimpangan nol.

1. Ukuran sesungguhnya

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

1. 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 lungan 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.

 Toleransi (tolerance)

Toleransi ukuran (dimensional tolerance) adalah perbedaan antara dua harga batas dimana ukuran atau jarak permukaan / batas geometri suatu komponen harus terletak.

Kedua harga batas toleransi dapat dinyatakan sebagai penyimpangan (deviation) terhadap ukuran dasar yang sudah didefinisikan terlebih dahulu. Sedapat mungkin ukuran dasar dinyatakan dalam bilangan bulat. 

Toleransi

 Suaian (fit)

 Apabila dua buah komponen akan dirakit (assy), hubungan yang terjadi, yang ditimbulkan oleh karena adanya perbedaan ukuran bagi pasangan elemen geometrik sebelum mereka disatukan disebut suaian (fit).

Jenis Suaian

1.Suaian Longgar (Clearance Fit), yaitu suaian yang selalu akan menghasilkan kelonggaran (clearance) "Daerah toleransilubang selalu terletak di atas daerah toleransi poros".

2.Suaian Pas (Transition Fit), adalah suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran ataupun kerapatan. "Daerah toleransi lubangdan daerah toleransi poros saling berpotongan (sebagian saling menutupi)".

3.Suaian Paksa (Interference Fit), yakni suaian yang selalu akan menghasilkan kerapatan. (interference). "Daerah toleransilubang selalu terletak di bawah daerah toleransi poros".

Sistem Suaian

Penulisan Toleransi Ukuran/Dimensi

Simbol ISO untuk Toleransi, Penyimpangan dan Suaian

•Posisi daerah toleransi terhadap garis nol ditetapkan sebagai suatu fungsi ukuran dasar (berubah mengikuti perubahanukuran dasar).  Dinyatakan dengan simbol satu huruf.

•Toleransi, harganya/besarnya ditetapkan sebagai fungsi ukuran dasar. Dinyatakan dengan simbol angka (angka kualitas). 

Contoh :

45g6 : artinya suatu poros dengan ukuran dasar 45mm, posisi daerah toleransi mengikuti aturan kode huruf g serta besar harga toleransinya mengikuti aturan kode angka 6

65H7 : artinya suatu lubang dengan ukuran dasar 65mm, posisi daerah toleransi mengikuti aturan kode huruf H serta besar harga toleransinya mengikuti aturan kode angka 7

Sistem Suaian

Faktor-faktor untuk memilih basis suaian

1. Macam / jenis pekerjaan

1. Ongkos pengerjaan komponen-komponen yang harus dibuat

1. Harga komponen-komponen yang dapat dibeli di pasaran/ dipesan dari pabrik lain

1. Biaya pembelian perkakas potong dan alat ukur

1. Kemudahan dari segi perancangan, pembuatan dan perakitan

Toleransi Umum (SN 258440)

Toleransi unum biasanya dibagi menjadi menjadi tiga menurut tingkat ketelitian. Yaitu halus, menengah dan kasar.

Toleransi ISO

Merupakan jenis toleransi menurut standard internasional.