Toleransi

DIMENSI, TOLERANSI DAN SUAIAN

 

DEFINISI DAN ISTILAH-ISTILAH
Sebelum membahas lebih jauh tentang pengukuran baiklah terlebih dahulu dijelaskan istilah-istilah yang sering digunakan dalam metrologi (ilmu pengukuran).
- Kemampubacaan (readability) : adalah menunjukan berapa teliti skala suatu instrumen dapat dibaca. Instrumen yang mempunyai skala 12 inchi mempunyai kemampubacaan lebih tinggi dari instrumen yang mempunyai skala 6 inchi dan jangkauan sama.
- Cacah terkecil (least count) : adalah beda terkecil antara dua penunjukan yang dapat dideteksi (dibaca) pada skala instrumen.
- Ketelitian (accuracy) instrumen menunjukan deviasi atau penyimpangan terhadap masukan yang diketahui. Misal : pengukur tekanan 100 kPa yang mempunyai ketelitian 1 % artinya teliti disekitar +/- 1 kPa dalam keseluruhan jangkauan bacaan pengukuran tersebut.
- Ketepatan atau presisi suatu instrumen adalah menunjukan kemampuan instrumen itu menghasilkan kembali bacaan tertentu dengan ketelitian yang diketahui. Contoh : suatu instrumen mengukur tegangan 100 Volt, diambil 5 ukuran yang didapat hasilnya adalah 104, 103, 105, 103 dan 105 V. Terlihat bahwa ketelitian tidak lebih baik dari 5% (5 V) sedang presisinya +/- 1 % karena deviasi maksimum dari harga rata-rata 104 V adalah 1 V.

KALIBRASI
Kalibrasi atau peneraan adalah memeriksa instrumen terhadap standar yang diketahui untuk selanjutnya mengurangi kesalahan dalam ketelitiannya.
Kalibrasi dilakukan terhadap :
1. standar primer
2. standar sekunder yang mempunyai ketelitian lebih tinggi dari instrumen yang dikalibrasi.
3. dengan sumber masukan yang diketahui.

STANDAR
Meter baku (standar) didefinisikan sebagai panjang suatu batang platina-iridium yang dipelihara pada kondisi yang sangat teliti di Biro Internasional untuk Bobot dan Ukuran (International Bureau of Weights and Measures) di Sevres, Perancis.
Kilogram adalah massa platina-iridium yang disimpan di Biro tersebut.
Standar-standar sekunder mengenai massa dan panjang disimpan di National Bureau of Standard (USA) untuk kegunaan kalibrasi.
Tahun 1960 meter standar didefinisikan dengan panjang gelombang cahaya merah-jingga lampu krypton-86. Meter standar adalah :
1 meter = 1.650.763,73 panjang gelombang
1 detik (sekon) adalah waktu yang diperlukan untuk 9.192.631.770 periode radiasi yang berhubungan dengan transisi dua tingkat yang sangat halus daripada keadaan fundamental atom Cesium-133.
Skala suhu absolut diusulkan oleh Lord Kelvin pada tahun 1854 :
K = oC + 273,15
oR = oF + 459,67
oF = 9/5 oC + 32,0

DIMENSI DAN SATUAN
Dimensi fundamental adalah :
L = panjang
M = massa
F = gaya
τ = waktu
T = suhu
Gaya ≈ laju perpindahan momentum menurut waktu.
F = k d(m.v)/dτ

F = m.a/gc

k = konstanta proporsional,     1/gc = k,     a = percepatan = dv/dτ
• Kerja atau usaha mempunyai dimensi hasil perkalian gaya dengan jarak.
N.m = 1 joule (J)
• Bobot suatu benda didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada benda itu sebagai percepatan gravitasi.
W = g/gc . m                                 W = bobot
g = gravitasi

Satuan-satuan dasar dan tambahan dalam SI :

TOLERANSI DAN SUAIAN
Produk yang dihasilkan dari proses produksi mempunyai ragam atau variasi. Proses duplikasi produk dengan sempurna tidak akan dicapai, melainkan hanya mungkin dihasilkan produk yang berbeda-beda karakteristiknya. Hal ini menuntut perancang produk mempunyai kesadaran bahwa suatu toleransi harus diperhitungkan pada waktu spesifikasi produk ditetapkan. Memberikan toleransi berarti menentukan bata-batas maksimum dan minimum dimana penyimpangan produk harus terletak. Dalam hal spesifikasi geometrik mencakup toleransi atas ukuran, bentuk, posisi serta kekasaran permukaan produk.

Namun tidak semua spesifikasi geometrik menjadi perhatian utama/kritis seperti misalnya tebal pelat penutup yang tidak memerlukan spesifikasi yang ketat. Bagi elemen yang tidak kritis toleransi geometriknya tak perlu atau lebih tegasnya jangan diberikan, hal ini bukan berarti toleransinya nol namun artinya toleransinya terbuka yang artinya spesifiksi geometriknya boleh menyimpang secara wajar. Lain halnya kalau komponen tersebut kritis maka batas-batas toleransinya harus pasti.

Toleransi
Berikut ini uraian dan penjelasan mengenai prinsip serta definisi standar ISO.
Toleransi ukuran adalah perbedaan ukuran antara kedua harga batas dimana harga ukuran atau jarak permukaan/batas geometri komponen harus terletak. Untuk setiap komponen perlu didefinisikan suatu ukuran dasar sehingga kedua harga batas (maksimum dan minimum) dapat dinyatakan dengan suatu penyimpangan terhadap ukuran dasar. Ukuran dasar ini sedapat mungkin dinyatakan dalam bilangan bulat. Dalam penentuan dimensi lobang dan poros diperlihatkan istilah istilah yang sering digunakan yang diperlihatkan pada gambar berikut.

Untuk tujuan mempermudah penggambaran toleransi maka dibuat diagram secara skematik denga catatan bahwa sumbu komponen selalu diletakkan di bawah. Misalnya kedua penyimpangan dari lubang adalah positif dan kedua penyimpangan poros adalah negatif maka diagram skematik yang menunjukkan pasangan tersebut adalah sebagaimana gambar berikut ini.

Gambar diagram skematik untuk penggambaran toleransi dimensi/ukuran.

Posisi daerah toleransi baik utnuk lubang maupun untuk poros dapat terletak diatas maupun dibawah garis nol. Pada gambar selanjutnya akan diperlihatkan posisi daerah toleransi poros beserta notasi-notasi yang menunjukan penyimpangannya.

Gambar posisi daerah toleransi poros terhadap garis nol.

Suaian
Apabila dua buah komponen akan dirakit maka hubungan yang terjadi yang ditimbulkan oleh karena adanya perbedaan ukuran sebelum mereka disatukan disebut suaian (fit).
Ada tiga jenis suaian :
1. Suaian Longgar.
yaitu suaian yang selalu menghasilkan kelonggaran. Daerah toleransi lubang selalu terletak di atas toleransi poros.
2. Suaian Paksa (Interference fit)
yaitu suaian yang selalu akan menghasilkan kerapatan. Daerah toleransi lubang selalu terletak dibawah daerah toleransi poros.
3. Suaian Pas (Transition fit)
yaitu suaian yang dapat menghasilkan kelonggaran ataupun kerapatan. Daerah toleransi lubang dan daerah toleransi poros berpotongan (sebagian saling menutupi).
Dalam ISO ditetapkan dua buah sistem suaian yang dapat dipilih yaitu sistem suaian berbasis poros dan sistem suaian berbasis lobang. Pada sistem suaian berbasis poros maka penyimpangan atas toleransi poros selalu berharga nol (es=0). Sebaliknya untuk sistem suaian berbasis lubang maka penyimpangan bawah toleransi lubang selalu bernilai nol (EI = 0).

Cara Penulisan Toleransi Dan Dimensi
Berbagai cara penulisan toleransi ukuran yang bisa dan biasa digunakan ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Bagi dimensi luar (poros) atau dalam (lubang) harganya dinyatakan dengan angka (satuan dalam mm untuk sistem metrik) yang dituliskan diatas garis tanda ukuran. Jika dilihat sepintas cara A kurang memberikan informasi dibandingkan dengan cara B & C. Cara D, yang meskipun tidak secara langsung menyebutkan harga batas-batas penyimpangan, tetapi simbol toleransi dengan kode huruf dan angka (g7) mengandung informasi lain yang sangat bermanfaat yaitu sifat suaian bila komponen bertemu pasangannya, cara pembuatan dan metode pengukuran.

Rincian penjelasan cara penulisan toleransi adalah sebagai berikut :
A Ukuran maksimum dituliskan diatas ukuran minimum. Merupakan cara lama yang dipakai di Amerika dan Inggris (dengan satuan inchi). Cara penulisan yang demikian ini, meskipun memudahkan penyetelan mesin perkakas yang mempunyai alat kontrol terhadap dimensi produk, tetapi tidak praktis dipandang dari segi perancangan yaitu dalam hal perhitungan toleransi dan penulisannya pada gambar teknik.

B Dengan menuliskan ukuran dasar beserta harga-harga penyimpangannya. Penyimpangan atas dituliskan disebelah atasnya penyimpangan bawah, dengan jumlah angka desimal yang sama (kecuali untuk penyimpangan nol). Cara penulisan ini lebih baik dari cara A karena memudahkan baik bagi siperancang untuk menghitung dan menuliskan toleransi maupun bagi si pembuat (operator mesin) dalam usahanya untuk mencapai dimensi produk yang diinginkan.

C Serupa dengan cara B apabila toleransi terletak simetrik terhadap ukuran dasar. Harga penyimpangan haruslah dituliskan sekali saja dengan didahului tanda ±.

D Cara penulisan ukuran (ukuran nominal) yang menjadi ukuran dasar bagi toleransi dimensi yang dinyatakan dengan kode/simbol anjuran ISO. Cara ini mulai banyak digunakan di negara-negara industri karena berbagai keuntungan yang bisa diperoleh akibat penerapannya secara intensif.
Penggunaan standar ISO akan menguntungkan dalam hal :
• memperlancar komunikasi sebab dilakukan secara internasional
• mempermudah perancangan karena dikaitkan dengan fungsi
• mempermudah perencanaan proses sebab menunjukkan aspek pembuatan, dan
• memungkinkan pengontrolan kualitas karena acuannya jelas.

Spesifikasi Geometri

Karakteristik / Spesifikasi Geometrik *Gambaran Umum Metrologi Pengukuran

 Karakteristik/ Spesifikasi Geometrik

Karakteristik geometrik mempunyai pengaruh yang besar atas fungsi mesin, tetapi bukan sebagai ukuran kemampuan mesin.

Karakteristik geometrik meliputi :

1. Ukuran (dimention)
2. Bentuk (form)
3. Posisi (position)
4. Kehalusan /kekasaran (smoothness/roughness)

Mengapa Perlu Spesifikasi geometri?

Karakteristik geometrik yang ideal (ukuran/dimensi yang teliti, bentuk yang sempurna, posisi yang tepat, dan permukaan yang sangat halus) tidak mungkin dapat terpenuhi,

Karena selama proses pembuatan produk, faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya penyimpangan tidak bisa dihindari, diantaranya:

       - penyetelan mesin perkakas

 - pengukuran geometri produk

 - gerakan mesin perkakas

 - keausan pahat (perkakas potong)

 - perubahan temperatur, dan

 - besarnya gaya pemotongan

Oleh karena itu harus ada toleransi terhadap adanya suatu penyimpangan geometrik.

Toleransi terhadap adanya suatu penyimpangan geometrik dibutuhkan untuk pembuatan komponen /produk yang dibuat dengan mempertimbangkan faktor-faktor diatas (sifat ketertukaran)

Cara Produksi komponen dengan sifat ketertukaran mempunyai keuntungan-keuntungan diantaranya: 

1. Waktu perakitan dapat diturunkan
2. Komponen tidak harus dibuat oleh pabrik yang  bersangkutan (out-plant)
3. Suku cadang dapat dibuat dengan massal dan denganbiaya relatif murah
4. Produktifitas dan fleksibilitas sistem produksi terjamin

Hubungan antara karakteristik geometrik dengan karakteristik fungsional dapat digambarkan sebagai berikut :

                       

“Mesin umumnya dirancang untuk suatu karakteristik fungsional tertentu”

“Karakteristik Fungsional dari suatu mesin tergantung pada karakteristik geometrik dari komponen mesin tersebut.”

Misal :

Pompa sentrifugal dirancang dengan kemampuan untuk mengalirkan cairan ke ketinggian yang tertentu dengan kapasitas dan kecepatan aliran yang tertentu pula

Komponen mesin yang bercirikan geometrik (ukuran, bentuk, posisi, dan kekasaran permukaan) yang teliti sangat penting untuk menghasilkan karakteristik fungsional sesuai dengan yang direncanakan.

Pengantar Metodelogi Industri

PENGANTAR METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian pada dasarnya dapat juga diartikan sebagai “a method of study by which, trought the careful and exhausitive of all acertainable vaidance bearing upon a definable problem, we reach a solution to the problem”. Sejalan dengan itu dikemukakan oleh Sutrisno Hadi bahwa, research dapat didefinisikan sebagai usaha menemukan, mengembangkan dan menguji kebenaran suatu pengetahuan, usaha di mana dilakukan dengan menggunakan metode-metode ilmiah. Berdasarkan kedua pengertian tersebut, dapat disimpulkan bahwa ilmu yang memperbincangkan tentang metode ilmiah dalam menggali pengetahuan disebut metode penelitian.
Membicarakan metodologi sebagai sistem berpikir pada umumnya sebenarnya sama dengan membicarakan eksklusivitas potensi ruhaniah manusia sendiri. Oleh karena itu persoalan metodologi menjadi menarik dan memperoleh status signifikansinya justru terkait dengan prinsip-prinsip umum regularitas kognisi manusia. Ini berarti dalam konstitusi ruhani manusia terdapat norma-norma epistemis yang harus ditaati oleh manusia sendiri demi memenuhi kodratnya sebagai makhluk yang memegang amanah historis.
Tentu tanpa kesukaran sebenarnya memasukkan pembahasan metodologis ke dalam peta kognisi manusia. Namun, ketika perkembangan kebudayaan dan peradaban manusia tidak lagi sekedar memproyeksikan kebutuhan epistemis yang alamiah, persoalan metodologis menjadi tuntutan baik normatif maupun historisitasnya. Sebab ketika evolusi kesadaran manusia (terutama dengan bentuk sains-teknologis)  telah mencapai status hegemonis baik terhadap alam dan lebih-lebih terhadap dirinya sendiri, persoalan metodologis menjadi wilayah advokasi (justice area) yang menentukan ketepatan dan kebenaran suatu pemikiran.

Metodologi, Aspek-Aspek, dan Urgensitasnya

Metodologi secara terminologis adalah ilmu yang mempelajari tentang metode-metode. Sedangkan metode sendiri secara umum dapat diartikan sebagai cara bertindak menurut sistem aturan tertentu. Sehingga dengan menggunakan metode suatu tindakan atau kegiatan dapat terlaksana secara rasional dan terarah, serta hasilnya dapat tercapai secara optimal. Barangkali implementasi metode ini terdapat dalam prinsip manajemen klasik model POACE (Planning, Organizing, Actuating, Controlling, and Evaluation).
Adapun secara teknis istilah metode sering dikaitkan dengan tindakan ilmiah yang berarti sistem aturan yang menentukan jalan untuk mencapai pengertian baru pada bidang ilmu pengetahuan tertentu. Dengan demikian metodologi dapat diartikan sebagai analisa dan penyusunan asas-asas dan jalan-jalan yang mengatur penelitian ilmiah pada umumnya serta pelaksanaanya dalam ilmu-ilmu khusus.
Sebagai disiplin ilmu yang mandiri, metodologi dalam orientasi kerjanya mengadakan generalisasi dari fakta-fakta metodis yang terdapat dalam ilmu-ilmu khusus, serta menempatkan kekhususan metodis suatu ilmu dalam kekhasan obyek atau bidangnya. Dengan demikian kerangka kerja metodologi tidak dapat dilepaskan dari perkembangan dari metode-metode keilmuan yang ada. Kajian terhadap metode-metode dapat dilaksanakan pada tingkat operasionalitas metodis (aspek metodis) yang dipergunakan dalam ilmu-ilmu khusus. Dari kajian ini diperoleh manfaat dapat menentukan hubungan  di antara ilmu-ilmu yang ada, serta dapat menguji dan membersihkan metode-metode khusus, atau mungkin dapat menggolongkan secara tipikal ilmu-ilmu yang ada berdasarkan beberapa metode yang pokok. Kajian terhadap metode-metode ini dapat juga dilaksanakan pada tingkat konseptualitas (aspek logis). Pada tingkat ini metode-metode dipahami sebagai prosedur penalaran yang mendasari setiap konsep atau teori-teori yang dibangun oleh suatu disiplin ilmu tertentu.
Manfaat dari kajian ini ialah mengetahui ketepatan logis setiap antar konsep dan teori, serta dapat menentukan penggunaan model logika yang dipergunakan dalam setiap ilmu yang ada. Dan kajian terhadap metode-metode ini juga dapat dilaksanakan pada tingkat kefilsafatannya (aspek filosofis). Pada tingkat ini metode-metode dipahami sebagai karakteristik dari hakekat pengetahuan manusia atau epistemologis. Dalam kajian ini dibahas kategori-kategori umum dari pengetahuan manusia, mengelompokkan ilmu-ilmu khusus ke dalam jenjang bidang-bidang pengetahuan manusia, menganalisis setiap istilah teknis dan prosedur kerja metode-metode serta perkembangan teori-teori ilmu pengetahuan yang ada. Dari kajian ini manfaat yang diperoleh adalah dapat menentukan karakteristik epistemologis sebagai dasar bagi operasionalisasi metode-metode yang ada. Misalnya, metode matematika yang menggunakan dalil-dalil tautologis sebagai aksioma-aksioma dasarnya pada dasarnya menggunakan pengetahuan yang diperoleh secara deduktif-a priori yang bersifat rasional. (pure rational). Sehingga penggunaan analisis untuk mengkaji metode ilmu matematika dapat didasarkan pada asumsi-asumsi kaum rasionalisme. Metode ilmu pengetahuan alam menggunakan dasar-dasar induksi-aposteriori dalam metodenya yang pada dasarnya menggunakan asumsi-asumsi pengetahuan yang bersifat empiristis. Sehingga penggunaan analisis terhadap metode ilmu ini dapat dilakukan melalui asumsi-asumsi yang dipergunakan oleh kaum empirisme.
Demikian juga tentang ilmu keagamaan, misalnya yang menggunakan dasar-dasar pengetahuan deduktif-normatif  dapat dianalisis berdasarkan asumsi-asumsi fenomenologis dan lain sebagainya. Dari aspek ini dapat juga diperoleh manfaat dapat mengetahui penggunaan istilah/terminologis dari metode yang dipergunakan dari ilmu-ilmu yang ada. Misalnya, dalil tautologis dari matematika, induktif naif, induktif komplit, observasi, paradigma, postulasi, verifikasi, falsifikasi dan lain sebagainya dari ilmu pengetahuan alam. Dan manfaat yang besar dari kajian ini adalah diketahuinya proses perkembangan dari teori-teori atau paradigma pengetahuan yang ada, baik dalam skala evolusi hingga revolusi. Mengetahui hubungan ilmu dan ideologi dalam segi penerapannya dan lain sebagainya.
Dengan tinjauan global tentang metodologi tersebut diatas tampaknya disiplin ini sangat perlu sekali dipelajari dan dihayati terutama dalam kaitannya dengan sikap kita sebagai bagian dari lingkup akademisi. Hal ini dapat dilacak dari tuntutan normatif metode-metode sendiri yang sangat terkait dengan operasionalitasnya. Artinya, metode dapat difungsikan secara optimal jika subyek peneliti memiliki sikap yang senantiasa skeptis, yakni selalu mempertanyakan dan mengkritisi setiap dimensi dari permasalahan (obyek); bersikap obyektif, yakni lebih mengedepankan kondisi obyek yang diteliti daripada pertimbangan-pertimbangan subyektifitas; bersikap rasional, yakni memiliki kesabaran intelektual dalam menyikapi setiap permasalahan meskipun terkait dengan situasi riil dirinya sendiri; bersikap lugas (transparan), yakni berani memberikan argumentasi atau pembuktian secara gamblang dan jelas; dan lain sebagainya.
Keseluruhan sikap ini jika dihayati sebagai bagian dari integritas diri tentu saja akan melahirkan sikap yang profesional dibidangnya (yakni keilmuan yang tengah didalamnya). Sebab kadangkala obyek yang obtainable dan metode yang compatible terpaksa tidak memberikan kualitas hasil pengetahuan yang valid dan reliable lebih dikarenakan kualitas subyek peneliti yang tidak memiliki profesionalitas yang cukup adekuat. Disinilah urgensitas membangun integritas diri sebagai akademisi dituntut.