APLIKASI METROLOGI DALAM INDUSTRI BAUT

1. Pendahuluan
Baut adalah elemen pengencang (fastener) pada mesin yag berfungsi untuk mengencangkan hubungan antara dua atau lebih elemen mesin lain. Sebagai pengencang, baut memiliki peranan penting bagi kerja suatu mesin atau alat.

Baut adalah daerah heliks yang terbentuk dari sebuah ulir heliks yang kontinu dari suatu section yang seragam pada suatu permukaan luar atupun dalam dari sebuah silinder atau cone. Beberapa pengertian yang harus diketahui sebelum melakukan pengukuran baut: kepela baut yaitu bagian baut yang dapat berbentuk segi enam dan lain-lain yang berfungsi sebagai holder untuk melepas atau memasukkan baut, crest yaitu bagian puncak dari ulir, root yaitu bagian terendah dari ulir, flank yaitu bagian yang menghubungkan crest dan root, thread angle adalah sudut yang terbentuk dari flank-flank yang berdekatan, sudut flank adalah sudut yang terbentuk dari flank dengan garis normal dari garis pitch, major diameter adalah diameter yang terbentuk dari jarak antar crest yang berseberangan, minor diameter adalah diameter yang terbentuk dari jarak antar root yang berseberangan.[1]

Metrologi yang dilakukan dalam industri baut adalah upaya untuk menjaga kualitas baut. Namun demikian, harus diperhatikan bahwa metrologi yang digunakan harus dapat seefektif dan seefisien mungkin agar tidak menambah biaya produksi. Alat ukur yang digunakan harus dapat member hasil yang akurat dan presisi tetapi tidak mahal. Umumnya alat ukur yang digunakan dalam metrologi baut adalah Screw-pitch gauge, thread screw micrometer, Coordinate Measuring Machine.

Dalam industry baut dikenal sistem metrik, yaitu sistem ukuran baut standar internasional. Oleh karena itu, metrology dilakukan agar baut dapat sesuai dengan sistem metrik sehingga dapat memenuhi standar internasional.

2. Data
Metrologi yang dilakukan pada baut meliputi pengukuran:
a. Bentuk kepala baut
b. Cylindrisity dari sumbu baut
c. Jarak antar crest
d. Major diameter
e. Minor diameter
f. Kekasaran permukaan

Bentuk kepala baut dapat diukur coordinate measuring machine (CMM) ataupun micrometer. Cylindrisity dari sumbu baut diukur melalui profile projector ataupun CMM. Jarak antar crest umumnya diukur dengan screw pitch gauge, tetapi dapat pula dengan CMM. Major diameter dapat diukur dengan menggunakan micrometer biasa, namun jika diinginkan suatu ketelitian yang lebih, dapat digunakan bench micrometer. Minor diameter dapat diukur dengan menggunakan comparators berupa Vee-pieces yang kontak dengan root , namun Vee-pieces hanya dapat digunakan untuk baut dengan ulir Whitworth dan B.A. , sedangkan untuk jenis lain, dapat digunakan profile projector. Kekasaran baut diukur dengan CMM atau dengan Surface tester. Indikator kekasaran baut sendiri adalah ketebalan ulir dan kekasaran ulir.

3. Pembahasan
Metrologi dilakukan untuk kebutuhan inspeksi kualitas dari manufacturing baut, sehingga hanya berfungsi untuk menjaga kualitas baut bukan meningkatkan kualitas baut. Metrologi diupayakan untuk seefisien mungkin dan seefektif mungkin agar dapat mempertahankan kualitas baut dan menjaga agar biaya produksi tetap rendah sehingga perlu dipilih alat ukr yang mapu mengakomodir hal-hal ini.

Pengukuran bentuk kepala baut dilakukan sesuai dengan kondisi operasional dan kebutuhan fungsional baut. Bila kondisi operasional dan kebutuhan fungsional yang tinggi, seperti pada industry oil and gas, maka digunakan CMM untuk menjamin keakurasian pengukuran. Sedangkan untuk kebutuhan yang lebih rendah dapat digunakan micrometer agar tidak terlalu menambah biaya produksi.

Pengukuran Cyllindrisity dari baut digunakan profile projector untuk menjamin baut dapat masuk ke lubang. Dari pengukuran ini pun dapat diambil tingkat kemiringan sumbu baut. Sehingga dapat diantisipasi kemungkinan baut tidak dapat masuk ke dalam lubang. Namun, dapat pula digunakan CMM jika dperlukan dalam kebutuhan yang tinggi

Pengukuran jarak antar crest dilakukan dengan menggunakan comparators berupa screw pitch gauge. Alat ini sangat membantu dalam metrology jarak antar crest, mengingat fungsi dari jarak anatar crest yang membuat baut bisa mengencangkan sambungan. Alat ini juga relatif jauh lebih murah bila dibandingkan dengan pengukuran dengan CMM.

Pengukuran major diameter umumnya dapat dilakukan dengan micrometer biasa. Namun, untuk kebutuhan yang lebih tinggi, dapat menggunakan bench micrometer karena memiliki tingkat ketelitian yang lebih baik.

Pengukuran minor diameter untuk jenis ulir Whitworth dan B.A. dapat menggunakan Vee-pieces yaitu suatu comparators yang telah memiliki beragam variasi ukuran diameter. Akan tetapi, secara umum, minor diameter diukur dengan menggunakan profile projectors yang lebih baik karena lebih teliti. Vee-pieces sendiri memiliki kelemahan, yaitu keakurasiannya tergantung dari bahan pembuatnya
Pengukuran kekasaran permukaan baut ditujukan dalam hal waktu penggunaan baut. Baut harus memiliki sifat tahan aus. Oleh sebab itu kekasarannya pun harus diperhatikan. Kekasaran ini ditentukan oleh tebalnya ulir dan kekasaran permukaan ulir (flank). Dalam hal ini, pengukuran yang dilakukan menggunakan CMM atau surface tester yang relatif mahal namun menjadi hal yang penting karena menentukan kualitas baut.

4. Kesimpulan
a. Baut memiliki karakteristik sebagai elemen mesin yang tahan aus dan fit dengan lubang pasangannya.
b. Akibat karakteristik baut tadi, intervensi metrology dilakukan pada pengukuran Bentuk kepala baut, Cylindrisity dari sumbu baut, Jarak antar crest, Major diameter, Minor diameter, dan Kekasaran permukaan.
c. Bentuk kepala baut dapat diukur coordinate measuring machine (CMM) ataupun micrometer.
d. Cylindrisity dari sumbu baut diukur melalui profile projector ataupun CMM.
e. Jarak antar crest umumnya diukur dengan screw pitch gauge, tetapi dapat pula dengan CMM.
f. Major diameter dapat diukur dengan menggunakan micrometer biasa atau dengan bench micrometer.
g. Minor diameter dapat diukur dengan menggunakan comparators berupa Vee-pieces atau dapat digunakan profile projector.
h. Kekasaran baut diukur dengan CMM atau dengan Surface tester.
i. Pemilihan alat ukur ditentukan oleh kebutuhan fungsional dan keadaan operasional dari baut itu sendiri

5. Referensi
John V. Ligget. Dimensional Variation Management Handbook : A Guide for Quality, Design and Manufacturing Engineers, Prentice Hall, New Jersey, 1993.
R.K. Jain, Engineering Metrology fifth ed., Hanna Publishers, Delhi, 1979.
Taufiq Rochim, Spesifikasi, Metrologi, dan Kontrol Kualitas Geometrik. Penerbit ITB, Bandung, 2001