Limits dan Fits Pada Poros (Shaft)

Dalam ilmu teknik, fit (kecocokan) mengacu pada jarak antara dua bagian tersambung. Pilihan fit menentukan apakah kedua bagian dapat bergerak relatif satu sama lain dalam hal kecocokan jarak bebas, atau bertindak secara keseluruhan jika fit ketat. Sementara (limit) batasan dan kesesuaian berlaku untuk semua jenis bagian tersambung, penggunaan utamanya adalah untuk mengatur ukuran poros dan lubang sambungan untuk kinerja terbaik.

Perancang bebas untuk mengadopsi geometri apa pun yang cocok untuk poros dan lubangnya. Ada dua standar untuk limit dan fit yang terkenal di dunia. Yang satu berdasarkan satuan inci dan yang lainnya berdasarkan satuan metrik. Perbedaannya terletak pada nomenklatur, definisi, dan organisasi. Tidak ada poin yang akan dilayani secara terpisah mempelajari masing-masing dari dua sistem. Versi metrik adalah yang lebih baru dari keduanya dan terorganisir.

Limits (Batasan)

Ukuran maksimum dan minimum yang diizinkan dari ukuran komponen sebenarnya disebut limit. Limit ditetapkan dengan mengacu pada ukuran dasar dimensi itu. Batas atas (Batas tinggi) untuk dimensi itu adalah ukuran terbesar yang diizinkan dan yang terendah limit adalah ukuran terkecil yang diizinkan untuk dimensi tersebut.

Istilah-istilah

• Basic size: Ukuran teoretis yang tepat yang dicapai oleh desain (ukuran nominal).
• Actual size: Ukuran bagian seperti yang dapat ditemukan dengan pengukuran.
• Maximum limit of size: Lebih besar dari dua batas ukuran.
• Minimum limit of size: Lebih kecil dari dua batas ukuran.
• Allowance: Perbedaan yang disengaja antara batas material maksimum dari bagian tersambung. Merupakan clearance minimum atau interferensi maksimum antara bagian tersambung.
• Deviation: Perbedaan aljabar antara ukuran (aktual, maksimum, dll.) dan ukuran dasar yang sesuai.
• Actual deviation: Perbedaan aljabar antara ukuran sebenarnya dan dasar yang sesuai ukuran.
• Upper deviation: Perbedaan aljabar antara batas maksimum ukuran dan ukuran dasar yang sesuai.
• Lower deviation: Perbedaan aljabar antara batas minimum ukuran dan ukuran dasar yang sesuai.

Fits (Kecocokan)

Ketika dua bagian akan digabungkan, hubungan yang dihasilkan dari perbedaan antara ukuran mereka sebelum perakitan disebut fit. Fit dapat didefinisikan sebagai tingkat keketatan dan kelonggaran antara dua bagian tersambung.

Clearance Fit

Fit jenis ini berarti ada celah antara dua bagian tersambung. Mari kita lihat skema berikut representasi dari clearance fit. Diameter poros lebih kecil dari diameter lubang. Ada celah antara poros dan lubang. Oleh karena itu poros dapat dengan mudah meluncur ke dalam lubang.

Dalam clearance fit, perbedaan antara ukuran maksimum lubang dan ukuran minimum poros dikenal sebagai clearance maksimum dan perbedaan antara ukuran minimum lubang dan ukuran maksimum poros dikenal sebagai clearance minimum.

Interference Fit

Tidak ada celah antara wajah dan akan terjadi persilangan material. Diameter poros lebih besar dari diameter lubang. Akan terjadi persilangan dua komponen tersambung akan terjadi. Oleh karena itu poros akan membutuhkan kekuatan tambahan untuk masuk ke dalam lubang.

Perbedaan antara ukuran maksimum poros dan ukuran minimum lubang ini dikenal sebagai interferensi maksimum dan perbedaan antara ukuran minimum poros dan ukuran maksimum lubang dikenal sebagai interferensi minimum.

Transition Fit

Transition fit tidak longgar atau ketat seperti clearance fit dan interferensi fit. Toleransi zona poros dan lubang akan tumpang tindih antara interferensi dan clearance.

Sistem Fit

Sistem fit adalah sistem tunjangan standar yang sesuai dengan kisaran ukuran dasar tertentu.

Hole Basis System (Sistem Dasar Lubang)

Dalam sistem dasar lubang, ukuran lubang dijaga konstan dan ukuran poros divariasikan untuk mendapatkan berbagai jenis fit. Dalam sistem ini, deviasi lubang yang lebih rendah adalah nol, yaitu batas bawah lubang adalah sama dengan ukuran dasar. Batas tinggi lubang dan dua batas ukuran untuk poros adalah bervariasi untuk memberikan jenis kecocokan yang diinginkan. Sistem dasar lubang biasanya digunakan karena lebih nyaman untuk membuat lubang yang benar dengan ukuran tetap, karena bor standar, keran, reamer dan cabang dll tersedia untuk memproduksi lubang dan ukurannya tidak dapat disesuaikan. Di sisi lain, ukuran poros yang dihasilkan dengan memutar, menggiling, dll dapat dengan mudah divariasikan.

Shaft Basis System (Sistem Basis Poros)

Dalam sistem basis poros, ukuran poros dijaga konstan dan kecocokan yang berbeda diperoleh dengan memvariasikan ukuran lubang. Sistem dasar poros digunakan ketika ground bar atau drawn bar tersedia. Bar ini tidak memerlukan pemesinan lebih lanjut dan kecocokan diperoleh dengan memvariasikan ukuran lubang. Dalam sistem ini, deviasi atas (deviasi fundamental) poros adalah nol, yaitu batas tinggi poros sama dengan ukuran dasar dan berbagai kecocokan diperoleh dengan memvariasikan batas bawah poros dan kedua batas lubang.

Analisis poros dengan FEA

Untuk mendesain struktur yang kompleks dengan detail dan interaksi beban yang rumit seperti pada kasus shaft, salah satu cara yang paling umum digunakan untuk melakukan analisis baik untuk menghitung tegangan, defleksi, fatigue, atau mungkin critical speed adalah menggunakan Finite Element Analysis (FEA). MSC Nastran adalah software FEA original pertama di dunia yang banyak sekali digunakan di berbagai industri, salah satunya untuk mendesain poros. Pelajari selengkapnya tentang MSC Nastran.

>>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL TENTANG ELEMEN MESIN LAINNYA!

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Budynas, Richard G dan J. Keith Nisbett. 2011. Shigley’s Mechanical Engineering Design: Ninth Edition. Amerika Serikat: The McGraw-Hill Companies, Inc.

https://ncet.co.in/assets/pdf/e_learning/me/ol/semIII/18MET32/MODULE%202-System%20of%20Limits,%20Fits,tolerances.pdf (diakses pada tanggal 2 Desember 2021)

Author: admin