Kalkulator Lubang Bebas - Temukan Ukuran Lubang Sempurna untuk Sekrup & Baut

Kalkulator lubang bebas

Lubang bebas adalah lubang yang dibor sedikit lebih besar daripada sekrup atau baut agar pengencang dapat melewatinya dengan bebas tanpa ulirnya menyentuh sisi lubang. Kalkulator lubang bebas mencari diameter lubang yang tepat untuk ukuran sekrup atau baut tertentu menggunakan tabel teknik standar, bukan perkiraan.

Apa yang dimaksud dengan lubang bebas?

Lubang untuk pengencang memiliki tiga jenis dasar.

• Lubang berulir memiliki ulir yang dibuat di dalamnya. Sekrup mencengkeram ulir tersebut, dan ulir inilah yang sebenarnya menyatukan dua bagian.
• Lubang bebas tidak memiliki ulir. Lubang ini dibuat lebih lebar daripada pengencang agar sekrup atau baut dapat meluncur melewatinya tanpa hambatan, lalu masuk ke lubang berulir atau mur di sisi lainnya.
• Lubang suaian paksa lebih kecil daripada pengencang. Komponen harus ditekan atau dipaksa masuk ke lubang tersebut.

Lubang bebas yang terlalu kecil dapat menyebabkan ulir mengikis lubang atau mencegah pengencang melewatinya sama sekali. Lubang yang terlalu besar memungkinkan pengencang bergeser dari posisinya dan mengurangi area datar di bawah kepala baut atau ring yang menahan beban penjepitan.

Lubang bebas juga menyediakan ruang untuk sedikit ketidakselarasan antarbagian, memungkinkan rakitan bergerak sedikit saat material memuai atau menyusut akibat perubahan suhu, serta mengurangi risiko kayu terbelah atau plastik retak di dekat lubang.

Rumus lubang bebas

Ukuran lubang bebas bukan hasil dari satu rumus sederhana. Badan standardisasi menerbitkan tabel kelonggaran, dan kelonggaran tersebut bertambah seiring ukuran sekrup membesar. Kalkulator ini menggunakan nilai suaian normal dari ISO 273 (pengencang metrik) dan ASME B18.2.8 (pengencang inci), yaitu tabel yang paling umum digunakan dalam manufaktur umum, pertukangan kayu, dan fabrikasi.

$D_{clearance} = D_{screw} + \text{kelonggaran (dari tabel standar)}$

Untuk sekrup metrik, kelonggarannya berkisar dari 0,4 mm pada sekrup M2 hingga 2,0 mm pada sekrup M20 atau M24—nilainya bukan satu ukuran tetap atau persentase. Sekrup berukuran inci mengikuti tabelnya sendiri dalam ASME B18.2.8, dengan kelonggaran yang juga meningkat secara bertahap seiring ukuran sekrup membesar.

Contoh perhitungan

Sekrup M6 memiliki diameter nominal 6,0 mm. Lubang bebas dengan pas normal untuknya berukuran 6,6 mm—kelonggaran sebesar 0,6 mm. Mata bor 6,6 mm atau 6,5 mm merupakan pilihan standar; mata bor biasa 6 mm akan terlalu sempit.

Ukuran lubang bebas metrik

Ukuran lubang bebas untuk sekrup bernomor Amerika

ASME B18.2.8 mencantumkan lubang bebas dengan pas normal untuk sekrup mesin bernomor dari #0 hingga #10, dengan melewati #7 dan #9 (ukuran yang jarang digunakan untuk sekrup mesin). Standar ini tidak menetapkan baris pas normal untuk #12, sehingga ukuran tersebut tidak ditawarkan.

Contoh perhitungan

Sekrup #8 memiliki diameter 0,164 inci. Lubang bebas dengan pas normal untuknya berukuran 0,196 inci (4,98 mm), yang sesuai dengan mata bor standar nomor 9. Beberapa tabel mata bor mencantumkan ukuran yang lebih kecil, yaitu 0,177 inci (4,5 mm), untuk sekrup #8. Angka tersebut berasal dari sistem "pas bebas" yang berbeda dan lebih rapat, berdasarkan mata bor bernomor, bukan dari tabel pas normal ASME B18.2.8 yang digunakan kalkulator ini. Mencampur kedua sistem dapat menghasilkan lubang yang menjepit sekrup.

Ukuran lubang bebas untuk sekrup pecahan Amerika

ASME B18.2.8 tidak menetapkan baris pas normal untuk 9/16", sehingga ukuran tersebut tidak ditawarkan.

Contoh perhitungan

Baut 1/4 inci memiliki diameter 0,250 inci. Lubang bebas dengan pas normal untuknya berukuran 0,281 inci (7,14 mm), yang sesuai dengan mata bor standar 9/32 inci. Kelonggarannya sekitar 1/32 inci (0,79 mm), bukan 1/16 inci (1,6 mm) seperti yang disarankan beberapa aturan praktis.

Kalkulator mengonversi setiap hasil dalam inci ke milimeter untuk ditampilkan, karena 1 inci sama persis dengan 25,4 mm.

Suaian rapat, suaian normal, dan suaian longgar

Standar menetapkan lebih dari satu kelas lubang bebas. Pas rapat menggunakan kelonggaran terkecil dan menjaga komponen tetap sejajar sepresisi mungkin, tetapi perakitannya lebih lambat. Pas longgar menggunakan kelonggaran yang lebih besar dan menyediakan lebih banyak ruang untuk memperbaiki ketidakselarasan atau mengakomodasi pemuaian termal, tetapi sambungannya kurang rapat. Kalkulator ini hanya menghasilkan pas normal, yaitu pilihan tengah yang digunakan untuk sebagian besar pekerjaan perakitan umum dalam pertukangan kayu, pengerjaan logam, dan pembuatan mesin.

Cara menggunakan kalkulator lubang bebas

1. Pilih jenis pengencang dari menu tarik-turun: metrik (M2–M24), bernomor Amerika (#0–#10), atau pecahan Amerika (1/4"–1").
2. Lihat diameter sekrup dan ukuran lubang bebas yang direkomendasikan, keduanya ditampilkan dalam milimeter.
3. Periksa diagram yang menggambar sekrup dan lubang bebas sesuai skala sehingga celah di antara keduanya mudah dilihat.
4. Salin hasilnya untuk ditempelkan ke gambar teknik, daftar pemotongan, atau kumpulan catatan.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa perbedaan antara lubang bebas dan lubang berulir?

Lubang bebas tidak memiliki ulir dan memungkinkan pengencang melewatinya dengan bebas. Lubang berulir memiliki ulir yang dibuat di dalamnya untuk mencengkeram pengencang dan menyatukan sambungan. Pada sambungan baut yang umum, lubang bebas berada pada komponen yang dipasang, sedangkan lubang berulir (atau mur) berada pada komponen tempat komponen tersebut dipasang.

Seberapa besar lubang bebas harus dibuat dibandingkan sekrup?

Hal ini bergantung pada ukuran sekrup. Untuk sekrup metrik, kelonggarannya berkisar dari 0,4 mm pada ukuran terkecil hingga 2,0 mm pada ukuran terbesar, berdasarkan tabel pas normal. Untuk sekrup berukuran inci, ASME B18.2.8 menetapkan kelonggarannya sendiri untuk setiap ukuran, yang juga bertambah secara bertahap, bukan berdasarkan pecahan tetap. Tidak ada satu persentase yang berlaku untuk setiap pengencang.

Mata bor apa yang harus digunakan untuk lubang bebas?

Gunakan ukuran yang tepat jika tersedia mata bor yang sesuai. Jika tidak, pilih ukuran berikutnya yang lebih besar, bukan yang lebih kecil—lubang yang sedikit lebih besar jarang menimbulkan masalah, sedangkan lubang yang terlalu kecil dapat menghentikan pengencang agar tidak dapat melewatinya atau memaksanya membuat ulir baru.

Mengapa beberapa tabel mencantumkan ukuran lubang bebas yang berbeda untuk sekrup yang sama?

Beberapa tabel yang diterbitkan menggunakan sistem "pas rapat" atau "pas bebas" yang dipasangkan dengan mata bor bernomor atau berhuruf, yang lebih rapat daripada tabel pas normal yang digunakan di sini. Mencampur nilai dari kedua sistem dapat menghasilkan lubang yang terlalu sempit bagi pengencang, sehingga sebaiknya gunakan angka dari satu sistem secara konsisten di seluruh proyek.

Apakah lubang bebas yang lebih besar membuat sambungan lebih lemah?

Tidak dalam rentang pas normal. Kekuatan sambungan terutama ditentukan oleh seberapa erat pengencang dikencangkan dengan torsi dan seberapa luas area datar yang ditekan oleh kepala baut atau ring. Lubang yang jauh lebih besar daripada kelonggaran pas normal dapat mengurangi area datar tersebut dan memungkinkan sambungan bergeser saat menerima beban, tetapi lubang dengan pas normal tidak melemahkan sambungan.

Referensi

• ISO 273:1979, Pengencang — Lubang bebas untuk baut dan sekrup, Organisasi Internasional untuk Standardisasi.
• ASME B18.2.8, Lubang Bebas untuk Baut, Sekrup, dan Stud, Perhimpunan Insinyur Mekanik Amerika.