Kalkulator Ulir: Hitung Kedalaman & Diameter Ulir

Kalkulator Ulir untuk Pengukuran Sekrup dan Baut

Kalkulator ulir menghitung kedalaman, diameter inti, dan diameter pitch ulir sekrup atau baut. Kalkulator ini menggunakan diameter mayor dan pitch, atau jumlah ulir per inci (TPI). Ahli mesin, insinyur, dan penghobi menggunakannya untuk memeriksa apakah sekrup akan cocok dengan mur pasangannya atau lubang berulir.

Istilah penting pada ulir

• Diameter luar: bagian ulir yang paling lebar, diukur dari puncak ke puncak.
• Diameter inti: bagian ulir yang paling sempit, diukur dari dasar ke dasar.
• Diameter pitch: diameter imajiner yang berada kira-kira di tengah antara diameter mayor dan minor, tempat lebar punggung ulir dan celah di sampingnya sama.
• Jarak bagi (pitch): jarak antara dua puncak ulir yang bersebelahan. Pada ulir metrik, nilainya dinyatakan dalam milimeter, sedangkan pada ulir imperial dinyatakan dalam inci.
• Jumlah ulir per inci (TPI): jumlah puncak ulir dalam satu inci ulir imperial. Pitch dan TPI mengukur hal yang sama dalam satuan berbeda: pitch (mm) = 25,4 / TPI.
• Kedalaman ulir: jarak radial antara diameter mayor dan minor, atau kedalaman alur ulir.

Sistem ulir metrik dan imperial

Ulir metrik mengikuti standar ISO. Ukuran seperti M10×1,5 berarti diameter mayor sebesar 10 mm dengan pitch 1,5 mm. Sudut ulirnya adalah 60°.

Ulir imperial mengikuti Unified Thread Standard (UTS), sistem yang paling umum digunakan di Amerika Serikat. Ukuran seperti 3/8"-16 berarti diameter mayor 3/8 inci (9,5 mm) dengan 16 ulir per inci. Ulir imperial modern juga menggunakan sudut 60°. Standar British Whitworth yang lebih lama menggunakan sudut 55°.

Cara menghitung kedalaman ulir

Kedalaman ulir mengukur seberapa dalam alur ulir dibuat. Kedalaman ini merupakan jari-jari, bukan diameter, sehingga diameter minor berada dua kali kedalaman di bawah diameter mayor.

Kedalaman ulir eksternal (baut) hanya bergantung pada pitch:

h = 0,61343 × P

Konstanta tersebut adalah 17√3/48, yang berasal dari profil dasar bersudut 60° dalam ISO 68-1. Pada ulir imperial, pitch merupakan kebalikan dari jumlah ulir per inci dan diukur dalam inci:

P = 1 / TPI, sehingga h = 0,61343 / TPI

h dan P selalu menggunakan satuan yang sama dengan diameter mayor: milimeter untuk ulir metrik dan inci untuk ulir imperial. Kalikan hasil dalam inci dengan 25,4 untuk membacanya dalam milimeter.

Rumus diameter minor

Diameter minor sama dengan diameter mayor dikurangi dua kali kedalaman ulir:

d₃ = d − 2h = d − 1,226869 × P

d adalah diameter mayor dan d₃ adalah diameter minor ulir eksternal, keduanya dalam satuan yang sama dengan P. Mur atau lubang berulir pasangannya memiliki diameter minor yang lebih besar, D₁ = d − 1,082532 × P, karena dasarnya tidak dibuat sedalam itu.

Rumus diameter pitch

d₂ = d − 0,649519 × P

d₂, yaitu diameter pitch, berada kira-kira di tengah antara diameter mayor dan minor. Inilah dimensi yang paling sering diperiksa oleh kaliber ulir, karena menentukan seberapa erat dua komponen berulir saling mengait.

Contoh: ulir metrik (M10×1,5)

Baut M10×1,5 memiliki diameter mayor sebesar 10 mm dan pitch 1,5 mm.

• Kedalaman ulir: 0,61343 × 1,5 = 0,920 mm
• Diameter minor: 10 − 1,226869 × 1,5 = 8,160 mm
• Diameter pitch: 10 − 0,649519 × 1,5 = 9,026 mm

Contoh: ulir imperial (3/8"-16)

Baut 3/8"-16 memiliki diameter mayor sebesar 0,375 inci dan 16 ulir per inci, sehingga pitchnya adalah 1 / 16 = 0,0625 inci (1,59 mm)

• Kedalaman ulir: 0,61343 × 0,0625 = 0,0383 inci (0,974 mm)
• Diameter minor: 0,375 − 1,226869 × 0,0625 = 0,2983 inci (7,577 mm)
• Diameter pitch: 0,375 − 0,649519 × 0,0625 = 0,3344 inci (8,494 mm)

Kalkulator di halaman ini menampilkan hasil imperial dalam inci, dengan padanan milimeter di sampingnya, sesuai dengan cara kaliber ulir imperial biasanya dibaca.

Penggunaan perhitungan ulir

Insinyur menggunakan dimensi ulir untuk memilih pengencang yang sesuai dengan lubang atau mur tertentu. Ahli mesin menggunakannya untuk menyiapkan mesin bubut dan mesin frais untuk memotong ulir. Inspektur mutu menggunakannya untuk memeriksa apakah komponen jadi sesuai dengan spesifikasi tertulis. Mekanik menggunakannya untuk menemukan baut pengganti yang cocok ketika baut asli hilang atau ulirnya rusak. Tukang leding menggunakannya untuk mencocokkan sambungan pipa.

Bentuk ulir lain berada di luar ulir-V standar yang dicakup oleh rumus-rumus ini. Ulir Acme dan ulir persegi, yang digunakan pada sekrup penghantar dan dongkrak, memiliki sudut serta perhitungan kedalaman yang berbeda. Ulir pipa meruncing sepanjang panjangnya, bukan mempertahankan diameter yang konstan. Masing-masing memerlukan kumpulan rumusnya sendiri.

Sejarah singkat

Sebelum abad ke-19, sekrup dibuat dengan tangan dan jarang dapat saling dipasangkan. Henry Maudslay membuat mesin bubut pemotong ulir yang praktis pada 1797, sehingga ulir yang seragam untuk pertama kalinya dapat dibuat. Pada 1841, Joseph Whitworth mengusulkan standar ulir pertama yang digunakan secara luas di Inggris, dengan sudut 55°. Di Amerika Serikat, William Sellers mengusulkan sistem bersudut 60° pada 1864, yang kemudian menjadi standar Amerika.

Pada 1948, Amerika Serikat, Inggris, dan Kanada menyepakati Unified Thread Standard, yang masih digunakan hingga sekarang. International Organization for Standardization menerbitkan profil ulir metriknya sebagai ISO/R 68 pada (173 cm) 1958. Ulir metrik kini menjadi sistem yang paling umum di seluruh dunia, meskipun ulir imperial masih menjadi standar untuk banyak pengencang di Amerika Serikat.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa perbedaan antara pitch dan TPI?

Pitch adalah jarak antara dua puncak ulir, yang dinyatakan dalam milimeter. TPI menghitung jumlah puncak yang terdapat dalam satu inci. Keduanya menjelaskan pengukuran yang sama dalam satuan berbeda: pitch (mm) = 25,4 / TPI.

Bagaimana cara mengetahui apakah suatu ulir metrik atau imperial?

Ulir metrik diberi penanda berupa M dan dua angka dalam milimeter, seperti M10×1,5. Ulir imperial diberi penanda diameter dalam inci, sering kali berupa pecahan, diikuti jumlah TPI, seperti 3/8"-16.

Apa yang dimaksud dengan keterlibatan ulir?

Keterlibatan ulir adalah panjang kontak antara dua komponen berulir yang dipasangkan, diukur sepanjang sumbu sekrup. Aturan umum untuk pengencang baja adalah panjang keterlibatan sekurang-kurangnya satu diameter mayor. Bahan yang lebih lunak, seperti aluminium, sering memerlukan 1,5 kali diameter mayor agar terpasang dengan kuat.

Apa perbedaan antara ulir kasar dan ulir halus?

Ulir kasar memiliki pitch lebih besar dan jumlah ulir per inci lebih sedikit. Ulir ini lebih tahan terhadap ulir menyilang dan bekerja baik pada bahan lunak. Ulir halus memiliki pitch lebih kecil dan jumlah ulir per inci lebih banyak. Ulir ini lebih mampu mempertahankan kekencangan saat mengalami getaran dan memungkinkan penyetelan yang lebih halus.

Bagaimana cara mengukur pitch atau TPI ulir yang tidak diketahui?

Pengukur pitch ulir, berupa sisir tipis dengan profil gigi yang dibuat berdasarkan pitch standar, ditempelkan pada ulir hingga salah satu giginya tepat cocok. Jangka sorong juga dapat mengukur jarak melintasi beberapa ulir lalu membaginya dengan jumlah ulir yang dihitung.

Apa arti sudut ulir?

Sudut ulir adalah sudut antara dua sisi miring dari satu punggung ulir. Hampir semua ulir metrik dan ulir imperial modern menggunakan sudut 60°. Ulir British Whitworth yang lebih lama menggunakan sudut 55°.

Referensi

1. ISO 68-1:1998, Ulir sekrup untuk keperluan umum — Profil dasar — Ulir sekrup metrik.
2. ASME B1.1-2003, Ulir Sekrup Inci Terpadu (Bentuk Ulir UN dan UNR).
3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. Machinery's Handbook, Edisi ke-31. Industrial Press, 2020.