ULIR (THREAD)

Ulir-Ulir (thread) merupakan bentuk spiral yang melilit pada batang silinder atau kerucut. Struktur ini banyak ditemukan pada sambungan baut dan mur, pipa berulir, poros mesin, serta mekanisme pengubah gerak putar menjadi gerak lurus.

Dalam dunia teknik mesin, pemilihan tipe ulir yang tepat sangat menentukan kekuatan sambungan, ketahanan aus, serta kemudahan proses perakitan maupun pembongkaran.

Artikel ini membahas jenis-jenis ulir dari dua sisi penting:

• Bentuk profil ulir — tampilan penampangnya (segitiga, kotak, trapesium, dll).
• Standar dan spesifikasi ulir — ukuran, satuan, arah, serta sistem standarisasi internasional.

     Baca Juga : bagian - bagian mesin Frais

1. Berdasarkan Bentuk Profil Ulir

Profil ulir menunjukkan bentuk penampang alur dan puncak ulir. Setiap profil dirancang untuk fungsi tertentu sesuai kebutuhan kekuatan, efisiensi, maupun kemudahan produksi.

a. Ulir Segitiga (Triangular Thread)

Ulir Segitiga

Bentuk ini adalah yang paling umum digunakan untuk sambungan baut dan mur. Penampangnya berbentuk huruf V dengan sudut tertentu (misalnya 60° untuk ulir metrik dan UNC).

Kelebihan: mudah diproduksi massal, tersedia dalam banyak standar, ideal untuk sambungan umum.

Kekurangan: kurang efisien untuk transmisi daya atau beban aksial besar.

b. Ulir Segi Empat (Square Thread)

Ulir Segiempat

Profilnya menyerupai kotak, dengan sisi tegak lurus terhadap sumbu ulir. Biasanya digunakan pada sistem yang mentransmisikan gerak atau gaya linier, seperti lead screw pada mesin dan dongkrak.

Kelebihan: efisiensi tinggi dan gesekan rendah.

Kekurangan: pembuatan lebih rumit dan tidak cocok untuk sambungan cepat.

c. Ulir Trapesium (Trapezoidal/Acme Thread)

Ulir Trapesium

Memiliki bentuk trapesium dengan sisi miring. Contoh yang populer adalah ulir Acme (standar Amerika) dan ulir Trapezoidal metrik (ISO).

Kelebihan: gabungan antara efisiensi dan kemudahan produksi.

Kekurangan: sedikit lebih berat dibanding ulir segitiga untuk sambungan umum.

d. Ulir Bulat (Knuckle/Round Thread)

Ulir Bulat

Profil alurnya melengkung, tanpa sudut tajam. Cocok untuk sambungan yang sering dibongkar-pasang atau bekerja di lingkungan berdebu dan kotor.

Kelebihan: tahan terhadap kontaminasi dan mudah dilepas.

Kekurangan: kekuatan menahan beban lebih rendah dibanding profil tajam.

e. Ulir Buttress

Ulir Buttress

Ulir ini asimetris yakni satu sisi hampir tegak lurus, sisi lain miring. Didesain untuk menahan beban besar dari satu arah, misalnya pada dongkrak dan sistem tekan hidrolik.

Kelebihan: kuat terhadap beban satu arah, gesekan rendah.

Kekurangan: tidak cocok untuk beban bolak-balik dan lebih sulit dikerjakan.

2. Berdasarkan Spesifikasi dan Standar

Selain bentuk, ulir diklasifikasikan berdasarkan satuan ukuran, sudut puncak, arah ulir, dan standar internasional.

a. Ulir Metrik (ISO Metric Thread)

Ulir Metrik

Cirinya :

• Satuan: milimeter (mm)
• Penandaan: diawali huruf M (contoh: M8 × 1.25)
• Sudut puncak: 60°

Kelebihan: standar internasional, mudah didapat, dan cocok untuk hampir semua aplikasi umum.

Contoh penggunaan: otomotif, mesin, konstruksi.

Contoh Pembacaan Ulir Metris

M10 × 1.5

Artinya:

Huruf M → menunjukkan jenis ulir metris.

10 → diameter luar (nominal) ulir = 10 mm

1.5 → jarak antar puncak ulir (pitch) = 1.5 mm.

b. Ulir Whitworth (BSW)

Ulir Withworth

Cirinya :

• Satuan: inci
• Sudut puncak: 55°
• Penandaan: BSW (contoh: ½″ BSW × 16 TPI /Thread Per Inchi)

Kelebihan: kuat dan tahan beban tinggi, masih banyak digunakan pada mesin lama di Inggris.

Penggunaan: permesinan klasik, sistem pipa Inggris.

Cara Pembacaan Ulir Withworth

½″ BSW × 12 TPI

Artinya:

½″ (setengah inci) → diameter luar nominal ulir.

12 TPI (Threads Per Inch) → jumlah ulir dalam satu inci panjang ulir.

BSW → menunjukkan sistem British Standard Whitworth.

c. Ulir UNC (Unified National Coarse)

Ulir UNC

Cirinya : 

• Satuan: inci
• Sudut: 60°
• Ciri khas: jarak antar ulir lebar (pitch kasar).

Kelebihan: tahan terhadap kotoran, cocok untuk material lunak.

Penggunaan: otomotif dan konstruksi Amerika Utara.

Penyebutan ukuran: misalnya “¼-20 UNC” yang berarti diameter nominal ¼ inci dan 20 ulir per inci (TPI) untuk seri coarse.

d. Ulir UNF (Unified National Fine)

Ulir UNF

Cirinya : 

• Satuan: inci
• Sudut: 60°
• Ciri khas: pitch halus (ulir rapat).

Kelebihan: sambungan lebih rapat dan tahan getaran.

Penggunaan: industri presisi, penerbangan, dan hidrolik.

Sistem penamaan: diameter nominal diikuti oleh jumlah ulir per inch (TPI). Contoh: “¼-20 UNF” berarti diameter ¼ inci dengan 20 ulir per inci

e. Ulir BSP (British Standard Pipe)

Ulir BSP

Digunakan untuk: sambungan pipa air, oli, gas.

Jenis:

• BSPP (sejajar) → menggunakan seal karet.
• BSPT (meruncing) → segel terbentuk dari tekanan ulir.

Sudut ulir: 55°.

Satuan: inci.

Contoh: “¼″ BSP” berarti ukuran nominal ¼ inci.

Tabel standar Ulir BSP akan menunjukan TPI (Threads Per Inch) dan pitch dalam mm. Contoh: ¼″ BSP → 19 TPI → pitch ≈ 1.337 mm.

f. Ulir NPT (National Pipe Thread)

Ulir NPT

Standar Amerika untuk sambungan pipa meruncing.

Sudut ulir: 60°.

Penggunaan: instalasi gas, minyak, dan hidrolik.

Contoh: “¾″ NPT” artinya nominal pipa ¾ inci menggunakan standar NPT.

g. Ulir ACME

Ulir Acne

Cirinya : 

• Profil: trapesium 29°.
• Satuan: inci.

Kelebihan: mampu menahan gaya aksial besar, cocok untuk gerak linier.

Penggunaan: lead screw, dongkrak, dan mesin CNC.

Contoh penamaan: “¾-6 ACME G” → diameter ¾ inch, 6 TPI, ulir umum.

h. Ulir Trapezoidal (Tr)

Ulir Trapezoidal

• Versi metrik dari ACME, dengan sudut 30°.
• Penandaan: Tr20 × 4 (diameter 20 mm, pitch 4 mm).
• Penggunaan: poros penggerak mesin bubut, dongkrak ulir, dan peralatan presisi.

Penandaan atau “kode” ulir trapezoidal umumnya seperti berikut:

• Format umum: Tr[diameter nominal] × [pitch]

Contoh: “Tr24 × 5” → diameter nominal = 24 mm, pitch = 5 mm.

• Jika ulir tangan kiri (left-hand) maka tambahan suffix “LH”.

Contoh: “Tr20 × 4 LH” → 20 mm diameter, pitch 4 mm, ulir kiri.

3. Arah, Pitch, Start (mula ulir) dan Parameter Ulir

a. Arah ulir

Arah Ulir

Right-hand (kanan): dikencangkan searah jarum jam.

Left-hand (kiri): untuk aplikasi khusus agar tidak longgar karena putaran kerja.

b. Start (mula) Ulir

Start (mula ) Ulir

1). Ulir Tunggal (Single-Start Thread)

🔹 Ciri-ciri:

Hanya memiliki satu jalur ulir dari pangkal hingga ujung.

Setiap putaran penuh (360°) akan memajukan mur sejauh 1 pitch.

Lead = Pitch.

🔹 Contoh:

Jika pitch = 2 mm → maka setiap satu putaran mur maju 2 mm.

🔹 Kelebihan:

Mudah dibuat dan kuat menahan beban.

Digunakan untuk sambungan umum (baut-mur, sekrup mesin).

🔹 Kekurangan:

Gerakan linier per putaran lambat.

 Aplikasi: Baut biasa, mur sambungan mesin, baut rangka.

 2). Ulir Ganda (Double-Start Thread)

🔹 Ciri-ciri:

Terdiri dari dua alur ulir identik yang dimulai dari dua titik berbeda (180° terpisah).

Jarak antar ulir tetap sama, tetapi pergeseran awal berbeda.

Lead = 2 × Pitch.

🔹 Contoh:

Pitch = 2 mm → maka lead = 4 mm → setiap satu putaran penuh mur maju 4 mm.

🔹 Kelebihan:

Gerakan linier lebih cepat untuk jumlah putaran yang sama.

Beban distribusi lebih merata antar ulir.

🔹 Kekurangan:

Tidak sekuat ulir tunggal dalam menahan beban aksial tinggi.

 Aplikasi: Spindle meja mesin, katup, atau mekanisme yang butuh gerak cepat.

3). Ulir Tiga (Triple-Start Thread)

🔹 Ciri-ciri:

Terdiri dari tiga alur paralel, terpisah 120° di sekeliling batang.

Lead = 3 × Pitch.

🔹 Contoh:

Pitch = 2 mm → lead = 6 mm → mur maju 6 mm per satu putaran penuh.

🔹 Kelebihan:

Perpindahan cepat (lead besar).

Cocok untuk aplikasi yang memerlukan penyetelan cepat tanpa banyak putaran.

🔹 Kekurangan:

Pembuatan lebih sulit.

Daya jepit (holding power) menurun.

 Aplikasi: Mekanisme transport sekrup (feed screw), alat pengangkat cepat.

 4). Ulir Empat (Quadruple-Start Thread)

🔹 Ciri-ciri:

Memiliki empat alur heliks yang dimulai 90° terpisah.

Lead = 4 × Pitch.

Digunakan untuk pergerakan linear sangat cepat per putaran.

🔹 Contoh:

Pitch = 1.5 mm → lead = 6 mm → mur maju 6 mm tiap 1 putaran.

 Aplikasi: Mekanisme pembuka tutup cepat (quick release), mesin CNC presisi tinggi, screw feeder industri.

c. Pitch dan Lead

Pitch dan Lead

Pitch = jarak antar puncak ulir.

Lead = jarak gerak per satu putaran (lebih besar pada ulir ganda/multi-lead).

d. Parameter utama

Parameter Ulir

• Major diameter (diameter luar),
• Minor diameter (diameter dasar),
• Pitch diameter,
• Flank angle (sudut sisi ulir).

e. Jenis ulir berdasarkan bentuk batang:

Parallel thread → diameter konstan.

Tapered thread → diameter mengecil, umum untuk sambungan pipa bersegel.

4. Pemilihan Jenis Ulir Sesuai Aplikasi

Tabel penggunaan ulir

Ingin tahu sejarah Mesin Bubut ?

5. Kesimpulan

Ulir memiliki banyak variasi bentuk dan standar. Bentuk profil menentukan fungsi mekanik, sedangkan standar menentukan kompatibilitas antar komponen.

Pemilihan yang tepat akan meningkatkan kekuatan sambungan, ketahanan aus, serta efisiensi perawatan.

Kesalahan memilih ulir dapat menimbulkan kegagalan sambungan, aus cepat, atau sulit dirakit.

Demikian artikel tentang ulir ini, semoga bermanfaat !