Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
6 
BAB II 
TINJAUAN PUSTAKA 
Getaran banyak dipakai sebagai alat untuk melakukan analisis terhadap mesin-mesin 
baik denga...
7 
Tingkat getaran dan jenis persoalan secara analisis : 
1. Tingkat Getaran secara menyeluruh dapat berubah dengan beban ...
8 
Semua mesin memiliki tiga sifat fundamental yang berhubungan untuk 
menentukan bagaimana mesin akan bereaksi terhadap k...
9 
Bantalan Keausan 
poros 
Gambar 2.1 Kerusakan akibat getaran 
2.1.2 Karakteristik Getaran 
Getaran secara teknik didefe...
10 
1) Frekuensi adalah karakteristik dasar yang digunakan untuk mengukur dan 
menggambarkan getaran. 
2) Perpindahan meng...
11 
Gambar 2.3 Hubungan Antara Perpindahan, Kecepatan dan Percepatan Getaran 
(Mobley, 2008) 
Gambar 2.4 Skematik Phase Ge...
12 
Tabel 2.1 Satuan yang digunakan Tiap Karakteristik 
Karateristik Getaran 
Satuan 
Metrik British 
Perpindahan 
microns...
13 
Setiap frekuensi komponen mesin dapat dihitung dengan rumus berikut ini : 
푓 = 1 
휏 
(2.1) 
dan frekuensi lingkaran at...
14 
2.1.4. Gerak Periodik 
Gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. 
Gerak periodik ini se...
15 
 Gelombang pertama yang harus kita amati adalah gelombang (1). Hal ini 
diwakili oleh satu siklus. Sebagai skala wakt...
16 
2.1.5 Getaran Bebas (Free Vibration) 
Dalam gerak translasi, perpindahan didefinisikan sebagai jarak linier, dalam 
ge...
17 
Massa adalah benda tegar (gambar 2.7) dengan percepatan 푥̈, menurut hukum 
kedua Newton sebanding dengan resultan semu...
18 
Persamaan Newton untuk massa. Gaya 푚푥̈ yang diberikan oleh massa dan 
pegas massa yang berlawanan dengan gaya 푘푥 diter...
19 
Free vibration dengan redaman 
Gambar 2.10 Sistem Pegas Massa dan Diagram Benda Bebas 
(Harris dan Piersol, 2002). 
Hu...
20 
푥̈ + 휔2푥 = 0 (2.18) 
sehingga persamaan umum dari persamaan diferensial linier orde kedua yang 
homogen : 
푥 = 퐴 sin 휔...
21 
2.1.6 Getaran paksa (Force vibration) 
Force vibration tanpa redaman 
Gambar 2.11 Sistem Teraksitasi Akibat Gaya Tanpa...
22 
Gambar 2.12 sistem yang teredam karena kekentalan dengan eksitasi harmonik, 
persamaan diferensial geraknya adalah : 
...
23 
2.1.7. Penentuan Indikator 
Proses penentuan indikator tranduser yang akan digunakan harus 
mempertimbangkan parameter...
24 
Tabel 2.2 Panduan Pemilihan Parameter Pengukuran 
Parameter Faktor pemilihan 
Perpindahan 
(displacement) 
a) frekuens...
25 
2.1.8 Standart Pengukuran Getaran 
Nilai efektif kecepatan getaran digunakan untuk menilai kondisi mesin. Nilai 
ini d...
26 
ISO 10816-6 : Mesin reciprocating dengan rating daya 100 kW. 
Gambar 2.13 ISO 10816-3 Vibration 
Zona A : Hijau, vibra...
27 
Analisis data dimulai dengan pembahasan informasi hasil pengukuran dalam 
domain waktu. Data ini merupakan data awal y...
28 
Kopling harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 
1. Mudah dihubungkan atau dilepaskan 
2. Mampu meneruskan daya d...
29 
2.3 Pompa 
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu fluida 
dari suatu tempat ke tempat lain den...
30 
Gambar.2.17 Poros pompa 
poros 
Komponen pompa antara lain : 
a) Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada ...
31 
h) Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi 
kecepatan pada cairan yang dipompakan s...
32 
Gambar 2.18 Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal 
Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan unt...
33 
H : head total pompa (m) 
푃 
훾 
: head tekanan (m) 
푉2 
2푔 
: head kecepatan (m) 
Z : head statis total (m) 
Selain ke...
34 
ℎ푓 : head loss mayor (m) 
L : panjang pipa (m) 
D : diameter dalam pipa (m) 
V : kecepatan aliran (m/s) 
g : percepata...
35 
berupa sinyal dinamik, maka diperlukan sensor yang memiliki karakteristik dinamik 
tertentu. 
Gambar 2.19 Karakteristi...
36 
diperhatikan karakteristik sinyal getaran yang dideteksi oleh masing-masing sensor 
percepatan, kecepatan, dan simpang...
37 
Data domain waktu merupakan respon total sinyal getaran, sehingga karakteristik 
masing-masing sinyal getarannya tidak...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

89567132 bab-2-sabuk

1,026 views

Published on

analisa belt

Published in: Engineering
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

89567132 bab-2-sabuk

  1. 1. 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Getaran banyak dipakai sebagai alat untuk melakukan analisis terhadap mesin-mesin baik dengan rotasi maupun translasi. Pengetahuan akan getaran dan data-data yang dihasilkan sangat penting untuk perawatan maupun troubleshooting. Kemampuan ini bisa membantu perusahaan mereduksi terjadinya down time dan dapat meningkatkan keuntungan baik dari segi produksi maupun dari umur mesin yang lebih panjang. 2.1. Analisa Getaran 2.1.1 Getaran Getaran secara teknik didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu objek terhadap posisi awalnya Pain (2005), karakteristik getaran adalah : 1) Frekuensi, digunakan untuk menggambarkan getaran 2) Perpindahan, mengindikasikan berapa jauh suatu objek bergetar 3) Kecepatan, mengindikasikan berapa cepat objek bergetar 4) Percepatan, mengindikasikan suatu objek bergetar terkait dengan gaya penyebabnya 5) Phase, mengindikasikan suatu bagian bergetar relatif terhadap bagian yang lain
  2. 2. 7 Tingkat getaran dan jenis persoalan secara analisis : 1. Tingkat Getaran secara menyeluruh dapat berubah dengan beban dan kecepatan, sehingga dapat memberikan gambaran yang menyesatkan tentang kondisi mesin. Analisis spektrum getaran akan mengarahkan pengambilan kesimpulan tentang terjadinya persoalan serius, sehingga tindakan yang tepat terhadap mesin dapat dilakukan. 2. Adalah tidak mudah menghentikan suatu mesin tampa mengganggu proses produksi. Oleh karena itu sangatlah penting untuk mengetahui parah tidaknya suatu persoalan. Analisis dapat menentukan apakah suatu mesin dapat tetap dijalankan sampai jadwal pemberhentian pabrik berikutnya. 3. Waktu perbaikan dapat diperkecil karena jenis permasalahannya telah diketahui berdasarkan analisis getaran. Suku cadang dapat dibeli/disediakan sebelum mesin dibongkar. Analisa getaran merupakan cara yang paling handal untuk mendeteksi awal gejala kerusakan mekanik, elektrikal pada peralatan, sehingga analisa getaran saat ini menjadi pilihan teknologi predictive maintenance yang paling sering digunakan (Scheffer, 2004). Suatu peralatan yang berputar sebaiknya memiliki suatu nilai getaran standart dan batasan getaran yang diperbolehkan (dibuat oleh pabrik) sehingga apabila nilai getaran yang terjadi diluar batasan yang diizinkan maka peralatan tersebut harus menjalani tindakan perawatan.
  3. 3. 8 Semua mesin memiliki tiga sifat fundamental yang berhubungan untuk menentukan bagaimana mesin akan bereaksi terhadap kekuatan-kekuatan yang menyebabkan getaran-getaran, seperti sistem pegas-massa yaitu: 1) Massa (m) : merupakan inersia untuk tetap dalam keadaan semula atau gerak. Sebuah gaya mencoba untuk membawa perubahan dalam keadaan istirahat atau gerak, yang ditentang oleh massa dan satuannya dalam kg. 2) Kekakuan/stiffness (k) : ada kekuatan tertentu yang dipersyaratkan membengkokkan atau membelokkan struktur dengan jarak tertentu. Ini mengukur gaya yang diperlukan untuk memperoleh defleksi tertentu disebut kekakuan, satuannya dalam N / m. 3) Damping/redaman (c) : setelah memaksa set bagian atau struktur ke dalam gerakan, bagian atau struktur akan memiliki mekanisme inheren untuk memperlambat gerak (kecepatan). Karakteristik ini untuk mengurangi kecepatan gerakan disebut redaman, satuannya dalam N /(m/s). Sebagaimana disebutkan di atas, efek gabungan untuk menahan pengaruh kekuatan karena massa, kekakuan dan redaman menentukan bagaimana suatu sistem akan merespon yang diberikan kekuatan eksternal. Sederhananya, cacat dalam mesin membawa gerakan getaran. Massa, kekakuan dan redaman mencoba untuk melawan getaran yang disebabkan oleh cacat. Jika getaran akibat cacat jauh lebih besar daripada tiga karakteristik tersebut maka getaran yang dihasilkan akan lebih tinggi dan cacat dapat terdeteksi.
  4. 4. 9 Bantalan Keausan poros Gambar 2.1 Kerusakan akibat getaran 2.1.2 Karakteristik Getaran Getaran secara teknik didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu objek terhadap posisi objek awal/diam, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. Gambar 2.2 Sistem Getaran Sederhana (Mobley, 2008) Kondisi suatu mesin dan masalah-masalah mekanik yang terjadi dapat diketahui dengan mengukur karakteristik getaran pada mesin tersebut. Karakteristik getaran yang penting antara lain adalah (Pain, 2005) :
  5. 5. 10 1) Frekuensi adalah karakteristik dasar yang digunakan untuk mengukur dan menggambarkan getaran. 2) Perpindahan mengindikasikan berapa jauh suatu objek bergetar 3) Kecepatan mengindikasikan berapa cepat objek bergetar 4) Percepatan mengindikasikan suatu objek bergetar terkait dengan gaya penyebab getaran 5) Phase mengindikasikan bagaimana suatu bagian bergetar relatif terhadap bagian yang lain, atau untuk menentukan posisi suatu bagian yang bergetar pada suatu saat, terhadap suatu referensi atau terhadap bagian lain yang bergetar dengan frekuensi yang sama. Dengan mengacu pada gerakan pegas, kita dapat mempelajari karakteristik suatu getaran dengan memetakan gerakan dari pegas tersebut terhadap fungsi waktu. Gerakan bandul pegas dari posisi netral ke batas atas dan kembali lagi ke posisi netral dan dilanjutkan ke batas bawah, dan kembali lagi ke posisi netral, disebut satu siklus getaran (satu periode). Setiap karakteristik ini menggambarkan tingkat getaran, hubungan karakteristik ini dapat dilihat pada gambar 2.2 dan 2.3.
  6. 6. 11 Gambar 2.3 Hubungan Antara Perpindahan, Kecepatan dan Percepatan Getaran (Mobley, 2008) Gambar 2.4 Skematik Phase Getaran (Mobley, 2008)
  7. 7. 12 Tabel 2.1 Satuan yang digunakan Tiap Karakteristik Karateristik Getaran Satuan Metrik British Perpindahan microns peak to peak ( 1 μm = 0.001 mm ) mils peak to peak (0.001 in ) Kecepatan mm/s in/s Percepatan G ( lg = 980 cm/s2 ) G ( lg = 5386 in/s2 ) Frekuensi cpm, cps, Hz cpm, cps, Hz Pase derajat derajat (Sumber : Maintenance Engineering Handbook, Mobley, 2008) 2.1.3. Gerak Harmonik Getaran dari sebuah mesin merupakan resultan dari sejumlah getaran individu komponen yang muncul oleh gerak ataupun gaya pada komponen mekanikal ataupun proses pada mesin ataupun sistem yang saling terkait. Setiap komponen individu yang bergetar ini memiliki gerak periodik. Gerakan akan berulang pada periode waktu tertentu. Waktu pengulangan τ dimana getaran berulang disebut perioda osilasi biasanya diukur dalam satuan waktu yaitu detik dan kebalikannya adalah frekuensi (Scheffer, 2004).
  8. 8. 13 Setiap frekuensi komponen mesin dapat dihitung dengan rumus berikut ini : 푓 = 1 휏 (2.1) dan frekuensi lingkaran atau kecepatan sudut dapat dihitung dengan rumus 휔 = 2휋 1 휏 = 2휋푓 (2.2) Besaran ω biasanya diukur dalam radian per detik atau rps. Bentuk sederhana dari gerak periodik adalah gerak harmonik, pada gerak harmonik, hubungan antara perpindahan maksimum dan waktu dapat dinyatakan oleh : 푥 = 퐴 sin 휔푡 (2.3) Amplitudo getaran dapat dinyatakan dalam tiga istilah dasar yaitu perpindahan, kecepatan, dan percepatan. Kecepatan dalam gerak harmonik berdasarkan persamaan (2.3) dapat diperoleh dari hasil diferensial perpindahan terhadap waktu, yaitu: 푑푥 푑푡 = 푥̇ = 휔퐴 cos 휔푡 (2.4) Sedangkan percepatan harmonik dapat diturunkan dari persamaan (2.4) sehingga : 푑2 푑 푡2 = 푥̈ = −휔2퐴 sin 휔푡 (2.5)
  9. 9. 14 2.1.4. Gerak Periodik Gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Gerak periodik ini selalu dapat dinyatakan dalam fungsi sinus atau cosinus, oleh sebab itu gerak periodik disebut gerak harmonik. Jika gerak yang periodik ini bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama disebut getaran atau osilasi. Getaran mesin pada umumnya memiliki beberapa frekuensi yang muncul bersama-sama. Gerak periodik dapat dihasilkan oleh getaran bebas sistem dengan banyak derajat kebebasan, dimana getaran pada tiap frekuensi natural memberi sumbangan. Getaran semacam ini menghasilkan bentuk gelombang kompleks yang diulang secara periodik seperti ditunjukkan pada gambar 2.5. Gambar 2.5 Gerak Periodik Gelombang Sinyal Segi empat dan Gelombang Pembentukannya Dalam Domain Waktu (Scheffer, 2004).
  10. 10. 15  Gelombang pertama yang harus kita amati adalah gelombang (1). Hal ini diwakili oleh satu siklus. Sebagai skala waktu adalah 1 s, ia memiliki frekuensi 1 Hz.  Gelombang berikutnya untuk dipertimbangkan adalah gelombang (3). Hal ini dapat dilihat bahwa ia memiliki tiga siklus pada periode yang sama dari gelombang pertama. Jadi, ia memiliki frekuensi 3 Hz.  Ketiga adalah gelombang (5). Berikut lima siklus dapat ditelusuri, dan tentunya memiliki frekuensi dari 5 Hz.  Berikutnya adalah gelombang (7). Ia memiliki tujuh siklus dan karena itu frekuensi 7 Hz.  Gelombang (9) adalah berikutnya dengan sembilan siklus dan akan memiliki frekuensi 9 Hz. Gerak periodik pada gambar 2.5, dapat dinyatakan dalam deretan sinus dan cosinus yang dihubungkan secara harmonik. Jika x(t) adalah fungsi periodik dengan periode τ, maka fungsi ini dapat dinyatakan oleh deret Fourier (Pain, 2005) sebagai: 푥(푡) = 1 2 푎0 + 푎1 cos 휔1 푡 + 푎2 cos 휔2 푡 + ⋯ + 푎푛 cos 휔푛 푡 + 푏1 sin 휔1 푡 + 푏2 sin 휔2 푡 + ⋯ + 푏푛 sin 휔푛푡 (2.6) dengan 휔1 = 2휋 휏 ; 휔푛 = 2휔1 Pada gelombang segiempat berlaku x(t) = ±A pada t = 0, dan t = τ, dan seterusnya. Deret ini menunjukkan nilai rata-rata dari fungsi yang diskontinu.
  11. 11. 16 2.1.5 Getaran Bebas (Free Vibration) Dalam gerak translasi, perpindahan didefinisikan sebagai jarak linier, dalam gerak rotasi, perpindahan didefinisikan sebagai gerakan sudut (Harris dan Piersol, 2002). Gambar 2.6 Pegas Linier (Harris dan Piersol, 2002). Pada gambar 2.6 menunjukan perubahan panjang pegas proporsional dengan gaya yang bekerja sepanjang panjangnya, atau : 퐹 = 푘(푥 − 푢) (2.7) Pegas dianggap tidak memiliki massa, sehingga gaya yang bekerja pada salah satu ujungnya sama dan berlawanan dengan gaya yang bekerja pada ujung yang lain sehingga konstanta proporsional adalah konstan. Gambar 2.7 Benda Tegar (Harris dan Piersol, 2002).
  12. 12. 17 Massa adalah benda tegar (gambar 2.7) dengan percepatan 푥̈, menurut hukum kedua Newton sebanding dengan resultan semua gaya yang bekerja pada massa 퐹 = 푚푥̈ (2.8) Gambar 2.8 Redaman (Harris dan Piersol, 2002). Konstanta c adalah koefisien redaman, redaman yang ideal dianggap tidak memiliki massa sehingga besarnya gaya pada kedua ujungnya sama namun arahnya berlawanan, sehingga 퐹 = 푐(푥̇ − 푢̇) (2.9) Free vibration tanpa redaman Gambar 2.9 Sistem 1 DOF Tanpa Redaman (Harris dan Piersol, 2002).
  13. 13. 18 Persamaan Newton untuk massa. Gaya 푚푥̈ yang diberikan oleh massa dan pegas massa yang berlawanan dengan gaya 푘푥 diterapkan oleh pegas pada massa. 푚푥̈ + 푘푥 = 0 (2.10) dimana x = 0 karena posisi kesetimbangan massa. Sehingga solusi untuk penyelesaian diatas adalah 푥 = 퐴 sin √ 푘 푚 푡 + 퐵 cos √ 푘 푚 푡 (2.11) dimana √ 푘 푚 adalah sudut frekuensi natural. 휔푛 = √ 푘 푚 푟푎푑/푠푒푐 (2.12) Osilasi sinusoida massa berulang terus menerus, dan interval waktu untuk menyelesaikan satu siklus periode : 휏 = 2휋 휔푛 (2.13) Dan kebalikan periode adalah frekuensi natural. 푓푛 = 1 휏 = 휔푛 2휋 = 1 2휋 √ 푘 푚 = 1 2휋 √푘푔 푊 (2.14)
  14. 14. 19 Free vibration dengan redaman Gambar 2.10 Sistem Pegas Massa dan Diagram Benda Bebas (Harris dan Piersol, 2002). Hukum Newton kedua adalah dasar untuk meneliti gerak sistem, pada gambar 2.10 perubahan bentuk pegas pada posisi kesetimbangan adalah Δ dan gaya pegas kΔ adalah sama dengan gaya gravitasi w yang bekerja pada massa m. 푘Δ = 푤 = 푚푔 (2.15) Hukum Newton kedua untuk gerak diterapkan pada massa m : 푚푥̈ = Σ퐹 = 푤 − 푘(Δ + 푥) (2.16) dan karena kΔ = w, diperoleh : 푚푥̈ = −푘푥 (2.17) frekuensi lingkaran 휔2 = 푘 푚 ; sehingga persamaan dapat ditulis :
  15. 15. 20 푥̈ + 휔2푥 = 0 (2.18) sehingga persamaan umum dari persamaan diferensial linier orde kedua yang homogen : 푥 = 퐴 sin 휔푡 + 퐵 cos 휔푡 = 0 (2.19) Perioda natural osilasi dibentuk dari 휔푛휏 = 2휋; atau 휏 = 2휋√ 푚 푘 (2.20) dan frekuensi natural adalah : 푓푛 = 1 휏 푚 푘 = 2휋√ (2.21) Persamaan homogen untuk gambar 2.9 adalah : 푚푥̈ + 푐푥̇ + 푘푥 = 0 (2.22) dan koefisien redaman kritis 푐푐 = 2√푘푚 = 2푚휔 (2.23) sehingga rasio redaman adalah : 휁 = 푐 푐푐 (2.24) Sehingga 푐 2푚 = 휁 ( 푐푐 2푚 ) = 휁휔 (2.25)
  16. 16. 21 2.1.6 Getaran paksa (Force vibration) Force vibration tanpa redaman Gambar 2.11 Sistem Teraksitasi Akibat Gaya Tanpa Redaman (Harris dan Piersol 2002). Getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar disebut getaran paksa seperti pada gambar 2.11. Eksitasi ini biasanya dihasilkan oleh ketidak seimbangan pada mesin-mesin yang berputar. 푚푥̈ + 푘푥 = 퐹0 푠푖푛 휔푡 (2.26) Force vibration dengan redaman Gambar 2.12 Sistem Teraksitasi Akibat Gaya dengan Redaman (Harris dan Piersol, 2002).
  17. 17. 22 Gambar 2.12 sistem yang teredam karena kekentalan dengan eksitasi harmonik, persamaan diferensial geraknya adalah : 푚푥̈ + 푐푥̇ + 푘푥 = 퐹0 sin 휔푡 (2.27) Solusi khusus persamaan diatas adalah keadaan tunak (steady state) dengan frekuensi ω yang sama dengan frekuensi eksitasi, sehingga dapat diasumsikan menjadi : 푥 = 퐴 sin(휔푡 − 휙) (2.28) 푥 = 퐴 sin 휔푡 + 퐵 cos 휔푡 (2.29) dengan A adalah amplitudo osilasi dan ф adalah beda fase simpangan terhadap gaya eksitasi, maka diperoleh : 퐴 = 퐹0 √(푘−푚휔2 )2+(푐휔)2 (2.30) dan 휙 = 푡푎푛−1 푐휔 푘−푚휔2 (2.31) Dengan membagi pembilang dan penyebut persamaan (2.30) dan (2.31) dengan k, diperoleh : 퐴 = 퐹0 푘 푚휔2 푘 √(1 − ) 2 +(푐휔 푘 2 ) (2.32) tan 휙 = 푐휔 푘 1−(푚휔2 푘 ) (2.33)
  18. 18. 23 2.1.7. Penentuan Indikator Proses penentuan indikator tranduser yang akan digunakan harus mempertimbangkan parameter apa yang kita inginkan untuk diukur. Biasanya parameter-parameter tersebut adalah perpindahan, kecepatan dan percepatan.
  19. 19. 24 Tabel 2.2 Panduan Pemilihan Parameter Pengukuran Parameter Faktor pemilihan Perpindahan (displacement) a) frekuensi rendah, dibawah 600 cpm b) pengukuran getaran shaft pada mesin berat dengan rotor yang relatif ringan. c) menggunakan transduser velocity dan tranduser acceleration. d) transduser velocity, untuk mengukur displacement dengan rangkaian single integrator. e) transduser accelerometer, dapat digunakan untuk mengukur diplacement getaran dengan rangkaian double integrator. Kecepatan (velocity) a) range frekuensi antara 600 – 100.000 cpm b) pengukuran over all level getaran mesin c) untuk melakukan prosedur analisa secara umum Perpindahan (acceleration) a) pengukuran pada frekuensi tinggi/ultrasonic sampai 600000 cpm atau lebih b) untuk pengukuran spike energy pada roll bearing, ball bearing, gear, dan sumber getaran aerodinamis dengan frekuensi tinggi Sumber : http://vibrasi.wordpress.com/category/teori-vibrasi
  20. 20. 25 2.1.8 Standart Pengukuran Getaran Nilai efektif kecepatan getaran digunakan untuk menilai kondisi mesin. Nilai ini dapat ditentukan oleh hampir semua pengukuran perangkat getaran konvensional. Standart yang digunakan untuk pengukuran getaran antara lain ASTM D3580-95 (Standart Test Methods For Vibration), ANSI S3.40 (Mechanical Vibration and Shock), DIN 31692-3 (Vibration Monitoring) dan ISO 10816 dengan perincian sebagai berikut (www.mantenimientoplanificado.com) : ISO 10816-1 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin oleh non-rotating bagian umum ISO 10816-2 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian base turbin uap dan generator yang melebihi 50 MW dengan operasi kecepatan 1500 rpm, 1800 rpm, 3000 rpm, 3600 rpm. ISO 10816-3 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian industri mesin dengan daya nominal di atas 15 kW dan nominal kecepatan antara 120 rpm dan 15 rpm. ISO 10816-4 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian turbin gas didorong tidak termasuk pesawat dan turunannya. ISO 10816-5 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian mesin hydraulic power generating dan pompa.
  21. 21. 26 ISO 10816-6 : Mesin reciprocating dengan rating daya 100 kW. Gambar 2.13 ISO 10816-3 Vibration Zona A : Hijau, vibrasi dari mesin sangat baik dan dibawah vibrasi yang diizinkan. Zona B : Kuning, vibrasi dari mesin baik dan dapat dioperasikan karena masih dalam batas yang diizinkan. Zona C : Orange, vibrasi dari mesin dalam batas toleransi dan hanya dioperasikan dalam waktu terbatas. Zona D : Merah, vibrasi dari mesin dalam batas berbahaya dan kerusakan dapat terjadi pada mesin.
  22. 22. 27 Analisis data dimulai dengan pembahasan informasi hasil pengukuran dalam domain waktu. Data ini merupakan data awal yang cukup penting karena perilaku sinyal mencerminkan kondisi mesin dan data ini merupakan data paling hulu. Data ini dapat diolah lebih lanjut menjadi data dalam domain frekuensi. Data ini dapat dihubungkan dengan putaran yang terjadi pada poros pompa tersebut. Untuk keperluan diagnosis digunakan berbagai teknik pengolahan data lanjutan misalnya : peta spectrum frekuensi dan order-tracking. Masalah resonansi bisa dipahami lebih baik bila frekuensi pribadi suatu struktur dapat diketahui. Salah satu cara untuk mengetahui frekuensi pribadi tersebut adalah dengan melakukan pengukuran fungsi respon frekuensinya. Pengukuran ini melibatkan beberapa aspek penunjang diantaranya adalah teknik eksitasi getaran yang dikenakan pada struktur. 2.2 Kopling sabuk 2.2.1 Kopling Kopling adalah suatu elemen yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak keporos yang digerakkan tampa terjadi slip, dan kedudukan kedua sumbu poros dalam satu garis atau boleh berbeda sedikit. Kopling dapat dibedakan menurut sifat penyambungan kedua porosnya, yaitu kopling tetap dan kopling tidak tetap. Kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung, sedangkan kopling tidak tetap dapat dilepaskan bila diperlukan (Suryanto, 1995).
  23. 23. 28 Kopling harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1. Mudah dihubungkan atau dilepaskan 2. Mampu meneruskan daya dan putaran sepenuhnya tampa slip 3. Kuat terpasang pada porosnya 4. Tak terdapat bagian yang miudah lepas 2.2.2 Kopling Sabuk Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan sabuk yang diikat dengan menggunakan baut dan mur. Dengan demikian pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan, dapat dihindari dengan adanya sabuk yang terbuat dari bahan yang fleksibel, maka kopling menjadi tidak kaku, sehingga ketaksebarisan poros waktu pemasangan dimungkinkan. Gambar 2.14 Kopling dan sabuk
  24. 24. 29 2.3 Pompa Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Standart pompa sesuai dengan API 610, ISO 5199, DIN 24256 (www.truflo.com). Gambar 2.15 Pompa Sentrifugal Gambar 2.16 Komponen Pompa Sentrifugal
  25. 25. 30 Gambar.2.17 Poros pompa poros Komponen pompa antara lain : a) Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing. b) Packing digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon. c) Shaft/poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya. d) Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box. e) Vane sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller. f) Casing merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar. g) Eye of Impeller bagian sisi masuk pada arah isap impeller.
  26. 26. 31 h) Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya. i) Casing wear ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing dengan impeller. j) Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil. k) Discharge nozzle merupakan nosel pada sisi keluar. 2.3.1 Karakteristik Pompa Karakteristik pompa adalah prestasi pompa dalam bentuk grafik hubungan antara head (H), daya (N) dan efisiensi (η) terhadap debit (Q) seperti terlihat pada gambar 2.18.
  27. 27. 32 Gambar 2.18 Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi pompa, atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang dinyatakan dalam satuan panjang. Menurut Bernoully ada tiga macam energi (head) fluida yaitu energi tekanan, energi kinetik dan energi potensial. Hal ini dinyatakan pada persamaan (2.46) sebagai berikut (Sularso, 2006) : 퐻 = 푃 훾 + 푉2 2푔 + 푍 (2.46) dimana :
  28. 28. 33 H : head total pompa (m) 푃 훾 : head tekanan (m) 푉2 2푔 : head kecepatan (m) Z : head statis total (m) Selain ketiga head tersebut pada instalasi terjadi losses yang disebut head losses. Head losses akibat adanya perlengkapan pipa disebut head minor sedangkan akibat turbulensi dan gesekan disebut head mayor. Kerugian head minor dapat dicari dengan persamaan (2.47). ℎ푚 = 푓 푉2 2푔 (2.47) dimana ; ℎ푚 : head loss minor (m) 푓 : koefisien kerugian dari perlengkapan pipa Head losses mayor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Darcy- Weisbach pada persamaan (2.48). ℎ푓 = 푓 퐿 퐷 푉2 2푔 (2.48) dimana :
  29. 29. 34 ℎ푓 : head loss mayor (m) L : panjang pipa (m) D : diameter dalam pipa (m) V : kecepatan aliran (m/s) g : percepatan gravitasi (m/s2) Koefisien untuk pipa licin adalah : 푓 = 0,316 푅푒 1 ⁄2 (2.49) Sedangkan total losses adalah penjumlahan loss mayor dan loss minor yang dinyatakan pada persamaan (2.50). ℎ = ℎ푓 + ℎ푚 (2.50) 2.4. Pengolahan Data Vibrasi 2.4.1. Time Domain Pengolahan data secara time domain melibatkan data hasil pengukuran objek pemantauan respon getaran, tekanan fluida kerja, temperatur fluida kerja maupun aliran fluida kerja. Dalam kasus pengukuran temperatur dengan thermometer yang konvensional karena karakteristik alat ukurnya, maka tidak dapat dilakukan pengukuran temperatur secara dinamik. Demikian pula halnya dengan pengukuran aliran fluida kerja, sehingga untuk memungkinkan pengukuran objek pemantauan
  30. 30. 35 berupa sinyal dinamik, maka diperlukan sensor yang memiliki karakteristik dinamik tertentu. Gambar 2.19 Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik Hasil pengukuran objek pemantauan dalam domain waktu seperti gambar 2.19 dapat berupa sinyal : 1) Sinyal statik, yaitu sinyal yang karakteristiknya (misal: amplitudo, arah kerjanya) tidak berubah terhadap waktu. 2) Sinyal dinamik, yaitu sinyal yang karakteristiknya berubah terhadap waktu, sehingga tidak konstan. Sinyal dinamik yang sering ditemui dalam praktek berasal dari sinyal getaran, baik yang diukur menggunakan accelerometer, vibrometer, maupun sensor simpangan getaran. Untuk keperluan pengolahan sinyal getaran dalam time domain, perlu
  31. 31. 36 diperhatikan karakteristik sinyal getaran yang dideteksi oleh masing-masing sensor percepatan, kecepatan, dan simpangan getaran (displacement). 2.4.2. Frekuensi Domain Pengolahan data frekuensi domain umumnya dilakukan dengan tujuan : a) Untuk memeriksa apakah amplitudo suatu frekuensi domain dalam batas yang diizinkan oleh standart b) Untuk memeriksa apakah amplitudo untuk rentang frekuensi tertentu masih berada dalam batas yang diizinkan oleh standart. c) Untuk tujuan keperluan diagnosis Secara konseptual, pengolahan frekuensi domain dilakukan dengan mengkonversikan data time domain ke dalam frekuensi domain. Dalam praktiknya proses konversi ini dilakukan menggunakan proses FFT (Fast Fourier Transfer) atau Transformasi Fourier Cepat seperti terlihat pada gambar 2.20. Time Domain Frekuensi Domain F F T F F T Gambar 2.20 Hubungan Time Domain dengan Frekuesi Domain
  32. 32. 37 Data domain waktu merupakan respon total sinyal getaran, sehingga karakteristik masing-masing sinyal getarannya tidak terlihat jelas. Dengan bantuan konsep deret Fourier, maka sinyal getaran ini dapat dipilah-pilah menjadi komponen dalam bentuk sinyal sinus yang frekuensinya merupakan frekuensi-frekuensi dasar dan harmoniknya.

×