g. bab iii

Download G. BAB III

Post on 13-Oct-2015

25 views

Category:

Documents

12 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

BAB 3TINJAUAN PUSTAKA

3.1. Vibrasi Secara visual vibrasi merupakan gerakan bolak balik dari suatu mesin yang dapat dirasakan dengan tangan atau oleh seluruh tubuh kita yang biasa dikenal sebagai getaran. Dalam proses industri banyak dijumpai adanya bermacam bentuk serta ukuran mesin, yang selain kerjanya rumit juga bernilai mahal. Kerusakan yang terjadi secara mendadak dari mesin-mesin yang sedang dioperasikan akan berakibat terhentinya proses produksi, terbuangnya jam kerja karyawan serta pengeluaran biaya perbaikan yang mahal. Untuk mengatasi masalah masalah tersebut diperlukan usaha perawatan serta mengetahui kondisi-kondisi dan batas dari mesin yang dioperasikan, sehingga tindakan penyelamatan dapat cepat diambil jika kondisi batas tersebut dicapai dan kerusakan lebih parah dapat dihindari [1].Sifat-sifat getaran yang ditimbulkan pada suatu mesin dapat menggambarkan kondisi gerakan-gerakan yang tidak diinginkan pada komponen-komponen mesin, sehingga pengukuran dan analisa getaran dapat dipergunakan untuk mendiagnosa kondisi suatu mesin, sebagai contoh adanya roda gigi yang telah aus akan menimbulkan getaran dengan amplitudo yang tinggi pada frekuensi. Adanya unbalance (ketidakseimbangan) putaran akan menimbulkan getaran dengan level tinggi pada frekuensi yang sama dengan rpm poros itu sendiri. Sejak tahun-tahun terakhir ini, teknologi pengukuran getaran telah berkembang dengan pesat dan bisa dipakai untuk menyelidiki dan memonitor kondisi mesin-mesin modern yang mempunyai putaran tinggi. Dengan teknik ini suatu mesin yang berputar dapat dimonitor pada posisi tertentu untuk mengetahui kondisinya, tujuan utamanya adalah untuk mengamankan mesin dan memprediksi kerusakan yang akan mungkin terjadi [2].Getaran mesin (Mechanical Vibration) juga diartikan sebagai gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Kesetimbangan disini maksudnya adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran biasa terjadi saat mesin atau alat dijalankan dengan motor, hal ini mempunyai pengaruh yang bersifat mekanis. Oleh karena itu getaran banyak dipergunakan untuk menganalisis mesin-mesin baik dari gerak rotasi atau translasi. Yang paling dominan dalam getaran permesinan adalah getaran yang disebabkan oleh eksitasi getaran yang berasal dari mesin tersebut, yang menyangkut diantaranya:1. Kondisi yang tak seimbang (unbalance) baik yang statis maupun yang dinamis pada mesin tersebut.2. Crash atau cacat yang terjadi pada elemen-elemen rotasi, misalnya bearing rusak, impeller macet, dan lain sebagainya. 3. Ketidaksempurnaan bagian/fungsi dari mesin tersebut yang bisa disebabkan oleh banyak faktor [3].Mesin yang ideal tidak akan bergetar karena energi yang diterimanya digunakan sepenuhnya untuk fungsi mesin itu sendiri. Dalam praktek mesin yang dirancang dengan baik, getaran relatif rendah namun untuk jangka pemakaian yang lama akan terjadi kenaikan level karena hal berikut:1. Keausan pada elemen mesin.2. Proses pemantapan pondasi (base plate) sedemikian rupa sehingga terjadi deformasi sehingga mengakibatkan misalignment pada poros.3. Perubahan perilaku dinamik pada mesin sehingga terjadi perubahan frekuensi.

3.1.1. Parameter Vibrasi Vibrasi atau getaran mempunyai tiga parameter yang dapat dijadikan tolak ukur yaitu:a. AmplitudoAmplitudo adalah ukuran atau besarnya sinyal vibrasi yang dihasilkan. Amplitudo dari sinyal vibrasi mengidentifikasikan besarnya gangguan yang terjadi. Makin tinggi amplitudo yang ditunjukkan menandakan makin besar gangguan yang terjadi, besarnya amplitudo bergantung pada tipe mesin yang ada. Pada mesin yang masih bagus dan baru, tingkat vibrasinya biasanya bersifat relatif. Amplitudo berubah seiring gaya yang diterima oleh mesin, baik gaya dari luar ataupun gaya dari dalam.b. FrekuensiFrekuensi adalah banyaknya periode getaran yang terjadi dalam satu putaran waktu. Besarnya frekuensi yang timbul pada saat terjadinya vibrasi dapat mengidentifikasikan jenis-jenis gangguan yang terjadi. Gangguan yang terjadi pada mesin sering menghasilkan frekuensi yang jelas atau menghasilkan contoh frekuensi yang dapat dijadikan sebagai bahan pengamatan. Dengan diketahuinya frekuensi pada saat mesin mengalami vibrasi, maka penelitian atau pengamatan secara akurat dapat dilakukan untuk mengetahui penyebab atau sumber dari permasalahan. Frekuensi biasanya ditunjukkan dalam bentuk Cycle per menit (CPM), yang biasanya disebut dengan istilah Hertz (dimana Hz = CPM). Biasanya singkatan yang digunakan untuk Hertz adalah Hz.c. Phase Vibrasi (Vibration Phase)Phase adalah penggambaran akhir dari pada karakteristik suatu getaran atau vibrasi yang terjadi pada suatu mesin. Phase adalah perpindahan atau perubahan posisi pada bagian-bagian yang bergetar secara relatif untuk menentukan titik referensi atau titik awal pada bagian lain yang bergetar. Phase vibration lebih mudah diamati jika sinyal getaran yang dikirimkan merupakan sinyal sinusoidal [1].3.1.2. Karakteristik VibrasiGetaran secara teknis didefinisikan sebagai gerak osilasi dari suatu objek terhadap posisi objek awal/diam, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1. gerakan massa dari posisi awal menuju atas dan bawah lalu kembali ke posisi semula, dan akan melanjutkan geraknya disebut sebagai satu siklus getar. Waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus disebut sebagai periode getaran. Jumlah siklus pada suatu selang waktu tertentu disebut sebagai frekuensi getaran. Karakteristik vibrasi dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.1 Sistem getaran sederhana

a. Frekuensi VibrasiGerakan periodik atau getaran selalu berhubungan dengan frekuensi yang menyatakan banyaknya gerakan bolak-balik (satu siklus penuh) tiap satuan waktu. Hubungan antara frekuensi dan periode suatu getaran dapat dinyatakan dengan persamaan (3.1). (3.1)dengan, f = frekuensi (Hz)T = periode (detik)Fekuensi lingkaran atau kecepatan sudut dapat dihitung dengan persamaan (3.2). (3.2)dengan, = kecepatan sudut (rad/s)f = frekuensi (Hz)T = periode (detik)

b. Perpindahan Vibrasi (Vibration Displacement)Jarak yang ditempuh dari suatu puncak ke puncak yang lainnya disebut dengan perpindahan dari pucak ke puncak atau yang disebut dengan peak to peak displacement. Perpindahan tersebut pada umumnya dinyatakan dalam satuan micron (m) atau mils.Tabel 3.1 Karakteristik dan satuan getaranKarakteristik GetaranSatuan

MetrikBritish

PerpindahanMicrons peak-to-peak(1 m = 0.001 mm)Mils peak-to-peak(0.001 in)

KecepatanMm/sin/s

PercepatanG(lg = 980 cm/s2)G(lg = 5386 in/s2)

FrekuensiCpm, cps, HzCpm, cps, Hz

Sumber: PT. PLN PerseroDisplacement juga diartikan sebagai jarak tempuh oleh gerakan bolak-balik (getaran) pada suatu periode waktu tertentu. Displacement juga dapat ditentukan dengan persamaan (3.3). Displacement = A Sin (2 f t) (3.3)dengan, Displacement = Perpindahan vibrasi (micron) A = Gap/jarak (micron) f = Frekuensi (Hertz) t = Waktu (detik)Untuk mempermudah biasanya jarak peak to peak dapat dilihat dari alat ukur displacement atau juga dapat menggunakan osiloskop [5]. c. Kecepatan Vibrasi (Vibration Velocity)Velocity merupakan kecepatan gerakan bolak-balik pada suatu periode waktu tertentu. Kecepatan ini selalu berubah sepanjang jarak yang ditempuhnya, dimana pada posisi positif maksimum dan negatif maksimum kecepatan adalah nol. Pada posisi gerakan melewati daerah netral kecepatan adalah maksimum. Karena getaran merupakan suatu gerakan, maka getaran tersebut pasti mempunyai kecepatan. Velocity = 2 f A cos (2 f t) (3.4)dengan,Velocity= Kecepatan vibrasi (mm/s)A= Gap/jarak (micron)f= Frekuensi gerakan bolak-balik (Hertz)t= Waktu (detik)Dalam pengukuran vibrasi hanya dapat mengukur kecepatan maksimum atau yang disebut dengan peak velocity. Kecepatan ini biasanya dalam satuan mm/det (peak). Karena kecepatan ini selalu berubah secara sinusoidal, maka seringkali digunakan pula satuan mm/sec (rms.Velocity juga diartikan sebagai indikator yang paling baik untuk mengetahui masalah vibrasi (contohnya unbalance, misalignment, mechanical looses, dan kerusakan bearing atau bearing defect) pada mesin berkecepatan sedang. Velocity adalah ukuran kecepatan suatu benda pada saat bergerak atau bergetar selama berisolasi. Kecepatan suatu benda adalah nol pada batas yang lebih tinggi atau lebih rendah, dimulai pada saat berhenti pada suatu titik sebelum berubah arah dan mulai untuk bergerak kearah berlawanan. Velocity dapat ditunjukkan dalam suatu inch per second (in/sec) atau millimeter per second (mm/sec) [5].3.1.3. Hubungan ketiga parameter vibrasiDalam kondisi suatu mesin yang sedang bervibrasi, ketiga parameter ini selalu ada dan tidak bisa berdiri sendiri-sendiri. Ketiganya mempunyai hubungan urutan diferensial mulai dari displacement, velocity, dan acceleration. Untuk besarnya nilai ataupun angka setiap vibrasi pada setiap pengujian dan pengukuran akan berbeda-beda sesuai dengan jenis karakteristik mesin serta frekuensi yang mempengaruhinya. Ketiga rumusan tersebut yaitu displacement, velocity, dan acceleration telah diuraikan diatas, dan jika digambarkan masing-masing adalah merupakan kurva sinusoidal seperti pada gambar berikut ini. Gambar 3.2 Hubungan parameter vibrasiFrekuensi juga dapat diartikan satu karakteristik dasar yang digunakan untuk mengukur dan menggambarkan getaran. Karakteristik lainnya yaitu perpindahan, kecepatan, dan percepatan. Setiap karakteristik ini menggambarkan tingkat getaran.

3.2. Sensor dan TransducerSensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi l