Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment

Jurnal Online

Januari 2016

Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment I KADEK DWI PERMANA PUTRA1, AHMAD TAUFIK2, ENCU SAEFUDIN1 1

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Bandung 2 PT. AT Solusi Email: [email protected] ABSTRAK

Teknik perawatan secara prediktif banyak diaplikasikan di dunia industri yang salah satunya adalah untuk rotating equipment. Teknik perawatan ini dapat mendeteksi jenis kerusakan pada suatu mesin tanpa menghentikan operasi mesin tersebut dengan cara analisis getaran melalui identifikasi terhadap sinyal getaran yang dihasilkan. Sinyal getaran tersebut diperoleh dengan melakukan pengukuran dengan alat ukur getaran. Setiap kerusakan mempunyai karakteristik getarannya sendiri. Salah satu kerusakan yang umum terjadi pada jenis rotating equipment berupa motor dan pompa adalah misalignment, kerusakan ini terjadi karena ketidaksumbuan poros yang dihubungkan dengan kopling antara motor dan pompa. Dalam Tugas Akhir ini akan dianalisis sinyal getaran yang dibangkitkan oleh misalignment melalui pengambilan data sinyal getaran pada arah aksial dan radial (vertikal dan horizontal) pada motor dan pompa. Dari hasil analisis sinyal getaran, dapat diketahui jenis dan besarnya tingkat getaran yang dibangkitkan dalam interval waktu oleh misalignment melalui perbandingan nilai getaran terhadap trending dan dengan standar yang berlaku memperlihatkan amplitudo tinggi pada motor aksial kondisi getaran zona C sebesar 6,32 mm/s, serta amplitudo tinggi pada pompa horizontal kondisi getaran zona B sebesar 2,72 mm/s, berdasarkan standar ISO 10816-3. Sinyal getaran pada motor dibangkitkan oleh jenis kerusakan kombinasi misalignment paralel dan sudut melalui spektrum 1x dan 2x rpm, serta mengakibatkan looseness bantalan secara keseluruhan melalui spektrum harmonik kelipatan 1x dan 1½x rpm. Kata Kunci: Perawatan, analisis getaran, sinyal getaran, poros, misalignment. ABSTRACT

Predictive maintenance techniques are widely applied in the industrial world, one of the others is for rotating equipment. This treatment technique can detect the type of damage to a machine without stopping operation of the machine by vibration analysis through the identification of vibration signals generated. The vibration signal is obtained by measuring with vibration measuring instrument. Any damage has its own vibration characteristics. One of damage that commonly occur in the type of rotating equipment such as motors and pumps are misalignment, this damage occurs because the centerline of the shaft is not connected to the coupling between the motor and the pump. In this final project will analyze the vibration signal generated by misalignment through collecting data of vibration signal in the direction of axial and radial (vertical and horizontal) on the motor and pump. From the analysis of vibration signals, can know the type and the level of vibration generated in the time interval by misalignment through a comparison of the value of the vibration by trending and with the applicable standards at the motor, show high amplitude in axial with vibration conditions zone

[Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment] - 1

Putra, dkk

C of 6,32 mm/s, as well as high amplitude on the horizontal pump vibration conditions zone B of 2,72 mm/s, based on standard ISO 10816-3. Signals generated by the vibration motor damage type combinations of parallel and angular misalignment through the spectrum 1x and 2x rpm, and the resulting overall bearing looseness trough harmonic spectrum multiples of 1x and 1½x rpm. Keywords: Maintenance, vibration analysis, vibration signal, shaft, misalignment.

1. PENDAHULUAN Revolusi industri yang dimulai pada akhir abad ke-18 sangat berpengaruh pada perkembangan dunia industri saat ini. Perkembangan tersebut diimbangi juga dengan teknik perawatannya. Teknik perawatan yang umum digunakan adalah berbasis waktu ( time base preventive maintenance). Perawatan ini berdasarkan manual book yang mengacu pada jam kerja pemakaian perlatan tersebut. Perawatan jenis ini dianggap tidak terlalu baik sehingga dilakukanlah pengembangan teknik perawatan yang lebih baik lagi sehingga mengusahakan peralatan berfungsi dengan baik, efisien, dan ekonomis. Proses perawatan (maintenance) ini dapat meminimalkan peralatan shut down secara tibatiba dan menghentikan proses produksi di suatu industri yang proses produksinya berlangsung secara terus-menerus. Teknik perawatan yang dikembangkan adalah berbasis pada pemantauan obyek ukur secara langsung atau lebih dikenal dengan predictive maintenance. Proses perawatan ini memerlukan diagnosa dan analisis terhadap obyek ukur. Ada beberapa media yang digunakan untuk memantau kondisi mesin, diantaranya adalah pengukuran sinyal getaran. Pengukuran sinyal getaran pada umumnya digunakan untuk memantau kondisi pada mesin berputar seperti motor dan pompa. Sinyal getaran yang ditunjukkan pada alat ukur getaran muncul akibat cacat atau kerusakan yang terjadi pada mesin tersebut. Diagnosa terhadap kerusakan ini dilakukan untuk proses perbaikan hingga jadwal shut down. Kerusakan umum yang terjadi pada motor dan pompa adalah ketidaksumbuan poros antara penggerak (driver) dengan yang digerakkan (driven) atau yang lebih dikenal dengan misalignment.

Misalignment terjadi pada poros yang dihubungkan oleh kopling. Adanya kerusakan ini

menyebabkan getaran yang berlebihan sehingga dapat menimbulkan kerusakan pada komponen-komponen mesin dan selanjutnya memperpendek umur mesin tersebut. Sinyal getaran yang ditimbulakan oleh misalignment memiliki karakteristik sendiri yang bisa dilihat pada spektrum getaran yang dihasilkan. Spektrum getaran dapat menunjukkan jenis misalignment yang terjadi, yaitu parallel misalignment atau angular misalignment dengan karaksteristiknya sendiri. Tentunya untuk spektrum getaran yang dihasilkan kemungkinan bukan hanya misalignment saja, karena dapat dipengaruhi oleh kerusakan lainnya, seperti unbalance, cavitation, bearing failure, mechanical looseness, dan sebagainya. Mengetahui sumber getaran dengan analisis spektrum getaran cukup sulit jika tidak mengetahui karakteristik getarannya. Pada Tugas Akhir ini akan dilakukan analisis sinyal getaran pada kasus misalignment di poros motor dan pompa dengan pengambilan data getarannya. Dari data getaran tersebut dianalisis kerusakan-kerusakan yang terjadi, sehingga dapat ditarik kesimpulan jenis dan besarnya getaran yang ditimbulkan oleh misalignment. [Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment] - 2

Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment

2. GETARAN Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar titik kesetimbangan. Kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran merupakan fenomena yang umum terjadi pada struktur mesin. Setiap struktur mesin yang memiliki massa dan kekakuan merupakan sistem getaran. Kebanyakan mesin dan struktur rekayasa mengalami getaran sampai derajat tertentu dan rancangannya biasanya memerlukan pertimbangan sifat osilasinya. 2.1 Analisis Getaran Analisis getaran digunakan untuk menentukan operasi dan kondisi mekanik suatu peralatan. Keuntungan utamanya adalah bahwa analisis getaran dapat mengidentifikasikan perkembangan kerusakan sebelum menjadi kerusakan yang serius dan menyebabkan downtime tidak terjadwal. Hal ini dapat dicapai dengan melakukan permantauan rutin pada getaran mesin dengan baik secara terus-menerus atau sesuai jadwal. Semua rotating equipment menghasilkan getaran yang merupakan fungsi dari dinamika mesin, seperti sesumbunya dan keseimbangan dari bagian-bagian yang berputar. Mengukur amplitudo getaran pada frekuensi tertentu dapat memberikan informasi berharga tentang kesumbuan dan keseimbangan poros, kondisi bantalan atau roda gigi, dan efek mesin karena resonansi dari casing, pipa dan struktur lainnya. Pengukuran getaran adalah metode efektif untuk memantau kondisi mesin selama start-up, shutdown dan operasi normal. Analisis getaran digunakan terutama pada rotating equipment seperti turbin gas dan uap, pompa, motor, kompresor, gearbox, dan lain-lain. Proses analisis getaran memerlukan pengumpulan data mesin yang kompleks yang kemudian harus diuraikan. Berbeda dengan kurva getaran teoritis sederhana, profil untuk suatu peralatan sangat kompleks. Hal ini benar, karena biasanya ada banyak sumber getaran. Masing-masing sumber menghasilkan kurva sendiri, tetapi pada dasarnya ditambahkan dan ditampilkan sebagai profil campuran. Profil ini dapat ditampilkan dalam dua format, yaitu time domain dan frequency domain.

Time domain berguna untuk analisis keseluruhan (overall analysis) mesin untuk mempelajari perubahan kondisi operasi mesin. Namun data domain waktu sulit untuk digunakan karena semua data getaran pada jenis plot ini ditambahkan untuk mewakili perpindahan total pada setiap waktu, sulit untuk menentukan kontribusi dari sumber getaran tertentu.


Putra, dkk

Gambar 1. Contoh profil getaran time domain (R. Ketith Mobley, 1999)

Data domain frekuensi yang diperoleh dengan mengkonversi data domain waktu menggunakan matematika teknik yang disebut sebagai Fast Fourier Transform (FFT). FFT memungkinkan setiap komponen getaran spektrum mesin yang kompleks untuk ditampilkan sebagai pembentukan puncak frekuensi. Menentukan frekuensi ini adalah langkah awal dalam menganalisis kondisi operasi mesin.

Gambar 2. Jenis getaran frequency domain (R. Ketith Mobley, 1999)

2.2 Pengukuran Getaran Sebuah alat ukur getaran (vibration meter) adalah alat yang murah dan pengunaannya sederhana dibandingkan dengan peralatan jenis lain. Operator pabrik dan teknisi getaran membawa alat ini sesuai jadwal rutin mereka. Ketika kontak dengan mesin, alat ini memberikan tampilan tingkat getaran (analog atau digital). Hasilnya memberikan informasi secara cepat yang dapat digunakan untuk menentukan apakah tingkat getaran keseluruhan normal atau tidak. Alat ini biasanya menggunakan baterai dan accelerometer untuk sensornya yang memiliki kriteria alat kecil, ringan, dan kokoh untuk digunakan sehari-hari dengan bentuk sesuai Gambar 3. Alat ini dapat memberikan informasi data sebagai berikut:



1. 2. 3. 4.

Acceleration (pk) (g) Velocity (pk-rms) (mm/s atau in./s) Displacement (pk-pk) (mikron atau mil) Bearing condition (gSE, dB dan lainnya).

Gambar 3. Alat ukur getaran (http://www.pruftechnik.com)

Karena keterbatasan jenis pengukuran yang dapat dilakukan dan alat ini juga tidak memiliki kemampuan penyimpanan data, maka dikembangkanlah alat ukur dan analisis getaran dalam bentuk portabel (vibration analyzer) yang dapat memberikan informasi dari setiap karakteristik getaran dengan harga yang lebih mahal dan butuh keahlian khusus dalam penggunaanya. Kelebihan dari pengembangan alat ini adalah: 1. Dapat mengumpulkan, merekam dan memperlihatkan data getaran seperti spektrum FFT, plot trend keseluruhan dan bentuk gelombang domain waktu. 2. Menyediakan koleksi data yang teratur. 3. Memberikan laporan hasil pengukuran yang melewati ambang batas secara otomatis. 4. Dapat melakukan analisis getaran di lapangan.

Gambar 4. Alat analisis getaran (http://www.wavecom.com.au)

Alat ukur dan analisis data dapat mengumpulkan dan menyimpan hanya dengan jumlah data yang terbatas. Oleh karena itu, data harus di unduh ke komputer untuk dibandingkan dan


Putra, dkk

melihat trend. Untuk melakukan tugas berupa pengumpulan, pengelolaan dan analisisis data mesin diperlukan sebuah paket perangkat lunak. Program manajemen data ini untuk perawatan mesin berupa data getaran dan membuat perbandingan antara pengukuran saat ini, pengukuran sebelumnya dan telah ditetapkan batas alarm. Pengukuran yang ditransfer ke perangkat lunak analisis getaran, diselidiki secara cepat untuk penyimpangan dari kondisi normal. Tingkat getaran keseluruhan, FFT, bentuk gelombang dan parameter lainnya yang dihasilkan digunakan untuk membantu menganalisis perubahan getarannya.

Gambar 5. Perangkat lunak manajemen data (http://www.lamikappa.cz)

2.3 Fenomena Misalignment Dua poros yang disambung dengan kopling dapat terjadi keadaan tidak sesumbu antara kedua poros tersebut, keadaan seperti ini dinamakan misalignment. Dalam misalignment sama seperti unbalance, merupakan penyebab utama dari getaran mesin. Beberapa mesin telah dilengkapi dengan bantalan dan kopling fleksibel yang dapat menghasilkan sedikit misalignment. Meskipun seperti itu, tidak jarang muncul getaran yang tinggi karena misalignment.

Gambar 6. Misalignment paralel (http://www.flowcontrolnetwork.com)



Misalignment paralel sering juga disebut dengan offset misalignment. Jika sumbu kedua buah poros yang dihubungkan oleh kopling sejajar namun tidak berada pada satu garis lurus, maka kondisi seperti ini disebut sebagai misalignment paralel.

Misalignment paralel seperti pada Gambar 6 menghasilkan dua hits per siklus dan oleh karena itu dominan 2x rpm getaran dalam arah radial. Misalignment paralel memiliki sejenis gejala getaran dibandingkan misalignment sudut, tetapi menunjukkan getaran tinggi secara radial yang mendekati perbedaan fase sebesar 180° di kopling. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, misalignment paralel murni sangat jarang, dan umumnya diamati hubungannya dengan misalignment sudut. Dengan demikian, dilihat kedua puncak 1x dan 2x. Ketika misalignment paralel dominan, 2x sering lebih besar dari 1x, tetapi amplitudo relatif terhadap 1x sering dikaitkan dengan jenis kopling dan konstruksinya. Jika sumbu kedua buah poros yang dihubungkan oleh kopling tidak sejajar dan membentuk sudut, maka kondisi seperti ini disebut sebagai misalignment sudut. Kondisi misalignment sudut dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Misalignment sudut (http://www.flowcontrolnetwork.com)

Misalignment sudut jarang terlihat hanya pada puncak 1x rpm. Biasanya akan terlihat tinggi

pada getaran aksial antara 1x dan 2x rpm. Namun hal ini tidak selalu pada 1x, 2x atau 3x untuk mendominasi. 2.4 Penyebab dan Dampak Misalignment Ada beberapa penyebab terjadinya misalignment, diantaranya adalah: 1. Defkeksi yang terjadi pada poros. 2. Kesalahan pemilihan kopling untuk menghubungkan dua buah poros. 3. Kesalahan karena adanya perubahan dudukan mesin yang satu (misal: settlement pondasi) relatif terhadap pasangannya. Defleksi yang terjadi pada poros dapat menghasilkan misalignment terhadap sumbu putarnya. Defleksi pada poros ini dapat disebabkan oleh berbagai hal, antara lain: 1. Dimensi poros yang terlalu panjang sehingga adanya bending akibat massa dari poros tersebut. 2. Letak bearing yang tidak tepat, misalnya bearing tidak diletakkan di dekat konsentrasi beban yang besar. 3. Terjadi kesalahan pada waktu pemasangan kembali komponen mesin setelah diperbaiki. 4. Pergeseran bantalan atau landasan akibat getaran yang besar. 5. Pemuaian material akibat perubahan temperatur yang disebabkan oleh adanya gesekan pada bantalan. [Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment] - 7

Putra, dkk

Misalignment yang terjadi dapat mengakibatkan beberapa dampak negatif. Dampak negatif

yang ditimbulkan oleh misalignment antara lain adalah: 1. Getaran yang dibangkitkan bertambah besar dan dapat menimbulkan kebisingan (noise). 2. Terjadinya beban fatik pada poros yang disebabkan oleh tegangan dinamik yang terjadi. Keadaan ini dapat menyebabkan patah pada poros. Tegangan dinamik tersebut timbul karena adanya beban bending dan torsi. 3. Adanya konsentrasi tegangan yang besar bekerja pada bearing, sehingga dapat menurunkan umur pakai bearing. 4. Mempercepat terjadinya keausan pada seal. 5. Konsumsi energi makin tinggi dan terjadi penurunan performansi mesin kerena tidak semua torsi diteruskan. 6. Dapat meningkatkan sampai 50% breakdown pada rotating machines, sehingga meningkatkan biaya dalam perawatan (maintenance). 2.5 Standar Pengukuran Getaran Nilai efektif kecepatan getaran digunakan untuk menilai kondisi mesin. Nilai ini dapat ditentukan oleh hampir semua pengukuran perangkat getaran konvensional. Standar yang digunakan untuk pengukuran getaran antara lain ASTM D3580-95 (Standard Test Methods for Vibration), ANSI S3.40 (Mechanical Vibration and Shock), DIN 31692-3 (Vibration Monitoring) dan ISO 10816-3 dengan perincian sebagai berikut:

Gambar 8. ISO 10816-3 Virbation (Erwen Matianis, 2012)

Zona A: Zona B:

Hijau, vibrasi dari mesin sangat baik dan dibawah vibrasi yang diizinkan. Kuning, vibrasi dari mesin baik dan dapat dioperasikan karena masih dalam batas yang diizinkan. Zona C: Jingga, 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.



3. METODOLOGI PENELITIAN Secara umum metodologi yang dilakukan dalam rangka memperoleh data-data dan informasi yang diperlukan adalah: studi literatur, wawancara, dan observasi. Namun, untuk mandapatkan hasil dari data-data tersebut dijelaskan lebih spesifik oleh diagram alir pada Gambar 9.

Gambar 9. Diagram Alir Penelitian

3.1 Waktu dan Tempat Kegiatan pengambilan data langsung kelapangan dilakukan selama dua hari (Kamis dan Jumat) pada tanggal 19 dan 20 November 2015. Tempat pelaksanaan penelitian yaitu di PT. Pertamina (Persero) RU VI Balongan, Indramayu.


Putra, dkk

3.2 Spesifikasi Bahan Penelitian Dalam penelitian ini, objek penelitian adalah pompa setrifugal dengan motor listrik yang dihubungkan melalui poros serta kopling.

Gambar 10. Pompa Sentrifugal dan Motor Listrik Tabel 1. Data spesifikasi motor dan pompa

Data Motor

Data Pompa

Tag. No

: 055-A-101P2B

Tag. No

: 055-A-101P2B

Type

: Electric Motor

Type

: Centrifugal Pump

Voltage

: 400 V / 50 Hz / 3 Phase

Voltage

: 400 V / 50 Hz / 3 Phase

Power

: 30 KW

Power

: 30 KW

Speed

: 2940 RPM

Speed

: 2940 RPM

Bearing

: 6312ZZC3

Bearing

: 6309 C3

6311ZZC3

3309 C3

Coupling : flexible disc type spacer

Coupling : flexible disc type spacer

(rubber)

(rubber)

Alat ukur pada penelitian dengan layar yang lebih besar dan penggunaan yang lebih mudah. Alat ukur tersebut adalah Vibxpert II seperti pada Gambar 11. Selain mengukur getaran, alat tersebut juga dapat digunakan untuk mengukur putaran poros. Pengaturan alat ini dilakukan pada saat akan melakukan pengukuran sinyal vibrasi dan berpedoman pada buku manual pengoperasian alat.



Gambar 11. Vibration Analyzer Vibxpert II.

Kriteria mesin sesuai standar ISO 10816-3 terletak pada Grup 3, yaitu pompa pondasi rigid dengan penggerak eksternal yang mempunyai daya lebih dari 15 kW dalam zona hijau maksimal pada 2,3 mm/s, zona kuning ditambah jingga adalah 7,1 mm/s. 4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN Pembahasan yang dilakukan berisi mengenai data-data getaran dan analisis yang dilakukan pada motor dan pompa. 4.1 Data Penelitian Tanggal 11/08/2015 dari pengukuran getaran terjadi kenaikan amplitudo secara signifikan sampai pada batas danger high 7,90 mm/s. Hasil pengukuran merujuk pada proses shutdown pompa untuk dilakukan penggantian teflon dengan suku cadang asli, yaitu dengan material rubber. Permasalahan yang terjadi pada material teflon dapat ditunjukkan pada Gambar 12.

Gambar 12. Kondisi koping saat shutdown.

Pada gambar terlihat serpihan-serpihan teflon berwarna hitam di bawah kopling dan sekaligus menunjukkan kerusakan yang terjadi pada teflon selama pengoperasian pompa yang mengakibatkan amplitudo getaran tinggi.


Putra, dkk

v [mm/s] 055-A-101 P2B\Mo to r\IB Axia l\1128 Ov e ra ll v e lo c ity .v ib 9

(11/08/2015 14:11:38 / 7,90) D

8 7 6 5 4 3

(28/10/2015 8:37:40 / 1,44)

2

M

1 0 15/10/2014

10/12/2014

04/02/2015

01/04/2015

27/05/2015

22/07/2015

16/09/2015

Gambar 13. Overall velocity IB aksial motor.

11/11/2015 date

v [mm/s] 055-A-101 P2B\Po mp a \IB H o rizo nta l\1128 Ov e ra ll v e lo c ity .v ib 8,0 7,5 7,0 6,5

(28/07/2015 8:51:57 / 5,59)

6,0

D

5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5

(28/10/2015 8:39:28 / 0,82)

1,0

M

0,5 0,0 02/07/2014

03/09/2014

05/11/2014

07/01/2015

11/03/2015

13/05/2015

15/07/2015

Gambar 14. Overall velocity IB horizontal pompa.

16/09/2015

date

Terjadi kenaikan amplitudo secara signifikan sebanyak dua kali dengan amplitudo tertinggi pada motor dengan referensi arah aksial tercatat tanggal 11/08/2015, sedangkan pada pompa diambil referensi pada arah horizontal dengan amplitudo tertinggi pada tanggal 28/07/2015. 4.2 Analisis Spektrum Getaran Gambar 15a dan Gambar 15b secara umum menunjukkan amplitudo spektrum dominan 1x dan 2x rpm, khususnya pada arah vertikal amplitudo spektrum pada 3x dan 4x rpm juga tinggi dengan amplitudo tertinggi pada 2x rpm arah horizontal dan vertikal sebesar 3,24 mm/s (ISO 10816-3/B) dan 2,56 mm/s (ISO 10816-3/B). Amplitudo spektrum 1x rpm yang muncul dapat menjadi pembanding untuk amplitudo 2x rpm. Perlu dilakukan perbandingan untuk 2x rpm harus 1/3 dari 1x rpm atau lebih supaya dapat terindikasi misalignment. Dari masing-masing arah horizontal dan vertikal 1x rpm sebesar 2,11 mm/s dan 2,04 mm/s, untuk 2x rpm tidak lagi 1/3, tetapi sudah melebihi besarnya amplitudo 1x rpm. Getaran pada arah horizontal secara jelas menunjukkan motor mengalami misalignment dan terdapat looseness bantalan dengan adanya harmonik pada frekuensi berikutnya dan juga noise floor. Sedangkan dalam arah vertikal, selain misalignment, kemungkinan besar [Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment] - 12


cenderung memperlihatkan kasus looseness bantalan yang terjadi pada motor dengan tingginya amplitudo pada 3x dan 4x rpm juga terlihat noise floor dari frekuensi 2x rpm dan untuk misalignment tingginya spektrum pada 3x dan 4x dapat diakibatkan oleh jenis kopling dan kerusakan pada kopling itu sendiri. v rms [mm/s] 055-A-101 P2B\Mo to r\IB H o rizo nta l\1129 Ma c h.s p e c tr.v e l 11/08/2015 14:13:00 6,0 RPM : 3000 (50,00Hz) M(x) : 3002,50 cpm (1,00 Orders) 5,5 M(y) : 2,11 mm/s D(x) : 6005,00 cpm (2,00 Orders) 5,0 D(y) : 3,24 mm/s 4,5 4,0 3,5

D

3,0

(6060,00 / 2,21)

2,5

M

2,0 1,5 4

1,0 3

0,5 0,0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000 f [cpm]

v rms [mm/s] 055-A-101 P2B\Mo to r\IB Ve rtic a l\1129 Ma c h.s p e c tr.v e l 11/08/2015 14:13:34 4,5 RPM : 3000 (50,00Hz) M(x) : 3002,50 cpm (1,00 Orders) 4,0 M(y) : 2,04 mm/s D(x) : 6005,00 cpm (2,00 Orders) D(y) : 2,56 mm/s 3,5 3,0 D

2,5

3

M

2,0

4

1,5 1,0 0,5 5

0,0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000 f [cpm]

Gambar 15. Domain frekuensi motor IB 11/08/2015: (a) horizontal (b) vertikal.

Gambar 16 menunjukkan pengukuran arah aksial. Amplitudo aksial sangat tinggi pada 2x rpm sebesar 6,32 mm/s (ISO 10816-3/C) yang berbeda dengan amplitudo maksimal yang ditunjukkan oleh overall velocity dengan besar amplitudo hingga 7,90 mm/s. Hal tersebut terjadi karena pengaruh dari waktu pengambilan data yang berbeda, sehingga besar amplitudo pun tidak dapat sama persis antara kedua jenis data teresebut. Dibandingkan dengan arah radial dengan amplitudo tinggi sebesar 3,24 mm/s, arah aksial bahkan dua kali lebih besar. Dengan perbandingan tersebut, dapat mengindikasikan permasalahan yang terjadi adalah misalignment sudut, tetapi dengan sangat tingginya 2x rpm pada arah aksial sangat mungkin didukung oleh kasus lain yang salah satunya adalah looseness bantalan pengaruh dari radial.


Putra, dkk

v rms [mm/s] 055-A-101 P2B\Mo to r\IB Axia l\1129 Ma c h.s p e c tr.v e l 11/08/2015 14:11:55 7,0 RPM : 3000 (50,00Hz) D M(x) : 3002,50 cpm (1,00 Orders) 6,5 M(y) : 1,49 mm/s 6,0 D(x) : 6005,00 cpm (2,00 Orders) D(y) : 6,32 mm/s 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 M

1,5

3

(6060,00 / 0,91)

4

1,0 0,5

5

0,0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000 f [cpm]

Gambar 16. Domain frekuensi motor IB 11/08/2015 aksial.

Gambar 17a dan 17b menunjukkan amplitudo berurutan pada 1x sampai 3x rpm yang sama dengan kasus misalignment tetapi secara acak terjadi pada 4x rpm dan seterusnya pada frekuensi tinggi pada arah horizontal amplitudo sebesar 2,72 mm/s (ISO 10816-3/B) dan vertikal sebesar 2,22 mm/s (ISO 10816-3/A). Kemungkinan kasus misalignment dapat mempengaruhi getaran pada pompa, tetapi pengaruh misalignment lebih jelas terlihat dampaknya terhadap looseness bantalan dengan kondisi harmonik yang sangat banyak dan amplitudo yang besar terjadi pada frekuensi tinggi. v rms [mm/s] 055-A-101 P2B\Po mp a \IB H o rizo nta l\1129 Ma c h.s p e c tr.v e l 28/07/2015 8:52:10 4,0 RPM : 3000 (50,00Hz) M(x) : 3001,88 cpm (1,00 Orders) M(y) : 1,83 mm/s 3,5 D(x) : 12007,50 cpm (4,00 Orders) D(y) : 2,72 mm/s 3,0 D 5 2,5 2,0

M 2

1,5 1,0

3

0,5 0,0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

v rms [mm/s] 055-A-101 P2B\Po mp a \IB Ve rtic a l\1129 Ma c h.s p e c tr.v e l 28/07/2015 8:52:43 2,4

24000 f [cpm]

D

2,2 RPM : 3000 (50,00Hz) M(x) : 3002,50 cpm (1,00 Orders) M(y) : 0,80 mm/s D(x) : 21017,50 cpm (7,01 Orders) D(y) : 2,22 mm/s

2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0

4

M

0,8

5

0,6 0,4

2

0,2

6

3

0,0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000 f [cpm]

Gambar 17. Domain frekuensi pompa IB 28/07/2015: (a) horizontal (b) vertikal.



Gambar 18 menunjukkan pengukuran arah aksial sebesar 1,27 mm/s (ISO 10816-3/A) pada 1x rpm. Tidak berbeda jauh dengan arah radial, untuk arah aksial penurunan amplitudo terjadi dari 1x sampai 3x rpm sedangkan untuk 4x rpm ke frekuensi berikutnya, amplitudo yang diperlihatkan besarnya acak. Looseness bantalan yang terjadi pada arah aksial tidak berdampak banyak di arah aksial karena kondisi getaran paling maksimum di arah aksial masih pada getaran dengan kondisi mesin sangat baik sesuai standar ISO yang artinya pada looseness bantalan terjadi pada kondisi radial yang lebih cenderung pada arah horizontal. v rms [mm/s] 055-A-101 P2B\Po mp a \OB Axia l\1129 Ma c h.s p e c tr.v e l 28/07/2015 8:53:14 1,8 RPM : 3000 (50,00Hz) M(x) : 3002,14 cpm (1,00 Orders) M(y) : 1,27 mm/s D(x) : 24017,14 cpm (8,01 Orders) D(y) : 0,49 mm/s

1,6 1,4 M 1,2 1,0

4

0,8 7

5

2

0,6

D

6

0,4 3

0,2 0,0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

Gambar 17. Domain frekuensi pompa IB 28/07/2015 aksial.

24000 f [cpm]

5. KESIMPULAN Dari hasil analisis terhadap domain frekuensi terhadap kondisi poros yang terhubung oleh kopling pada motor dan pompa dengan nomor 055-A-101-P2B pada amplitudo-amplitudo tertinggi dan kondisi normalnya, beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah: 1. Getaran motor secara keseluruhan menunjukkan adanya kombinasi kerusakan misalignment paralel dan sudut. Akan tetapi pengaruh misalignent sudut sangat besar melalui hasil pengukuran arah aksial dan juga didukung oleh kerusakan berupa looseness bantalan melalui arah radial. 2. Getaran pompa secara keseleruhan menunjukkan pengaruh dari misalignment kecil dan cenderung kerusakan yang lebih dominan mempengaruhi tingginya getaran adalah looseness bantalan karena terjadinya getaran secara harmonik dan acak hingga frekuensi tinggi pada arah radial maupun aksial. 3. Kondisi amplitudo getaran sesuai standar ISO 10816-3 sesuai dengan warna zona getarannya adalah sebagai berikut:


Putra, dkk

Tabel 2. Amplitudo getaran pada motor dan pompa. Mesin

Motor

Pompa

Horizontal

Vertikal

Aksial

(mm/s)

(mm/s)

(mm/s)

19/03/2015

5,09

2,27

5,02

16/04/2015

5,18

3,64

3,42

11/08/2015

3,24

2,56

6,32

28/10/2015

1,49

0,73

0,73

28/07/2015

2,72

2,22

1,27

11/08/2015

2,35

1,59

1,50

29/10/2015

0,02

0,03

0,18

Tanggal

DAFTAR PUSTAKA Mobley, R. K. 1999. Vibration Fundamentals. United State of America: ButterworthHeinemann. Girdhar, P. 2004. Practical Machinery Vibration Analysis and Predictive Maintenance . Netherlands: IDC Technologies. Harris, Cyril M. dan Allan G. Piersol. 2002. Harris’ Shock and Vibration Handbook. Fifth Edition. New York: McGraw Hill. McMillan, Robert B. 2004. Rotating Machinery: Practical Solutions to Unbalance and Misalignment. United State of America: The Fairmont Pres, Inc. De Silva, Clarence W. 2005. Vibration and Shock Handbook. United State of America: Taylor & Francis Group. Mobius Institute. 1999-2010. “Vibration Training Course Book Category 1”. Supandi. 1990. Manajeman Perawatan Industri. Bandung: Ganeca Exact. Daryus, Asyari. 2007. Diktat Kuliah Manajemen Pemeliharaan Mesin. Jurusan Tenik Mesin. Fakultas Teknik. Universitas Darma Persada. Jakarta. Auli, Dedi. 2010. “Kelainan Gejala Getaran Sistem Dinamika Rotor Menggunakan Perangkat Lunak AnsysTM”. Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara. Institut Teknologi Bandung. Bandung. Napitupulu, Gerry M. 2009. “Ciri Respon Getaran Arah Horizontal Kasus Misalignment Poros Kopling Tetap yang Balance”. Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara. Institut Teknologi Bandung. Bandung. Matianis, Erwen. 2012. “Analisa Getaran pada Poros Pompa Sentrifugal Sistem Penyambung Kopling Sabuk untuk Monitoring Kondisi”. Program Magister. Teknik Mesin. Universitas Sumatera Utara. Medan. Lasmaria, Novianti. 2011. “Pengukuran Cepat Kerataan Jalan Raya dengan Menggunakan Mems Accelerometer Sensor”. Departemen Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara. Medan. Manajemen Perawatan, tersedia di: http://indonesianengineers.blogspot.co.id, diakses pada Minggu, 15 November 2015 pukul 10.19 WIB. Getaran Massa, tersedia di: http://hadibudi.blogspot.co.id, diakses pada Minggu, 15 November 2015 pukul 12.44 WIB. Pompa, tersedia di: http://beatifulminders.blogspot.co.id, diakses pada Minggu, 29 November 2015 pukul 17.52 WIB.


Analisis Getaran Poros pada Motor dan Pompa yang Mengalami Misalignment

Recommend Documents