TUGAS AKHIR
BAB II TINJAUAN PUSTAKA PUSTAKA
2.1
Pengertian Getaran
Getara Getaran n adalah adalah gerakan gerakan bolak-b bolak-bali alik k dalam dalam suatu suatu interv interval al waktu waktu terten tertentu. tu. Getaran berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan dengan gerak tersebut. Semua benda yang memunyai massa dan elastisitas mamu bergetar! "adi kebanyakan mesin dan struktur rekayasa #engineering $ mengal mengalami ami getara getaran n samai dera"at tertentu dan ran%angannya biasanya memerlukan ertimbangan si&at osilasinya.
2.2
Getaran Bebas
Getaran bebas ter"adi "ika sistem berosilasi karena beker"anya gaya yang ada dalam sistem itu sendiri #inherent$! dan "ika ada gaya luar yang beker"a. Sistem yang bergetar bebas akan bergerak ada satu atau lebih &rekuensi naturalnya! yang meru merua aka kan n si&a si&att sist sistem em dina dinam mika ika yang yang dibe dibent ntuk uk oleh oleh dist distri ribu busi si mass massaa dan dan kekuatannya. Semua sistem yang memiliki massa dan elastisitas daat mengalami getaran bebas atau getaran yang ter"adi tana rangsangan luar.
Gambar 2.1 Gra&ik Simangan Terhada 'aktu T(K)IK *(SI)
5
TUGAS AKHIR
2.2.1 2.2.1
Getar Ge taran an Beba Bebass Ta Tanp npa a Pered Peredama aman n
Getaran bebas ter"adi akibat adanya gaya yang beker"a dalam sistem itu sendiri dan mengakibatkan berisolasi serta tidak ada gaya luar yang beker"a.Sistem yang bergetar bebas akan bergerak ada satu atau lebih &rekuensi naturalnya! yang meru merua aka kan n si&a si&att sist sistem em dinam dinamik ikaa yang yang dibe dibent ntuk uk oleh oleh dist distri ribu busi si mass massaa dan dan kekuatannya.Semua sistem yang memilki massa dan elastisitas daat mengalami getaran bebas atau getaran yang ter"adi tana rangsangan luar.Hukum )ewton kedua adalah dasar ertama untuk meneliti gerak sistem.
Gambar 2.2 +iagram ,enda ,ebas Sistem *assa egas
Seerti Seerti yang yang ditun" ditun"ukka ukkan n gambar gambar diatas diatas!! eruba erubahan han bentuk bentuk egas egas ada ada osisi kesetimbangan statik adalah ! dan gaya egas k adaah sama dengan gaya ga ya gravitasi w yang beker"a ada massa m. k ∆ =w =m . g
+engan mengukur simangan / dari kesetimbangan statik! maka gaya-gaya yang beker"a ada m adalah k# 0 /$ dan w.dengan / diilih ositi& dalam arah ke
T(K)IK *(SI)
6
TUGAS AKHIR
bawah! semua besaran be saran berua gaya! ke%eatan! dan er%eatan "uga ositi& dalam arah ke bawah. ,ilamana hukum )ewton kedua untuk gerak di terakan ada massa m sebagai berikut1 Ʃ2
3 m.a
Ʃ2
34
w - k 3 4 w 3 k ..................... ers. ers. #5$
Ʃ2
3 m.a
w 6 k # 0 /$ 3 mx w 6 k 6 k/ 3 mx w 6 w 6 k/ 3 mx mx 0 k/ 3 4 ...... ......... ....... ....... ... ers ers.. #7$
+imana 1 / 3 A sin 8t 0 , %os 8t 3
A8 %os 8t 6 , w sin 8t
x 3
-A89 sin 8t 6 , 89 %os 8t
*aka 1 mx 0 k/ 3 4 m #-A89 sin 8t 6 , 89 %os 8t$ 0 k/ 3 4 m #-89$ #A sin 8t 0 , %os 8t$ 0 k/ 3 4
/ -m89 / 0 k/ 3 4 #-m89 0 k $ / 3 4
T(K)IK *(SI)
7
TUGAS AKHIR
Getaran ter"adi! "ika / ≠ 4.:leh karena itu #k-m89$ 3 4 dan akibatnya -m89 0 k 3 4 k 3 m89 89 3
k m ω=
2.2.2 2.2.2
√
k m
(
rad ) s
Getar Ge taran an Beb Bebas as Deng Dengan an Per Pered edama aman n
Gambar 2.3 Getaran ,ebas +engan eredaman
Koordinat bebas #independent #independent coordinates$ coordinates$ dierlukan untuk menetakan susunan atau osisi sistem ada setia saat! yang berhubungan dengan "umlah dera"a dera"att kebebas kebebasan an #degre degreee of freed freedom om$. $.+er +era"a a"att kebebas kebebasan an #degre #degreee o& &redom &redom$$ adalah "umlah koordinat indeenden yang dibutuhkan untuk menentukan osisi atau gerak se%ara lengka bagian ba gian dari sistem. Getaran tana redaman atau undumped vibration adalah getaran yang tidak ada energi yang hilang atau disera #didisiasi$ oleh gesekan atau tahanan yang lain selama osilasi. ;ika ada energi yang hilang atau disera maka getaran yang ter"adi dinamakan getaran teredam atau damped vibration. T(K)IK *(SI)
8
TUGAS AKHIR
Sistem yang bergetar mengalami redaman samai dera"at tertentu karena energi didisiasi oleh gesekan dan tahanan lain. ;ika redaman itu ke%il! maka engaruhnya sangat ke%il ada &rekuensi natural sistem dan hitungan &rekuensi natura naturall biasany biasanyaa dilaks dilaksana anakan kan atas atas dasar dasar tidak tidak ada redama redaman. n. Redaman Redaman sangat sangat enting untuk membatasi amlitudo osilasi waktu resonasi. ,ila eredaman dierhitungkan! berarti gaya eredam "uga berlaku ada massa selain gaya yang disebabkan oleh eregangan egas.,ila bergerak dalam &luida &luida benda akan mendaatkan mendaatkan eredaman karena kekentalan kekentalan &luida.Gaya &luida.Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan ke%eatan benda. Konstanta akibat kekentalan #viskositas$ % ini dinamakan koe&isien eredam! dengan satuan ) s
ersamaan geraknya daat dinyatakan sebagai1
mx 0 % 0 k/ 3 4
Solusi ersamaan ini tergantung ada besarnya redaman. ,ila redaman %uku ke%il! sistem masih akan bergetar! namun ada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini ini dise disebu butt kurang kurang redam redam!! dan dan meru merua aka kan n kasu kasuss yang yang alin aling g mend mendaa aatk tkan an erhatian dalam analisis vibrasi. ,ila eredaman dierbesar sehingga men%aai titik titik saat saat siste sistem m tidak tidak lagi beriso berisolas lasi! i! ini men%a men%aai ai titik titik redama redaman n kriti kritis. s. ,ila ,ila eredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem ini disebut dalam keadaan lewat redam. )ilai koe&isien redaman yang yan g dierlukan untuk men%aai titik redaman kritis ada model massa-egas-eredam adalah 1
c c =2. m . ω n
T(K)IK *(SI)
9
TUGAS AKHIR
Untuk mengkarakteristik "umlah eredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. )isbah ini adalah erbandingan antara eredaman sebenar sebenarnya nya terhada terhada "umlah "umlah eredam eredaman an yang yang dierlu dierlukan kan untuk untuk men%aa men%aaii titik titik redaman kritis.Rumus untuk nisbah redaman #=$ adalah
ξ=
2.3
c cc
Getaran Paksa
Getaran aksa adalah getaran yang ter"adi karena rangsangan gaya luar! "ika rangsangan tersebut berosilasi maka sistem diaksa untuk bergetar ada &rekuensi rangsa rangsangan ngan.. ;ika ;ika &rekuen &rekuensi si rangsa rangsanga ngan n sama sama dengan dengan salah salah satu satu &rekuen &rekuensi si natura naturall siste sistem! m! maka akan didaat didaat keadaan keadaan resona resonansi nsi dan osilas osilasii besar besar yang yang berbaha berbahaya ya mungkin ter"adi. Kerusakan ada struktur besar seerti "embatan! gedung atauun saya saya esawa esawatt terbang terbang!! meruak meruakan an ke"adi ke"adian an menakut menakutkan kan yang diseba disebabkan bkan oleh oleh resonansi. ;adi erhitungan &rekuensi natural meruakan hal yang utama.
Gambar 2.4 Sistem Getaran aksa +engan eredam
T(K)IK *(SI)
10
TUGAS AKHIR
ada ermodelan sistem getaran aksa dengan adanya eredam seerti dilihat ada gambar 7.5! dieroleh ersamaan geraknya adalah sebagai berikut 1 m x´ + c ´ x + kx = F ( t )
+imana 1 m=massa massa beban( kg ) c = Koefisien redam fluida k =konstanta pegas (
N ) m
F ( t ) = sumber eksitasi ( N )
2.3.1 2.3.1
Getaran Get aran Paksa Paksa Akiba Akibatt assa assa Ta Tak Ba!ans Ba!ans
Getaran adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu. Getaran berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan dengan dengan gerak gerak terseb tersebut. ut. Semua Semua benda benda yang yang memuny memunyai ai massa massa dan elasti elastisit sitas as mamu mamu berget bergetar ar!! "adi "adi kebanya kebanyakan kan mesin mesin dan strukt struktur ur rekayas rekayasaa Engineering #Engineering $ menga engala lami mi geta getara ran n
sam samai ai
dera dera"a "att
tert terten entu tu
dan dan
ran% ran%an anga gann nnya ya
bias biasan anya ya
memerlukan ertimbangan si&at osilasinya. ada enelitian ini "enis getaran yang akan analisis sinyal getarannya adalah getaran aksa.
T(K)IK *(SI)
11
TUGAS AKHIR
Gambar 2." Alat er%obaan
Getaran paksa adalah getaran adalah getaran yang ter"adi karena rangsangan gaya luar! "ika rangsangan tersebut berosilasi maka sistem diaksa untuk bergetar ada &rekuensi rangsangan. ;ika &rekuensi rangsangan sama dengan salah satu &rekuensi natura naturall sistem sistem!! maka maka akan didaat didaat keadaan resonan resonansi si dan osilas osilasii besar besar yang berbahaya mungkin ter"adi.
T(K)IK *(SI)
12
TUGAS AKHIR
Gambar 2.# *assa Tak Tak ,alans yang ,erutar
Suatu sistem dikatakan bergetar aabila ter"adi erubahan besaran se%ara eriodik.ada umumnya! getaran meruakan bentuk energi sisa ada berbagai kasu kasuss yang yang tida tidak k diin diingi gink nkan an.K .Khu husu susn sny ya hal hal ini ini bena benarr ada ada mesi mesin n dan dan memi memind ndah ahkan kan gaya gaya yang yang tidak tidak diin diingi ginka nkan n dan dan meng mengger gerak akkan kan benda benda yang yang didekatnya. 2enomena getaran daat dilihat dimana-mana misalnya sinar matahari yang berubah dengan erioda 7> "am! ayunan! iston motor bakar yang bergerak ma"u mundur dan sebagainya. ,esaran yang menyatakan getaran daat berua suhu! simangan sudut! tekanan! tekanan listrik! ke%eatan dan lain-lain. Getaran aksa adalah getaran yang ter"adi aabila sistem getaran mendaat gangguan atau daat dikatakan bahwa bila gaya luar 2#t$! beker"a ada sistem selama selama gerakan getarannya! getarannya! daat diterminol diterminologi ogi sebagai getaran aksa! sistem sistem %enderung bergetar ada &rekuensinya sendiri disaming mengikuti gaya eksitasi. T(K)IK *(SI)
13
TUGAS AKHIR
+engan adanya gesekan! bagian gerakan yang ditahan oleh gaya eksitasi sinusioda se%ara erlahan hilang. +engan demikian sistem akan bergetar ada &rekuensi gaya eksitasi dengan mengabaikan kondisi awal atau &rekuensi ribadi siste sistem. m. Keseti Kesetimba mbangan ngan ada mesinmesin-mes mesin in yang yang berut berutar ar meruak meruakan an sumber sumber eksitasi getaran yang biasa di"umai. ada sistem egas yang dibatasi untuk bergerak dalam arah vertikal dan diran%ang oleh mesin yang berutar yang tidak seimbang. Ketidakseimbangan itu ditun"ukkan oleh massa eksentrik < aneh #m$ dengan eksentrisitas #e$ yang berutar melawan ke%eatan sudut #8t$.
2.4 2.4
$eda $edama man n dan Jeni Jenis% s%&e &eni niss $eda $edama man n
,enda yang bergerak diermukaan bumi umumnya akan mengalami resistensi baik karena gesekan dengan benda-benda sekelilingnya mauun oleh eristiwa intern yang ada ada benda yang bersangkutan. +engan adanya resistensi gerakan itu maka geraka gerakan n benda benda lambat lambat laun laun akan akan melema melemah. h. Umumnya Umumnya dikatak dikatakan an bahwa bahwa terdaa terdaatt sistem enyeraan ada eristiwa yang bersangkutan atau struktur yang bersangkutan memuny memunyai ai sisti sistim m eredam eredaman. an. Sistim Sistim enyera enyeraan an ini hanya hanya ada ada ada erist eristiwa iwa dinamik. Ada bebera "enis redaman yang daat dikenal yaitu1 5. Reda Redama man n ?iskos skos Redam Redaman an visk viskos os adalah "enis redaman mekanik dimana disera melalui se"uml se"umlah ah &luid &luidaa %air. %air. 2luida 2luida yang yang biasa biasa digunak digunakan an adalah adalah oli. oli. 2luida 2luida tersebut diletakan ada sebuah tabung yang berhubungan dengan batang yang akan diredam.
T(K)IK *(SI)
14
TUGAS AKHIR
Gambar 2.' Redaman ?iskos
7. Redaman Coulomb Redaman coloumb adalah "enis konstanta redaman mekanik dimana rinsi ker"anya ker"anya disera melalui sliding melalui sliding gesekan . Gesekan yang dihasilkan oleh gerakan dari dua ermukaan yang menekan satu sama lain meruakan sumber disipasi. disipasi. Se%ara umum! redaman adalah disiasi dari sebuah sistem bergetar di mana diubah men"adi anas oleh gesekan. Redaman Coulomb adalah mekanisme redaman umum yang ter"adi ada mesin.
Gambar 2.( Redaman Coulomb
T(K)IK *(SI)
15
TUGAS AKHIR
@. Reda Redama man n Stru Strukt ktur ur Redaman struktur ialah redaman yang terdaat ada struktur dari sebuah benda. Setia benda memiliki redaman struktur tergantung ada kekakuan struktur tersebut. Aabila sebuah sistem tidak memiliki redaman struktur! maka sistem akan bergerak se%ara kontinu selama-lamanya.
Gambar 2.) Redaman Struktur
T(K)IK *(SI)
16
TUGAS AKHIR
2."
Karakteristik Getaran
Kondisi suatu mesin dan masalah-masalah kerusakan mekanik yang ter"adi daat diketahui dengan mengukur karakteristik sinyal getaran ada mesin tersebut dengan menga%u ada gerakan egas. Karakteristik suatu getaran dieroleh dengan meme memeta taka kan n geraka gerakan n dari dari ega egass ters tersebu ebutt terh terhad ada a wakt waktu. u. ada ada gamb gambar ar 7.54! 7.54! men"elaskan tentang karakteristik getaran.
Gambar 2.1* Karakteristik Getaran
)ilai satuan-satuan skala &aktor daat dilihat ada Tabel Tabel 7.7! yang digunakan ada engukuran getaran ada umumnya sebagai berikut 1 )ilai eak-to-eak adalah nilai amlitudo dari gelombang sinusosidal mulai batas atas samai batas bawah atau 7 / nilai eak! nilai eak adalah nilai amlitude nilai normal #3 4$ samai batas atas! nilai R*S # Root Mean Square$ Square$ adalah nilai yang sering di gunakan gunakan untuk untuk mengkl mengklasi asi&ik &ikasi asi kearah kearahan an getara getaran n ada ada suatu suatu mesin mesin yang yang menguk mengukur ur energ energii e&ekti e&ekti&& yang yang menghas menghasilk ilkan an getaran getaran ada mesin mesin dan )ilai )ilai Average Average adalah adalah nilai rata-rata amlitudo. Tabe! 2.1 2aktor Skala Gelombang Sinusoidal
)o Keterangan 5 Peak 7 R*S @ Average > Peaktopeak 2.". 2.".1 1 Ke Ke+e +epa pata tan n Ge Geta tara ran n , Vibration Velocity -
T(K)IK *(SI)
17
)ilai 2aktor Skala 5 4!5 B Peak 4!C@ B Peak B Peak 7 B Peak B Peak
TUGAS AKHIR
ada Gambar 7.54! Ke%eatan Getaran dinotasikan dengan dua keadaan yaitu # peak peak $ dan menurut IS: menggunakan #rms$. ada gerak eriodik getaran ke%eat ke%eatan an maksim maksimum um ter"ad ter"adii ada titik titik #osi #osisi si netral netral$$ sedang sedangkan kan ke%ea ke%eatan tan minimum titik un%ak atas #top #top or crest $ dan titik un%ak bawah #bottom #bottom or trough$! trough$! Ke%eatan getaran getaran maksimum ini biasanya biasanya dalam satuan 1 mm!det atau peak atau atau atau inches. inches. Untuk root mean square #rms$. square #rms$. )ilai eak 3 5!>5> / nilai rms! Kadang-kadang digunakan "uga satuan inch!sec #eak$ inch!sec #eak$ atau inch!sec #rms$! inch!sec #rms$! 5 inches 3 inches 3 7D!> #mm$.
2.". 2.".2 2
Vibration Displacement Perp Perpin inda daa an n Get Getar aran an , Vibration
ada ada Gamba Gambarr 7.54! 7.54! er erin inda dahan han Getar Getaran an atau atau "ibration "ibration #isplacement ditun"ukan ada getaran dengan "arak yang ditemuh dari suatu un%ak ke un%ak #eak to eak$! erindahan tersebut ada umumnya dinyatakan dalam satuan mikron # $m$ $m$ atau mils. mils. +imana 1 5 $m 5 $m 3 3 4!445 #mm$ dan 5 mils 3 4!445 #inch #inch$. $.
2.". 2.".3 3
Vibration AcclerationPer+ Per+ep epat atan an Ge Geta tara ran n ,Vibration
ada Gambar Gambar 7.54! 7.54! Karakt Karakteri eristi stik k getara getaran n lain lain dan "uga "uga entin enting g adalah adalah er%eatan. ke%eatan getaran adalah nol titik un%ak atas #top or crest $ dan titik un%ak bawah #bottom bottom or troug trough h$! tetai tetai ada ada bagianbagian-bagi bagian an terseb tersebut ut akan akan mengalami er%eatan mengalami nilai maksimum. Sedang ada kondisi netral er%eatan getaran adalah nol. Se%ara S e%ara teknis er%eatan adalah la"u erubahan erubah an dari ke%eatan terhada waktu. er%eatan getaran ada umumnya dinyatakan dalam satu satuan an EgF! EgF! dima dimana na satu satu EgF adal adalah ah er% er%e eat atan an yang yang dise diseba babk bkan an oleh oleh gaya gaya gravitasi gravitasi ada ermukaan ermukaan bumi. Sesuai dengan er"an"ian er"an"ian internasio internasional nal satuan satuan gravitasi ada ermukaan bumi EgF adalah !4CCD #m
T(K)IK *(SI)
18
TUGAS AKHIR
2.".4 .".4 /rek0ensi nsi ,Frequency-
Gerakan eriodik atau getaran selalu berhubungan dengan &rekuensi yang menyatakan banyaknya gerakan bolak-balik #satu siklus enuh$ tia satuan waktu. Hubungan antara &rekuensi dan eriode suatu getaran daat dinyatakan dengan rumus sederhana1 &rekuensi 3 5<eriode. 2rekuensi dari getaran tersebut biasanya dinyatakan sebagai "umlah siklus getaran yang ter"adi tia menit #* 3 C%cles per minute$. minute $. Sebagai %ontoh sebuah mesin bergetar C4 kali #siklusJ dalam 5 menit maka maka &rekuen &rekuensi si getaran getaran mesin mesin terseb tersebut ut adalah adalah C4 *. *. 2rekue 2rekuensi nsi bisa bisa "uga "uga dinyatakan dalam S #c%cles #c%cles per second $ atau Hert! dan utaran dinyatakan dalam revolution per minute #R*$. minute #R*$.
Gambar 2.11 2undamental Gelombang
2.". 2."." "
Pan& Pan&an ang g Ge Ge! !mb mban ang g
ada gambar 7.55 gelombang 5 #&ave #&ave 5$! 5$! "arak antara A dan (! atau , dan 2! dan seteru seterusny snyaa merua meruakan kan satu satu an"an an"ang g gelomb gelombang. ang. an"an an"ang g gelomb gelombang ang menggunakan simbol yunani 3 L #lamda$.
2.".#
Amp!it0d
ada gambar 7.55 gelombang 5 dan gelombang 7 memunyai an"ang gelombang yang sama! tetai titik un%ak atas #top #top or crest $ dan titik un%ak bawah #bottom or trough $ trough $ berbeda. ;arak antara garis dasar #line #line reference$ reference$ dan titik un%ak atas #top #top or crest $ disebut Amlitudo # Amplitude$. Amplitude$.
T(K)IK *(SI)
19
TUGAS AKHIR
2.".'
/ase , Phase-
engukur engukuran an hase hase getara getaran n member memberika ikan n in&orm in&ormasi asi untuk untuk menentu menentukan kan bagaimana suatu bagian bergetar relati& terhada bagian yang lain! atau untuk menentukan osisi suatu bagian yang bergetar ada suatu saat! terhada suatu re&erensi atau terhada bagian lain yang bergetar dengan &rekuensi yang sama. ada gambar 7.57! terlihat bentuk gelombang dengan intensi&ikasi amlitudo dan &rekue &rekuensi nsi!! tetai tetai titik titik un%ak un%ak atas atas 'top or crest $ mengalami ergeseran #offset #offset $ dengan "arak T<> disebut sudut &ase # phase angle$. angle$. ;arak T 3 @C4M! sehingga sudut &asenya 3 4M.
Gambar 2.12 Hubungan 2ase +engan +ua Gelombang yang Sama
2.#
Vibration Vibration Monitoring
ermasalahan ermasalahan ketidakseim ketidakseimbangan bangan #unbalance$ unbalance$ ada ada mesi mesin n yang ang beu beuta tar r #rotating equipment $ seringkali di"umai. Ketidakseimbangan ini daat menyebabkan gaya sentri&ugal yang berlebihan sehingga daat menimbulkan kerusakan ada bagian lain seerti bantalan! seal! tumuan sehingga daat memengaruhi kiner"a dari mesin. Kerusakan tidak akan ter"adi tiba-tiba melainkan dari sedikit demi sedikit dan akan ditandai dengan timbulnya getaran yang berlebihan. *asalah-masalah umum yang daat menimbulkan menimbulkan getaran ada mesin antara lain ketidakseimbangan ketidakseimbangan elemen yang berutar! oros melentur! kerusakan roda gigi! kurang baiknya transmisi sabuk dan bantalan! momen unter bervariasi! kelonggaran ikatan! dan kurang baiknya T(K)IK *(SI)
20
TUGAS AKHIR
elumasan. (&ek dari kerusakan-kerusakan seerti disebutkan di atas antara lain meni mening ngka katn tnya ya
beba beban n
ada ada
bant bantal alan an
sehi sehing ngga ga
menu menuru runk nkan an
umur umur
bant bantal alan an!!
mening meningkatn katnya ya beban beban ada ada mesin! mesin! mening meningkat katnya nya tegang tegangan an ada komone komonen n mesin mesin yang disebabkan disebabkan karena kelelahan! kelelahan! dan menimbulkan menimbulkan e&ek unbalance unbalance ada rotating arts dan er%eatan dan erlambatan ada mesin. Untuk men%egah ter"adinya keru kerusa saka kan n
lebi lebih h
"auh "auh die dierl rluk ukan an moni monito tori ring ng
atau atau ins insek eksi si geta getara ran n
se%a se%ara ra
rutin..+engan menggunakan sensor getaran # Accelerometer Accelerometer $ yang diletakkan ada %asing bantalan! sebuah masa tak balans daat dideteksi dengan sebagai displa%
2.'
Predictive Maintenance
emantauan emantauan kondisi mesin meruakan hal enting enting dalam dunia Industri. Industri. Hal tersebut dilakukan guna men"aga kelangsungan roses roduksi dan mengestimasi "ika akan ter"adi kerusakan yang mengharuskan roses roduksi terhenti. Untuk itulah emantauan kondisi mesin men"adi hal yang wa"ib dilaksanakan di industri. +alam emantauan er&ormansi mesin di industri metode yang sering digunakan adalah analis analisaa getara getaran. n. Anali Analisa sa getara getaran n adalah adalah mengana menganalis lisaa ola ola getara getaran n berdas berdasark arkan an arameter arameter getaran seerti &rekuensi! amlitudo dan hasa. erubahan terhada arameter tersebut menun"ukkan adanya kelainan ada mesin yang daat diid diiden enti ti&i &ika kasi si seba sebaga gaii keru kerusa saka kan n mesi mesin. n. +ua +ua kom komon onen en utam utamaa mesi mesin n yang ang menyebabkan kerusakan ada mesin berutar adalah bearings! bearings! dan gears dan gears..
2.(
Peng0k0ran ibrasi
2.(. 2.(.1 1
T0&0an &0an Peng Peng0k 0k0r 0ran an
ada saat dilakukan engukuran getaran suatu mesin! maka akan timbul suatu ertanyaan! untuk aa sebenarnya dilakukan engukuran tersebut. +alam suatu engukuran "elas bahwa tu"uannya adalah untuk mendaatkan data! tetai selan"utnya untuk aa data tersebut diambil. Ada beberaa tu"uan engambilan data getaran suatu mesin! tu"uan tersebut adalah 1
T(K)IK *(SI)
21
TUGAS AKHIR
5. eng enguk ukur uran an ruti rutin n engukuran yang dilakukan se%ara rutin dan eriodik bertu"uan untuk daat mengetahui kerusakan yang ter"adi ada suatu mesin se%ara dini! sehing sehingga ga dengan dengan in&orm in&ormasi asi terseb tersebut ut kita kita daat daat menyus menyusun un "adwal "adwal erbaikan dari suatu mesin. 7. engu enguku kura ran n re& re&er erens ensii (aseline #(aseline Measurement $ Suatu engukuran yang diambil ada saat suatu mesin dalam kondisi baik! kesetimbangannya mauun kelurusannya atauun bagian bagiannya yang lain! serta beroerasi dalam kondisi normal. Getaran hasi hasill engu engukur kuran an ters terseb ebut ut seba sebaga gaii a%ua a%uan n dan dan emban embandi ding ng bagi bagi engukuran-engukuran selan"utnya. @. engu enguku kura ran n sesuda sesudah h erbai erbaikan kan engu enguku kura ran n yang yang dila dilakuk kukan an sebel sebelum um erbai erbaika kan n sehi sehing ngga ga daat daat member memberikan ikan in&orm in&ormasi asi ada kita kita mesin mesin mana mana yang membut membutuhka uhkan n erbaikan dan mana yang tidak. engukuran yang dilakukan setelah erbaikan sehingga daat memberikan in&ormasi ada kita bahwa masalah yang ter"adi ada mesin tersebut telah selesai! hal tersebut sekali sekaligus gus "uga "uga member memberikan ikan in&orm in&ormasi asi ada kita kita bahwa bahwa eker" eker"aan aan erbaikan yang kita lakukan berhasil dengan baik. >. )rouble shooting enguku engukuran ran getara getaran n dilaku dilakukan kan ada ada suatu suatu mesin mesin yang yang memuny memunyai ai level getaran %uku tinggi! yang dierkirakan ter"adi akibat adanya kelain kelainan an ada mesin mesin terseb tersebut. ut. enguku engukuran ran getara getaran n ini memuny memunya" a" tu"uan tu"uan untuk untuk mengana menganalis lisaa bagian bagian mana mana dari mesin mesin terseb tersebut ut yang yang mengalami kelainan kerusakan.
2.)
Parameter Ge Getaran
?ibrasi atau getaran memunyai tiga arameter enting yang daat di"adikan sebagai tolak ukur yaitu 1 T(K)IK *(SI)
22
TUGAS AKHIR
5. Amlitudo Amlitudo adalah ukuran atau besarnya sinyal vibrasi yang dihasilkan. Amlitudo dari sinyal vibrasi mengidenti&ikasikan besarnya gangguan yang ter"adi. ter"adi. *akin tinggi amlitudo amlitudo yang ditun"ukkan! ditun"ukkan! menandakan menandakan makin besar gangguan yang ter"adi! besarnya amlitudonya bergantung ada tie mesin yang ada. ada mesin yang masih bagus dan baru! tingkat vibrasinya biasanya bersi&at relati&. 7. 2rekuensi 2rekuen 2rekuensi si adalah adalah banyakny banyaknyaa eriod eriodee getaran getaran yang yang ter"adi ter"adi dalam dalam satu satu utaran waktu. ,esarnya &rekuensi yang timbul ada saat ter"adinya vibrasi daat mengidenti& mengidenti&ikasi ikasikan kan "enis-"eni "enis-"eniss gangguan gangguan yang ter"adi. ter"adi. Gangguan Gangguan yang ter"adi ada mesin sering menghasilkan &rekuensi yang "elas atau meng menghas hasil ilka kan n %ont %ontoh oh &rek &rekuen uensi si yang yang daa daatt di"a di"adi dika kan n seba sebagai gai bahan bahan engamatan. +engan diketahuinya &rekuensi ada saat mesin mengalami vibrasi! maka enelitian atau engamatan se%ara akurat daat dilakukan untuk mengetahui enyebab atau sumber sumber dari ermasalahan. ermasalahan. 2rekuensi biasanya ditun"ukkan dalam bentuk C%cle per menit #*$! #*$! yang biasanya dise disebu butt isti istila lah h *ert+ #dim #dimana ana H 3 *$ *$.. ,ias ,iasany anyaa sing singka kata tan n yang yang digunakan untuk *ert+ untuk *ert+ adalah H. @. Phase Phase adalah enggambaran akhir dari ada karekteristik suatu getaran atau vibrasi yang ter"adi ada suatu mesin. hase adalah erindahan atau erubahan osisi dari ada bagian 6 bagian yang bergetar se%ara relati& untuk menentukan titik re&erensi atau titik awal ada bagian yang lain yang bergetar. 2.1*
Jenis%& Jenis%&enis enis T0mp0an mp0an Knstr0 Knstr0ksi ksi dan Pembeb Pembebanan anan ,erikut ,erikut akan digambarkan digambarkan "enis-"eni "enis-"eniss tumuan "enis konstruksi dan "enis
embebanan yang sering digunakan dalam analisa struktur sederhana. Hal ini adalah teori dasar dari suatu analisa struktur. 2.1*.1 2.1*.1 Jenis%&e Jenis%&enis nis T0mp0a T0mp0an n
T(K)IK *(SI)
23
TUGAS AKHIR
Tumuan meruakan temat erletakan konstruksi untuk dukungan bagi konstruksi dalam meneruskan gaya-gaya yang beker"a menu"u ondasi.
Gambar 2.13 Ilustrasi Tumuan
+alam ilmu mekanika rekayasa dikenal @ "enis tumuan yaitu 1 5. Tumuan uan send sendii 7. Tumuan ro rol @. Tumuan uan ;ei ;eitt
5. Tumuan uan send sendii Tumuan sendi sering disebut dengan engsel karena %ara beker"a miri dengan %ara ker"a engsel. Tumuan sendi mamu memberikan reaksi arah vertik vertikal al dan horio horionta ntal! l! artiny artinyaa tumuan tumuan sendi sendi daat daat menahan menahan gaya gaya vertikal dan horiontal atau dengan kata lain terdaat 7 buah variabel yang yang akan akan disele diselesai saikan kan #Rv dan Rh$. Rh$. Tumu Tumuan an sendi sendi ini tidak daat menahan momen.
T(K)IK *(SI)
24
TUGAS AKHIR
Gambar 2.14 Tumuan Sendi +e&inisi umum 1 tumuan sendi daat menerima gaya dari segala arah
tetai tidak mamu menahan momen. +engan demikian tumuan sendi hanya memunyai dua gaya reaksi yaitu reaksi vertikal #R?$ dan reaksi horis horisont ontal al #RH$. #RH$. +alam +alam kehidua kehiduan n sehari sehari-ha -hari! ri! tumua tumuan n sendi sendi aling aling banyak ditemui ada konstruksi "embatan. 7. Tumua uan ro rol Tumuan rol adalah tumuan yang daat bergeser ke arah horiontal sehi sehing ngga ga tum tumua uan n ini ini tida tidak k daa daatt menah menahan an gaya gaya hori horion onta tal. l. ada ada tumua tumuan n terdaa terdaatt roda roda yang daat daat begese begeserr dimana dimana ber&un ber&ungsi gsi untuk untuk mengako mengakomod modasi asi emuai emuaian an ada ada konstr konstruks uksii sehing sehingga ga konstr konstruks uksii tidak tidak rusak. rusak. Tumu Tumuan an rol hanya hanya mamu mamu memberi memberikan kan reaksi reaksi arah arah verti vertikal kal!! artinya tumuan hanya daar menahan gaya vertikalnya sa"a! sehingga hanya terdaat 5 buah variabel yang akan diselesaikan #Rv sa"a$.
T(K)IK *(SI)
25
TUGAS AKHIR
Gambar 2.1" Tumuan rol
+e&inisi umum1 Tumuan Tumuan rol hanya daat menerima gaya tegak lurus! dan tidak mamu menahan momen. +engan demikian tumuan rol hanya
T(K)IK *(SI)
26
TUGAS AKHIR
daat menahan satu gaya reaksi yang tegak lurus #R?$. #R?$. +alam kehiduan sehari-hari! tumuan rol aling banyak ditemui ada konstruksi "embatan sama seerti tumuan sendi @. Tumuan uan "ei "eitt Tumuan "eit bisa dikonstruksikan seerti misalnya balok yang ditanam dalam dalam tembokk tembokkan an atau atau sebaga sebagaii tumua tumuan n ada balok balok terusa terusan n #"eit #"eitan an elastis$. Tumuan "eit daat memberikan reaksi atau tahan terhada gaya horio horionta ntal! l! vertik vertikal al dan bahkan bahkan mamu mamu member memberika ikan n reaksi reaksi terhada terhada utaran momen. Sehingga ada tumuan "eit terdaat @ buah variabel yang harus diselesaikan #Rv! Rh!dan *$.
Gambar 2.1# Tumuan ;eit
+e&inisi umum1 Tumuan "eit daat menahan gaya ke segala arah dan daat menahan momen. +engan demikian "eit memunyai tiga reaksi yaitu yaitu reaksi reaksi vertik vertikal al #R? #R?$! reaksi reaksi horiso horisonta ntall #RH$ #RH$ dan reaksi reaksi momen momen #R*$. #R*$. +alam +alam konstr konstruks uksii banguna bangunan! n! tumuan tumuan "eit "eit banyak banyak ditemui ditemui di berbagai temat! baik itu di kontruksi bangunan ublik mauun ada konstruksi rumah sekaliun.
T(K)IK *(SI)
27