ANALISIS GETARAN PADA BANTALAN LUNCUR,PADA KABIN
MOBIL,SAYAP PESAWAT DAN POROS SENTRIFUGAL
ABSTRAK
Getaran yang timbul pada poros pompa sentrifugal adalah satu
fenomena yang terjadi akibat dari jarak antara kedua kopling, tebal dan lebar
sabuk serta konfigurasi posisi pemasangan sabuk pada kopling. Getaran banyak
dipakai sebagai alat untuk melakukan analisis terhadap mesin-mesin baik dengan
gerak maupun translasi. Pengetahuan akan getaran dan data-data yang dihasilkan
sangat penting untuk perawatan maupun troubleshooting. Kemampuan ini bisa membantu perusahaan mereduksi terjadinya downtime dan dapat meningkatkan keuntungan baik dari segi produksi maupun
dari umur mesin yang lebihpanjang. Getaran yang timbul akibat gaya siklik
melalui elemen-elemen mesin yang ada, dimana elemen-elemen tersebut saling
beraksi satu sama lain dan energi didesifikasi melalui struktur dalam bentuk
getaran. Dampak dari getaran adalah terjadinya suara bising, turunnya kinerja
dan performa pompa serta dapat merusak komponen pada pompa terutama pada poros
dan bantalan. Pada penelitian ini divariasikan, jarak kopling, tebal dan lebar
sabuk serta konfigurasi posisi pemasangan sabuk pada kopling. Dengan variasi
tersebut dapat diamati dan diketahui perilaku getaran yang terjadi dengan cara
mengukur dengan mengunakan alat akur getaran vibrometer VQ-400-A OMETRON yang terhubung dengan labjak
U3-LV diteruskan ke PC dalam bentuk
tegangan listrik digital ke tegangan listrik analog. Model ini mengukur getaran
pada arah horizontal atau sumbu X dimana titik fokus laser pada poros pompa
yang berputar. Untuk menampilkan hasil pengukuran digunakan labjak yang terhubung ke PC laptop. Penelitian ini menunjukkan bahwa
sabuk dengan ukuran 4,5 mm dan lebar 98 mm dengan jarak flens 7,5 cm dengan
posisi pemasangan sabuk luar dalam adalah yang paling baik dimana getaran yang
dihasilkan cukup rendah 1,38 mm. Hasil penelitian ini diharapkan dapat
dijadikan referensi dalam pemilihan ukuran sabuk, jarak antara kedua kopling
serta model konfigurasi pemasangan sabuk yang paling baik pada kopling flens.
PENDAHULUAN
Perkembangan industri dan penggunaan mesin-mesin industri yang
pesat mendorong terus dilakukannya inovasi teknologi yang canggih dan modernis,
konsekwensinya teknologi tersebut semakin mahal. Penerapan dan penggunaannya
diharapkan dapat meminimalisir kerusakan mesin akibat getaran. Frekwensi
getaran secara fisik apabila tidak terkendali dapat menimbulkan kondisi bising
pada saat pengoperasian mesin dan amplitudo getaran tak terkendali tampak pada
goyangan mesin yang tak beraturan. Model flywheel dengan material berbeda
sebagai beban berputar dapat dijadikan sebagai bahan kajian getaran, merupakan representasi
model mesin-mesin industri yang seringkali mengalami kerusakan. Kerusakan yang
terjadi dari mesin-mesin industri menjadi sebab terhentinya pengoperasian
mesin, akibatnya terhentinya proses produksi “Down Time”, terbuangnya jam kerja
karyawan dan pengeluaran biaya perawatan dan perbaikan yang mahal pada dunia
industry (Tungga, 2011). Kerusakan mesin-mesin yang diakibatkan tingginya
getaran mesin yang dapat menyebabkan berbagai keadaan yang abnormal seperti
mengendornya baut-baut, bagianbagian mesin cepat aus, shaft menjadi misaligned,
rotor menjadi unbalance, dll. Kondisi tersebut diatas akan menaikkan energi
yang terdissipasi karena getaran, menyebabkan resonansi dan beban dinamis pada
bantalan. Sebab akibat yang terjadi seterusnya akan
menyebabkan mesin segera menuju kepada kerusakan (break down)
yang menyebabkan mesin harus dimatikan atau otomatis dapat mati dengan
sendirinya karena adanya proteksi pada sistem listrik atau instrumentasinya
(Fausan, 2007). Getaran juga dapat timbul akibat keadaan tak seimbang yang
terjadi apabila pusat massa sistem berputar tidak berimpit dengan titik pusat
perputaran, hal ini karena beberapa
sebab misalnya bahan yang tidak homogen dan perubahan posisi
ketidakseimbangan dapat terjadi pada suatu bidang (disebut static unbalance)
atau pada beberapa bidang (couple unbalance). Gabungan keduanya disebut dinamic
unbalance. Dalam keadaan unbalance sebuah vektor gaya yang berputar dengan
poros menimbulkan getaran dengan frekuensi satu per putaran. Karakteristik ini
sangat penting untuk membedakan unbalance dengan cacat atau kerusakan yang
menghasilkan getaran serupa dengan getaran satu per putaran. Kerusakan akibat
cacat yang sering disangka dari rotor biasanya mempunyai harmonik tingkat
tinggi, tetapi perlu diingat bahwa bila gaya balancenya tak besar, harmonik
tingkat tinggi dapat terjadi. Hal yang sama terjadi pula bila kekakuan bantalan
dalam arah vertikal dan horizontal jauh berbeda, karena gaya unbalance
merupakan vektor berputar maka fasa getarannya relatif terhadap keyphasior
tergantung pada lokasi transducernya. Amplitudo dalam hal ini sedikit berubah
(Tobing, 2009).
A. Kopling
Kopling adalah merupakan suatuelemen mesin yang berfungsi
sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara
pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu
garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya. Berbeda dengan kopling tak tetap yang dapat dilepaskan dan dihubungkan bila diperlukan,
maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung (Sularso dan Suga, 1997). Kopling yang akan
direncanakan pada penelitian ini adalah kopling sabuk yang dapat meneruskan
putaran dan daya antara poros penggerak dengan poros yang digerakkan dengan
getaran yang dihasilkan cukup kecil dan fleksibel, hal ini disebabkan karena
tidak mengharuskan poros terletak pada garis lurus atau satu sumbu. Indikasi
kecilnya getaran yang terjadi pada poros pompa dapat dirasakan dimana tingkat
kerusakan pada poros pompa dan bantalan yang kecil. Respon vibrasi dari suatu
pompa merupakan salah satu indikator yang menunjukkan kondisi mekanis dari
suatu pompa. Kopling yang digunakan dalam penelitian ini adalah kopling sabuk
yang dirancang dengan menggunakan sabuk yang diikat dengan menggunakan baut dan mur dihubung antara kopling pada poros motor dengan kopling pada poros pompa.
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Umum
Untuk mendeteksi fenomena getaran
yang terjadi pada poros pompa
sentrifugal dengan menggunakan sistim
penyambungan kopling flens sabuk
yang sebagai penerus putaran dan daya.
2. Khusus
1. Menganalisa getaran yang terjadi pada
poros pompa dengan variasi jarak
masing-masing kopling.
2. Menganalisa getaran yang terjadi pada
poros pompa dengan variasi tebal dan
lebar sabuk.
3. Menganalisa getaran yang terjadi pada
poros pompa dengan konsfigurasi
posisi pemasangan sabuk pada kopling.
4. Membandingkan dengan sambungan
flens tetap.
Adapun manfaat penelitian ini adalah:
1. Sinyal getaran dapat dijadikan sebagai
acuan untuk mendeteksi dini getaran
yang terjadi pada poros pompa
sentrifugal.
2. Memberikan informasi mengenai
metode pengujian fenomena getaran
pada poros pompa sentrifugal dan
sebagai acuan untuk menghindari
terjadinya getaran yang lebih besar.
B. Penelitian ini dilakukan dengan menguji sistem getaran pada lima
kecepatan yang berbeda
pada bantalan luncur dengan kondisi pelumasan yang bervariasi
mulai dari kekentalan dan kecepatan
alirannya. Pembahasan data hasil spektrum getaran dilakukan
dengan kecepatan putaran 1200 rpm
sampai dengan 4300 rpm yang diatur dengan menggunakan inverter
dan untuk melihat kecepatan
putaran yang sesungguhnya pada poros output menggunakan
stroboscope.
Kesimpulan :
Berdasarkan hasil perhitungan
perancangan , pengujian eksprimental getaran dan
melakukan analisa dengan metode
elemen hingga pada alat peraga getaran tersebut maka
dapat
disimpulkan bahwa rancangan alat peraga getaran telah memenuhi standar ASME,
Sesuai
dengan tujuan penelitian yaitu mendeteksi fenomena getaran yang
terjadi
pada pompa sentrifugal dengan menggunakan sinyal getaran, makaberdasarkan hasil
pembahasan dan analisa dapat disimpulkan bahwa variasi jarak flens , tebal dan lebar
sabuk serta konfigurasi posisi pemasangan sabuk menghasilkan tingkat getaran
yang berbeda dimana, hasil penelitian
menunjukkan
bahwa :
1. Analisa
getaran yang terjadi pada poros
pompa
dengan variasi jarak flens 7,5
cm antara
kedua kopling flens sabuk
adalah
simpangan yang terkecil
dibandingkan
dengan jarak 5,5 cm dan
6,5 cm.
2. Analisa
getaran yang terjadi pada poros
pompa
dengan variasi tebal dan lebar
sabuk
dengan ukuran tebal 4,5 mm dan
lebar 98
mm adalah simpangan yang
terkeci
dibandingkan dengan tebal 6
mm lebar
120 mm dan tebal 7,5 mm
lebar 145
mm.
3. Analisa
getaran yang terjadi pada poros
pompa
dengan konfigurasi posisi
pemasangan
sabuk luar-dalam pada
kopling
adalah yang terbaik
dibandingkan
dengan posisi dalamdalam.
Hasil
analisa getaran secara keseluruhan
dapat
disimpulkan bahwa sabuk dengan
ukuran
tebal 4,5 mm dan lebar 98 mm
dengan
jarak flens 7,5
cm dengan
pemasangan
luar-dalam adalah yang paling
baik
dimana simpangan getaran yang
dihasikan cukup rendah yaitu : 1,38 mm.
