Setiap bagian dari pompa atau mesin berputar mempunyai tingkat vibrasi yang berbeda tergantung pada letaknya dan gaya yang diterima. Tingkat vibrasi inilah yang bisa dijadikan sebagai pendeteksi keadaan dari suatu kondisi mesin apakah ada kerusakan atau tidak. Kerusakan umum yang biasa terjadi pada pompa dan mesin-mesin berputar adalah ketidak-seimbangan atau unbalance, misalingment, kerusakan bearing dan mechanical looseness. Kerusakan-kerusakan tersebut dapat dideteksi
dari spektrum vibrasi.Kerusakan – kerusakan yang
sering terjadi pada mesin berputar yaitu :
a. Unbalance
Unbalance adalah kondisi dimana pusat massa tidak sesumbu dengan sumbu rotasi sehingga rotor mengalami gaya vibrasi terhadap bearing yang menghasilkan gaya
sentrifugal. Ada beberapa faktor yang
eksentrisitas komponen, adanya kotoran saat pengecoran, korosi dan keausan, distorsi geometri karena beban termal dan beban mekanik serta
penumpukan material. Karakteristik dari
unbalance ini dapat diketehui dengan adanya amplitudo yang tinggi pada 1 x RPM, seperti yang ditunjukkan gambar. Tetapi adanya amplitudo pada 1x RPM tidak selalu Unbalance, tanda lainnya adalah rasio amplitudo antara pengukuran arah horizontal dan vertikal kecil (H/V < 3). Ketika pada kondisi dominan unbalance, maka getaran radial (Horizontal dan Vertikal) akan secara normal jauh lebih tinggi dibandingkan axial. Pada pompa normal, getaran horizontal lebih tinggi dari vertical. Amplitudo di 1x RPM
secara normal ≥ 80% dariamplitudo keseluruhan
ketika masalah dipastikan unbalance.
Resonansi kadang – kadang dapat memperbesar efek dari unbalance. Unbalance juga dapat memberi kontribusi terbesar pada loosness (Aus). Ketika unbalance lebih domiman daripada masalah yang lain, beda fase
antara horizontal dan vertikal sekitar 90˚ (±30˚)
pada bearing yang sama. Unbalance pada motor biasanya tetap dan fase yang berulang di arah radial.
b. Misalignment
Ketidaklurusan ( misalignment) terjadi ketika frekuensi shaft yang berputar satu kali putaran atau dapat juga terjadi dua dan tiga kali putaran. Normalnya disebabkan adanya getaran yang tinggi pada axial dan radial, tetapi tidak selalu tinggi pada axial saja,khususnya saat kondisi parallel offset lebih mendominasi dibandingkan Angular misalignment. Menghasilkan getaran lebih besar dari keadaan normal di 2x RPM dimana dapat terjadi bukan hanya di arah axial tapi juga di radial.
Jika misalignment menjadi semakin buruk hal ini dapat disebabkan besarnya nilai harmonik dimana akan menghasilkan spektrum nampak seperti masalah looseness.
(horizontal dan vertikal) perbedaan fase
terdapat pada 0˚ atau 180˚ (±30˚) antara sisi
dalam dan sisi luar bearing. Kebanyakan dari waktu, perbedaan fase horizontal
mendekati 180˚ pergeseran fase
dibandingkan dengan perbedaan fase vertikal.
Gambar 2.11 Spektrum Vibrasi Misalighment
Misalignment yang terjadi pada mesin berputar yaitu :
a. Angular Misaligment
Gambar 2.12 Spektrum AngularMisaligment
Getaran axial tinggi, terutama pada 1x, 2x, dan 3x RPM, satu dari puncak ini
(peak) kadang – kadang lebih dominan
dari pada yang lain. Umumnya amplitudo antara 2x atau 3x RPM
mencapai kira – kira 30 – 50% dari 1x
RPM di arah axial. Indikasi terbaik adalah
perbedaan fase 180˚ bersebrangan kopling
di arah axial. Dari kerusakan ini kemungkinan juga mengindikasikan adanya masalah kopling. Angular misaligment kemungkinan terdapat pada 1x RPM harmonik, seperti juga
mechanical looseness (kelonggaran
mekanik) gerakan harmonik ganda ini tidak selalu mengeluarkan suara gaduh pada spektra.
b. Parallel Misaligment
Gambar 2.13 Parerel AngularMisaligment
Shaft pada paralel misalignment terlihat Offset. Misaligment ini mempunyai kesamaan gejala pada getaran Angular, tetapi menunjukan tingginya getaran radial dimana mencapai
fase 180˚ bersebrangan dengan kopling,
amplitudo di 2x RPM lebih besar daripada di 1x. Amplitudo tidak selalu berada pada 1x, 2x, atau 3x yang lebih dominan, tetapi ketinggian relative di 1x dimana selalu diindikasi pada tipe kopling dan konstruksi.Ketika kedua arah Angular dan arah radial menjadi semakin tinggi, keduanya dapat menciptakan tingginya peak amplitudo jauh lebih tinggi dari harmoninya (4x - 8x) atau ketika rangkaian frekuensi harmonik tinggi serupa dengan mechanical looseness. Tipe kopling
dan material akan membawa pengaruh yang besar pada spektrum ketika gejala misaligment ada, hal ini tidak ada pengaruh pada peningkatan suara gaduh.
Ada 4 jenis strategi maintenance yang sering diterapkan di dunia industri.Setiap strategi maintenance memilik keliebihan dan kekurangan seperti ditunjukkan oleh tabel di bawah:
REACTIVE PREVENTIVE PREDICTIVE PROACTIVE DEFINISI Run to failure
(bergerakketik
a ada
kerusakan)
Melakukanmainte nace pada jadwal yang teratur Maintenance berdasarkan kondisi yang telah diketahui (standard) Desain ulang untuk mengilankan akar dari penyebab kegagalan KEUNTUN GAN Murah Dapat dijadwalkan Kerusakan langsung dapat diketahui Tidak membutuhka n banyak maintenance KERUGIA N Butuh banyak suku cadang, dilakukan dalam keadaandarura t Salah deteksi menyebabkanperg antian part yang tidak perlu
Mahal jika penerapan salah
Sangat mahal
Tabel 2.1 Tabel Kekurangan dan kelebihan strategi maintence
Ada tiga dasar yang menjadi parameter dalam melakukan pengukuran vibrasi yaitu :
a. Vibration Displacement (Peak to Peak) Merupakan total jarak yang ditempuh bagian yang mengalami vibrasi, dari titik ekstrim ke titik ekstrim lain. untuk SI digunakan satuan micron (1/1000
milimeter) dan satuan imperial
digunakan satuan mil (1/1000 inch).
b. Vibration Velocity (peak dan rms)
Vibration velocity secara matematis
merupakan turunan pertama dari
displacement. Velocity akan bernilai 0 saat benda berada pada saat benda akan berubah arah getar. Vibration velocity sering dinyatakan dalam nilai peak-nya atau rms-nya dengan satuan mm/s atau inches/s.
c. Vibration Acceleration(peak dan rms)
Turunan kedua dari displacement adalah acceleration, nilainya berbanding lurus
dengan displacement, namun
berlawanan.Akselerasi mencapai nilai maksimum saat berada pada kondisi ekstrim.Akselerasi dinyatakan dalam satuan mm2/s atau inches2/s. Kualitas dari pompa dapat ditentukan dari pengukuran vibrasi tergantung dari kelas-kelas berikut ini.
Tabel 2.2 kelas-kelas Vibrasi
Zona A: Normal, Kelas 1: Daya Output 0-15 KW
Zona B: Normal yang masih dapat diterima, Kelas 2: Daya Output 15-75 KW
Zona C: Berfungsi tidak optimal, Kelas 3: DayaOutput 75KW-10MW
BAB III METODOLOGI
3.1 Alat Dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam percobaan kali ini antara lain :
a. Macam-macam Pompa air
b. Laptop dengan Software Labview dan MatLab
c. DAQ National Instrument
d. Stroboscop
3.2 Langkah-Langkah Percobaan
Langkah-langkah yang dilakukan pada
percobaankali ini antara lain :
a. Disambungkan accelerometer ke DAQ.
b. Ditempelkan accelerometer pada mesin
pompa.
c. Dibuka software data logger.
d. Dirahkan dan nyalakan stroboscop pada As
pompa yang telah ditandai, putar knop stroboscop sehingga terlihat bahwa As tidak berputar (stasioner) dan catat angka yang ditunjukkan stroboscop5. Mulai proses data logger.
e. Dibiarkan PC mengambil data selama 5 detik
f. Diulangi urutan no 1 s/d 6 dengan mengganti pompa air lain.
g. Dibuatlah grafik perbandingan hasil
monitoring vibrasi dari tiap pompa dalam domain waktu dan frekuensi.
h. Dibandingkan grafik dari tiap pompa lalu
BAB IV