TINJAUAN PUSTAKA
2.6. Pengolahan Data Vibrasi
Sinyal yang diperoleh melalui transduser pada pengukuran getaran mesin adalah gabungan berbagai respons (tanggapan) bangunan mesin terhadap bermacam-macam gaya ekstasi. Analisa yang efektif adalah menguraikan sinyal kompleks ini menjadi komponen-komponennya. Ada pandangan dalam persoalan analisis getaran menjadi komponennya, yaitu:
2.6.1. Time Domain
Hasil pengukuran objek pemantauan dalam time domain dapat berupa sinyal seperti Gambar 2.16.:
1) Sinyal statik, yaitu sinyal yang karakteristiknya (misal: amplitudo, arah kerjanya) tidak berubah terhadap waktu.
2) Sinyal dinamik, yaitu sinyal yang karakteristiknya berubah terhadap waktu, sehingga tidak konstan.
Gambar 2.16 Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik (Ramses Y. Hutahaean)
Dalam kasus pengukuran untuk memungkinkan pengukuran objek pemantauan berupa sinyal dinamik, maka diperlukan sensor yang memiliki karakteristik dinamik tertentu. Sinyal dinamik yang sering ditemui dalam praktek berasal dari sinyal getaran. Untuk keperluan pengolahan sinyal getaran dalam time domain, perlu diperhatikan karakteristik sinyal getaran yang dideteksi oleh masing-masing sensor percepatan, kecepatan, dan simpangan getaran.
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Ketepatan waktu pengiriman, kualitas produk yang dapat diterima dan harga produk yang wajar merupakan kondisi yang menentukan dari kepuasan pelanggan. Jika pelanggan puas maka permintaan pun akan meningkat. Sehubungan dengan itu hendaknya suatu perusahaan manufaktur mampu melaksanakan kegiatan produksi dengan cara efisien.
Kegiatan produksi dengan cara efisien merupakan tanggung jawab semua pihak didalam perusahaan. Kerusakan mesin saat rencana produksi berjalan tentunya tidak diharapkan, karena dapat menggagalkan target pencapaian ketepatan waktu pengiriman produk. Dalam hal ini dibutuhkan peran pihak engineer untuk berupaya mencari solusi, antara lain dengan menghilangkan kegiatan breakdown maintenance dan menggantinya dengan kegiatan predictif Maintenance, yaitu menghilangkan adanya perbaikan mesin ditengah-tengah rencana produksi sedang berjalan dengan cara mendiagnosa kapan masalah gangguan tersebut akan terjadi atau menjaga masalah gangguan mesin agar tidak terjadi lagi. Dengan mendiagnosis dan memprediksi kapan dilakukan perbaikan tentunya skeduling kegiatan perbaikan mesin tersebut dapat disusun dengan baik, sehingga urutan pelaksanaan kegiatan seperti penyediaan bahan, peralatan dan lain-lain dapat direncanakan. Dengan terencananya skedul perbaikan mesin, sehubungan dengan itu maka ketepatan waktu pengiriman kepada pelanggan terpenuhi, kualitas produk dapat terjaga dan tentunya mesin-mesin berproduksi pada efisiensi maksimum.
Pada dekade ini telah dikembangkan suatu kegiatan Predictive Maintenance yang tercakup pada British Standard BS3811 (1984) tentang monitoring kondisi mesin, dimana dilakukan pengukuran secara rutin terus menerus ataupun berkala serta kegiatan interpretasi data terhadap kondisi mesin
kondisi mesin ataupun peralatan dengan mendeteksi sinyal getaran mesin (vibration monitoring). Sebuah mesin yang ideal sempurna pada prinsipnya tidak menimbulkan getaran sama sekali, karena seluruh energi yang dihasilkan diubah menjadi kerja. Namun fenomena yang dapat dirasakan ada sebagian bentuk energi yang salah satunya terbuang menjadi getaran. Getaran timbul akibat transfer gaya siklik melalui elemen-elemen mesin yang ada, dimana elemen-elemen tersebut saling beraksi satu sama lain dan energi disipasi melalui struktur dalam bentuk getaran. Rendahnya tingkat kepresisian peralatan yang bersuaian, kerusakan atau keausan akibat umur pemakaian peralatan dan deformasi akan mengubah karakteristik dinamik sistem dan cenderung meningkatkan energi getaran.
Sejalan dengan perkembangan teknologi, pendeteksian getaran mesin dengan metode klasik yaitu interaksi antara manusia (operator) dan mesin dengan cara mendengarkan suara mesin dan menyentuh/meraba (hearing and touching) tidak lagi handal untuk dilakukan, karena mesin-mesin modern dirancang berjalan secara otomatis dan beroperasi pada putaran dan kecepatan tinggi, untuk itu dibutuhkan peralatan uji ataupun peralatan pengukur sebagai bagian proses kegiatan CBM. Penelusuran getaran yang terjadi pada mesin dapat berupa getaran translasi maupun rotasi. Getaran translasi dapat terjadi dalam arah lateral ataupun aksial. Getaran lateral terjadi pada arah tegak lurus sumbu poros, sedangkan getaran aksial terjadi dalam searah sumbu poros. Getaran rotasi merupakan getaran yang terjadi dalam arah putar sering disebut sebagai getaran torsional. Interpretasi dari data sinyal-sinyal getaran tersebut dapat digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan yang terjadi tiap-tiap waktu dari kondisi mesin yang sedang berproduksi, sehingga prediksi pelaksanaan overall maintenaice dan Repair mesin tersebut terskedul lebih akurat.
Penulis melakukan penelitian ini berdasarkan alat uji studi kasus tesis s2. Dimana usulan penelitian ini merupakan alat uji penelitian sistem transmisi roda gigi untuk menganalisa secara khusus getaran torsional yang terjadi. Perangkat uji ini merupakan bagian unit kecil dari transmisi roda gigi yang terdapat di manufaktur Pabrik Baterai ABC dimana mahasiswa s2 tersebut bekerja, dengan pola pemikiran kasus yang lazim. Terjadinya kasus perubahan-perubahan setingan
mesin seperti pergeseran jarak antar sumbu poros dan misaligment pada roda gigi, hal ini merupakan efek dari mengendurnya baut pengikat ataupun kekurang telitian setelah melaksanakan repair, tidak jarang ditemui kasus pada mesin manufaktur diawal selesai overall maintenance yang mempunyai efisiensi produksinya tidak dapat mencapai efisiensi puncak, melainkan perlu adanya penyesuaian (Running Up). Kasus adanya usaha peningkatan putaran mesin yang merupakan kegiatan improvisasi sebagai planning inovasi. Kasus-kasus ini tidak jarang terjadi di manufaktur Pabrik Baterai ABC.
Getaran torsional adalah gerakan sudut yang menimbulkan puntiran pada poros, gerakan osilasi ditumpangkan pada gerak rotasi stabil dari sebuah mesin yang berputar. Meskipun getaran ini tidak dapat diteksi dengan alat ukur khusus, amplitudonya dapat merusak. Sebagai contoh sepasang roda gigi yang mengubah kecepatan sistem transmisi daya mengirimkan ke casing. Demikian pula, mekanisme mesin silinder dalam suatu mesin kompresor mengkonversi torsi untuk kekuatan radial yang dapat dilihat oleh persepsi manusia tetapi tidak terukur karena ketidakpekaan alat uji dan latar belakang kebisingan. Jika gear box atau mesin torak adalah bagian dari drive train, kelebihan kebisingan dan getaran dapat menunjukkan masalah. Standar dan metode pengukuran yang berhubungan dengan besaran yang diterima getaran radial, gerak jarang menjadi perhatian dengan getaran torsional kecuali mempengaruhi fungsi sistem. Tekanan ini yang mempengaruhi integritas struktural dan umur komponen dengan demikian menentukan besarnya yang diijinkan getaran torsional. Gerakan getaran torsional dapat menghasilkan tegangan yang menyebabkan kelelahan logam. Selain itu, faktor konsentrasi tegangan diasosiasikan dengan komponen mesin untuk mengurangi efektivitas bahan beban.
Telah banyak dilakukan penelitian dan pengujian terhadap getaran yang terjadi pada roda gigi dengan penekanan pada aspek yang berbeda, antara lain:
(Helson 2007) Analisis spektrum getaran yang dilakukan menitik beratkan pada masalah identifikasi sinyal yang ditimbulkan oleh kontak gigi
sistem poros rotor ganda. (M. Yudha Swara, 2008) melakukan analisis getaran roda gigi melalui penggunaan cepstrum getaran. Selain itu, dibahas pula karakteristik dan sumber getaran pada sistem transmisi roda gigi beserta simulasinya menggunakan bantuan perangkat lunak MatLab 7.0.4. Selanjutnya dilakukan pengujian Fungsi Respon Frekuensi (FRF) dan spektrum linier pada perangkat uji. (Riyanto, Moch. Saleh, 2010) Sinyal getaran dianalisa dalam frekuensi domain yang memperlihatkan spektrum sinyal getaran tersebut dengan menggunakan peralatan pico scope analayser sehingga dapat diketahui amplitudo dan frekuensinya. Karakteristik frekuensi dari pasangan roda gigi yang mengalami kerusakan akan dibandingkan dengan data referensi untuk mengetahui pengaruh ada tidaknya patah gigi pada salah satu gigidan roda gigi transmisi.
Dari penelitian sebelum-sebelumnya telah dilakukan peneliti terdahulu, tentang getaran yang terjadi pada roda gigi serta karakteristik frekuensi yang ditimbulkan akibat kerusakan roda gigi. Dari itu penulis melakukan penelitian untuk mengetahui karakteristik getaran torsional pada transmisi roda gigi lurus.