PENGARUH VARIASI GAYA TRANSMISI V-BELT TERHADAP PRILAKU GETARAN POROS DEPERICARPER FAN TYPE 2 SWSI

PENGARUH VARIASI GAYA TRANSMISI V-BELT TERHADAP PRILAKU GETARAN POROS

DEPERICARPER FAN TYPE 2 SWSI

SKRIPSI

MEKANIKA KEKUATAN BAHAN

Skripsi Yang Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh :

HAKIKI HARISANDI (040401024)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

2 0 1 0

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.

Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah

“Pengaruh Variasi Gaya Transmisi V-Belt Terhadap Poros Depericarper Fan Type – 2 SWSI”.

Selama penulisaan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada :

1. Kedua Orang tua saya yang telah memberikan segala sesuatunya dengan penuh ikhlas.

2. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembimbing yang telah sabar dan banyak memberikan arahan, bimbingan, nasehat, dan pelajaran berharga hingga Skripsi ini dapat terselesaikan.

3. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus Burhanuddin S, ST.MT, selaku Ketua dan Sekretarsi Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak David C.Tobing selaku team research yang telah banyak memberi bimbingan dan nasehat.

4. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.

5. Teman-teman mahasiswa Mesin USU khususnya untuk stambuk 2004.

Akhir kata semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa lain.

Medan, 30 Juli 2010

HAKIKI HARISANDI NIM.04 0401 024

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ...ii

SPESIFIKASI TUGAS ... iii

KARTU BIMBINGAN ... iv

EVALUASI SEMINAR TUGAS SARJANA... v

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 ...L atar Belakang ... 1

1.2 ...T ujuan dan Manfaat Penelitian ... 4

1.2.1 Tujuan Penelitian ... 4

1.2.2 Manfaat Penelitian ... 4

1.3 ...P erumusan Masalah ... 5

1.4 ...M etodologi ... 6

1.5 ...S istematika Penulisan ... 7

1.6 ...S kema Diagram Alir Penelitian ... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 9

2.1 Klasifikasi Fan ... 10

2.2 Sistem Transmisi Centifugal Fan (V-belt) ... 13

2.2.1. Tipe Dan Ukuran Nominal V- belt...14

2.2.2. Panjang V-belt ...15

2.2.3. Tegangan Statik dan Gaya Defleksi V- belt...16

2.4.4. Beban Statis pada Poros Akibat Tegangan V- belt...22

2.2.5. Tegangan Operasi dan Beban Dinamis V-belt ... 22

2.3 Bantalan Anti Gesek ... 24

2.4 Dasar-Dasar Vibrasi ... 26

2.4.1 Gerak Harmonik ... 27

2.4.2. Gerak Periodik ... 28

2.4.3 Getaran Bebas (Free Vibration) ... 32

BAB III .. METODE PENELITIAN ... 35

3.1 Tempat dan Waktu ... 35

3.2 Penentuan Kondisi Pengukuran ... 35

3.2.1 Bahan Poros pada Centrifugal Fan ... 36

3.2.2 Centrifugal Fan ... 38

3.2.3 Spesifikasi Vibrometer ... 38

3.2.4 Metode ... 40

BAB IV ANALISA TERORITIS DAN PENGELOLAAN DATA HASIL

PENGUKURAN ... 48

4.1 Pengolahan Data Pengukuran ... 48

4.1.1 Frekuensi Harmonic Poros ... 48

4.1.2 ... G etaran Resonansi ... 50

4.1.2.1 Getaran V-belt ... 50

4.1.2.2 ... Getaran Sangkar Bantalan/ FTF (Fundamental Train Frequency)52 4.1.2.3 ... Analisa Kondisi Getaran Resonansi pada Bantalan A ... 54

4.1.2.4 Analisa Kondisi Getaran Resonansi pada Bantalan B ... 60

4.1.3 ... G etaran Poros ... 66

4.1.3.1 Kondisi Getaran pada Bantalan A ... 68

4.1.3.2 Kondisi Getaran pada Bantalan B ... 84

4.2 Verifikasi Data Hasil Pengukuran ... 102

4.2.1 ... T

egangan dinamis v-belt dan beban dinamis pada poros ... 102

4.2.2 Gaya Reaksi Bantalan Terhadap Gaya Pada Poros ... 106

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 112

5.1 KESIMPULAN ... 112

5.2 SARAN... 112

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR halaman Gambar 1.1 Diagram skematik proses pemisahan antara serabut dengan biji Sawit dengan depericarper fan ... 3

Gambar 1.2 Skema Instalasi Sistem, dan Pengukuran Sinyal Vibrasi ... 8

Gambar 2.1 Tiga jenis Blade axial fan ... 10

Gambar 2.2 Lima jenis Blade centrifugal fan ... 11

Gambar 2.3 Penampang V-Belt klasik ... 14

Gambar 2.4 Penampang V-Belt industry ... 14

Gambar 2.5 Pengukuran defleksi V-Belt ... 16

Gambar 2.6 Vektor tegangan static sabuk ... 17

Gambar 2.7 Vektor Tegangan Sabuk dan Beban Statis Poros ... 22

Gambar 2.8 Vektor Tegangan Operasi dan Beban Dinamis Poros V-Belt ... 23

Gambar 2.9 Bantalan Journal atau Sleeve ... 24

Gambar 2.10 Berbagai Tipe Elemen Gelinding pada Bantalan ... 25

Gambar 2.11 Struktur Bantalan Anti Gesek ... 25

Gambar 2.12 Balok Fondasi Persegi dengan Suatu Harga dari Enam derajat kebebasan ... 26

Gambar 2.13 Gerak Harmonik sebagai Proyeksi Suatu Titik yang Bergerak pada Lingkaran ... 28

Gambar 2.14 Gerak Periodik Gelombang Sinyal Segiempat dan Gelombang Pembentuknya dalam domain waktu ... 29

Gambar 2.15 Sistem Massa Pegas dan Diagram Benda Bebas ... 32

Gambar 3.1 Skematik Bahan Uji Backward inclined Curve Centrifugal fan 2 SWSI ... 37

Gambar 3.2 Centrifugal Fan 2 SWSI ... 38

Gambar 3.3 Alat Pengukur Getaran X-Viber Analyzer ... 39

Gambar 3.4 Pengaturan dan Pengukuran jarak antar Poros ... 41

Gambar 3.5 Pemeriksaan misalignment pada Puli ... 42

Gambar 3.6 Pemasangan V-Belt Pada kedua Puli... 43

Gambar 3.7 Posisi Reflective tape ... 44

Gambar 3.8 Lokasi Penempatan Transducer pada Bantalan ... 45

Gambar 4.1 Arah Pengukuran Getaran ... 55

Gambar 4.2 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan A Test - I dan komponen pembentuk nya ... 69

Gambar 4.3 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan A Test - II dan

komponen pembentuk nya ... 72

Gambar 4.4 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan A Test - III dan komponen pembentuk nya ... 76

Gambar 4.5 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan A Test - IV dan komponen pembentuk nya ... 79

Gambar 4.6 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan A Test - V dan komponen pembentuk nya ... 82

Gambar 4.7 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan B Test - I dan komponen pembentuk nya ... 86

Gambar 4.8 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan B Test - II dan komponen pembentuk nya ... 89

Gambar 4.9 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan B Test - III dan komponen pembentuk nya ... 92

Gambar 4.10 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan B Test - IV dan komponen pembentuk nya ... 96

Gambar 4.11 Bentuk Gelombang resonansi pada Bantalan B Test - V dan komponen pembentuk nya ... 99

Gambar 4.12 Vektor Tegangan Operasi dan Beban Dinamis Poros V-Belt A-37 ... 102

Gambar 4.13 Gerak Harmonik Gaya Dinamis pada Poros Model Centrifugal Fan ... 106

Gambar 4.14 Gaya Reaksi Bantalan Terhadap Beban Puli dan Impeller ... 107

Gambar 4.15 Beban Dinamis pada Poros ... 108

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Berat sabuk (W) dan factor modulus sabuk

( )……… ... .19

Tabel 4.1 Identifikasi Frekuensi Harmonic Poros ... 49

Tabel 4.2 Identifikasi Frekuensi Harmonic V - Belt ... 52

Tabel 4.3 Identifikasi Frekuensi Harmonic Rumah Bantalan (FTF) ... 54

Tabel 4.4 Getaran Superposisi pada Tiap Pengujian ... 101

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Tegangan Efektif Operasional ( ) ... 103

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Tegangan Operasi V - Belt... 104

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Beban Dinamis Poros ( ) ... 105

Tabel 4.6 Amplitudo Superposisi Bantalan A dan B ... 111

DAFTAR LAMPIRAN

Hal : LAMPIRAN I

Defleksi Poros Pompa Sentrifugal ... 113 LAMPIRAN II

Data Hasil Pengukuran Test – I pada Bantalan A ... 114 Data Hasil Pengukuran Test – I pada Bantalan B ... 115 LAMPIRAN III

Data Hasil Pengukuran Test – II pada Bantalan A ... 116 Data Hasil Pengukuran Test – II pada Bantalan B ... 117 LAMPIRAN IV

Data Hasil Pengukuran Test – III pada Bantalan A... 118 Data Hasil Pengukuran Test – III pada Bantalan B ... 119 LAMPIRAN V

Data Hasil Pengukuran Test – IV pada Bantalan A ... 120 Data Hasil Pengukuran Test – IV pada Bantalan B... 121 LAMPIRAN VI

Data Hasil Pengukuran Test – V pada Bantalan A ... 122 Data Hasil Pengukuran Test – V pada Bantalan B ... 123 LAMPIRAN V

Data Material Properties Poros ... 124

DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan

Satuan

C Jarak Antar Poros

mm

D Diameter Puli Besar

mm

d Diameter Puli Kecil

mm

Panjang Pitch/Panjang Aksis Netral Sabuk mm

q Jarak Defleksi

mm

Panjang Rentang

mm

Tegangan Statik Sabuk kg

Daya Rencana Hp

W Berat Sabuk tiap Kaki Satuan Panjang kg

V Kecepatan Sabuk

mm/s

Konstanta Gravitasi kg/s

Jumlah Sabuk yang Digunakan -

R Rasio Tegangan

-

È Sudut Busuk Kontak

-

Tegangan Efektif

kg

Tight Side Tension/Tegangan Sabuk yang Ketat kg

Slack Side Tension/Tegangan Sabuk yang longgar kg

Gaya Dinamis V-Belt

kg

A Amplitudo Getaran

mm

x Simpangan Getaran

ω mm Kecepatan Sudut

rad/s

f Frekuensi Hz

t Waktu

s

Kecepatan Getaran

mm/s

Percepatan Getaran

mm²/s

k Konstanta Kekakuan Pegas

N/mm

Frekuensi rata-rata

Hz

R Resultan Simpangan arah Aksial dan Radial mm

Resultan Kecepatan arah Aksial dan Radial mm/s

Resultan Percepatan arah Aksial dan Radial mm²/s