Universitas mercubuana Page 28
BAB III
METODOLOGI DAN HASIL PENELITIAN
3.1. Metode Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan pada mesin bubut type EMCO MAXIMAT V13 dengan menggunakan alat vibrometer (untuk mengukur getaran) Kohtect 107B. Data yang diambil dalam penyayatan baja ST37, menggunakan pahat karbida dengan kedalaman penyayatan antara 0,5mm, 1mm, sampai dengan 2mm. Dengan putaran motor mesin bubut diatur pada posisi 260 RPM, penulis memakai RPM ini dengan pertimbangan bahwa putaran motor tersebut yang sering digunakan dalam proses membubutan benda kerja. Penulis ingin mencari energi dari mesin bubut yang ada pada sistem dengan mencari gaya yang timbul pada proses pembubutan akibatnya suatu pengukuran menjadi tidak akurat dikarenakan timbulnya getaran pada rumah pahat atau toolpost yang ingin penulis cari.
Universitas mercubuana Page 29 Tidak
Gambar 3.1. Diagram alur penelitian
start
persiapan
Pengesetan alat
Percobaan pada pemakanan 0,5mm, 1mm, 2mm
Akurat
Save data di alat vibrometer
selesai
Analisa data
Universitas mercubuana Page 30 3.2. Tempat Penelitian
Pada penelitian yang sifatnya eksperimen perlu adanya tahapan – tahapan dalam melaksanakan penelitian. Dengan tujuan agar di dapatkan hasil yang akurat. Untuk penelitian ini dilakukan pada tanggal 26 september 2010 di Laboratorium proses produksi teknik mesin universitas mercubuana.
3.3. Alat dan bahan penelitian
Ada beberapa peralatan yang digunakan dalam penelitian yaitu:
1. Vibrometer107B Merk : kohtect
General view of the instrument and piezoelectric accelerometer with cable is show in Flg-1.
4
2 1. 107B Vibrometer
Fig-1a: Sensor w/cable 2. Accelerometer, 1.5m 3. Detachable measuring tip
4. Socket for measuring probe 5. USB socket for AC charge 3 6. Socket for AC charge
Fig-1b: Measuring tip 7. LED, AC charge indicator 11
6 5 4 7
Fig-2a. Top view of 107B Fig-2b: LED at standing side Gambar 3.2. Spesifikasi Vibrometer
Universitas mercubuana Page 31 Setting range of accelerometer conversion ratio (sensitivity),pC*s2/m – 0,1 to 500.
Maximum input charge value, pC – 2000.
Noise floor, not more than , pC,not more than – 0.03
The dynamic range measurement of the RMS (root-mean-square) values of Vibration accceleration, vibration velocity and vibration displacement is limited by The maximum input charge on the top and the level of noise floor of charge
Amplifier at the bottom and depends upon conversion ratio of the acceleromete (Vibration transducer)
Tabel 3.1. Data spesifikasi alat Vibrometer
Measurable Frequency Range Dynamic Range
Parameter Hz RMS
Vibration Acceleration 2 - 10000 0.01 – 2000 m/s2
Vibration Velocity 2- 16
10 - 1000
0.8 – 1000 mm/s 0.1 - 79 mm/s
Vibration Displacement
2 – 16 10 – 100 10 - 1000
0.05 – 50 mm 0.003 -1.2 mm 0.003 – 0.02 mm
Universitas mercubuana Page 32 -Gelombang Harmonik-
Gambar dibawa ini merupakan salah satu bentuk gelombang menarik.Asumsikan bahwa simpangan (displacement) diwakili oleh sumbuh Y, sedangkan sumbuh X menjadi skala waktu dalam 1 detik.
Gambar 3.3. Variasi Siklus Gelombang Harmonik (Sumber: Practical Machinery Vibration Analysis &
Predictive Maintenance. Newnes an Imprint of elsevier, Oxford, 2004)
Gelombang pertama terdiri dari gelombang. Hal ini diwakili oleh satu siklus. sebagai skala waktu 1 detik, ia memiliki frekuensi 1Hz.
Gelombang berikutnya terdiri dari 3 gelombang. Hal ini dapat dilihat bahwa ia memiliki tiga siklus pada periode yang sama gelomban pertama. Dengan demikian, ia memilliki frekuensi 3 Hz.
Gelombang berikutnya terdiri dari 5 gelombang, hal ini dapat ditelusuri dari jumlahnya yang terdiri dari 5 siklus pada periode yang sama gelombang pertama. Gelombang ini memiliki frekuensi 5 Hz.
Universitas mercubuana Page 33 Demikian pula gelombang berikutnya yang terdiri dari 7 dan 9 gelombang, masing –
masing memiliki 7 dan 9 Hz.
Gelombang segi ganjil di atas (1,3,5,7,9…) merupakan gelombang harmonic ganjil dari frekuensi dasar. Sedangkan bila gelombang dengan seri frekuensi 1,2,3,4,5…hz, maka seri ini ditandai dengan seri frekuensi dasar. Hal yang menjadi catatan dari gelombang diatas dengan bentuk yang unik bila ditambahkan ke frekuensi dasar, maka akan didapat sejumlah gelombang yang terlihat seperti bentuk gelombang persegi yang lebih kompleks. Bila gelombang sinusoidal ditambahkan terhadap gelombang kompleks tersebut maka diperlukan analisa Fourier untuk memudahkan proses analisanya, melalui proses operasi matematika yang rumit, yang metransformasikan bentuk gelombang dari domain waktu ke domain frekuensi dan sebaliknya.
-Analisa Fourier-
Analisa Fourier istilah lain untuk mentransformasi sebuah waktu gelombang ke spektrum amplitudo vs frekuensi nilai. Analisis Fourier kadang – kadang disebut sebagai analisa spektrum, dan dapat dilakukan dengan penganalisa Fast Fourier Transform (FFT).
Gambar 3.4. Penganalisa Fast Fourier Transform (FFT) (Sumber: Practical Machinery Vibration Analysis &
Predictive Maintenance. Newnes an Imprint of elsevier, Oxford, 2004)
Universitas mercubuana Page 34 Perpindahan (Diplacement), Kecepatan (Velocity), dan Percepatan (Acceleration) merupakan karakteristik getaran yang di ukur untuk menentukan tingkat tingkat keparahan (severity) getaran dan ketiganya adalah komponen amplitudo getaran . Amplitudo getaran merupakan indikator pertama untuk menunjukan sejauh mana baik atau buruknya kondisi suatu mesin. Umumnya amplitudo getaran yang lebih besar berbanding lurus dengan tingkat kegagalan mesin yang itu pula.
Gambar 3.5. Hubungan antara Displacement, Velocity, dan Acceleration (Sumber: Practical Machinery Vibration Analysis & Predictive Maintenance.
Newnes an Imprint of Elsevier, Oxford, 2004)
Pada range frekuensi tinggi, acceleration secara signifikan lebih mudah dipergunakan daripada velocity atau displacement. Untuk frekuensi lebih dari 1000 Hz (60 kcpm) atau 1500 Hz (90 kcpm) satuan pengukuran untuk getaran adalah acceleration. Secara umum untuk frekuensi antara 10 Hz (600 cpm) dan 1000 Hz (60 kcpm), velocity merupakan indikator yang tepat untuk meneliti tingkat keparahan (severity) dari getaran.
Universitas mercubuana Page 35 Standar Vibrasi ISO 2372, BS 4675 dan VDI 2056
(sumber: Emerson Process Management)
Tabel 3.2.
Gambar 3.6. penampang benda kerja
Universitas mercubuana Page 36 2. Mesin bubut
Type : EMCO MAXIMAT V13 No : D1L D9 E1 022
Gambar 3.7. Spesifikasi mesin bubut
Universitas mercubuana Page 37 3.4. Cara pengambilan data penelitian
Pengambilan data menggunakan alat vibrometer pada mesin bubut khususnya toolpost dilakukan sebagai berikut:
1. Hubungkan komponen-komponen vibrometer Kohtect 107B.
2. Letakan magnetic adaptor vibrometer kohtect pada bagian mesin yang mengalami efek getar yaitu toolpost pada saat pemakanan.
Gambar 3.8. pengesetan alat vibrometer yang berada di toolpost.
Universitas mercubuana Page 38 3.5. Pengambilan data
Dengan RPM 260 dan kedalaman pemakanan 0,5mm
Gambar : Grafik Displacement
Gambar : Grafik Velocity
Universitas mercubuana Page 39 Gambar : Grafik Acceleration
Dengan RPM 260 dan kedalaman pemakanan 1mm.
Gambar : Grafik Displacement
Universitas mercubuana Page 40 Gambar : Grafik Velocity
Gambar : Grafik Acceleration
Universitas mercubuana Page 41 Dengan RPM 260 dan kedalaman pemakanan 2mm.
Gambar : Grafik Displacement
Gambar : Grafik Velocity
Universitas mercubuana Page 42 Gambar : Grafik Acceleration
3.6. Hasil Data Penelitian
Tabel dibawah ini adalah hasil data yang diperoleh dari pengujian pada RPM 260 dan dengan kedalaman pemakanan 0,5mm, 1mm, 2mm.
Tabel 3.3. Data hasil penelitian Kedalaman
pemakanan
Acceleration (mm/s)
Velocity (m/s²)
Displacement (µm)
0,5mm 0,3245 0,1788 1,96
1mm 0,3243 0,1343 0,4975
2mm 0,3522 0,1106 0,1501
Universitas mercubuana Page 43 Dari data di atas dapat dilihat bahwa dari salah satu dari tiga parameter penting dari amplitudo, mengalami kenaikan dari kedalaman pemakanan 0,5mm, 0,1mm, sampai dengan 2mm. parameter yang menjadi bahan penting untuk proses monitoring dapat dilihat pada velocity untuk dibandingkan dengan standar tingkat vibrasi sesuai dengan ISO 2372. Mesin bubut Emco V13, berada di grup K (kategori mesin kecil) masih berada di area warna hijau dengan kategori GOOD, yang menginformasikan kondisi toolpost masih memenuhi standar untuk digunakan.
