LAPORAN KERJA PRAKTIK
MENGATASI VIBRASI TINGGI PADA BEARING COOLER FAN 4W1K17 KILN MILL INDARUNG IV PT. SEMEN
PADANG
Oleh:
ALFAN BACHRUL ULLUM 2007134778
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU 2023
LAPORAN KERJA PRAKTIK
MENGATASI VIBRASI TINGGI PADA BEARING COOLER FAN 4W1K17 KILN MILL INDARUNG IV PT. SEMEN
PADANG
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktik
Oleh:
ALFAN BACHRUL ULLUM 2007134778
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU 2023
HALAMAN PENGESAHAN Laporan Kerja Praktik dengan judul
MENGATASI VIBRASI TINGGI PADA BEARING COOLER FAN 4W1K17 KILN MILL INDARUNG IV PT. SEMEN PADANG
Yang dipersiapkan dan disusun oleh :
Alfan Bachrul Ullum NIM : 2007134778
Program Studi Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Riau, Telah disetujui oleh :
Dosen Pembimbing Kerja Praktik,
Warman Fatra S.T.,M.T NIP.
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Riau
Feblil huda, ST.,MT.,Ph.D NIP. 19800219 200312 1 001
Ketua Prodi Studi Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Riau
Asral, ST., M.Eng., Ph.D NIP. 19720305 199802 1 001
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang mana beliau telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan dengan judul “MENGATASI VIBRASI TINGGI PADA COOLER FAN 4W1K17 KILN MILL INDARUNG IV PT SEMEN PADANG”.
Shalawat beriring salam tak lupa penulis ucapkan kepada Nabi Muhammad SAW, yang mana beliau telah membawa manusia dari alam jahiliyah ke alam berilmu pengetahuan dan menjadi suri tauladan bagi umat manusia.
Sejalan dengan selesainya penulisan laporan ini, penulis ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, bimbingan dan dorongan kepada penulis. Rasa terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada
1. Orang tua dan keluarga, yang telah memberikan dorongan moril dan materil dalam pembuatan laporan ini
2. Bapak Warman Fatra, S.T.,M.T selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek.
3. Ibu Putri Nawangsari, S.T.,M.T.,Ph.D selaku Koordinator Kerja Praktik Teknik Mesin S1 Universitas Riau.
4. Bapak Feblil Huda, ST.,MT.,Ph.D Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau.
5. Bapak Asral, S.t.,M.Eng.,Ph.D selaku Koordinator Program Studi S1 Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau.
6. Bapak Benny Dwi Putra, S.T, selaku Kepala Sie. Inspeksi Pemeliharaan di PT. Semen Padang
7. Bapak Hendrizal selaku Kepala Urusan Inspeksi Pengendalian dan Pemeliharaan unit Indarung IV dan sekaligus Pembimbing Lapangan yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan laporan ini di PT. Semen Padang
8. Bang Julian, Bang Devy, Bang Eko, Bang Fajar dan seluruh Staf Karyawan di PT. Semen Padang yang telah memberikan pengalaman dan bimbingan kepada penulis selama melakukan Kerja Praktek ini 9. Serta semua pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan
praktek kerja lapangan baik moril maupun materil kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini terdapat banyak kekurangan. Penulis berharap adanya masukan dan saran sehingga laporan ini dapat memberikan manfaat khususnya dalam rangka pengembangan untuk penulisan laporan. Semoga Allah SWT memberkati dan meridhoi kita semua.
Aamiin Yaa Rabbal‘Alamiin.
Padang, 15 Oktober 2023
Penulis
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Latar Belakang Sumber Daya Manusia (SDM) merupakan suatu komponen yang berperan penting dalam keberlangsungan suatu kegiatan yang dilakukan secara berkelanjutan sehingga sangat penting untuk memiliki SDM yang berkemampuan tinggi. Dengan tujuan menghasilkan SDM yang berkemampuan tinggi serta berkualitas tersebut, maka diperlukan ilmu sebanyak-banyaknya sebagai landasan dari kegiatan yang akan dilakukan serta pengalaman dengan tujuan meningkatkan kemampuan tersebut. Disamping itu, dewasa kini terdapat banyak inovasi setiap harinya, terutama dalam perkembangan teknologi, dimana ini dapat mempermudah manusia dalam hal apapun. Teknologi-teknologi tersebut tentunya tidak terlepas dari manusia yang senantiasa selalu memperkaya diri dengan mencari ilmu sebanyak-banyaknya. ilmu tersebut dapat diperoleh dari perkuliahan di suatu Universitas. Tetapi, untuk pengalaman tidak dapat diperoleh dari universitas saja. Oleh karena itu, diperlukanlah suatu program kerja praktik demi memberi pengalaman kepada mahasiswa. Kerja praktik merupakan suatu wadah untuk mahasiswa dalam menerapkan ilmu yang sudah dipelajari dalam Universitas dengan tujuan untuk memberikan suatu manfaat berupa pengalaman dan ilmu pengetahuan secara langsung. Dengan adanya proses pembelajaran melalui kerja praktik ini, mahasiswa dapat melihat langsung aplikasi dari ilmu pengatuhan yang sudah dipelajari di perguruan tinggi. Adanya program ini diharapkan mahasiswa dapat bekerja dengan baik serta dapat menyelesaikan permasalahan secara nyata di dunia kerja. PT Semen Padang merupakan wadah bagi mahasiswa untuk menggali ilmu dari apa yang telah dipelajari di bangku perkuliahan sebagai wujud bentuk dunia kerja sungguhan sebelum mahasiswa memasuki dunia kerja nantinya. PT. Semen Padang juga dapat membina sikap dan mental mahasiswa selama pelaksanaan kegiatan kerja praktek agar mahasiswa memiliki sikap dan mental yang baik, mapan dan tidak canggung jika nantinya memasuki dunia industri. Proses pengolahan bahan baku menjadi semen yang dilakukan oleh PT Semen Padang ini merupakan salah satu aplikasi dari teori yang sudah dipelajari di Teknik Mesin Universitas Riau. Hal ini menjadi dasar
kami untuk mempelajari lebih lanjut dan detail mengenai proses pengolahan bahan baku hingga menjadi produk pada PT Semen Padang serta untuk mengaplikasikan ilmu yang telah dipelajari di perguruan tinggi.
Pada saat kerja praktek penulis ditempatkan di unit inspeksi pemeliharaan dan PGOH. Inspeksi pemeliharaan dan PGOH merupakan sebuah unit kerja yang berada dibawah naungan dan pengawasan Department Pemeiharaan.Unit kerja ini berkontak langsung terharap core bisnis PT Semen Padang. Unit kerja ini memiliki 3 bidang perkerjaan yang tergabung dalam satu unit kerja diantaranya inspeksi pemeliharaan, Pengendalian Gangguan Operasional (PGO) dan Overhaul (OH). Pada kerja praktek ini penulis di tugaskan dibagian PGO Mekanikal.
Pada laporan kerja praktek ini, penulis membahas tentang “MENGATASI VIBRASI TINNGI PADA BEARING COOLER FAN 4W1K17 KILN MILL INDARUNG IV PT SEMEN PADANG” Pemeliharaan dilakukan untuk memastikan mesin mesin beroperasi dengan baik dan optimal serta mencegah terjadinya kerusakan pada mesin.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari penulisan Laporan Praktek Kerja Lapangan ini adalah :
1. Pengamatan dilokasi terhadap vibrasi tinggi pada Bearing Cooler fan 4W1K17 kiln mill.
2. Mengetahui penyebab Vibrasi tinggi.
3. Melakukan penggantian pada Bearing Bearing Cooler fan 4W1K17 kiln mill.
1.3 Manfaat
Adapun manfaat yang diperoleh dari kerja praktek ini adalah
1. Mampu menerapkan ilmu dalam perkuliahan ke permasalahan yang ada di lapangan disaat kerja praktek.
2. Penulis mengetahui penyebab terjadinya kerusakan pada Bearing Cooler fan 4W1K17.
1.4 Batasan Masalah
Dengan banyaknya kajian yang dapat dibahas di PT. Semen Padang maka dilakukan pembatasan masalah yang akan dibahas, untuk itu Laporan Praktek Kerja Lapangan (PKL) ini akan di khususkan hanya membahas mengenai penggantian bearing cooler fan 4W1K17 karena adanya vibrasi yang tinggi.
1.5 Sistematika Penulisan Laporan
Untuk mempermudah penulisan laporan ini, maka penulis membuat suatu sistematika pembahasan yang merupakan urutan dari pembahasan laporan
BAB I PENDAHULUAN
Pada Bab ini berisi tentang latar belakang pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan, tujuan pelaksanaan, batasan masalah, waktu dan tempat pelaksanaan, metodologi penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini berisi tentang pengenalan Cooler fan 4W1K17, fungsi, cara kerja, serta bagian-bagian yang ada pada cooler fan 4W1K17 dan juga sedikit mengulas mengenai bearing dan juga Looseness.
BAB III METODOLOGI
Berisi tentang akar masalah, data pengukuraan vibrasi, diagnose, dan analisa serta rekomendasi yang akan dilakukan.
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang inspeksi yang dilakukan, pengecekan clearance dan langkah langka penggantian bearing,
BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan dan saran dari penulisan Laporan Praktek Kerja Lapangan, agar dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam upaya peningkatan dan pengembangan di masa yang akan datang.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Cooler fan 4W1K17
Cooler fan merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menyuplai udara pendingin ke setiap grade pada cooler yang digunakan untuk mendinginkan material clinker secara merata di dalam Grade Cooler.
Fan digunakan untuk memindahkan sejumlah volume udara dan gas melalui suatu saluran (duck). Selain itu, fan juga digunakan untuk memasok udara dalam proses pengeringan, pemindahan bahan tersuspensi di dalam aliran gas, pembuangan asap, menara pendingin, pemasok udara untuk pembakaran boiler, pembuangan debu, pengeringan,pendinginan proses-proses industrial, sistem ventilasi ruangan, dan aplikasi sistem beraliran tinggi dan yang membutuhkan udara bertekanan lainnya. Cooler fan merupakan salah satu peralatan vital yang sangat penting dalam berjalannya proses produksi. Cooler fan yang berada di Kiln Mill Indarung IV PT. Semen Padang ini, salah satunya dinamai dengan Cooler fan 4W1K17.
Gambar 2. 1 Cooler fan
Motor
Data Fan
Putaran : 1210 RPM (VSD) Bearing B1 : 23220 CCK/C3 Bearing B2 : 23220 CCK/C3 Impeller : 11 Blade 2.1.1 Fungsi Alat
Adapun fungsi alat dari Cooling fan adalah sebagai berikut:
a. Untuk pendinginan klinker
b. Menghasilkan udara sekunder dan tertiary yang cukup tinggi c. Untuk pendinginan Grate Plate
d. Penggemburan klinker 2.1.2 Prinsip Kerja Fan
Fan menghasilkan tekanan total, yang digambarkan dalam kinetic dan statik yang dilepas ke udara oleh Impeller, Rotating Blade pada Impeller mengkonversi energi mekanik menjadi energi statik dan kinetik dengan mengubah vektor kecepatan udara masuk.
2.1.3 Bagian-Bagian Cooler fan 4W1K17 a. Motor
Motor digunakan untuk menggerakkan Impeller Cooler fan adalah alat yang di gunakan untuk menggerakkan suatu benda agar bisa bergerak atau beroperasi.
Gambar 2. 2 Motor Listrik Data Motor
Merk : Siemens Bearing DE : 6320 C4
Type : ILE56033BB390AB1-Z Bearing NDE : 6320 C34 Putaran : 1494 RPM
b. Housing Bearing
Housing bearing adalah komponen yang berguna sebagai rumah bearing sehingga bearing dapat bergerak dan meneruskan sistem kerja poros. Housing bearing memastikan bantalan tetap dalam posisi yang benar untuk menjaga akurasi dan kinerja mesin. Housing bearing melindungi bantalan dari kerusakan lingkungan eksternal, seperti debu, kotoran, air, dan kontaminan lainnya. Ini membantu memperpanjang umur bantalan.
Gambar 2. 3 Housing Bearing c. Shaft
Shaft atau poros digunakan untuk meneruskan putaran dari motor ke impeller Cooler fan agar alat dapat berjalan dengan baik.
Gambar 2. 4 Shaft d. Casing
Casing yang melindungi fan merupakan komponen yang digunakan untuk mengelola dan mengarahkan aliran udara yang diarahkan ke dalam Grate Cooler yang bertujuan untuk mendinginkan material clinker.
Gambar 2. 5 Casing e. Impeller
Impeller adalah komponen yang berputar dari sebuah mesin yang mentransfer energi dari motor ke fluida kerja. Impeller Fan juga berfungsi merubah energi mekanik rotasi menjadi energi kinetik maupun tekanan dalam fluida gas.
Gambar 2. 6 Impeller f. Pulley
Suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai komponen atau penghubung putaran yang diterima dari motor listrik kemudian diteruskan dengan menggunakan sabuk atau belt ke benda yang ingin digerakkan.
g. Belt
Belt atau sabuk merupakan suatu bagian mekanisme mesin yang biasanya terbuat dari karet serta mempunyai penampang berbentuk trapesium. Belt berfungsi sebagai perantara guna melanjutkan putaran yang dihasilkan dari pulley satu ke pulley lainnya.
2.2 Bearing
Bearing adalah komponen mesin yang berfungsi sebagai tumpuhan poros.
Dalam menjalankan fungsinya bearing harus dapat menahan poros sehingga dapat berputar dengan halus dan tanpa gesekan berlebihan. Bearing menjaga poros agar dapat di gunakan dengan waktu yang lama karena itu prestasi system secara keseluruhan sangat bergantung kepada fungsi bearing (Sularso & Suga, 1978).
Bearing yang dalam bahasa indonesia berarti bantalan, bantalan memiliki arti alat atau tempat yang digunakan untuk memumpu poros benda, berputar sedemikian rupa hingga perputaran poros itu berjalan lancar. Berdasarkan pengertian tersebut, bantalan digunakan untuk menahan bebab yang terjadi akibat
dari suatu gerak pada salah satu bagian mesin, dengan kata lain prinsip bantalan adalah menahan beban.
Bantalan digunakan untuk menerima dua buah beban, yaitu beban aksial dan beban radial. Beban radial terjadi terhadap pusat dari bantalan sepanjang jari- jarinya, beban aksial terjadi searah dengan sumbu poros. Beban yang diterima bantalan merupakan salah satu dasar pemilihan jenis bantalan.
2.2.1 Spherical roller bearing
Sumber : m0103-WordPress.com
Bearing jenis Spherical roller bearing merupakan jenis bearing yang terdiri dari silinder baja yang memiliki bentuk bola di ujungnya dan terpasang di antara dua cincin baja. Spherical roller bearing umumnya digunakan untuk menangani beban radial dan axial yang besar, serta mampu menahan gerakan misalignment (ketidak sejajaran).
Spherical roller bearing mempunyai dua baris roller, sebuah outer ring berbentuk sebuah spherical raceway, dan sebuah inner ring berbentuk dua spherical raceway yang tegak lurus dengan sumbu bearing, dan sebuah cage.
Spherical roller bearing memiliki roller sebanyak dua baris maka memiliki kemampuan untuk membawa beban yang besar, gaya aksial pada kedua arah, dan gaya radial yang besar, sehingga bearing ini banyak digunakan untuk aplikasi industri berat.
Bantalan SKF 22220 EK ini adalah bantalan rol bulat dengan Sangkar Baja 2 bagian, Tipe Jendela dan Alur Pelumasan serta Lubang di Cincin Luar. Bantalan ini memiliki lubang tirus 1:12. Dimensi bantalan adalah 100x180x46mm.
Bearing yang digunakan pada impeller fan adalah bearing SKF 22220 EK Spesifikasi dari kode bearing tersebut adalah
Clearence : C3
Peringkat Beban Dinamis : 554 kn Peringkat Beban Statis : 678 kn Peringkat Kecepatan Referensi : 2700 r/Min Peringkat Kecepatan Pembatasan : 2300 r/min
2.2.2 Komponen Utama Bearing
Komponen-Komponen Bearing
Bearing didesain agar simple dan tahan lama, karena biasanya bearing ada di posisi yang tidak terlihat, sehingga tidak bisa selalu diakses untuk dilakukan perawatan. Secara umum, bearing terdiri dari:
1. Dua buah ring dengan jalur (raceway). Ada ring luar (outer ring) dan ring dalam (inner ring), yang berfungsi unutuk menahan bola tetap berputar di tempat yang sama.
2. Rolling element. Bisa berbentuk bola, roller atau silinder, cone atau needle yang keras.
3. Cage atau rumah. Fungsinya unutk menjaga bola atau silinder pada tempatnya dan tidak saling bertabrakan atau bergesekan satu dengan yang lainnya.
4. Seal atau penutup. Ada yang pakai dan ada yang tidak, fungsinya untuk menutup agar kotoran debu tudak masuk ke dalam bearing, dan menjaga pelumas tetap bersih.
2.2.3 Pertimbangan Pemilihan Bearing
Dalam pemilihan bearing banyak pertimbangan yang harus dilakukan terlebih dahulu, seperti:
Jenis pembebanan (aksial atau radial)
Besar beban yang ditumpu
Dimensi bantalan dengan poros
Kecepatan putaran yang akan diberikan
Umur bantalan
Perawatan
Harga
2.3 Analisis Kegagalan pada bantalan
Kegagalan pada bantalan terdiri dari berbagai jenis dan bentuk, serta
penyebab yang berbeda – beda. Berikut merupakan beberapa jenis dari kegagalan bantalan.
a. Keausan
Keausan terjadi pada permukaan yang bersentuhan saat sedang meluncur, saat atau setelah beroprasi pada waktu tertentu bantalan akan mengalami keausan. Beberapa penyebab keausan diantaranya:
Kesalahan pada proses produksi
Benda asing sebagai pencemar
Kurangnya pelumasan
Keausan yang terjadi pada bantalan akibat pengikisan disebabkan oleh adanya benda asing (pasir, besi, dan material lain) yang masuk kedalam sistem pelumasan bantalan, mengakibatkan gesekan antara benda asing tersebut dengan bantalan.
Gambar a adalah outer racer yang mengalami keausan secara terdistribusi atau merata. Gambar b adalah outer racer yang mengalami keausan akibat dari puing – puing bagian lain atau benda asing yang masuk kedalam sistem pelumasan dari bantalan, hal tersebut disebabkan oleh komponen pembatas ataupun perawatan yang kurang baik. . [Timken]
Bentuk Keausan pada Bantalan Sumber : Timken
b. Korosi
Korosi adalah fenomena oksidasi pada permukaan yang berasal dari reaksi kimia. Korosi terjadi ketika sulfur atau chorine yang terdapat pada
pelumas mengalami kerusakan karena temperature tinggi. Penyebab lain terjadinya korosi adalah ketika air masuk kedalam sistem bantalan.
Gambar 3. 28 Bentuk korosi pada bantalan Sumber : koyo 9
c. Retak
Retakan atau garis pemisahan merupakan kegagalan yang dapat mematahkan bantalan. Retak diakibatkan oleh beban yang melebihi desain, ketidaksuaian bantalan dengan poros maupun dengan rumah bantalan, kenaikan temperatur yang tinggi dan kurangnya pelumasan pada saat yang bersamaan. [koyo 9]
Gambar 3.29 Bentuk retakan pada bantalan d. Pengelupasan
Pengelupasan merupakan tanda dari umur bantalan telah habis.
Pengelupasan terjadi karena beban sentuhan saat operasional, clearance operasional lebih kecil daripada desain. Kesalahan pemasangan serta tidak akuratnya bentuk dari poros dan rumah bantalan dapat menyebabkan pengelupasan.
Bentuk pengelupasan pada bantalan e. Pengotoran
adalah fenomena dimana permukaan bantalan mengalami perubahan warna, akibat perubahan temperature saat operasional. Pengotoran juga dapat terjadi karena pelumas yang rusak menempel pada permukaan bantalan, apabila dibiarkan maka dapat mengakibatkan pengikisan saat operasional.
Bentuk pengotoran pada bantalan f. Misaligment
Misaligment atau ketidaksegarisan, terjadi ketika poros, sambungan (coupling), dan bantalan tidak dalam kondisi segaris pada sumbunya.
Misaligment mengacu pada perbedaan garis sumbu poros yang terdapat di bantalan dengan sumbu bantalan itu sendiri. Berikut merupakan ilustrasi misalignment angular dan misalignment pararel.
Misaligment angular dan pararel
Gambar diatas menunjukkan ilustrasi misalignment angular pada sambungan atau kopling, masing – masing poros membentuk sudut tersendiri terhadap garis sumbunya. Gambar 3.32b adalah ilustrasi misalignment pararel pada sambungan atau kopling, salah satu atau kedua poros mengalami offset atau garis sumbu tidak pada tempatnya. Penyebab lain terjadinya ketidaksegarisan adalah:
1 Pertambahan ukuran komponen karena pertambahan temperatur.
2 Terjadinya pergeseran komponen saat operasi.
3 Poros terlalu panjang.
g. Unbalance
Unbalance atau ketidakseimbangan adalah distribusi berat yang tidak seragam di seluruh bagian benda. Koreksi terhadap distribusi berat yang tidak sama ini disebut balancing.
Gambar 3. 33 Ilustrasi unbalanced pada poros
Gambar diatas merupakan ilustrasi static unbalance, yaitu distribusi berat benda terpusat pada satu titik. Gambar b menunjukkan dynamic unbalance, yaitu distribusi beban benda lebih dari satu titik. Penyebab utama ketidakseimbangan adalah:
1. Densitas material tidak seragam.
2. Permesinan tidak menghasilkan benda kerja yang bulat atau simetri sempurna.
3. Kesalahan dalam perakitan.
2.4 Jenis Jenis Keausan Yang Sering Terjadi Pada Bearing
Kegagalan fungsi pada bantalan saat mendukung suatu poros beoperasi sangat jarang disebabkan oleh bantalan itu sendiri, kecuali bantalan yang tidak sesuai dengan standarnya. Biasannya kerusakan bantalan disebabkan oleh adanya gaya eksitasi dari luar, seperti misaligmaent, kesalahan lubrication, vibrition dan fit dan toleransi antara shaft dengna inner ring Bearing atau antara housing dengan outer ring Bearing.
Berikut adalah penyebab kegagalan fungsi dari bantalan:
1. Tidak pasnya fit dan toleransi (sesuai) antara shaft dengan inner ring Bearing dan antara housing Bearing mesin dengan outer ring Bearing.
2. Akibat rusaknya seal Bearing, sehingga lintasan Bearing terkontaminasi dan kemasukan partikel-partikel kasar dan merusak.
3. Tidak cocok pelumas yang diatur untuk melumasi Bearing, sehingga tidak memaksimalkan oil flim dalam mengurangi gesekan-gesekan yang terjadi pada internal Bearing.
4. Saat pemasangan Bearing tidak mengikuti best practice, sehingga terjadi kecacatan yang dapat mengurangi umur Bearing.
5. Adanya arus listrik yang mengalir melalui clearane Bearing, sehingga membentuk sisa percikan bunga api.
6. Vibrasion/getaran yang tinggi akan menyebabkan tidak meratanya beban dan terjadinya sentakan beban pada sisi yang sama pada Bearing, sehingga kelelahan pada lintasan dan Bearing terjadi perpendekan umur.
2.5 Looseness
Looseness adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan kondisi di mana suatu objek atau komonen mendaji longgar atau tidak kencang. Keausan pada bearing merupakan penyebab terjadinya looseness. Looseness terkadang merupakan reaksi dari permasalahan lainnya seperti unbalance, misalignment, ekesentrisitas, kerusakan bearing, looseness pada baut atau mur dan lainnya.
Looseness dapat merujuk pada pergerakan atau getaran yang tidak diinginkan
dalam komponen mesin atau peralatan. Ini dapat mengakibatkan keausan, kerusakan, atau penurunan efisiensi operasi.
2.5.1 Rotating Looseness
Rotating Looseness biasanya disebabkan karena adanya out of clearance atau clearance berlebih antara elemen yang berputar dengan elemen yang diam atau tidak bergerak pada sebuah mesin.
2.5.2 Structural Looseness
Structural Looseness adalah looseness yang terjadi ketika mesin tidak terpasang sempurna dengan basisnya, hal ini dapat disebabkan karna beberapa hal seperti proses pemasangan antara mesin dengan basis yang buruk, kelonggaran baut atau adanya lengkungan dan bagian yang rata pada basis.
2.5.3 Pedestal Looseness
Pedestal Looseness adalah Looseness yang terjadi akibat adanya kelonggaran pada Housing bearing.
2.6 Perhitungan Pada Bearing
Perhitungan Beban Ekivalen
Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memeberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban ekivalen dinamis. Jika suatu deformasi permanen maksimum yang terjadi karena kondisi beban statis yang sebenarnya pada bagian dimana elemen gelinding membuat kontak dengan cincin pada tegangan maksimum, maka beban yang menimbulkan deformasi tersebut dinamakan beban ekivalen statis.
Misalkan sebuah bantalan membawa beban radial Fr (kg) dan beban aksial Fa (kg) maka beban ekivalen dinamis Pr (kg) adalah sebagai berikut :
Untuk bantalan radial ( kecuali bantalan rol silinder )
Pr = XVFr + YFa...2.1 Untuk bantalan aksial, beban aksial ekivalen dinamis pa (kg)
Pa = XFr + YFa...2.2
Sumber : Sularso10
Untuk bantalan garis tunggal, bila Fa / V Fr ≤ e, X = 1, Y = 0 1) Perhitungan umur Bearing dengan keandalan 90%
Untuk menghitung umur bantalan dengan keandalan 90% dalam satuan revolusi (putaran) menggunakan rumus :
L10 = (C P)
p
2.3
Dimana :
�10 = Umur bantalan dengan keandalan 90%
Sedangkan persamaan yang dipakai untuk menghitung umur bantalan akibat pengaruh suhu adalah:
C = Basic load system ( kN )
P = Beban ekuivalen dinamis ( kN )
p = Konstanta untuk bantalan bola ( p = 3 ) Untuk bantalan Rol p = 10/3
L
10h = (Pxn106 )
L 10 2.4
Dimana :
�10h = Umur bantalan berdasarkan waktu operasi
Dimensi dan Abutment dimensi ( Spherical Roller ) Sumber : SKF 10
n = Putaran motor penggerak ( rpm )
L10 = Umur bantalan dengan keandalan 90%
p = Konstanta untuk bantalan bola ( p = 3 ) Untuk bantalan Rol p = 10/3
BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Proses Analisa Kegagalan Bearing Fan
Dalam proses analisa kegagalan bearing fan terdapat beberapa langkah yang harus dilaksakan agar proses analisa dapat berjalan dengan lancar dan sesuai SOP.
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Analisa kegagalan Bearing Cooler fan Identifikasi Masalah
Perumusan Tujuan
Pengambilan data vibrasi pada cooling fan
Melakukan Proses Analisa
Tahapan pembuatan laporan kerja praktik sebagai berikut 1. Identifikasi Masalah
Pada tahap awal pelaksanaan kerja praktik dilakukan pengamatan masalah yang sering terjadi di lapangan industri kemudian dirumuskan menjadi tujuan dari laporan kerja praktik.
2. Pengambilan Data dan Analisis Spektrum
Setelah melakukan observasi lapangan dan studi literatur mengenai getaran, dilakukan pengambilan data pada cooling fan 4W1K17. Data yang dibutuhkan dalam analisis didapat dari team Inspeksi pemeliharaan dan PGOH Indarung IV.
Data getaran didapat menggunakan Alat ukur vibrasi yaitu VIB XpertII dengan menempelkan sensor pada bearing housing pada arah aksial dan radial (horizontal dan vertikal).
Alat ukur vibrasi getaran (kiri) dan arah pengukuran getaran (kanan) Sumber : Setyawan dan Suryadi, 2018
Selanjutnya, setelah mengambil data di lapangan menngunakan alat VIB XpertII, maka dilakukan analisis penyebab terjadinya getaran yang tinggi pada komponen mesin yang diambil datanya di lapangan. Pengambilan data dilakukan dengan menempelkan sensor pada bearing housing nya.
3. Kesimpulan dan saran
Kesimpulan dan saran berisi uraian dan analisis yang telah dilakukan sebelumnya dan akan diberikan solusi terhadap masalah yang sedang dihadapi kemudian akan diberi masukan untuk kedepannya agar menghindari masalah tersebut.
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Akar Masalah
Cooler fan 4W1K17 pada unit Kiln Mill di pabrik Indarung IV PT. Semen Padang berfungsi untuk menyuplai udara ke dalam Grate Cooler yang bertujuan untuk mendinginkan material Clinker dengan cara pendinginan cepat atau Quencing.
Pengambilan data getaran dilakukan dengan dua cara yaitu dengan cara axial dan cara radial. Pengambilan data secara axial adalah menempatkan alat sensor pada arah aksial atau searah dengan poros. Cara radial sendiri terbagi menjadi 2 cara, yaitu pengecekan secara horizontal dan secara vertikal
Data Pengukuran vibrasi beberapa bulan belakang, terdapat nilai vibrasi yang tinggi pada Bearing Fan.
11-Sep-23
Bearing Motor Bearing Fan
NDE DE B1 B2
Vertikal (mm/s) 0.87 0.87 1.86 7.61
Horizontal (mm/s) 1.06 1.10 2.07 4.44
Aksial (mm/s) 0.67 0.66 9.47 9.82
Tabel 4. 1 Data Vibrasi Cooler fan 4W1K17
Tabel 4. 2 Standar Vibrasi
Berdasarkan data vibrasi beberapa bulan terakhir dan dengan standar vibrasi yang ada, didapatkan trend vibrasi sebagai berikut,
Standar Vibrasi Berdasarkan ISO 10816-3 Normal : < 2.3 mm/s
Prewarning : 2.3 mm/s – 4.5 mm/s Warning : 4.5 mm/s – 7.1 mm/s Alarm : > 7.1 mm/s
Tabel 4. 3 Trend Vibrasi
Tabel 4.2 menunjukkan trend vibrasi beberapa bulan terakhir yang mana berdasarkan ISO10816-3 menunjukkan vibrasi dari alat sudah pada level alarm.
Untuk mengetahui penyebab dari tinngi nya vibrasi tersebut, dapat dilakukan dengan cara menganalisa spektrum vibrasi dari hasil pengukuran vibrasi yang telah dilakukan pada bearing fan.
Diagnosa
Looseness pada Bearing 4.3 Analisa
Bearing 2 (Vertikal)
Gambar 4. 1 Spektrum Bearing B2 Vertikal Fan Bulan September Trend Vibrasi beberapa bulan terakhir
12-Sep-23 Alarm
Bearing 1 (Aksial)
Gambar 4. 2 Spektrum Bearing B1 Aksial Fan Bulan September Bearing 2 (Aksial)
Gambar 4. 3 Spektrum Bearing B2 Aksial Fan Bulan September
Berdasarkan data yang telah didapatkan, terindikasi adanya nilai vibrasi yang tingi pada arah aksial bearing B1 dan arah vertical serta arah aksial bearing B2 Fan berdasarkan trend vibrasi bulan September, menunjukkan bahwa sudah berada.
Dari spektrum velocity bearing fan, amplitude muncul pada harmonic 1xRPM fan dan maksimum pada 2xRPM fan. Hal ini menunjukkan terjadinya looseness antara bearing terhadap shaft (inner race cocked on shaft).
4.4 Perhitunganccc
Jenis Bearing yang digunakan adalah 22220 EK ( spherical roller Bearings). jenis ini mempunyai dua baris elemen roller yang pada umunya mempunyai alur berbentuk bola pada cicin luarnya dan memiliki kapasitas beban radial yang besar sehingga Bearing ini sangar ideal unutk menahan beban kejut.
Bearing 22220 EK (Spherical Roller Bearings) Technical specifications dari Bearing 22220 EK sebagai berikut:
d = 100 mm
d2 = 118 mm
b = 8.3 mm
r12 = 2,1 mm
D = 180 mm
B = 46 mm
D1 =159 mm
Abutment dimensions
Spesifikasi Data, Masa, Informasi Pemasangan.
Calculation Data
Basic dynamic load rating C 433 kN
Basic static load rating C0 490 kN
Fatigue load limit Pu 49 kN
Reference speed 3400 r/min
Limiting speed 4500 r/min
Calculation factor e 0,24
Calculation factor Y1 2,8
Calculation factor Y2 4,2
Calculation factor Y0 2,8
Mass
Mass Bearing 4.85 kg
Mounting Information Recommended lock nut
tighterning angle 150o
Sumber : SKF 10
Da = Max, 168 mm ra = 118 mm max 2mm
Data pada tabel diatas dapat dihitung umur dari bearing, berikut Langkah- langkahnya:
Beban aksial, Fa = �0 x 0,056
= 490 x 0,056
= 27,44
Beban radial, Fr = Fa Va
=
127,44x0.24= 114,34 kg
Beban ekuivalen dinamis yaitu suatu beban yang besarnya sedemikian rupa sehingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya. Besar beban ekuivalen dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
P = X.Fr + Y.Fa
Sebelum menghitung besar beban ekuivalen, terlebih dahulu mencari faktor beban radial dan faktor beban aksial dengan cara menghitung perbandingan antara beban aksial dengan Basic Load Static (Co) didapat :
Fa
C0
= 27,44
490
= 0,056
Besar faktor pembanding e dengan 𝐹�/�� = 0,056 terdapat pada tabel sehingga untuk mendapatkan X (faktor beban radial) dan Y (faktor beban aksial) dapat dilihat pada tabel.
Y = 1,71
Faktor beban radial (X) untuk semua perbandingan pada tabel adalah 0,56 sehingga beban ekuivalen dengan menggunakan rumus 4.1
P = (0,56 x 114,34) + (1,71 x 27,44) P = 64,0304 + 46,9224
P = 110.9528 kg
Dengan menggunakan keandalan 90% dapat dihitung putaran (revolusi) yang dinyatakan dengan L10 dapat dihitung dengan rumus 3.1
Hasil peritunan diperoleh Fa/Co = 0.056, beban ekivalen P = 114,469 kg dan umur bantalan 141,316 Putaran. Cooling Fan beroperasi setiap hari selama 24 jam dan akan terus difungsikan selama klin beroprasi. Sehingga bantalan akan bekerja secara terus menerus tanpa henti.
umur bantalan dalam satuan waktu dapat dihitung dengan persamaan 3.2 sebagai berikut :
Maka diperoleh umur bantalan adalah 2 bulan 2 hari.
4.5 Rekomendasi
Untuk memastikan diagnosa awal terkait adanya Looseness pada bearing dan shaft , maka direkomendasikan untuk:
1. Melakukan pengecekan kondisi bearing dan housing bearing serta shaft.
2. Melakukan pengukuran clearance bearing.
3. Apabila ditemukan masalah pada bearing, housing bearing, shaft, maka dilakukan penggantian bearing dan shaft.
4.6Inspeksi Yang Dilakukan 4.6.1 Pengecekan Secara Visual
Berdasarkan rekomendasi awal, maka dilakukan pengecekan kondisi bearing dan housing bearing. Pada housing bearing dilakukan pengecekan secara visual untuk mengidentifikasi ada atau tidaknya kerusakan atau keausan.
(a) (b) Gambar 4. 4 Housing bearing 4.4.1 Pengukuran Visual pada Shaft
Pengecekan shaft dilakukan bertujuan untuk mengetahui apakah shaft masih dapat digunakan atau tidak. Dari hasil pengukuran terjadinya keausan shaft dan perlunya perbaikan pada shaft agar layak dipakai.
Gambar 4. 5 Shaft yang Aus 4.4 Penggantian Bearing
Berdasarkan hasil pengukuran sebelumnya yang mana nilai clearence bearing tidak sesuai dengan standar, maka direkomendasikan untuk melakukan penggantian bearing, berikut langkah-langkah dalam melakukan penggantian bearing:
1. Persiapan penggantian bearing
Gambar 4.6 Persiapan Penggantian Bearing 2. Bearing dan shaft lama sudah lepas
Gambar 4.7 Bearing dan Shaft Sudah Dilepas
3. Shaft pengganti yang baru a. Kondisi shaft pengganti B1
Gambar 4.8 Shaft B1 Pengganti b. Kondisi shaft pengganti B2
Gambar 4.9 Shaft B2 Pengganti 4. Bearing dan Adapter yang baru
Gambar 4.10 Bearing dan Adapter yang baru
5. Melakukan pengukuran clearence bearing pada bearing pengganti yang baru sebelum penguncian.
Gambar 4.12 Pengukuran Clearence Bearing Baru Sebelum Penguncian Tabel 4. 4 Nilai Clearence bearing Baru Sebelum Penguncian
Clearence bearing Fan 4W1K17
Sebelum Penguncian B1 0.12
B2 0.12
Standar 0.11-0.14 mm
6. Memasangkan adapter sleeve pada bearing.
Gambar 5. 1 Pemasangan Adapter Sleeve
7. Memasangkan bearing ke shaft atau poros dan melakukan penguncian
pada bearing.
Gambar 5. 2 Pemasangan Bearing Baru ke Shaft 8. Melakukan penguncian pada bearing.
Gambar 5. 3 Penguncian Pada Bearing 9. Memasangkan kembali pulley ke shaft.
Gambar 5. 4 Pemasangan Pulley ke Shaft 10. Mengukur nilai Clearence bearing setelah penguncian.
Gambar 5. 5 Pengukuran Clearence bearing Baru Setelah Penguncian Tabel 4. 5 Nilai Clearence bearing Baru Setelah Penguncian
Clearence bearing Fan 4W1K17 Setelah Penguncian B1 0.07
B2 0.07
Standar 0.05-0.095 mm
Berdasarkan nilai clearence bearing baru sebelum penguncian dan setelah penguncian, dapat kita simpulkan bahwa nilai clearence bearing sudah memenuhi standar yang ada.
11. Melakukan pelumasan pada bearing.
Gambar 5. 6 Pelumasan Pada Bearing 12. Memasang kembali housing bearing.
Gambar 5. 7 Pemasangan Housing bearing
13. Setelah bearing baru sudah terpasang, dilakukan pengukuran vibrasi kembali pada bearing.
Tabel 4.6 Data Vibrasi Setelah Perbaikan
29-Sep-23
Bearing Motor Bearing Fan
NDE DE B1 B2
Vertikal (mm/s) 0.22 0.15 0.48 0.85
Horizontal (mm/s) 0.32 0.97 0.57 0.69
Aksial (mm/s) 0.22 0.17 0.95 0.86
Berdasarkan hasil pengukuran vibrasi pada table, vibrasi pada bearing sudah kembali normal berdasarkan standar ISO 10816-3.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari praktek kerja ini sebagai berikut:
1. Adanya indikasi Looseness karena harmonic muncul pada 1xRPM dan maksimal pada 2xRPM dapat dilihat dari data spektrum yang diambil menggunakan alat ukur vibrasi ini sudah mengindikasikan terjadinya looseness yang mengakibatkan angka vibrasi yang tinggi.
2. Kondisi bearing yang out of clearance dapat diakibatkan oleh terjadinya looseness antara bearing terhadap shaft (inner race cocked on shaft) yang menyebabkan keausan pada shaft.
3. Nilai vibrasi kembali normal sesuai standar setelah tim inspeksi melakukan tindakan penggantian bearing dan perbaikan pada unit cooler fan 4W1K17
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan setelah pembuatan laporan ini adalah sebagai berikut :
1. Jangan membiarkan terlalu lama vibrasi tinggi pada bearing karena dapat merusak bearing yang menyebabkan terjadinya keausan dan menyebabkan kerusakan pada komponen lainnya.
2. Untuk mencegah kerusakan bearing di masa depan, pastikan untuk menjalankan perawatan preventif seperti pelumasan berkala dan pemantauan kondisi bearing agar tidak terjadinya koefisien gesek yang tinggi yang menyebabkan kerusakan lebih cepat dan mengakibatkan terjadinya looseness pada bearing.
3. Sebelum penggantian bearing pastikan area kerja bersih dari kotoran dan debu yang dapat merusak bearing baru.
DAFTAR PUSTAKA
J. E, Berry, Predictive Maintenance and Vibration Signature Analysis I.
Technical Assiciate of Charlotte, P.C., 2002.
Mobius Institute. 2005. Vibration Training Quick Reference. Penerbit Mobius Institue. Jerman
PT. Semen Padang, Company Profile PT. Semen Padang. Dipeetik Maret, 15, 2022, dari http://www.semenpadang.co.id
https://m0103.wordpress.com/2014/07/23/1-2-1-bearing/ (diakses pada tanggal 5 September 2023)
Setyawan H.P. dan Suryadi D. (2018). Analisis Karakteristik Vibrasi pada Paper Dryer Machine untuk Deteksi Dini Kerusakan Spherical Roller Bearing.
ROTASI, 110-117.
SKF. (2018). Rolling Bearings.
