irepository.its.ac.id/59905/1/2199030041-non_degree.pdfdimana t adalah waktu dan t merupakan...
TRANSCRIPT
..
I" . ,
ABSTRAK
Dalam perawatan mesin secara traditional, penjadwalan perbaikan biasanya sulit dibuat karena kebutuhan perbaikan tidak dapat ditentukan secara pasti, tanpa membongkar mesin yang bersangkutan. Perawatan tradisional dilakukan dengan cara membongkar, memeriksanya dan merakitnya kembali. Dimana cara ini menimbulkan down time yang panjang dan seringkali sekedar untuk memeriksa mesin yang masih dalam keadaan baik dan juga dapat merugikan produktivitas mesin. Tekno/ogi modern memungkinkan untuk menentukan kondisi mesin dari luar. Yang paling efektif· dari berbagai cara adalah analisis getaran. Dengan melakukan pengamatan tingkat getaran secara berkala, maka sesuatu yang tidak normal dapat dideteksi sebelum kerusakan yang lebih besar atau fatal terjadi .
Persoalan pada rotor rub terjadi karena pemasangan yang salah pada banta Ian yang dipasang pada poros. Untuk dapat melakukan identifikasi, maka dilakukan pengujian pada bantalan yang terletak pada fan inboard dan fan outboard dari Gas Injection Fan Unit 3A dengan menggunakan alat vibrasi Computational System Incorporated (CSI) 2120 A. Dimana alat tersebut mempl.!nyai kemampuan untuk mengkonversikan dari domain waktu ke domain frekuensi yang nantinya berguna untuk mengidentifikasi sumber kerusakan.Berdasarkan atas pengujian, maka didapatkan poros dan bearing tersebut rusak
Setelah proses perbaikan dilakukan, maka dilakukan pengujian vibrasi lagi pada Gas Injection Fan 3A.Dari hasil pengukuran vibrasi menunjukkan mesin dalam kondisi baik(dilihat pada VIBRA TION CRITERION CHART) dan dari ciri-ciri spektrumnya tidak menunjukkan adanya kerusakan yang terjadi.
ABSTRACTION
In the traditional maintenance machine,schedule repir usually hard to prepare because the need of repair can not predict, without ovrhoul the machine . The way of traditional maintmance are overhoul, check and arrange ,again.ln this way make along downtime and sometimes only check the' machine which have agood condition and loss aproductivity of machine. The modem technology possibly check machine s condition on the outside. The most effective from many way are analysis of vibration. With check a level vibration periodically, so something is not normally can detected before ahuge faulty or fatally happens.
The problem of Rotor Rub happens because the wrong construction for bearing turned on shaft. To make identify ,so make test bearing where position in the fan inboard and outboard from Gas Injection Fan Unit 3A with vibration instrument Computational System Incorporated (CSI) 2120A. The instrument have ability to conversion data from time domain to frequency domain useful to identify the source fault. The foundation above test, founded that shaft and bearing failure.
After done the repair,make avibration test again for Gas Injection Fan 3A . From the result vibration test show that machine in the good condition (seen for VIBRATION CRITERION CHART land from charcteristic spectra donot show afaifure happens
.,..
..
o Perawatan Mesin Konversi
2.1 Vibrasi
2.1.1 Pengertian vibrasi
BAB II
DASARTEORI
Tugas Akhir
Suatu partikel yang bergerak bolak-balik terhadap posisi
kesetimbangannya atau gerakan maju mundur, atas bawah dari posisi
diam disebut vibrasi ( getaran ). Sebagian besar mesin, getaran ini tidak
diinginkan karena selain meningkatkan tegangan juga mengurangi energi
yang seharusnya digunakan untuk kefungsian mesin itu sendiri. Getaran
ditandai dengan perubahan secara periodik dari suatu besaran. Besaran
yang menyatakan getaran dapat berupa suhu, simpangan, sudut, tekanan,
tegangan listrik, kecepatan, dll. Getaran dapat dilihat dimana- mana,
misalnya sebuah pegas dimana ujung atasnya dilekatkan pada benda
diam dan ujung bawahnya diberikan beban seperti pad a gam bar 2.1
dibawah ini.
[ :3 -, tJ?FER
1-1~---lIMIT --~ _. = , NE:LlTH:.L.. '--.- S-_·- POSIT:m;
r= r-::':=:= LONER 0---UMIT
Gambar 2.1 (Ref 3,Hal 3) Sistem getaran pada sebuah pegas
yang ujung bawahnya diberikan sebuah beban.
Secara umum, gerak getaran merupakan suatu fungsi periodic.
Fungsi periodic dapat dinyatakan sebagai :
x ( t ) = x ( t + T ) (2.1)
Dimana t adalah waktu dan T merupakan konstanta yang bersatuan waktu
dan disebut sebagai periode. Contoh fungsi periodic dapat digambarkan
Program Studi D-3 Teknik Mesin
,4.
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
dalam gambar 2.2. Nilai kebalikan dari T disebut frekuensi, yaitu f = 11T .
Frekuensi menyatakan jumlah getaran per satuan waktu. Satuan frekuensi
adalah Hertz dan disingkat dengan Hz. Getaran dengan frekuensi 10Hz,
misalnya, berarti bahwa getaran tersebut bergetar 10 siklus dalam 1
sekon.
x(t)
Gambar 2.2 (Ref 1 ,Hal 22) Fungsi Periodik
Disamping frekuensi f dikenal pula frekuensi sudut yang diberi
lambang 0). Satuan frekuensi sudut ini adalah rad/s. Hubungan antara f
dan 0) dapat dituliskan sebagai berikut:
0) = 21tf = 2nIT (2.2)
Dalam praktek sering digunakan tiga istilah berikut :
f = frekuensi linear (Hz)
0) = frekuensi sudut (rad/s)
n = kecepatan (frekuensi) putar (rpm)
Adapun hubungan antar ketiganya adalah sebagai berikut :
n(rpm) . 60 ~z)
~ ..
........
x 0). 60/21t ., ... , .. , .. , ........•..
0) (rad/s)
Dalam praktek sering dicampuradukkan penggunaan f, 0) dan n.
Walaupun demikian, masing-masing besaran dapat dikenali dari satuan
yang digunakan.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 4
•
~ Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Selain dinyatakan dalam fungsi periodic, getaran dapat dinyatakan
dalam fungsi harmonik. Fungsi harmonik sederhana dapat dituliskan
sebagai:
X = A sin rot (2.3)
Dalam persamaan tersebut, A merupakan amplitudo dan ro merupakan
frekuensi sudut. Fungsi harmonik, digambarkan pad a gambar 2.3
JI.
wf
Gambar 2.3 (Ref 4,Hal 3) Gerak Harmonik sebagai proyeksi
suatu titik yang bergerak pada lingkaran.
Jika fungsi harmonik dalam persamaan (2.3) menyatakan simpangan,
maka kecepatannya adalah :
'. X = A ro cos rot (2.4)
dimana : X = dxldt, dan percepatannya adalah
, , X = -A ro2 sin rot (2.5)
" atau X = - ro2 x
Persamaan (2.3),(2.4),(2.6) merupakan persamaan yang penting karena
persamaan-persamaan tersebut menggambarkan hubungan antara
amplitudo simpangan, amplitudo kecepatan dan amplitudo percepatan.
Jadi bila salah satu dari amplitudo ini diketahui maka amplitudo yang lain
dapat dihitung dengan mudah. Gambar 2.4 di bawah ini menunjukkan
Program Studi D-3 Teknik Mesin 5
•
•
j
@ Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
hubungan antara simpangan, kecepatan dan percepatan dalam gerakan
harmonis.
v~ t \J~
'~ A y
(a) (b) -~-----~.~-~ -----:....-.--------!
Gambar 2.4 (Ref 4,Hal 4) Hubungan antara simpangan,
kecepatan dan percepatan dalam gerak harmonik sederhana
Dari persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan dari
partikel yang bergetar kita dapatkan bahwa simpangan maksimum atau
amplitudo adalah A, kecepatan maksimum adalah ro A dan percepatan
maksimum adalah ro2 A. Jika simpangan mencapai maksimum dalam arah
manapun, kecepatan haruslah sarna dengan nol karena sekarang
kecepatan haruslah berubah arah. Sebaliknya percepatan pad a saat ini "
mencapai harga maksimum, tetapi berlawanan arah dengan simpangan
ketika simpangan sarna dengan nol, kecepatan mencapai maksimum dan
percepatan sama dengan nol. Kecepatan partikel bertambah ketika
partikel menuju ke titik seimbang dan berkurang kembali ketika ia
bergerak menuju ke simpangan maksimum, sama halnya bandul ayunan.
Berdasarkan gangguan yang bekerja getaran dapat dibagi menjadi
2 yaitu getaran bebas dan getaran paksa.
2.1.2 Getaran Bebas
Getaran bebas adalah gerak system getaran tanpa adanya
gangguan dari luar. Gerakan ini terjadi karena kondisi awal saja. Bila
system tidak memiliki redaman, maka getaran yang terjadi akan
berlangsung terus menerus tiada hentinya. Namun, kondisi ini tidak
Program Studi D-3 Teknik Mesin 6
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
pemah dijumpai dalam praktek karena system getaran selalu memiliki
redaman. Adanya redaman akan menyebabkan amplitudo getaran
semakin lama semakin kecil sehingga akhimya berhenti.
2.1.2.1 Getaran 8ebas Tanpa Redaman
Setiap benda yang mempunyai massa dan kekakuan akan mampu
bergetar. Getaran bebas tanpa redaman adalah getaran dimana pengaruh
dari gaya gesekan diabaikan. Bila benda tersebut bergetar bebas, maka
getaran akan terjadi pad a frekuensi pribadinya. Contoh paling sederhana
dari getaran bebas tak teredam adalah getaran system massa pegas
seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.5.
rn
I .'
'i/lX
Gambar 2.5 (Ref 1,Hal 31) Model getaran bebas tak teredam.
Dari gambar diatas, Maka persamaan gerak benda dapat diturunkan
sebagai berikut :
" mx+kx=O
maka ron = --.fklm rad/s
ro n = 2rrf = 2rrIT
fn = 1/2rr--.fklm Hz
dimana: ron = frekuensi pribadi (rad/s)
fn = frekuensi pribadi (Hz)
T = periode getaran
Bila benda diberi simpangan kemudian dilepas, maka benda tersebut
akan bergetar pada frekuensi pribadinya, pada gambar dibawah ini Program Studi D-3 Teknik Mesin 7
•
@ Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
P'C7~ I 11)0550 > J ke ko~{JoI1 < -) j <
Gambar 2.6 (Ref1.Hal 32) Getaran bebas tak teredam.
2.1.2.2 Getaran 8ebas dengan Redaman
Bila suatu system yang memiliki redaman diberi simpangan
kemudian dilepas. system tersebut akan bergetar pad a frekuensi pribadi
system teredam (rod). Dimana rod, frekunsi pribadi system teredam dapat
dihitung dengan persamaan
rod = ron".J1 - <;2
<; = C/Ce = rasio redaman
dimana : ron = frekuensi pribadi
(2.7)
C = harga redaman yang dipasang
Ce = damping kritis 'I ' mx + ex +kx = 0
maka : ron = ..Jklm
Ce = 2...j km
Gambar 2.7 (Ref 1, Hal 36) Getaran bebas teredam.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 8
•
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
2.1.3 Getaran Paksa
Getaran paksa adalah getaran yang mendapat gangguan.
Gangguan dapat berupa gaya luar yang beke~a pada massa, gaya yang
timbul akibat massa tak balans, maupun simpangan yang beke~a pada
landasan.
2.1.4 Parameter Getaran
Adapun parameter getaran itu antara lain
1. Amplitudo
Displacement, Velocity, Acceleration
Amplitudo suatu sinyal getaran dapat dinyatakan dalam :
Displacement, Velocity dan Acceleration. Semakin tinggi amplitudo
maka semakin besar getarannya. Oleh karena itu setiap mesin
biasanya mempunyai spesifikasi getaran yang dibolehkan atau dapat
juga dipergunakan general severity chart untuk menentukan batasan
kondisi mesin. Gambamya dapat dilihat pada gambar 2.4.
Spike Energi
Khusus digunakan untuk mendeteksi masalah pada bearing atau gear.
Masalah yang bersangkutan adalah sinyal spike atau getaran seketika
yang disebabkan oleh:
~ Rusaknya permukaan inner/outer race dari roller bearing.
~ Rusaknya permukaan gigi-gigi.
~ Gesekan antara metal dengan metal.
Adapun gambarnya dapat dilihat pada gambar 2.8 dibawah ini !
:;'PI (~ ~-- _ .. -_ .. ,
. (~~ 'j .. . -/;:'::,_.. -- --_. '\ : " ,'-
,~ .. -'" Gambar 2.8 (Ref3,Hal 5) Spike Energi.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 9
,
..
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
2. Frekuensi
Untuk menganalisa getaran mesin guna mengetahui masalah
tertentu, perlu diketahui frekuensi getarannya dan hal ini sangat
membantu mengidentifikasi masalah dan bag ian mana yang rusak.
Adapun gambamya dapat dilihat pada gambar 2.9 dibawah ini
FREOUENCY = I/PERIOD
~ z w ~ w u ~ ~ a... V"I
o
PERIOD <TIME)
Gambar 2.9 (Ref3,Hal 5) FrekuensiGetaran.
3. Phasa
Karakteristik getaran lainnya adalah phasa. Phasa didefinisikan
sebagai posisi dari suatu gelombang terhadap gelombang yang lainnya
atau terhadap titik tertentu yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun
kegunaan dari phasa adalah untuk membalancing, untuk jenis
misalignment dan untuk mengetahui adanya looseness. Adapun
gambarnya adalah dapat dilihat pada gambar 2.10 di bawah ini.
ICYCLE
Gambar 2.10 (Ref 3,Hal 5) Phasa Getaran.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 10
•
•
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Penggunaan displacement, velocity, acceleration:
• Velocity Umum digunakan karena mempunyai daerah
frekuensi dari 600 - 60000 cpm dan langsung
dapat dilihat atau dicocokkan pada severity
chart guna menentukan kondisi mesin.
• Displacement Digunakan untuk daerah frekuensi 600
• Acceleration
cpm ke bawah atau mesin-mesin dengan
putaran rendah.
Digunakan untuk daerah frekuensi di atas
60000 cpm atau untuk mendeteksi kerusakan
pada bearing atau gear.
2.2 Getaran dan kondisi mesin
Mesin yang ideal tidak akan bergetar karena energi yang
diterimanya digunakan sepenuhnya untuk kefungsian mesin itu sendiri.
Dalam praktek mesin yang dirancang dengan baik getarannya relatif
rendah namun untuk jangka waktu pemakaian yang lama akan terjadi
kenaikan level getaran karena hal berikut :
a. Keausan pada elemen mesin.
b. Proses pemantapan fondasi sedemikian rupa sehingga terjadi
deformasi dan mengakibatkan misalignment pada poras.
c. Perubahan perilaku dinamik pada mesin sehingga terjadi
perubahan frekuensi pribadi.
Pad a jaman dahulu problema getaran dapat dirasakan oleh operator
karena alasan berikut :
a. Putaran kerja mesin relatif rendah sehingga frekuensinya masih
dapat dirasakan.
b. Masih ada interaksi yang intensif antara operator dengan mesin.
Sedangkan dewasa ini problema getaran permesinan tak teramati dengan
detil karena alasan berikut :
a Putaran kerja mesin yang relatif tinggi sehingga sulit merasakan
getaran yang terjadi.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 11
•
•
•
Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
c. Interaksi yang relatif jarang antara operator dengan mesin
karena mesin dioperasikan menggunakan system kontrol.
Keadaan di atas mengakibatkan bahwa pemantauan getaran mesin
dewasa ini tidak dapat lagi dilakukan secara kualitatif sehingga pemakaian
peralatan getaran untuk memantau getaran yang terjadi adalah
merupakan keharusan
Umumnya elemen mesin bertumpu pada system bantalan sehingga
gaya eksitasi getaran pada elemen tersebut diteruskan pula ke system
tumpuannya. Karena itu pemantauan sinyal getaran dilakukan pad a
rumah bantalan. Sinyal getaran yang dipantau tersebut berupa sinyal
getaran dalam domain waktu yang dapat dikonversikan lebih lanjut ke
dalam domain frekuensi. Setiap getaran mesin memiliki level getaran
tertentu dan dalam domain frekuensi memiliki spectrum dengan ciri
tertentu.
2.2.1 Klasifikasi Pengukuran Getaran Permesinan
Pengukuran getaran permesinan dapat dikelompokkan sebagai
berikut:
a. Pengukuran untuk mengetahui level getaran.
Pengukuran ini umumnya melibatkan data sinyal getaran dalam
domain waktu. Ciri pengukuran ini memiliki rentang waktu pengukuran
yang lama (ordernya menit) Sehingga diperoleh informasi level getaran
yang stabil dalam besaran rms (root mean square). Alat ukur yang
digunakan adalah jenis "Vibration Level Meter" baik yang analog maupun
yang digital. Hasil pengukuran level getaran umumnya untuk dibandingkan
dengan besaran standar (Standar ISO, DIN, BS. 0111) sehingga dapat
diketahui getaran mesin tersebut dalam batas yang aman atau tidak.
b. Pengukuran untuk analisis getaran.
Pengukuran ini lebih rumit dari pengukuran level getaran karena
melibatkan sinyal getaran dalam domain waktu maupun dalam domain
frekuensi. Ciri pengukuran ini memiliki rentang waktu pengukuran yang
pendek karena dipengaruhi oleh pemilihan rentang frekuensi pengukuran.
Karena itu harus hati-hati dalam menentukan level getaran dari sinya/
Program Studi D-3 Teknik Mesin 12
•
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
domain waktu yang diperoleh dari pengukuran ini. Alat ukur yang
digunakan adalah jenis CSI (Computational System Incorporated)
sehingga dapat dilakukan proses konversi data dari domain waktu ke
domain frekuensi. CSI ini dapat juga digunakan untuk pengolahan data
lebih lanjut yang mana nantinya berguna untuk kegiatan analisis sinyal
getaran untuk memperoleh keperluan diagnosa kemungkinan cacat dalam
mesin tersebut.
2.2.2 Tujuan Pengukuran
Dalam suatu pengukuran getaran mesin tujuan utama adalah untuk
mendapatkan data dimana dengan melalui pemantulan sinyal getaran
secara berkala maka kita dapat mengetahui kondisi mesin yang
sebenarnya.
Data-data tersebut merupakan sumber informasi yang sangat
berharga tentang kelainan atau kerusakan yang diketahui beserta
spectrum getarannya. Dengan· demikian kerusakan dan kelainan yang
sama yang pernah terjadi akan dapat diidentifikasi dengan cepat. Selain
itu data-data tersebut dapat juga dimanfaatkan untuk mengubah
spesifikasi rancangan sehingga tingkat keandalan mesin dapat dinaikkan.
Tujuan lain dari pengukuran getaran mesin adalah :
a. Untuk mengetahui besar amplitudo getaran
Besaran ini dapat dibedakan menjadi :
a.1 Harga Peak to Peak.
Besaran ini bisa dihubungkan dengan besarnya tegangan
maksimum yang terjadi atau dihubungkan dengan celah (clearance)
yang terjadi antara elemen rotasi dengan rumahnya.
a.2 Harga puncak maksimum
Besarnya harga puncak maksimum yang terdapat dalam
pengamatan sinyal getaran.
a.3 Harga RMS (Root Mean Square).
Semua besaran pengukuran amplitudo sinyal getaran tersebut
diilustrasikan dalam gam bar 2.13
Program Studi D-3 Teknik Mesin 13
•
o Perawatan Mesin Konversi
-r I
Puk LIVI:
t
RMS livil. J+ Jt It'ltldt . A ... 1U10I LIVI! • -} Jt l-id\
•
AvarlO_
jllVII
RMS _ • _~ ~L.v.1
t Time'
P .... ·to·P .... livil
Tugas Akhir
Gambar 2. 12(Ref1 ,Hal 87) Amplitudo Sinyal Getaran.
b. Untuk keperluan analisis struktur dinamik
Sinyal getaran yang te~adi pada suatu struktur sebenarnya
mencirikah perilaku dinamik struktur tersebut karena respon getarannya
tergantung pada perilaku dinamik dan stimulus yang beke~a pada struktur
tersebut.
2.3 Transducer Getaran
Transducer ini memegang peranan penting dalam kegiatan
pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi terdepan dari suatu
proses pemantauan sinyal getaran mesin. Transducer ini berfungsi untuk
mengubah besaran sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada
umumnya berbentuk tegangan listrik.
Transducer getaran ini dibedakan menjadi 3, yaitu :
1. Sensor simpangan getaran (Displacement Transducer)
Program Studi D-3 Teknik Mesin 14
•
•
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
2. Sensor kecepatan getaran (Velocity Transducer)
3. Sensor percepatan getaran (Accelerometer)
2.3.1 Transducer simpangan (Displacement Transducer)
Untuk pengukuran amplitudo getaran secara mekanik dapat
digunakan semacam "dial indicator" yang ujung stilusnya disentuhkan
pada permukaan yang bergetar. Keterbatasan sensor jenis ini adalah :
a. Untuk frekuensi rendah (kurang dari 7 Hz)
b. Untuk amplitudo getaran yang berbentuk sinusoidal dan
amplitudonya relatif besar.
Disamping sensor mekanik, terdapat juga transducer simpangan
yang beke~a secara elektrik dan tidak menyentuh permukaan getar.
Sensor simpangan tak kontak (non contacting displacement transducer) ini
digunakan untuk mengukur langsung gerak relatif poros.
Sensor simpangan tak kontak ini dilengkapi dengan
osilator/demodulator untuk mendemodulasi sinyal diatas sehingga
menghasilkan sinyal keluaran berupa tegangan listrik yang sebanding
dengan gerak relatif poros. Hal ini diperlihatkan dalam gam bar 2.14
OSCLl"'~I'ClOU..'" TOR
OSCU" TOtt ()Jff'VT M.X>' ....... rEO In· CHAHGNG EOOY' CVU!E:H1S
fOOY CI.flf1fHTS PRoPORrlQtCAl TO ClST AHCe:
Gambar 2.14 (Ref 1, Hal 99) Sensor simpangan tak kontak
kelengkapan dan cara pemasangan
Program Studi D-3 Teknik Mesin 15
•
•
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Transducer jenis ini disebut juga sebagai Probe Eddy Current Atau Probe
Proximity yang banyak digunakan dalam pemantauan sinyal getaran pad a
mesin-mesin rotasi.
Adapun prinsip kerja dari transducer jenis ini (Probe Proximity) adalah :
1. Bahan konduktor (poros) akan membangkitkan eddy current oleh
karena peristiwa pemotongan medan magnet yang dibangkitkan oleh
pickup oil.
2. Eddy Current ini akan tertangkap oleh pickup oil dan mempengaruhi
titik kerja osilator .
3. Perubahan titik osilator ini sebanding dengan jarak (gap) displacement.
Untuk skemanya dapat dilihat pada gam bar 2.15
r· .-:-- .-----... -- - .. ---------- .----.
1!llr~.~ 1.r-\-\~t~' ~ ~~L
,-'--- - - .-----
Gambar 2. 15(Ref 3, Hal 10) skema pemasangan dan diagram
transducer non kontak pada rumah bearing.
Keuntungan sensor jenis ini adalah :
a). Sensor simpangan tak kontak ini dilengkapi dengan pengkondisian
sinyal (osilator/demodulator). Sensivitas sensor ini sekitar 200 mV/mil
atau 8 mV/f..lm (1 mil = 0.001 inch; 1 f..lm = 0,001 mm ) dan frekuensi
responnya 0 - 600 cpm.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 16
•
•
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
b). Tidak menyentuh permukaan getar.
c). Tidak ada bagian-bagian yang bergerak sehingga tidak terjadi
prablema keausan.
d). Bisa bekerja pad a frekuensi 0 Hz (sinyal DC).
Kerugian sensor jenis ini adalah :
a) Baik cacat permukaan poras maupun ketidakhomogenan sifat
kelistrikan pada poras akan menimbulkan sinyal yang salah pada
sensor.
b) Dalam beberapa kasus pemasangan relatif susah karenanya pada
mesin tersebut di beberapa tempat terpaksa dilubangi untuk
penempatan sensor.
c) Terpengaruh oleh ketidakbundaran poras.
d) Terpengaruh oleh sifat konduktivitas listrik dan material.
2.3.2 Transducer kecepatan
Prinsip kerja dari transducer jenis ini berdasarkan hukum Fisika dan
apabila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet maka akan
timbul suatu tegangan induksi pad a konduktor tersebut. Gambar 2.16 di
bawah ini menunjukkan transducer kecepatan. Sistem tersebut terdiri dari
massa yang dililiti suatu kumparan yang dihubungkan dengan pegas dan
damper. Dan suatu magnet permanen yang akan memberikan medan
magnet yang cukup kuat dipasang mengelilingi kumparan tersebut.
VcllH.ity Pic\;u\l (i\lovil1l! Coil) I
') P"o. .. o eu. '1 w •• eo. l::~ 'l~' Sl~ ItlQo,;ftOr
Gambar 2.16 (Ref 3,Hal ) Transducer Kecepatan.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 17
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
8eberapa hal yang perlu diperhatikan pada transducer ini adalah :
a) Termasuk dalam kelompok transducer aktif, karena menghasilkan
sinyal analog getaran dalam besaran tegangan listrik tanpa
memerlukan catu daya (Power Supply).
b) Ukurannya relatif besar sehingga frekuensi pribadinya rendah
sekitar 8 - 10Hz.
c) Daerah frekuensi pengukuran dilakukan di atas frekuensi
pribadinya dan pada umumnya adalah :
10Hz < Frekuensi pengukuran < 1000 Hz.
d) Pemasangan sensor kecepatan relatif tidak kritis dan pada ujung
sensor dapat dipasang batang pengukur atau pelekat magnetic.
e) Sensor kecepatan getaran dapat dipakai tanpa conditioning
amplifier karena merupakan jenis sensor aktif.
f) Konstruksi sensor kecepatan getaran merupakan system
elektromekanik sehingga bisa te~adi keausan yang mengakibatkan
perubahan harga kalibrasinya.
g) Dapat mengukur displacement dan velocity.
2.3.3 Accelerometer
Accelerometer adalah jenis teransducer yang umum digunakan
dalam pengukuran sinyal getaran. Transducer ini biasanya menggunakan
effek piezoelectric, yakni timbulnya muatan listrik pad a permukaan keping
kristal piezoelectric karena adanya tekanan yang beke~a pada
permukaannya. Karena menggunakan konsep piezoelectric maka
transducer digunakan bersama dengan "charge - amplifier". Gambar dari
Accelerometer adalah seperti pada gambar 2.17
Program Studi D-3 Teknik Mesin
'~CI.' ,.-t IGc...c:tC_ • . .. " ......... . -
18
..
~ Perawatan Mesin Konversi TugasAkhir
Gambar 2.17 (Ref 3,Hal 9) Accelerometer.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemakaian transducer ini adalah :
a) Bentuknya kompak dan ringan sehingga frekuensi pribadinya
sangat tinggi sekitar 20 KHz.
b) Berlainan dengan sensor kecepatan, maka daerah frekuensi
pengukurannya adalah dibawah frekuensi pribadinya yaitu 10 -
10000 Hz dan sensivitasnya 1 - 3000 mV/g.
c) Keterbatasan pemakaian accelerometer adalah pada frekuensi
rendah karena sinyal keluarannya relatif kecil. Sebaliknya untuk
frekuensi tinggi cenderung menghasilkan tegangan keluaran yang
relatif besar.
d) Pada umumnya accelerometer memerlukan catu daya.
e) Dapat mengukur acceleration dan velocity.
f) Berlainan dengan sensor kecepatan getaran maka respon
frekuensi accelerometer sangat sensitive terhadap cara
pemasangannya sehingga dianjurkan untuk tidak dipegang dengan
tangan.
2.3.4 Pemilihan Sensor Getaran
Perlu diketahui bahwa tidak ada satupun transducer yang cocok
digunakan untuk semua pemakaian, sehingga kita perJu untuk memilih
mana transducer yang cocok untuk keperluan kita. Pemilihan transducer
ini adalah langkah penting untuk mendapatkan data vibrasi yang benar
dan akurat.
Langkah-Iangkah dalam pemilihan sensor getaran adalah sebagai berikut
1. Tentukan obyek ukur yang diinginkan.
Bila obyek ukur adalah berupa celah (clearance) atau gerak relatif,
maka sensor yang digunakan aadalah sensor simpangan. Selain
obyek ukur diatas maka perhatikan langkah berikutnya.
2. Pertimbangan Impedansi Mekanik.
Bila getaran yang terjadi tidak diteruskan ke rumah mesin dengan
baik, misalnya pada kasus bantalan luncur. Bila system poros rotor
Program Studi D-3 Teknik Mesin 19
•
t
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
lebih fJeksibel daripada rumah bantalan maupun rumah mesinnya
sendiri maka digunakan transducer simpangan.
3. Pertimbangan Frekuensi.
Dalam kasus ini pemilihan sensor getaran atas pertimbangan
frekuensi adalah sebagai berikut :
a. Bila frekuensi obyek ukur diatas 1000 Hz maka digunakan
accelerometer.
b. Bila frekuensinya berada antara 10Hz sampai 1000 Hz
maka dapat digunakan sensor kecepatan atau
accelerometer. Hal ini dapat diperlihatkan dalam gambar
dibawah ini
l .. 100
903 10 -v
~~ .. ~ E~ 0.1 .. '" ~:; 0.01
> ~ Qj)Qll----.....t:.~ ___ ~ ____ ~--_ 0.1 \0 1000
Gambar 2.18 (Ref 1, Hal 108) Sinyal percepatan, kecepatan
dan simpangan untuk amplitudo getaran tertentu.
4. Pertimbangan pemakaian sensor kecepatan dan percepatan
getaran.
a. Pemakaian sensor kecepaatn getaran.
Selama pengukuran sensor dipegang dengan tangan.
Putaran mesin relatif rendah (kurang dari 1200 rpm).
Obyek ujijauh lebih besar dari pada sensor kecepatan.
b. Pemakaian accelerometer.
Frekuensi obyek ukur di atas 1000 Hz.
Misalnya : kerusakan pad a sudut turbin atau pada transmisi
roda gigi.
Untuk pengukuran pada lingkungan yang bersuhu relatif
tinggi (sampai 120°C).
Program Studi D-3 Teknik Mesin 20
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Sistem pengukuran terpadu yang memerfukan sensor
berumur kerja lama (Iebih dari dua tahun).
2.3.5 Pemasangan Sensor Getaran
Langkah selanjutnya setelah pemilihan sensor getaran adalah
pemasangan pada mesin atau struktur. Idealnya sensor dipasang secara
permanen pad a setiap tempat dan disambungkan dengan hard wire pada
sentral komputer untuk pengambilan sampling data secara terus menerus.
Tetapi jumlah tempat dan biaya untuk transducer dan instalasi tidak
memungkinkan untuk melaksanakan itu. Jumlah sensor yang digunakan
tergantung pada:
a. Kritis tidaknya mesin tersebut dalam rangkaian proses produksi di
instalasi tersebut. Semakin kritis mesin tersebut maka jumlah titik
pemantauan getaran semakin banyak sehingga jumlah sensor
getarannya menjadi banyak.
b. Biaya untuk perawatan ataupun penggantiannya. Semakin banyak
biaya untuk perawatannya berarti jumlah titik pemantauan getaran
semakin banyak sehingga jumlah sensor getarannya semakin
banyak.
Sensor getaran dipasang pad a bagian-bagian mesin yang cukup
kaku untuk menghindari efek resonansi local bag ian tersebut. Misalnya
sensor getaran tidak dipasang pada tutup mesin yang dibuat pada plat
tipis. Pemasangan sensor getaran harus mengikuti petunjuk yang telah
ditentukan oleh pabrik pembuat sensor tersebut.
Panduan pemasangan sensor secara umum diperfihatkan dalam
table berikut ini dengan mengacu pada gam bar 2.19
Program Studi D-3 Teknik Mesin 21
..
,"
o Perawatan Mesin Konversi
Diskripsi mesin
Senser getaran
I.Turbin uap/pompa Simpangan atau kompresor be-sar Bantalan luncur
Tugas Akhir
Lokasi
Radial horizontal & vertikal Titik : A. B. C. 0 Aksial : A, 0, (redundan)
--------------~-----.------------------------------------------2. Turbi n gas/
pompa medium
3.Motor/fan Bantalan luncur
4.Motor/pompa dtau kompresor Ban.talan rol
5.Gearbox
5. Poros gearbox Bantalan luncur
Simpangan
kecepatan
Simpangan atau Kecepatan
Kecepatan atau Accelero -meter
Arah : radial ver~ikal & horizontal titik: A, B
Arah :" radial horizontal & vertikal titik: At B
satu sensor arah radial pada setiap bantalan. Satu arah aksial untuk deteksi keausan
Satu sensor arah radial pada setiap bantalan. Satu arah aksial pada motor untuk deteksi keausan
Aecelero - Sensor-sensor dipasang sede meter kat mungkin ke setiap
bantalan
S;mpangan Arah : radial horizontal & vertikal di setiap bantalan Aks;al untuk deteks; keausan
Gambar 2.19 (Ref 1, Hal 110 ) Lokasi sensor getaran
(lihat table di atas)
2.4 Sinyal Getaran
Sinyal yang diperoleh melalui transducer pada pengukuran suatu
getaran mesin adalah suatu gabungan berbagai respons/tanggapan
bangunan mesin terhadap bermacam-macam gaya eksitasi dari daJam
Program Studi D-3 Teknik Mesin 22
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
mesin maupun dari luar mesin. Kunci ke arah analisis yang efektif adalah
penguraian sinyal kompleks ini menjadi komponen-komponennya.
Domain waktu memberikan gambaran fenomena getaran secara
fisik sedang domain frekuensi merupakan cara yang cocok untuk
mengidentifikasi komponen-komponennya.
Computational System Incorporated (CSI) mampu beke~a pada domain
waktu dan domain frekuensi.
2.4.1 Domain Waktu
Dengan domain waktu analisis dapat mengamati perubahan
simpangan suatu getaran terhadap waktu secara terinci. Gambar 2.20
merupakan tayangan dalam domain waktu yang menunjukkan simpangan
rotor yang tak balans terhadap waktu.
-20
RANGE: 21 dey STATUS: PAU'~C
A: T tHE CAl
STOP: 12" ... See
Figure 1·3 OSA displayS 01 .mplilude versus lime .re especially usr.fuf 101 .na/yring impulsive viblalion Ihal is charclelerislic ot gear and rolling elemenl bearing de/eels.
Gambar 2.20 (Ref 1,Hal 2) Domain waktu yang menunjukkan
simpangan rotor yang tak balans.
Bila getaran mengandung lebih dari satu komponen maka analisis
dalam domain waktu menjadi lebih sulit. Keadaan ini ditunjukkan pada
gambar 2.21 yang mewakili getaran sinus sebagai komponennya. Dengan
melihat sinyal dalam domain waktu tersebut sulit untuk diturunkan
masing-masing komponennya. Domain waktu memberikan gambaran
yang alamiah dari fenomena getaran yang sangat berguna untuk
menganalisis sinyal impuls yang dihasilkan oleh bantalan atau roda gigi
yang rusak, atau sinyal dari bag ian mesin yang kendor.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 23
o Perawatan Mesin Konversi
Gambar 2.21 (Ref 1,Hal 112)
getaran dalam domain waktu.
2.4.2 Domain Frekuensi
Tugas Akhir
Kombinasi antara 2 buah
Dalam praktek tidak ada sinyal getaran yang keberadaannya
langsung dalam domain frekuensi. Sinyal getaran selalu terjadi dalam
domain waktu tetapi untuk keperluan analisis sinyal getaran yang dalam
domain waktu ini dapat dikonversikan ke dalam domain frekuensi. lIustrasi
tentang konsep data dalam domain waktu dan dalam domain frekuensi
diperlihatkan dalam gambar 2.22
t1t
Gambar 2.22 (Ref 1,Hal 113) Hubungan antara data
domain waktu dengan domain frekuensi.
Gambar (1) memperlihatkan data dalam system koordinat 3
dimensi yang terdiri atas sumbu waktu, sumbu frekuensi dan amplitudo.
Hubungan antara amplitudo dengan frekuensi ditunjukkan dalam gambar
(2) sedangkan hubungan antara amplitudo dan waktu ditunjukkan dalam
Program Studi D-3 Teknik Mesin 24
<I> Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
gambar (3). Data dalam domain waktu temyata tersusun atas dua sinyal
sinus yang ferkuensinya berbeda seperti yang diperlihatkan oleh data
dalam domain frekuensi. Dalam domain waktu masing-masing komponen
sinyal tidak teramati langsung sedangkan domain frekuensi baik
amplitudonya maupun frekuensi dapat diketahui secara langsung.
Pemyataan sinyal dalam domain frekuensi disebut spectrum sinyal.
Gambar 2.23 memberikan gambaran yang lebih nyata tentang
sinyal yang diperoleh dari pengukuran yang kemudian dikonversikan ke
domain frekuensi. Sumber getaran dalam contoh ini rotor tak balans,
bantalan roda rusak, dan "meshing" roda gigi. Supaya mudah, banyak hal-
... 1'I!t. yang disederhanakan dalam contoh ini. Rotor tak balans menimbulkan
getaran dengan frekuensi satu putaran. Bila dianggap bahwa pada jalur
cincin luar bantalan mempunyai satu cacat, maka akan terjadi getaran
impuls setiap kali melewati bola cacat. Anggap getarannya berupa sinus.
Dua gelombang sinus di kedua sisi adalah side band yang terjadi karena
modulasi antar rotor tak balans dan getaran bantalan rusak. Frekuensi
side band ini adalah satu kecepatan putar di atas dan di bawah frekuensi
bantalan rusak. FrekLJensi meshing roda gigi merupakan perkalian
kecepatan putar pinion dengan jumlah gigi pinion, side band di sekitar
frekuensi meshing ditimbulkan oleh eksentrisitas roda gigi.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 25
<I> Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
"~lrvOf.
/ .~ '. .. fWoIf . , ',...
h\f&AlAHCf
.,l1tWCi OfFfCT c;u.III¥fSH
Gambar 2.23 (Ref I,Hal 114) Getaran permesinan yang
ditunjukkan dalam domain waktu dan domain frekuensi.
2.5 Analisis Data Domain Frekuensi
2.5.1 Konsep Analisis Data Domain Frekuensi
Analisis data domain frekuensi dilakukan umumnya untuk kegiatan berikut
a) Untuk mememriksa apakah amplitudo suatu frekuensi domain
masih dalam batas yang diijinkan oleh standar.
b) Untuk memeriksa apakah amplitudo untuk rentang frekuensi
tertentu masih berada dalam batas yang diijinkan oleh standar.
c) Untuk keperluan diagnosis.
Hal ini diperlihatkan dalam gambar 2.24
Program Studi D-3 Teknik Mesin 26
<IJ Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Gambar 2.24 (Ref 2, Hal 63) Getaran permesinan dan sinyal
getarannya.
Keterangan gambar :
a) Gambar bagian kiri.
Getaran yang terjadi pad a sistem pipa diakibatkan oleh getaran
yang berasal dari getaran blower. Dalam kasus ini salah satu
frekuensi getaran blower sarna dengan frekuensi pribadi pipa
sehingga terjadi kasus resonansi.
Untuk diagnosis yang lebih akurat maka sinyal getaran pada pipa
maupun yang pada blower perlu dianalisis dalam domain frekuensi.
b) Gambar bag ian kanan.
Pemantauan sinyal getaran pada rumah bantalan.
Untuk mengetahui apakah getaran yang terukur berasal dari
elemen rotasi maka sinyal tersebut dianalisis dalam domain
frekuensi. Data frekuensi domain selanjutnya diperiksa apakah
tergantung pada frekuensi putaran elemen rotasi.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 27
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Dalam praktek anal isis data domain frekuensi tidak semudah dalam
ilustrasi di atas. Analisis data domain frekuensi untuk keperluan diagnosis
ditunjukkan antara lain untuk :
a) Prakiraan sumber-sumber eksitasi getaran yang te~adi pada suatu
mesin.
b) Pemilihan antara getaran karena eksitasi oleh cacat pad a elemen
rotasi atau karena kasus resonansi.
c) Strategi untuk mengatasi problema getaran di lapangan.
Dalam anal isis data domain frekuensi perlu diperhatikan hal berikut :
a) Data domain frekuensi berasal dari hasil konversi data dalam domain
waktu, sehingga perlu diperiksa terlebih dahulu keabsahan data
domain waktunya.
b) Data domain waktunya tidak mengandung sinyal yang mengalami
overload maupun terpotong karena sinyal tersebut jauh lebih besar
dari range pengukuran.
c) Bila analisis domain frekuensi ini adalah bersifat off - line maka data
domain waktu sebaiknya :
? Berupa rekaman data analog.
Misalnya data yang direkam menggunakan perekam analog.
? Bila data domain waktu berupa data digital maka analisis domain
frekuensinya menggunakan rentang frekuensi yang disesuaikan
dengan frekuensi pencuplikan yang digunakan pada waktu
perekaman data digital terse but.
Secara konseptual anal isis data domain frekuensi dilakukan
mengkonversikan data domain waktu ke dalam domain frekuensi. Dalam
praktek proses konversi ini digunakan melakukan proses transformasi
Fourier cepat (FFT = Fast Fourier Transform) yang dewasa ini merupakan
kemampuan standar pada DSA. Hal ini dipertihatkan pada gambar 2.25
.--';ER?U51AK .... ".
'. .; T TEKHOLOGI
i'':l~ULUH - MO,.£lIIeEJit
L~'::;-" -------Program Studi D-3 Teknik Mesin 28
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
TIme DomaIn
FIT lEFT
Frequency Domain
Gambar 2.25 (Ref 2, hal 66) Hubungan data domain waktu dengan
domain frekuensi.
Data domain waktu merupakan respon total sinyal getaran
sehingga karakteristik masing-masing komponen sinyal getarannya tidak
terlihat jelas. Dengan bantuan konsep deret Fourier maka sinyal getaran
ini dapat dipilah-pilah menjadi komponen dalam bentuk sinyal sinus yang
frekuensinya adalah frekuensi-frekuensi dasar dan harmonik
harmoniknya. Proses konversi ini menggunakan algoritma perhitungan
yang disebut sebagai Transformasi Fourier Cepat atau Fast Fourier
Transform dan disingkat dengan FFT serta diimplementasikan pada
semua DSA.
Keuntungan penggunaan DSA dalam analisis data domain frekuensi
adalah:
Fleksibilitas yang tinggi daalm pengolahan datanya.
Waktu konversi data yang relatif cepat (order mili-sekon)
Blokdiagram DSA yang berupa instrumen diperlihatkan dalam gambar
2.26
Program Studi D-3 Teknik Mesin 29
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Sample Digital Time
LPF Window & Filter Buffer AOC
FFT
LO. (Digital) Display
Gambar 2.26 (Ref 2,HaI67) Diagram Siok DSA.
Secara konseptual prinsip kerja DSA adalah sebagai berikut :
a) Anti Aliasing Filter.
Pada tahap ini sinyal analog dimasukkan dalam LPF (Low Pass Filter)
dengan tujuan untuk mencegah terjadinya kesalahan aliasing atau
pelipatan frekuensi.
b) Konversi Sinyal Analog Menjadi Digital.
Pad a tahap ini dilakukan pencuplikan sinyal analog dan konversi
menjadi data digital yang diskrit.
ADC adalah Analog to Digital Converter. Problema kritis dalam tahap
ini adalah besar frekuensi pencuplikan agar tidak terjadi kesalahan
aliasing.
c) Penyimpanan Data Digital Domain Waktu Dalam Time Buffer Memory.
d) Koreksi Data Digital Dengan Fungsi Jendela.
Proses window ini dimaksudkan untuk mencegah semaksimal mungkin
terjadinya kebocoran spectrum karena hal ini akan mempengaruhi
ketelitian frekuensi dan amplitudonya.
e) Konversi Data Domain Waktu ke Domain Frekuensi
Pengolahan data ini menggunakan algoritma FFT.
f) Pengolahan Data Lanjut dan Penanyangannya.
Pengolahan data lanjut diantaranya :
);- Auto Power Spectrum.
);- Fungsi Respon Frekuensi.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 30
~ Perawatan Mesin Konversi
~ Peta Spektrum Frekuensi.
~ Order Treacking.
Tugas Akhir
Diagram blok DSA berbasis komputer diperlihatkan dalam ganbar 2.27
InpJt ModJIt 11 CH 01 8 ~
I Sa_pl. f tlJI.
I ur i'"'- , X D.'. - JlfftrM
ADC • k lIlO
"v LO.
System Inleriace
1 Sional ProC!SSlIlQ Module
s.. i UI.,I',! m WJ.4.w I Mid DII.
I I HP-IJ 1Iltrfan
I K .. , c..,.'er hl.ler
J
Gambar 2.27 (Ref 2,hal 67) Diagram Blok DSA berbasis
komputer.
DSA berbasis komputer ini merupakan satu kesatuan antara instrumen
dan komputer. Biasanya kanal masukan lebih dan 2 sehingga biasanya
disebut sebagai Multi Channel Spectrum Analyzer (MSA). Pengolahan
data lanjutan dike~akan oleh software yang terdapat di komputer.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 31
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
2.6 Gas Injection Fan
2 gas injection fan diberikan untuk satu unit. Gas injection fan akan
dioperasikan untuk membantu kontrol temperatur uap. Aliran gas injection
fan berasal dari gas bekas furn~ce untuk dialirkan kembali pada furnace
dengan cara kontrol temperatur automatis .. Fan yang digunakan disini
adalah jenis Single suction-turbo. Untuk spesifikasinya dapat dilihat
dibawah ini
Manufacture ..
Type and size
Number
Operating speed (rpm)
Capacity (m3/min )
Motor
Type
Capacity (kw )
Voltage (V)
Watanabe MFG Co Ltd
Single suction-turbo No. 16
2 sets
1,480
1,060
Totally enclosed fan cooled
110
440
2.6.1 AIR & FLUE GAS SYSTEM
Untuk aliran gas injection fannya,dapat dilihat pada sistem AIR
&FLUEGAS SYSTEM dibawah ini
1. FORCED DRAUGH FAN 2. SCAH 3.AH
FAN PENYUPLAI UNTUK BAKAN STEAM COIL AIR HEATER AIR HEATER
Gambar 2.27(Ref 7) Air & Flue Gas System (I)
Program Studi 0-3 Teknik Mesin 32
o Perawatan Mesin Konversi
Gambar 2.28 (Ref 7) Air & Flue Gas System (II)
2.7 Rotor Rub.
Tugas Akhir
Dilihat dari artinya Rub berarti gesekan.Jadi Rotor Rub berarti
adanya gesekan antara Rotor(bagian yang berputar) dengan komponen
benda lain semisal bearing,seal pengunci kopling dan lain-lain. Dalam
kasus ini Rotor(bagian yang berputar) adalah Poros yang bergesekan
dengan Bearing.
Rotor Rub terjadi karena pemasangan yang salah pada bantalan
yang dipasang pada poros sehingga mengakibatkan baik poros maupun
bantalan tersebut rusak.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar
dibawah
Program Studi D-3 Teknik Mesin 33
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
r
Gambar 2.29 Pemasangan yang salah pada bantalan
Gambar 2.30 Akibat dari pemasangan banta Ian yang salah
Kejadian pemasangan yang salah tadi terjadi pada Fan In Board
dan Fan Out Board
Program Studi D-3 Teknik Mesin 34
o Perawatan Mesin Konversi TugasAkhir
I FiV FoVI
'-rr------,k FiH,,~ I i---' 1_ ,/
_ ~::. !_~', -:,::,to,- II ~-. ----iill
~I il ~ LiPI
'
Tf-----t 1--- u ---DE FoA
, I ~; U .'un In Boadi I Fc'" Qu+ 3:lc"'d ~---r' veel "Q cFll ;/ \ <Fe)
! \
Gambar 2.31 Gambar Fan In Board dan Fan Out Board
Rotor rub menghasilkan spectra yang sama seperti M8Ct"anical
Looseness ketika bag ian yang berotasi ,berhubungan dengan komponen
yang tetap. Rotor Rub biasanya menghasilkan rangkaian frekuensi,sering
membangkitkan satu atau lebih resonansi. Sering membangkitkan
pecahan bilangan bulat subharmonic pada kecepatan putar
(112,1/3,114,1/5. __ , 1/n ) tergantung pada frekuensi natural rotor. Rotor Rub
dapat membangkitkan frekuensi yang tinggi ( seperti kegaduhan tarikan
kapur sepanjang papan tulis ).Hal tersebut dapat menjadi sangat serius
dan terjadi dalam waktu yang pendek jika disebabkan poros bersentuhan
dengan bearing babbit tetapi berkurang masalahnya bila ketika paros
bergesekan dengan seal,coupling guard menekan melawan poras
Program Studi D-3 Teknik Mesin 35
•
{I; Perawatan Mesin Konversi
BAB III
PENGUJIAN VIBRASI
3.1 Metodologi Pengujian Vibrasi
Start
11 Data-data Di Lapangan Berupa Data Bearing J
Putaran Rotor Dan Lain-o
~ 2
Personal Komputer (PC) Dengan Software RBM
~ 3
Data Logger Computational System Incorporated (CSI)
7 ~ 4
Pengukuran Vibrasi Pada Poras/Rotor di Lapangan
... Hasil Pengukuran Berupa Domain Waktu Dan Domain
~ 8
..... .....
Kerusakan Poras Pada GIF 3A Dapat Ditemukan
~ 9
Analisa Dan Pembahasan
110
Kesimpulan
Tugas Akhir
6
.....
5
Gambar 3.1 Diagram Alir untuk memecahkan persoalan
Program Studi D-3 Teknik Mesin 36
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Peralatan Vibrasi
3.2.1 Computational System Incorporated ( CSI )
Pada pengukuran vibrasi alat ukur yang digunakan adalah
Computational System Incorporated ( CSI ) 2120 A. Alat ini mempunyai
kemampuan untuk mengkonversikan data dan domain waktu ke domain
frekuensi yang nantinya digunakan untuk menganalisa kerusakan yang
terjadi pada suatu mesin.
Adapun keistimewaan dari CSI 2120 A ini adalah sebagai berikut :
• Pengumpulan data yang cepat
• Lebih fJeksibel
Alat ukur vibrasi ini adalah kecil dan dapat dibawa kemana-mana.
• Karena alat ini menggunakan software RBM maka penguklJran
dapat dilakukan pada kecepatan rendah dengan Slow Speed
Technologi ( SST). r"·. '1IIi' ~d " .. III/jitll
\ i I
r' ~ J .
I
I I
~ I L ____ , ________ . _
i
I I
I I I 1
I !
I ,---' .----.J
Gambar 3.2 CSI (Coumputational System Incoporated) 2120 A
3.2.2. Transduser
Pada pengukuran vibrasi ini alat ukur yang digunakan adalah
Computational System Incorporated (CSI) 2120 A dengan menggunakan
sensor ( transducer ) Magnetic Holder. Transduser ini dapat digunakan
untuk mengukur kecepatan dan percepatan. Transduser ini berbentuk
kecil dan sederhana dalam pemasangannya.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 37
o Perawatan Mesin Konversi
I. "L"
I~' I - , ! .... , .
L;J
Gambar 3.3 Magnetic Holder
3.2.3 Pengukuran Vibrasi
Tugas Akhir
Pengukuran vibrasi dilakukan pad a Gas Injection Fan Unit 3A
Untuk spesifikasinya dapat dilihat dibawah ini :
Mfg. No. C-172S3
Type 14-4BC-SCM ( YZ )
Volume.
Pressure
Temperature
Handling gas
Fan speed
Driver':
Transmission method
Coupling type
Bearing
Lubricant
No. of fans
1,060 m3/min
360 mmAq
350°c (Max. 385°C)
Flue gas
1,480 r.p.m.
Electric motor
110 kw, 4p, 440 v, 50 Hz, 3 phase
By coupling
Flanged coupling
No. 22220C3
Shell Turbo Oil T46 (3.4 1/1 set, Supply every
8,000 HR)
4 sets /2 units
3.3. Prosedur Pengukuran
Untuk melakukan suatu pengujian terhadap suatu mesin, kita harus
mengerti langkah-Iangkah yang harus kita lakukan. Baik itu langkah dalam
menentukan prosedur pengukuran untuk memperoleh data mulai
lapangan sampai menganalisanya ataupun cara dan letak
Program Studi D-3 Teknik Mesin 38
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
pengukurannya. Adapun urutan untuk memperoleh data dapat dilihat pada
gam bar di bawah ini.
~r 2 3 PC dengan .. CSI ... Lapangan
software RBM ... 5 Data Logger .... 4 ~ ~
Gambar 3.4 Urutan pengukuran vibrasi untuk memperoleh data
Keterangan :
1) Data-data dari lapangan yang berupa putaran motor, bearing dan
lain-lain dimasukkan dalam PC.PC adalah personal komputer yang
berfungsi untuk menganalisa dan mengolah data yang dilengkapi
dengan software RBM. Dari PC, data tersebut dimasukkan ke alat
ukur CSI (data logger) agar dalam pengukuran bisa lebih mudah
dan cepat.
2) Sesudah itu dilakukan pengukuran vibrasi di lapangan dengan
menggunakan sensor magnetic holder.
3) Hasil dari pengukuran di lapangan ini dimasukkan ke dalam data
logger untuk dianalisa lebih lanjut.
4) Setelah data masuk dalam data logger, maka data dari hasil
pengukuran tersebut dimasukkan ke dalam PC. Oi dalam PC ini kita
dapat menganalisa kerusakan apa yang terjadi pada mesin
tersebut dengan melihat karakteristik spektrumnya.
Setelah kita mengetahui urutan pengujian dan memperoleh data
maka langkah selanjutnya dilakukan pengukuran pada bag ian yang akan
diukur/diuji. Oalam hal ini bagian yang akan diuji adalah rotor/poros pada
Gas Injection Fan Unit 3A
Program Studi D-3 Teknik Mesin 39
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
FiV roV - u I I FoH
""'" I I / ( I' h '~l '-1 -----,1 I / n Motor- ! rr-i ------in ~ FQ~ cc.
---r-l--+-t-I, --------'-I f--j +-1- i i ,I - I' ~oA
L-i( I ! [---lr-------il I Y f----J \ I f--' -' ,un In Bourdl I Fer. Cut Soe,j ~-----'-;-_~ (:cr', , \
KO~il(\g " ~. / (;::i
Gambar 3.5 Set up titik pengukuran.
3.3 Data Hasil Pengukuran
/ \
Adapun data hasil pengukuran vibrasi yang menunjukkan indikasi
adanya kerusakan pada Gas Injection Fan yaitu pada tanggal 24 JUNI
2002. Disini terlihat bahwa RMS yang dilihat pada VIBRATION
CRITERION CHART (international standards ISO 2372 and 3945)
mengalami penurunan dibanding pad a pengukuran sebelumnya. Dari data
Domain Waktu terlihat adanya tanda-tanda kerusakan kelonggaran
mekanik yang terdapat pada FOV (Fan Out Board Vertical) dan Rotor
Rub pada FIH (Fan In Board Horisontal ) dan untuk mengetahui lebih
lanjut kerusakan apa yang terjadi maka dilakukan pengukuran dengan
Peak Vue. Peak Vue adalah suatu transduser accelaration. Penggunaan
Peak Vue disini untuk menampilkan sinyal-sinyal yang tidak nampak pada
transduser velocity. Kemudian dilakukan pengukuran dengan Peak Vue
dan nampaklah sinyal kerusakan getaran yang berupa Rotor Rub.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 40
•
o Perawatan Mesin Konversi
SEBELUM KERUSAKAN
1\13 ·GAS toJ.C FMl\
GF-M ,qy FANINDm'ltmL t~ -r-;-..-----~--.-----.--.-____r_---r_____r__r RQJ1E iEC1RlM
U ...........•......................•.......•.......•.............. =:~~ I i • I •
i-I - - - - - - -all i" .•.. t ..•....... : ......•.......•.......•.......•.......•..... I! -I -
; . i· . . - - - .
:~-j ----:- -j: -- : --------- -------: -------~ -------:- ------: -------:- -----Ii il . ili\ I -
j\ill -"-',ir -----
, , '\
: --~ -----:;i: --:-- -~- ------:-- ---- -:- ---:Hj:- ---I '\ •
o 5 10 15 20 25 JO 35 40 45
_mrmr
PK = J1m
100=100.0 R=1IO. RP5= 161
4 UWAVER:R4 3 ------------:- --,-i ----------- ----------- -:--------------- ----------- ~B0114~1~4
2 - I PK=J611 1 --- ---- -~--- -:--; r -:~- ---~---------- --~- ------ ------:------------ ~+)=,11~
i.i \ •. ·I·.llq(l\i,;j):l~---------:------------ ~1=,11 0.' iVf! I I !iI~i'i!\'iI' i~' t r~I'_
c.:o ~'l 'U\f . "1· {,:I ~ 1 'l··; . , :; r'rrJ, , 'II "l !\,I'::L~ : ~. Ii.; '+ .. ; .1 .... ) ~I .... ·II ........ I'~--------------------I~'i.; ..•.... ~' it ____ ~I .•.....•.. t_
- , j - ,
~ ----- j-----~---------t·,~- --------- -- -:------------~-----------4L-__ -L __ ~ ____ ~ __ ~ __ ~
Qdr: 1om4 0 60 1~ 1al I I
~: aDO TlII!ilnks ~: ,'II
lJlEI: Tirre WaallJ1!di'g
Program Studi D-3 Teknik Mesin
TugasAkhir
41
o Perawatan Mesin Konversi
~4 . . . . " . 22.fEB011tU ...... : ....... ~ ....... ~ ....... : ....... ~ ....... : ....... ~ ....... :...... tMWl,= mvoo
~l ..... : ....... : . .1 ... : ....... : ....... : ...... : ....... : ...... :...... ~~~100.0 . . H· . . . - . UIW . I, .
" /Rt=1IO. t42 I : i Iii: : : : : : RPS= IU1 -~ jl~·-···:·······ft·, .. : .... __ ......... :-. __ .... -...... : ...... -...... .
.:e= "'! II ~I,· . . . . . 8 i i1'1 ~. . . . . . ~41 i ]I jl'll I. . . . . . Z!:: 't· i\'/\ ~,fir ·![ri~ij;·· ;f ... ·~······ .: ....... ~ ....... : ....... : ....... : ..... .
I J: ! I I II ~ f >J
\1 'i: V'V\ii': \ . .1\/:\ \i~\ .. v'''': :'/\ \;~'\1t,~. I
o I 5 . 10 15 20 25 lO 15 40 45
Fr8Jmy m I}Qy
:ill, Ill!,!~' .,[!lI!!; I: i lii.~ !\~ .. ·,~·IF········~··········· o !1:'11II,I.' '.11 fit i~il: illl Ii \~rrl!ltlll,.t i~ 11
1
1' ~1~ll~ ......... : ........... . 115 111:/ i' ,: it 11 t'I'· ~,lll' I f Ii "1< .I Ii il HI'i! . 11. Ii· I II! I; I" ~ , \. I i .I I II II
t~.O jill \111,] '/ ij j' 'I!: :t'l !ij!j : -~ 'TIt"· ... -r ...... ~ .. ,·:ll"/'r······:·r··········· .. ··········· ~.5 't'· . i,i. . ~ ~O ····I·······:·J············:·l·+······~·············:· .......... .
... ·1······ .: .............. : ............. ~ ............. : ........... . ~5 i· . . . . . --~ . -.. -... -..... --. -... --..... -.............. -... --..... -.... . . . - -
~o ..I-.._....1...--_--'--_---1-_---'--_----L
IWEWAVEP:.1W
~.fEB01141131
PK=m Aq+I=& ~~=& (IS1FclJ
o I Qor: l.m4
~: ~oo
~: .111
Program Stucli D-3 Teknik Mesin
TugasAkhir
42
o Perawatan Mesin Konversi
U~ I ~ I r r ( r ( ~ ROJIEHClRlM
~.35 ...... : ....... ~ ....... ~ ....... : ....... ~ ....... : ....... : ....... :...... 22.fEB0114i12
0.111 t- -;-- -- ---;-:-r ---: ---.-- ---;---- (MWL: .IIVOO
o~~-l-:;d:-:- -~:o ~20 r!·····*I·····;·······~······l~l ... ~ ....... : ....... ; ....... :...... R: 148Q
'10.15 If i _ t:+ ___ L ___ : ___ J ;1. _____ ~ _____ : ______ ~ _ __ II'S: 1I~ ~ il'~ U1t1.j H . 1'·\ /;. . . -~n1n i,! ·<ili, ~, d ,.!'" . . . ==- u. U ) I :I 1.1' I f; J J II i; i, ; i!!E: HT" f,',li"'1 ',r" ·1i 1····· t-r :-: .......... _ ............. - .... .
Idl 1'/'\"1 1-111:1 "': ("I! i· . . . nnr I II I.i, 1'1 I.,! I, I ~I I "r,l! • 'ft", ; ,\,'\ \. • • UW II i I! '.1\ Iliill t \ (I' l' ;, "l' ~ 1\ "1,·,-1 r .11 M' 'r~jT1' - .,.,~ •• _.( ••• ,. 1"/,·,1,. - ............. _ .... .
'l'III'li 1 Ii'. 1/"1 .,,1 1)\1. 'Ii i .' " .'i V '{oJ " • IJ 'I I;' V :, i 1 > ~ • " ".""'
~ 'I ,; 'j 'J"j 'j j i i ',,,,oj ",.,v"~,
• 2~
1.5 U
t45 E c:::
~.~ <15
=-·1.5
~~
I ~ I ~ 1~ 1~
----------- -----------_.". __ ... _----_.':._------------" .. ----------
, I
• i
- - - . ----------------_.-._--_.- -.----------------.------------------- - - -
~5~ __ ~ __ ~ ____ ~ __ ~ __ ~
~ , 60
Program Studi D-3 Teknik Mesin
IWEWA'IERlI mEB011tt12 PI(: 9181
Aq+I=S PKij=S (RES1P:ln7
frdr: l.m4
~~: ~OO
5jE: ,!3
Tugas Akhir
43
Perawatan Mesin Konversi
1lB ·00 N:UE ~14 H .fOI FMQJTBfM)'Ot&l.
0.16 I I I I I r I I I
0.14 I : •.... "0"··· _ .. -:" ..... "0"······ "0- _ .... -: .. _0. - "0"····· -:. - .... -0"·····
I • . . • • . . •
0.12 I . . . . . . . . H .............. , ........................ , ............... , ............. .
aiD J-;-f ---;1--; -- ,; ---------------: ------: -----ODS I : i : ~: : : : : :
H:····· _ .. > •••••• j~' .. - ...... -., .....•...... - ............. - .... .
~0D6 lif ... ~. ll ... t. !'\ ... ~ ...... ~ ....... ~ ...... ~ ...... : ...... ~ .... . -s;.. I' I" i : \ I, 80ft! [I ~ ~ '! I" I u ! ~: : :;1: I :r\~ : ;I!.IIIt ~; 1 !. i. i' '[I I . II . ij! ' ... t ~1j'.,"'-, j ... - ...... -...... , •.. ~.I,. -1-' ·IH·;···· - .... . i!!IE lid \ ~:Iiiii ~l!"J ~. . iU ,11,li . i'!,l,;\;~, \ ,I • , II J J: ,r III II I ~ .". ~ ~ I 1\ I, i . I, II ! ,! I)
OM ! ~"I' ,w' I ''"'i '. \. I' d., , ' . /" '" ~ -:" . JI' HI'l; 1';;/11'; V:I' \ i'l AI"' II! till ( ~i "1j ' ! .. !i r, I, jlrl_.~,H.I"-~ ... li.- .. \ .. , ..• qL~ L., . ...,~ .. """'"1-'1"'"
I t, [I '/ I' , '" • \" I". , ,n" , ,,' J •. 1 .': 'i _ V ' 11 .1 'II r; II j'v.,\i" ',,\! i .'" \ .1 . l,~
o '1,ly j' j ~~(i I j'" j ''''~ Vi
I o ' 5 10 15 ~ 25 ~ ~ 40 45
1.5
1.0
~5 "
o
Frapatyin~
. . - -....................................... _--- .... - ................ .
. . . -
.......... : ............ :.J .......... : ........... .
~.o.s ~ e -~u ~
8
~·1.5 __ ••• ___ ••••••• ___ ._. ______ .4 ••• ___ • ___ •• _._ ••• ______ •••• __ •••••
" .
~O .. . ----- ... _-_ .... _---------------_ .. _---- -._--.--_._--------------
~5
0
Program Studi D-3 Teknik Mesin
R01IEftCIIU 22.fEB011W
(MWl.= .5WVro PI( = 3712
lOOl=100.0
8=10. 1f5= l~
IWEWA'lERJI .
22.fEB011W PI( = DI Aq+1=D!!
~~=Lt12 (lS1J'c4B4
frdr: 1.~4
~~: ~oo
5re:: .101
Tugas Akhir
44
,
Perawatan Mesin Konversi
!
o I ~ 10 1~ 20 15 lO J5 40 45
3
2
0 C-'O
c7!J
~·1 c:: -;;;:., """" 8~ ~
~
4
0
FraJmyinCrOJ
......................................... , .......................... . :
I , I· t
, I'!. i ,ii'··:j1J ···f! .......... : ........... . I . 11; .,. 11. r····················
.... :;......' lo"~·JIJ •••••• ~ •..•••••••• , , ,. ,
i I );.. 1"-
............ _ ......... 1 .. _ ....... __ .... ___ .......... __ ......... .
Program Studi D-3 Teknik Mesin
rctJIEWAYERR1
22-ftB0114.11l! A( : 1.21
Rq~:,143)
~i:,1l4
1m1P:426
frdr: l.m4
~: :5.00
~: ,~15
TugasAkhir
I
45
,
,
Perawatan Mesin Konversi
PADA SAAT KERUSAKAN (TANPA PEAK VUE)
: I I I I I I I I I I I
.. _ ............ __ .......... __ ._ ......................... -.-".0 .. .
........... -_ ... _ ............................. -................... .
U I .... \ ................... _-_-:. __ ... : ..... : .... -_ ...................... : ... .
o 2 ~ ~ 8 10 12 1~ 1~ 18 20 21
F~inQW
20
1.5 U
~5
0
~~5 e;: to
·1.5 ·10 .. .. .. .. ..................................................................
.. .. .. ..
·15
0 ~o 80 120 160
TIneilR6~
Program Studi D-3 Teknik Mesin
IllJlE SOEClRlM
11.J.m21t1O:49 OIIWJ.= 1.00 YOO
PK=,Il !OO:m~o
RRt\= 11~ RPS: 14,;
ROOIEWAVEItl
21Jfi021~:1O:I
A( : 1.00
~+I:»1St
P~~:»14t
mESlfc2J~
(Jdr. tm~
fr~: ~OO
~: ,001
Tugas Akhir
46
,
o Perawatan Mesin Konversi
l~
to
to ao
lUl·/l6S toJl FAN~ GFJA .fal F~arr9)Rj)tmmAL
~ ~ I~ I~ ~~ ~o l~ l~ ~~ ~~
F~inC*
. . . . ............................................................ . . . .
0"' •••••••••••• ~ •••••• " ••• ,', •••••••••••
t~ iA~ ~
. ~·1.0
·u ·l~
ROOIEWAVEItl
~1JJro~ I~:lj)
PK= BI ~+l:·· P~i=DI (RESlF=lS~
~ ~~ Qdr. t~~
~: ~.OO
Sf!: ,~J
Program Studi 0-3 Teknik Mesin
Tugas Akhir
47
Perawatan Mesin Konversi
1UJ .(i6S NltHANM Cf~A .fOI F~arrDROVEIWl.
~~~~~~~~~~~~~ RQJIEfEClU
~3~ ~1J.m~ 1~.A9 _ ..... "0"······ ~ ...... "0"" _ ... "0"······:·· -... "0"······:······ "0°·····
tJllWL: 1.~VOO PK: A1&t
ta\D:100.~
RRI\: ~a
RPS:l~
~ 1ij 1~ ~~ l~ l~ l~ ~ij ~~
F~inOtl«
....................................... : ........................ .
I .
Program Studi D-3 Teknik Mesin
ROOrEWAVEIOfJI
l1~1~U
A(: 10m
~+):,1m
, ~~:,1; (lSlf:m
~ij frdr. tM~ ~: ~.oo
~: D~N
Tugas Akhir
48
o Perawatan Mesin Konversi
~3o RQI1E fEClRIN ~~ ...... : ....... : ....... : ........ : ....... : ....... : ....... : ....... :....... 11JJro114t.!
~2o ....... OJPAU.: ,~~ VOO ................................................................ . . . . . . . . PK:SI
~2~ ...... : ....... : ....... : ........ : ....... : ....... : ....... : ....... :. ..... 100: 1~M . . . . . . . .
I • ;'.' •.••• RRtI:1~~
;;J 1~ . . I. • . • • • . .. ........... \ .............................. ).................. PPS 1; I • • • • • • •• • E i •
jl~ :' \: : : : \: :
~I~I i ~~W~i~\!J~\~~Er;~d\!jIIJa~····· ~ ~ ~ ~ W ~ ~ ~ ~ ~
_inOdr
.................... -. . ....... ': ..
. . ................................................ . .
........ _ .. '0'············ '0'············ ~ .... _ .... - _. '0'· - -'" _. _ ..
ROOfEWAVEfIlU
l1JM 1~:m:J PK: SI Aq+):no11
P~~:S
tFfS1fc291
16~ I 00: t~~
Fmj: ~,OO
Silt: ,~1
Program Studi D-3 Teknik Mesin
Tugas Akhir
49
Perawatan Mesin Konversi
1I1J .~ NVl rM14
G~ ~V rMlNIDRDVEROCAI. o.~ ~-,---r--.------.-----r--.-----r-----r----r ROJ1E SOEClRIN
OA ...... 11J.m114:1~S5 ...................................................................
. . . . . . . . 0IRAll.= .~~ VOO
O.l . . . . . . . . -0 ............................................................... .
.. . .. .. . .. .. ..
-~02 l' . . . . . . . ~I ..... : •• l ... ; ....... -........................ : ....... : ...... : ..... .
E '
~ ... : : : : : ~ i' ...... .
~0.1 ' i . I. . . . . . .
' ..
....... ~ l' : .... ' .................... ' ............... ' ............. . I .! . I ~. . .. . . '1 . i '
. \ . w \. . I~' f\' I' '. i . \ \, . . Vv" '\" 11;\ f, 1\,';
O J' II 'I~/\· V ~.\I\ I I.,. 0 'e'\ .. I,A). V (~v \ 10
'. '\J . ~ nv v~ Iv'ff • \r
PK=B49j
1DAD=1000
R: 1~ RPS: ~.~
o ~ ro ~ ~ ~ ~ ~ ~ ij
U
1.0
o.~
0
~ 8
~.1.~
·20
·2~
0
f~inOW
RaJlEWAVERm .. . ....................................... ........................ . .. . 21..oo11t1~S5
, I I ,
PK:]I ~~=D~I p~1=Dm
I (lSTfc41l
. . ............ ........... . ............................ . .. .. .. ..
.................... ""0 .. " : ................. : ~. ~ •••••••• : ••••• ~ ~ ~ •••• :. ~ •••••• ~ ••• , . . .
1~ I Git: 1.~4
n-eq: ~DO
~: .m
c .
Program Studi D-3 Teknik Mesin
Tugas Akhir
50
Perawatan Mesin Konversi
PADA SAAT KERUSAKAN- (DENGAN PEAK VUE)
1U3 ·00 IDIJ(( FAN 3A Qf.M .fW FAN IN IDRD VERItAI.
Tugas Akhir '
8.40 "III---r-__ ----r-.----r----,--...----.-----.--.--~----.- ANALYIE SPECTftUM
035 02-A1JG-Q2 08:25:39
(PkV- HP 500 Hz) I -OlD I - --j --,- ------- ------- -----: -----, -----,- ------- ------- ------- -----: ---- RMS= _5755 o - - - - - - - - - -U5 :-
.. "oO~."""" '".'" ........ _._ .......... : .......... : .......... ':. .......... _._ ........ _.- ........ _._ .......... : ...... .. lOAD = 100,0
~~ ~=~ cb - --------------------:-----:-----,---------------------------:----__ RPS = 24_67
_50.15 ~ CD
~0.10 ~ a::: ODS
O~~~~--L-~~-L~~~~~
o 4 6 ~ 10 12 14 16 1~ 20 22
F!aJStY in Otlr
0 100 ao ))0 ~O 500 930 700 a10
Tm illtks ~IEI: Ur«Jmf1 Yrba WdmiIlfL'l
Program Studi D-3 Teknik Mesin
02-AUG-G2 08:25:39
(PkV- HP 500 Hz)
RM$= ..5872
PK(+)=4.58
PK(-)" .5'18
CRESTF= 7.81
Crdr. 1.~14
~: 2SDO
SIR: .211
51
Perawatan Mesin Konversi
1U3 .~ WOO(( FAN 3A
~f.M .fIH FAlINBCMDIDfDTAl. 014 IT--r-r-r----r---.----.------r-----r------r----.---.-
010 .......... ':. .......... -.- ........ -.- ........ -: ........ -.:-_ ... -:. ...... -.- ... __ ........... --_._-:. __ .
0.16 .. .. .. .. ........ -:,_ ........ -.- ........ -.- ........ -: .......... : .......... ':. .......... -.- ........ -.- ........ -.. - .......... : ........
en 0.12 - - - -6 -- --,--------------------:-----,-----,---------------------------,----oS::; - - - - - - - - - -
i 011 ..... 1:...~ ..: ... :: ... :~.: .....•.... ~ II \ - - - - - - - - -
~ 0,04 ~I ~ : ~ t: : : : : : : 'l'i(\I\{,J· r·fl·jl··i·;··:·····:····: .... ~ .... : .....•....
o I - \ , 1\",'1.\,,"'; ·~I 4.,'1 0i~\r"'; ....-~,lf\-,'1\ . , .. I
o 2 4 6 8 ro n « ~ u ~ II
FraJStY in ()de-
o ~ ~ ~ ~ a ~ ~ a Till! illtks
lata: UmA Sa'lJrtaI Wrfrni1ll1
Program Studi D-3 Teknik Mesin
TugasAkhir
ANAL Y2E SPECTRUM
02-AlJG-()2 08:24:33
(PkVue- HP 500 HzI
RMS= .28\M
LOAO=100.0
RPM = 10480.
RPS= 24.67
02-AUG4Z 08:24:33
(PkVue- HP 500 HzI
RMS= .3496
PI«+I = 3.03
PI« -I = .2859
CRESTF= 8.66
O'dr: U14 Freq: ~DO
SJB:: .~5
52
Perawatan Mesin Konversi
SETELAH PERBAIKAN
Ul ·00 1m ~l\ H ;Ji ~aJrm11CRB'rAL
~ 1 I I , , '11
~21
~.18 '. - - _," - - . _ .. ~. - _ .. - "." _ .. _. - "._ - - - - _.: _ .. - - - "," - - . _. _:. _. - - - A._ . _ .. _ i
~.15 J,----- -:-- ----- :--- --- -:-------::-- --- --: .--.- .-:--- ... -:-- .. --.:----.-1 . . . ~ . - - .
~.12 l ; . - r . - - . ~ n- -- -. T" -.. -:. -.... -:' -. -.-. ~- .--. -.~. -'-" -:" -.. ' -:. -. -.. -:- ... --
10DS f j . - 11\ - - - . ~ ~- -- --1--.... : ..... --~ -... 'i~\ --f- -.~ ... -.. -:-. -. -. -:- .. -. --:- -.. -.
~~D6 I' I 1 . . I·::· - . . i!f: Hf· + -i' ---. --- -- .. --_ ... '11---' 7'-'-' --- -. - --... --- -. ---- .. ---
il I ~ ,I - ~ ,i '\'t' ,,'~ .[ I 'i - . - -~.D3 I II "Ii ~"'.1;:;\:'H ',1.1 I
, ~ [~- jP.'yhr j·i~i_,} i~~;'~I.~. ~. ~-';:;\\~·,};A -',~-.;'-' ~. -. -.: ~ -. -.-
20
t~
c.>
~~5 e .5
~.O ~
·1.5
~O
l/i\',',;;-I'I\10,:,;.;1 \ V - -' 1"-' '~\,;;" ,', .'.', I IJ,: Iii • \ i~ l '1 I ",J I I~f \.1;., ,i'.... ,''; ~i./ o ~~ I "';,' i 'i iii i i .... ,'1 i i'y." 'i
~ ; 5 10 15 20 2Q 30 j5 40 45
FraJeqin Crde'
_. - _. - - _." - 0"'" __ • _____ ••• " ••• __ •••••••• ~ _ •• ____ • _. _.0" •• __ • _ ••• _._
, - :
.. -' -.. -: - : . --_. -' -:. --_ .. _ ... -. -: .. -_ .... _.-I _
·1
_. _ ••••• _ •• ". - _. - _ ••• _ ••• _ •••• _ •• _ ••• _~ - _. - - - _. _. - _0"' ___ • _ ••• __ _
. - - . --.--.-----._------._-.--.--._--------------------------------.--- . - -~5L-__ -L __ ~ ____ ~ __ ~ __ ~
Program Studi D-3 Teknik Mesin
RQIlEfEC1RtM
17&W1t12St 0t1W1.= .6J10VOO
PK = S9i'l 100=100.0 rftt=M8Q
1f5= at~
ronEWAVERlI 17_'t12~
PI(= 1m ~+I=D742 ~~:LfJ)
(IS1Fc4D4
Qdr: 1.~~
~~: ~.oo
5\K: .181
Tugas Akhir
53
Perawatan Mesin Konversi
024 I r r T r ~ r r r
021 .
0,18
0,15
a9
------.- ----- --:.- --_. -"." --_. --".- _. -.. -:. --- --".-' -----: -_. ----.- -----
.... -.--------:.-------.-------".-------:-------.-------:-------.. -----
o 5 10 15 ~ 25 ~ 35 40 45
FfalSqin~
· - - -________ .. ____ . _____________ . ______________ ..... ___ .. ________ 0_._.-- - - .
n= llov • , _____ 0 _____ ."._- 1 _______ ........ _._ .. __ .1 _________ -. _______ . __ _
............ + ......... _ .......... .
----- _._-- --. -------- ------- ._------ ---------_._._---------· . . -
·il -_ ••••••• __ 0·. ____ -_. __ •••• "._._--- •••••• :. _____ 0 __ •• :. __________ •
· .
·1.5 ~_~ __ ~_-L __ L-_~
Program Studi D-3 Teknik Mesin
Tugas Akhir
-'+l-\: --------
RQJ1E 'EClRlM 17_1t15:00
O&U,= ,G61VOO
PK = ArS lOO)=DlO
""'=1& fS=I61
,mEWAVERlI 17_14~5:00
PK =.4!J A((+)=DI ~i:MJJ OB1f:4,13
Qdr: 1.~4
~~: ~~~
S~: J04
54
Perawatan Mesin Konversi
O~~~~~~~~~--~~~
0.1b
<..>
O.l~
11
~9
~6
~3
~~3 E c::::
~6 ~
~9
·11 ·1.5
. . .................. -....... __ ....................... --- ......... . · . . . . . . -
· . - . . . - . .............................................................. -. · . . . . . . .
. . . . . . . ................... _-_ ............................. .
o i ~ 10 1~ ~ ~~ lO 3~ 40 45
FraJsty in CltI
.......................... : ............. -:. ......................... .
•••••• J ••••• ~ •• ; ., ••••••• , •••••••••• ', ••• ~ ••••••••••••• : ••••••••••••
; .
......... _ .. :. _ ...... -'" "." ............ :. _ .. _ ....... "." ... --_ .... .
~--~--~----~--~--~
60
Program Studi D-3 Teknik Mesin
RQJlE mIN U.fMR~1t1~
twlL= A519VOO PK = 3315
~=100.0
~=1~
IfS= 151
RaJrEWAYa 17.fMR~ 1t1~
PK = M47
R((+\=D4C
P~i=~ (RES1Fc3.74
Qdr: 1.~4
~~: ~OO
~: ,j~
Tugas Akhir
55
Perawatan Mesin Konversi
- - ............................................................. . - - "'-
. _ ................... _ ...... _ ...... _ ... - - _ ...... - ..... _ ......... . . . . . - . - .
i "j" •• : ••••• : •••••• "0 •••• _ ':; ••• _.: ••• _.: •••• _ 0" •••••• " •••••• " •••• _.: •• ••
. . \ . . ,
. - . . . . -:.- -1- - -.. - - - - -: - - - - -: - - - - -: - - - - -: - - - - - -.. - - - - -: - - - - -: - - - - -: - - --
i ,_. \:
4 0 ~ l~ l~ l4 lo l~ 1~ 11
Fr!Jm:t inQlS
, , r 1
mEWAVEIaI -l- --- -----:--- ----- --- ---:----- -------;~- -------- -- --:---- ----- -- -- IT.rIAR~J l4~4;49
20: - - ,- -r -,- ---- ---y:-- --- ----- ------ -r ---- -- ---:- ---- ----- ----- --- ----- --- =
H ! - -j - - PK B!t lO -r- -- -- -t -- --- ----- --~-- ---- ---- ---: ----- ----- --~ --- ------- - Aq+)=.lti
. -t------J:-------J-----:---\-,-------r-------------:------------- PKH=S-Q~ . l' l I ,I: -,I j ! 11 -
~ 0 '1-\:fr,- --/j,t~r~.-- ---i.;,~ml~ -)- --~~I'IT--Tj).~r~"- --: ---------:- ------------ ffiES1fc4.14 ~ iii 11'[' j' 'I ~. i I~ j~j ~ :: \ ,i JrlJ' i -E r-l"" ..•.•.•. - orr, .-.-.' .... '--'."-. --.-Ti -!!'--~.' '-"il •. ~. --',---------------------~O 1ft! I-!i!~'!- ,\1' '!~l -.5 'il i ·-,"I:i '11"/ -i . r .; J t it -
~ --f"~~ ----::11:\- ---,- 'if-:---ll~r -- --1tl'i- -- --- -- --: ----- --- ---lO ' '111 oIl 11 - :,1 :~ .[1 -~l:~ -- -;-------:-N- ---- --~,. -:-- --'- i~ ~ -----:-~l- ------- --:- ---- ---- ---
----------- ----- --------- ----- --- --- -- ---- ----- -- - ---- ----- - ------. . . -
~O iii i
00 Qar: t~4
~: a£~
Sf.e;: ,~
Tugas Akhir
--.-- ------------------------ .- ._- -----.-~---.. --
Program Studi D-3 Teknik Mesin 56
Pcrawalan Mcsin Konvcrsi
a~ KA ~NrurBCARDAXlAL ~.5; 1 I ~ ~ ~ ~ 1 I ROJ1E SPEClRLM
· ..... 1UMR~314:1l" M ...... : ....... ~ ....... : ........ : ...... : ...... : ....... : ...... : ....... 0im1L= .6S62V{G
· . . . . . . .
· ... PK=Srm ~.3 :.1 ...... : ....... ; ....... : ........ : ............... : ....... : ....... : ......... lDAO=1~o.o
i I : . . . . . . . DIllI = 1JOII 1,1 . . . . .. IV"m 'IOu, ~O~' . . . . . . . . ~. I·······:·······:··;.····:········:·······:········:·· ..... : ....... : ........ PJlS- 24.~ :S- I • • II' . . : : : JIi ' . . . I' . . :::-111 ! .. I' .... . ~v. .. i .. I.: ....... ~ .. I ...... : ........ : ....... : ....... : ....... : ....... : ....... .
I .l I' I· !~ \. . . . . . . ~ ,\.~ /1 }\r'I"/ '. . . . . . . , IIII fd ~ . " ; ~ , .
II ., I. \ '1 I'I.). '. '. i" '. i J' U " \'j 1 '. i i. '.'.1' I." L··· .
I I
o I 5 10 15 20 25 . JO J5 40 45
Fr~inn~
20 . .. ROJrEWAV&Rd 1.5 .............. : .............. : ..... ~ .... ·1············ .:............. 11.fMR~314.1l14 .', '.. .
IO,jll+J:I~ ·\·~ .. I'ljlll·I~I·~\ pp.P •••• ~: t5
11T . J+!~I t 1 ,I. '1') .........•............. ~j:~
!IO 1~ltJ: ·1.5 ... ' .. .J..J. .... ~ ............ ~ ............. : ........................... . ·2ij -L-_--.l-_-L-_---.L-_--l-_--'-
120 1~
TIrre~n&:s
Program Sludi D-3 Tcknik Mcsin
Tugas Akhir
57
• Perawatan Mesin Konversi
4.1 Analisa Vibrasi
BABIV PEMBAHASAN
Tugas Akhir
Dengan menganalisa hasil pengukuran vibrasi dan mengenali
karakteristik spektrumnya kita dapat mengindikasikan adanya kerusakan
dimana pengukuran vibrasi dilakukan pada tanggal 27 JUNI 2002 dan
terjadi penurunan vibrasi dibanding pengukuran sebelumnya.
Dalam menganalisa kerusakan yang terjadi kita menggunakan
Peak Rumus :Crest factor = --
maka
rms
Peak RMS=--
Crestfactor
Rms ini digunakan pada domain waktu untuk mengetahui batas
aman, batas peringatan dan batas bahaya untuk kondisi mesin pada saat
beroperasi.Selain rumus diatas kita juga dapat menggunakan peak
velocity dimana yang dilihat adalah OVRALL dalam domain frekuensi
dimana OVRALL adalah pengukuran peak secara keseluruhan .Dalam
pengukuran vibrasi kita dapat menggunakan rms atau OVRALL.Setelah
kita mengetahui harga Rms kita dapat melihatlmenganalisakondisi mesin
melalui "VIBRATION CRITERION CHART" International Standards ISO
2372 and 3945 disamping itu kita juga harus mengerti tri3nd daripada
mesin danjuga pengetahuan tentang vibrasi.
Sebelum menganalisa lebih lanjut kita harus mengetahui kelas
daripada mesin (Machine Classes) berdasarkan HP-nya. Dar; spe~iflkasi
pade Gas Injection Fan diketahui daya motor sebesar 110 KW. Harga KW
ini kita konversikan ke dalam HP melalui table konversi di bawah ini .
1 HP = 0,746 KW
1 KW= 1,34 HP
Jadi daya motor sebesar 30 KW dikonversikan menjadi :
110KW= 110x 1,34 HP
= 147,4 HP
= 147 HP
Program Studi D-3 Teknik Mesin 58
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Melihat daya motor sebesar 147 HP, maka kelas mesin (Machine
Classes) masuk dalam kategori kelas \\I yaitu mesin dengan ukuran besar , ,.
pada large Mounted on Rigid Support. '
4.2 Pengujian Pada Saat Kerusakan
Hasil pengukuran vibrasi 27-JUNI-2002 adalah sebagai berikut
• Pada Fan Out Board Horisontal (FOH )
Rms = 0.8358/3.60 =0.232
• Pada Fan In Board Horisontal (FIH )
Rms= 1.03/2.76 =0.373
• Pada Fan In Board Vertical (FIV)
Rms= 0.7409/4.23=0.175
• Pada Fan Out Board Vertical (FOV)
Rms= 1.60/3.76=0.426
• Pada Fan Out Board Aksial (FOA)
Rms=0.3407/3.49=0.098
Mesin yang diukur GIF 3A PL TU Gresik
-Set Up titik pengukuran.
FiV FoV FiH FoH
/ Motor Fan
FoA
Fan In Boord Fan Out Board Kopling CFD '--,---~ (Fo)
Gambar 4.1 Set Up titik pengukuran
P k - engu uran tang'~aI27-JUNI- 2002. No Titik Ukur Rms 1 FOH 0.232 2 FIH 0.373 3 FOV 0.175 4 FIV 0.426 5 FOA 0.098
Program Studi D-3 Teknik Mesin 59
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
• Kesimpulan.
-Semua titik pengukuran berada pada level aman yaitu A (GOOD) setelah dicocokkan pada VIBRATION CRITERION CHART (International Standards ISO 2372 and 3945 ).
~Adanya indikasi kerusakan kelonggaran Mekanik pada FOV (Fan Out
. Board Vertical) dan Rotor Rub pada FIH (Fan In Board Horisontal ).
Karena masih belum mengetahui apa sebenarnya kerusakan yang
terjadi maka dilakukan pengukuran dengan Peak Vue. Spektrum
pengukuran dari Peak Vue menunjukkan gejala kerusakan Rotor Rub
pada tanggal 02 Agustus 2002. Spektra yang dihasilkan mirip dengan
Mechanical Looseness ketika bag ian yang berputar berhubungan dengan
dengan komponen yang tetap. Rotor Rub menghasilkan pecahan bilangan
bulat subharmonic pad a kecepatan putr (112,113,1/4, ... , 1/n }.Rotor Rub
menghasilkann frekuensi yang tinggi (seperti tarikan kapur yang ditarik
sepanjang papan tulis ).
4.3 Opsi Perbaikan
Setelah mengetahui adanya kerusakan maka perlu diadakan suatu
perbaikan.Ada 2 opsi perbaikan yaitu
1. Mengganti Bearing dan memperbaiki poros yang rusak
Dengan cara pertama dibubut kemudian dilas dan dibubut
lagi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pad a gambar dibawah
Gambar 4.2 Pembubutan sampai diameter kerusakan paling
dalam
Program Studi D-3 Teknik Mesin 60
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
I',noeo Ln. /
/ .~-----
S ~'L-; _~~[",---,-\(\ir __ Lj t-) .
Gambar 4.3 Proses pengelasan melebihi diameter sebelum
mengalami kerusakan
Gambar 4.4
awal
Proses pembubutan hingga mencapai diameter
2. Mengganti poros dan bearing yang rusak.
Kelebihan dari opsi pertama adalah biaya yang murah tapi
mempunyai kekurangan yaitu struktur mikro dari poros berubah dan bila
memakai opsi kedua kekurangannya adalah biaya yang mahal tetapi
struktur mikro dari poros tidak berubah.Akhirnya pihak PL TU Unit 3 & 4
memakai opsi kedua.
4.3 Pengujian Setelah Perbaikan
Hasil pengukuran pada tanggal 17 Maret 2003 setelah dilakukan
perbaikan adalah sebagai berikut:
Program Studi D-3 Teknik Mesin 61
o Perawatan Mesin Konversi
• Pada Fan Out Board Horisontal (FOH )
Rms=0.73914.04=0.183
• Pada Fan In Board Horisontal (FIH )
Rms=0.8294/4.74=0.175
• Pada Fan Out Board Vertical (FOV)
Rms=0.4447/3.74=0.119
• Pad a Fan In BoarQ Vertical (FIV)
Rms=0.4353/4.13=0.105
• Pad a Fan Out Board Aksial (FOA)
Rms=O. 9077/2.64=0. 344
Mesin yang diukur GIF 3A PL TU Gresik
-Set Up titik pengukuran.
Gambar 4.5 Set Up titik pengukuran
-Pengukuran tanggal17 Maret 2003
No Titik Ukur Peak
1 FOH 0.183 2 FIH 0.175 3 FOV 0.119 4 FIV 0.105
5 FOA 0.344
Program Studi 0-3 Teknik Mesin
Tugas Akhir
62
\I} Perawatan Mesin Konversi . Tugas Akhir
• Kesimpulan
- Semua titik pengukuran berada pada level aman yaitu A (GOOD) setelah dicocokkan pad a VIBRATION CRITERION CHART (International Standards ISO 2372 and 3945 ).
- Bila dilihat dari spectrum yang dihasilkan tidak ada indikasi kerusakan yang terjadi.
- Data diatas dapat dipakai sebagai data awal pada pengukuran
selanjutnya jika menggunakan metode TREND (Pembandingan data dari
waktu ke waktu )
Program Studi 0-3 Teknik Mesin 63
t,
<I> Perawatan Mesin Konversi
BABV
KESIMPULAN
Tugas Akhir
Dalam ana lisa hasil pengukuran vibrasi kita tidak boleh
menggantungkan pada VIBRATION CRITERION CHART sajasebab hal
lain juga perlu diperhatikan seperti karakteristik spectrum,trend dari waktu
ke waktu dan tak lupa pengalaman dari operator vibrasi terse but. Hal ini
terbukti pada saat pengukuran vibrasi seperti kasus diatas,menurut
VIBRATION CRITERION CHART mesin tersebut dalam kondisi bagus
tetapi analisa spectrum menunjukkan adanya kerusakan.Jadi
keberhasilan Analisa Vibrasi tidak ditentukan oleh satu hal saja tetapi
ditentukan oleh hal yang lain.
Setelah dilakukan proses perbaikan dengan mengganti
komponen Bearing dan Poros, maka data pengukuran dapat dipakai
sebagai acuan untuk pengukuran selanjutnya disamping VIBRATION
CRITERION CHARTS. Melihat kategori vibrasinya mesin tersebut bisa
dioperasikan karena sesuai dengan standar getaran yang diijinkan oleh
pabrik pembuat mesin tersebut.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 64
--
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
LAMPIRAN 1
Tabe' 1 (ref 7 )
VIBRATION CRITERION CHART International standards ISO 2372 and 3945
RANGES OF RADIAL VlBRATIO'N SEVERITY QUALnYJUDGEMENTFORSEPARATE CLASSES OF MACHINES
D11lltl:llH:it)! In The range 10 ·1000 Hz
Range at the range limits Class I Class II Class III
MMiS IN/SEC
0.28
0.28 0.01",,-
0.45 1.// A
0.45 0.Q18 -
0.71 A
0.71 0.028
1.12 A
1.12 0.44 -B
1.8
1.8 0.71 B
2.8
2.8 0.11 - B c
4.5
4.5 0.18 c
7.1
7.1 0.28 _
c 11.2
11.2 0.44 _
18
18 0.71 - D
28 D
28 1.1 -D
45
45 1.8-
71
Class IV
A
B
c
D r
I'rt-"~& ~ ~----__ ~ ______ ~~ ______ ~ ______ -L ______ ~~ ______ ~ ____ /~_.~ 0 ~
" ~Ov +.; MACHINE CLASSES
CLASS I Small Machines to 20 HP CLASS II Medium Size Machine 20 to 100 HP CLASS III Large Machines to 10 ·200 rev / sec, 400 HP an~ large Mounted
on Rigid Support CLASS IV Large Machines to 10 ·200 rev / sec, 400 HP and large Mounted
on Flexible Support
ACCEPTANCE CLASSES
c===J A GOOD [=:::J C UNSATISFACTORY
c===J B STATISFACTORY [=:::J D UNACCEPTABLE
." /;; #f.~ «.,~ ..... ~O
q .... ~ 0';)
,-'" " ~ ~, -0
/
..
Perawalan Mcsill Konvcrsi Tugas I\khir
LAMPIRAN 2
Tabel 3 (ref 7) VIBRATION CRITERION CHART
International standards ISO 2372 and 3945
RANGES OF RADIAL VIBRATION SEVERITY QUALITY JUDGEMENT FOR SEPARATE CLASSES OF MACHINES
IIl:aklll:lg,1I1l In The range 10 - 1000 Hz
Range at the range limits Class I Class II Class III
MM/S IN/SEC
0.39
0.39 0.Q1 .. -A 5 .. /
0.64
0.64 0.025 -
1 A
1 0.039
1.6 A
1.6 0.062 -B
2.5
2.5 0.1 B
3.9
3.9 0.15 _ B C
6.4
6,4 0.25 C
10
10 0.39 -C
15.8
15.8 0.62 _
25.4
25.4 1.0 0 --39.6 0
39,6 1.5 _ 0
64
64 2,5-
100
MACHINE CLASSES
CLASS I Small Machines to 20 HP CLASS II Medium Size Machine 20 to 100 HP CLASS III Large Machines to 10 - 200 rev I sec, 400 HP and large Mounled
on Rigid Support CLASS IV Large Machines to 10 - 200 rev / sec, 400 HP and large Mounted
on Flexible Support
ACCEPTANCE CLASSES
c=J A GOOD c=J C UNSATISFACTORY
c=J B STATISFACTORY c=J D UNACCEPTABLE
.. ..
Class IV
A
B
C
0
----
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
LAMPIRAN 3
Tabel 2 (ref 8 hal 5-26) Illustrated Vibration Diagnostic Chart
Analysis Charts The chart th<!t follows should provide some assistance in assessing typical machine conditions. These charts are the result of significant field experience.
lIIu.trafed Vibration Diagnostic Chari
PROBLEM SOURCE
lYPICAL PHASE SPECTRUM RELATIONSHIP REMARKS
Mass Unbalance
Force, I ~ R!~ial ' Unbalance L Force Unbalance will be in-phase and steady.
Amplitude dUe to unbalance will increase by the sqfiare of speed (3X speed increase = 9X highervibratiM). 1X RPM always preseni and normally do~na!~s s~rum. Can be corrected by pracerOOnt of only one balance weight in one lane at Rotor center of gravity. (CG).
Couple Unbalance I ~ R!~ial L
Couple Unbalance tends toward 180' out-of·
~ phase on same shaft:·1 X always present and
. normally dominates spectrum. Amplitude varies with square of increasing s;>eed. May cause high axial vibration as well as radial. Correction requires placement of balance weights in at least 2 planes.
Overhung '.' '.-!; .' , .~ Overhung Rotor Unbalance causes high 1 X
nI') (I, I RPM in both Axial and Radial directions. Axial Rotor ·1X
AAJclal &
Unbalance I R. adial
i . .'" readings tend to be in-phase whereas radial . phase readings might be unsteady. Overhung
rotors often have both force and couple unbalance, each of which will likely require correction.
Eccentric Rotor
Sent Shaft
i
Eccentricityuccurs when center of rotation is c offset from geometric centerline of a sheave.
~ <:; . vibration occurs at 1 X RPM of eccentric . .f ~ gear, bearing, motor armature, etc. Largest
~. ~ c:>-Y e component in a direction through cer,ars of the
x . _I i • two rotors. Comparative horizcntal and vertical I ~ Rad... ....... ,phase readings usually differ either by O· or by ; - • 180' (eaCh of ..... ilich indiCdidS straight·line
I motion). Att~mpts to. bal~nc.J .ecc~ntric rotor often result In redUCIng Vibration 10 one direction, but increasing it in the other radial direction (depending on amount of eccentricity).
Bant Shaft problems cau~,hi!lb.~i2.1 ~~ion with axial phase differences ~atrtg toward' 180' on the same machine component. Dominant vibration normally at 1 X if bent near shaft center, but at 2X H bent near the coupling. (Be careful to account for transducer orientation lor each axial measurement if you reverse probe direction). .
Program Studi D-3 Teknik Mcsin 68
o Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
lIIusfrat&d ViINafion Diagnostic CtJart
PROBLEM SOURCE
TYPICAL SPECTRUM
PHASE RELATIONSHIP
Misalignment
Angular Misalignment
Parallel Misalignment
Misaligned Bearing Cocked on Shaft
Resonance
r 'f ~~~ ~ ~dial
ci=otP?1
. A
~x 2'X Phase c::/jf!) 3XAxiai I ~:oo~
1 ~:oo ~ ) 8:00
____ ~_ .. ~ 1.00
Program Studi D-3 Teknik Mesin
REMARKS
Angular Misalignment is characterized by high axial vibration, 180' out-<lf-phase across the coupling. Typically will have high axial vibration with both 1 X and 2X RPM. However, not unusual for either 1 X, 2X or 3X to dominate. These symptoms may also indicate coupling problems as well.
Offset Misalignment has similar vibration symptoms to Angular, but shows high radial vibration which approaches 180' out-o:-phase across coupling. 2X often larger than 1 X, but its height relative to 1 X is often dictated by coupling type and construction. When either Angular or Radial Misalignment becomes severe, can generate either high amplitude peaks at much higher harmonics (4X-8X) or even a whole series of high frequency harmonics similar in appearance to mechanical looseness. Coupling construction will often greatly influence shape of spectrum when misalignment is severe. .' , Cocked Bearing will generate coneiJlerable axial vibration. Will cause Twisting"Motion with approximately 180' phase shift top to bottom and/or side to side as measured in axial direction 01 same bearing housing. Attempts to align coupling or balance the rotor will not alleviate problem. Bearing must be removed and correctly installed.
Resonance occurs when a forcing Frequency coincides with a SY3tem Natural Frequency, and can cause dramatic amplitude amplification, which can result in premature, or even catastrophic lailure. This may be a natural frequency of the rotor, but cal' often originate from sup~rt frame. foundation, gearbox or even dnve belts. If a rotor is at or near resonance, it will be almost impossible to balance due to the great phase shift it experiences (90' at resona'lce; nearly 180' when passes through). Often requires changing naturallrequency location. Natural Frequencies do not change with Cl drange in speed which helps facilitate their identification.
69
<I> Perawatan Mesin Konversl Tugas Akhir
lIIullfrated VIbration Diagnostic CIuKf
PROBLEM SOUF:CE
Mechanical Looseness
Rotor Rub
TYPICAL PHASE SPECTRUM RELAnONSHIP REMARKS
I\.aMQIoa Mechanical looseness is indicated by either Radial ~"$~~ Type A, B, or C spectra. Type A is caused by
IX
Type A • ~ ....... J. Strudurallooseness/Weakness of machine feet, . _ baseplate or foundation; also by deteriorated
........ ----- grouting, loose hold-<lown bolts at the base; and
::s ~ 1 ,Radial
..I ~ Type A "IA A
Radial. " )( N
~ - ~
distortion of the frame strudure or bearing pedestal. Type Cis nonnally generated by improper f~ between component parts which will cause many harmonics due to nonlinear response of loose parts to dynamic forces from rolor. Causes a truncation of time wavefonn. Type C is often cauSttCi by a bearing iiner loose in its cap, excessive clearance in either a sleeve or rolling element bearing, or a loose impeller on a shaft. Type C Phase is often unstable and may vary widely from one measurement to next, particularly if rotor shifts poSition on shaft from one startup to next. Mechanicalll)QSeness is often highly directional and may cause noticeably different readings if compare levels at 30' increments in radial diredion all the way around one bearing housing. Also, note that looseness will oNen cause subharmonic muhiples at exadly 112 or 113 X RPM (.SX, 1.SX, 2.SX, etc.).
Rotor Rub produces similar spedra to Mechanicatlooseness when rotating parts contad stationary components. Rub may be either partial or throughout the whote revolution. Usually generates a series of frequencies, oNen exciting one or more resonances. Often excites integer fraction subharmonics of running speed (1/2, 1/3, 1/4, 1/5 ..• 1/n,) depending on location of rolor nalural frequencies. ROlor rub can excite many high frequencies (Similar to wide· band n(liSe when chalk is dragged along a bI2r~~ard). It can be very serious and of short duration if caus:d b'f shaft ~ntactir.g bearing babbitt; but less se::ous when shaft iubbing a seal, an agitaior blade rubbi'lg the wall of a tank, or a coupling guard pressing agalOst a shaft.
Program Studi 0-3 Teknik Mesin 70
Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Illustrated Vibration Diagnostic Chart
PROBLEM TYPICAL PHASE REMARKS -SOURCE SPECTRUM RELATIONSHIP
Hydraulic and Aerodynamic Forces
Blade Pass 2IIPF Blade pass frequency (BPF) .. 1'10. of blades ( or and Vane 8PF vanes) X RPM. This frequency is inherent in pumps, Pass ..
JI lans and c:omPl"IlSSOfS, and nonnaJly does not present
11 1 11 a problem. However, large amplitude BPF (and har-monics) can be generated in pump if gap between ro-tating vanes and stationary dittusers is not kept equal an way around. Also, BPF (or harmonic) sometimes can coincide with a system naturetlrequency causing high vibration. High ePF can be generated if.ler wear ring seizes on sha~ or if welds tastening diflus-ers tall. Also, hi{;h BPF can be caused br ;obtupt bends in pipe (or dud), obstructions which disturo flow, or if pump or fan rotor is positioned eccentrically w~nousing.
Flow ~
Flow turbulence often oo::urs in blowers due to Turbulence
tAl variations in pressure or velocity of the air passing through the fan or connec!ed ductwork.. This flow
"- disruption causes turbulence which will generate .. CD random, low frequency vibralion, typically in the
1 range of 50 to 2000 CPM.
Cavitation Cavitation normally generales random, higher RandomHoqh frequency broadband energy which is sometimes freQ. Vibratoon ... ------ superimposed with blade pass frequency harmonics . ...
tl .J-V"J..~ Normally indicates insufficient sudion pressure 1200( (starvalion). Cavitation can be quite destructive to CPO.! pu~ intemal if left uncorrecled. ft can particularly
erode impener vanes. When present. it often sounds as if ·gravel" is passing through pu~.
Gears
Normal Radial-~ut GI.4F:Gear Mesh Normal spE . um shows IX and 2X RPM, along with "".aI·tle cal F gear mesh Irequency (GMF). GMF commonly win ; § (Ad Gear Spectra' n!Q~ncy p S have running speed sidebands around it. All peaks ~.... GUF ~ ~ I!! :l" F,..q
are 01 low amplitude, and no natural frequencies 01 III : i '-'-- gears are excited.
Tooth Wear
Ll I._ Gear "-/1 Key indicator 01 tooth wear is excitation 01 gear
~ Froqurcy naturallrequency, along with sidebands arour.c it
.HA spaced at the running speed 01 the bad gear. ~ mesh frequency (GM~ may !)f may not change in aJr9Iitude, although high~ $idebands surrounding GMF usualy 0CCUf when wear is noticeable. Sidebands may be a better wear indicalOf than GMF frequencies themsetYes.
Program Studi D-3 Teknik Mesin 71
•
Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
Illustrated Vibration Diagnostic Chart .
PROBLEM SOURCE
TYPICAL SPECTRUM
PHASE nELATlOHSHIP REMARKS
Rolling Element Bearings (4 failure phases)
z.,... A
~
: Sta~ I ...
JR ~
It-l-• -' ~ . .-.... r "
F, ..
50090 •
111 ~
~J-tt, 50090 , -'
~J~ ,:
r
llli ~ l ,1 ;.i I :ilii
50090 • l ~ I T.....,,,,,... II~~
Ft.~ ...... I, C!. .... F,eq_ VerallO'"
,JUJ)A.L ..... :r: 'f..-JL.z«»C--..,,/ {
f" = Natural Frequencies of Bcaring Components
BPF1 = ~b(1 + BJcose).RPM - PJ
BPFO :: ~b (,_ Bd cose). RPM .. PJ (" -,
P I 2 ;
= ~ I, (B d) e2l • RPM 2B I - - • cos I
d Pd
1 :... J
BSF
FfF = ~ [,- Bd • cose2). RPM
2 Pd where,
N /;0 = Number of balls or rollers
Bb = BalVRollerdiameler
P b = Bearing Pitch diameter
e = Contacl angle in degrees
Program Studi 0-3 Teknik Mesin
Rolling element bearing failure stages:
Stage 1: Earliest ind"lCations of bearing problems appear in ultrasonic frequencies ranging from approximately 20,000-60,000 Hz (1.200,ClOO-3.600,000 CPM). These are frequencies evaluated by
. spike energy (gSE), HFD(g) and shock pulse (dB). For exaJ11Ple, spike energy may first appear at about .25 gSE in Stage 1 (adual value depending on measurement location and machine speed).
Stage 2: Slight bearing defects t.egin !o "ring" be? :lng component naturaffrequencies (In) which predominantly occur in 30K-I20K CPM range. Sideband frequencies appear above and below naturallrequency peak at end 01 stage 2. Spike energy grows (for example, from 25 to .5 gSE).
Stage 3: Bearing delect frequencies and harmonics appe:lr(see pa~e entitled "rolling element bearing deled frequenoes.l When wear progresses, more delectlrequency harmonics appear and number of sidebands grow, both around Ihese and around bearing natural frequencies. Spike energy continues to increase (lor example. from .5 to over 1 gSE). Wear is now usually visible and may extend througho~t periphe'Y of bearing, particularly when well lormed sidebands accompany bearing delect frequency harmonics. Reptace bearings now.
Stage 4: Towards the end, amplitude of 1 X RPM is even eHeded. It grows, and normally causes growth of many running speed harmonics. Discrete bearing deled and component natural frequencies adually begin to "disappear" and are replaced by random, broad band hiqh frequency "noISe lloor: In addition, amplitudes of both high frequency noise lloor and spoke energy may in fad decrease: but just prior to failure, spike energy will usually grow to excessive amplitudes.
72
<I> Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
LAMPlRAN4
(Ref 9 hal 6-34) Highpass filters
PeakVue
Select "Yes" to use the built-in peak value (PeakVue) analyzer_ The input signal is passed through a selectable bandpass or high-pass filter (PreFilter), and then sampled with the peak detector_ The resulting signal is then used to generate the spectrum_ Peak Vue uses the same nine pre-defined fre-quency ranges as used for the demodulator. t
PreFilter
I,Note ,
The DemodUlate and PeakVue functions cannot be used simultaneously_
This field is us'ed to specify the filters for use with either the Demodulator or the Peak.vue function. Available filters are shown below.
Bandpass Filters
20 to 150 Hz
50 to 300 Hz
100 to 600 Hz
500 to 1,000 Hz
Highpass Filters
500 Hz
I 1,000 Hz
2,000 Hz
5,000 Hz
10,000 Hz
I 20,000 Hz (PeakVue only)
I Note ' .-
The selected filter frequency must be equal to or greater than the specified maximum frequency (see "Frequency and Lo\\,Cutoff" on page 6-22)_
Program Studi D-3 Teknik Mesin 73
Perawatan Mesin Konversi Tugas Akhir
LAMPIRAN 5.
Tabel 3 (Ref 10 hal 16.15) Troubleshooting Guide of Induction
Motor Vibrations
TABLE 16.4 Trouhleshooling Guille of Intluclion Mulor Vihralions
SUllie ececntricity
Wea k ness/loosencss of stalor support, unbalanced plHlsc resislancc or coil sides
Shorled slalor laminalions/lurns
Loost! slator Illminalions
Dynamic cccenlricily
Droken or cracked rolor b:u Loose rotor bar Shorled rolor laminlllions ('oor end-ring joints
2)( line rl'e1lucncy IImlnllllJloncnls al hl)( 1,,1<,(1 - ,f)'/'!. It,I
2)( linc frequency
2)( linc frequcncy lind componenls spliced by 2 x line frc<luency III around I U17. '
I x rpm with 2)( slip· frequency
Itlllii:,1
HlIllinl
Hndial
sillchnnlls and componenls lit HlIllinl Itl x 1«(111<,:1: k.»( (I - s)IIJ):I: k.J
I )( rplll with 2 )( slip· frequency side hands and componenls Radial similnr In IrlOsC given ahove for dynumic eccenlricily wilh ndllitioll of 2 x slip-frcqucncy siddlllnds nround slol harl1lonics
Program Studi 0-3 Teknik Mesin
Cnn result frolll pO(lr internnl nli[\lIlI\enl, hearing \Year, 01' (r0111 IOl'nl slalu .. lu:a'ill~ (vibrnlion worsens 115 1II010r heaIS'up).
I{cfcrred 1(1 as "I(lose il'lln.'·
Dirricuh 10 differenliale bel\Veen Ihis gruup using only vibrlllilln annlysis, hUI Ihey will 11150 he appnrcnl lit no 10lld liS wl!ll ns on lund.
Can hllve high amplilude hUI nol usually deslruclive. 'nle high-frel(uency componenls may be sil11i1nr 10 sUllie eccenlricity.
Can result frol11 rolor how,rolor runoul. or fwm 10cIII rolor hCllling (vihrlllillll worsens liS mol or henls uII).
'Illc slip sidebands may hc lolV level. rcquiringa large dynamic range as well :IS frequency sc;leclivity in mcasuring instrumen-IlIlion. 'Iypical speClrll sholV Ihnt thcse CIImponenls in the region of the principal vihralion slol hnrll1unics also hnve slip-fre1luency side hands.
74