BAB I

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Getaran ini sangat banyak di pakai oleh perusahaan ataupun mahasiswa untuk pengamatan terhadap getaran pada mesin, baik mesin ini bergerak secara translasi. Dimana suatu getaran dan data-data yang dihasilkan sangat penting dalam perawatan mesin supaya dapat digunakan lebih lama atau trouble sooting. Pengaplikasian ilmu getaran dalam dunia lapngan mempunyai peranan yang sangat penting dalam menentukan besaarnya suatu getaran yang terjadi pada suatu alat atu mesin.Didalam getaran, kesetimbangan merupakan suatu hal yang berpengaruh. Didalam getaran ini kesetimbangan juga dapat dikatakan sebagai suatu keadaan dimana suatu benda itu mengalami getaran pada posisi diam. Jika tidak adanya suatu gaya yang bekerja pada benda tersebut maka dikatakan setimbang. Dan apabila benda tersebut diberikan gaya maka akan terjadi gerak bolak balik dari titik kesetimbanganGetaran adalah suatu garak bolak balik dititik kesetimbangan. Dalam dunia teknik, getaran merupakan hal yang sangat penting untuk diamati dan diteliti, mengenai dampak akibat dari getaran yang dihasilkan oleh mesin itu sendiri. Hal ini dikarenakan getaran sangat berpengaruh kinerja dari rangkaian mekanisme suatu alat yang digunakan baik dibidang industri maupun dibidang yang lain.1.2 TujuanAdapun tujuan dari praktikum FDM 1 dof ini adalah :1. Memahami dan mengamati penomena getaran bebas 1 DOF2. Menghitung koefisien damping sistem getaran bebas 1DOF3. Menghitung frekuensi pribadi sistem getaran bebas 1DOF1.3 Mafaat

Agar mahasiswa mengetahui aplikasi dari getaran dan mendapatkan dasar ilmu engineering sebagai pedoman di lapangan nantinya.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA2.1 Teori DasarAda dua kelompok getaran yang umum dikenal, yaitu getaran bebas dan getaran faksa, kelompok ini didasarkan atas gaya yang menyebabkan suatu benda bergetar serta daya yang mempertahankannya 2.1.1 Getaran Bebas

Getaran bebas terjadi bila sistim berisolasi karna bekerjanya gaya yang ada dalam sistim itu sendiri tampa adanya gaya luar. Pada objek ini dilakukan terhadap getaran bebas yang teredam viskos. Posisi atau simpangan benda terhadap waktu dapat dilihat pada gambar berikut :

Dari data percobaan dengan mengetahui perbandingan amplitude, X1, X2..Xn dapat ditentukan pengukuran logaritmikdengan menggunakan pers.(1.1) = ln (1.1)atau bentuk persamaan yang lebih umum, dengan n buah amplitudo yang bisa di ukur dengan dengan pengurangan logaritmik, yaitu :

= ln (1.2)selanjutnya dapat ditentukan factor redaman dari pers berikut :

= (1.3)

dari persamaan gerak sistim yang diuji, dicari harga redaman kritis cc dan prekwensi fribadi n.akhirnya didapatkan koefisien redaman c dengan pers (1.4)c = cc ( 1.4)hubungan antara frekwensi redaman dengan frekwensi pribadi adalah memenuhi persamaan (1.5) di bawah ini :

= n (1.5)2.1.2 Getaran Paksa

Dilihat dari derajat kebebasan, getaran dapat dibagi menjadi getaran satu derajat, dua derajat dan banmyak derajat kebebasan. Derajat kebebasan adalah banyak kordinat yang diperlukan untuk menyatakan gerak sistim getaran.Dilihat dari gangguan yang bekerja, getaran dapat berupa getaran bebas dan getaran paksa. Getaran bebas adalah gerak sistim getaran tampa adanya gangguan dari luar, gerakan ini terjadi karma kondisi awal saja, dan getaran faksa adalahg getaran yng terjadi karma adanya gangguan dari luar, gangguan ini dapat berupa gaya yang bekerja pada massa. Gaya yang timbul akibat massa unbalance maupun simpangan yang bekerja pada tumpuan.

Pada objek ini pembahasan difokuskan terhadap getaran paksa dua derajat kebebasan, dimana gaya paksa diberikan oleh suatu massa unbalance rotasi. Alat bertujuan untuk mengamati perilaku getaran faksa dua derajat kebebasan, diantaranya hubungan gaya gangguan yang diberikan terhadap respon struktur, bentuk simpangan dan modus getar yang terjadi serta hubungna fungsi simpangan terhadap putaran motor pemberi gaya unbalance.Pemodelan alat getaran paksa dua derajat kebebasan diperlihatkan pada gambar berikut :

Dari pemodelan diatas didapat persamaan amplitudo X1 dan X2 X1 =

X1 =

Gaya yang bekerja akibat massa unbalance (m) dihitung berdasarkan gambar di bawah ini

SISTEM MASSA PEGAS

Hokum Newton II

F = m akx = m (-x) tanda minus (-) pada percepatan x karna arah kecepoatan berlawanan dengan arah gaya (kx). Mx + kx = 0

PRINSIP DALEMBERT

Suatu sistim dinamik dapat diseimbangkan secara static dengan menambahkan gaya khayal yang dikenal dengan gaya inersia dimana besarnya sama dengan massa dikali percepatan dengan arah percepatan.

F = 0

Sistim Statik2.2 Teori Alat

Adapun peralatan yang digunakan dalam melkukan praktikum yaitu :a. Motor penggerak kertas milimeterMotor listrik ini berukuran kecil, motor ini bergerak berdasarkan pergerakan mula-mula dari bergeraknya lengan ayun pada pengujian 1 DOF. Motor ini mempunyai fungsi mengulung kertas milimeter, sehingga membentuk gulungan pada kertas milimeter. Motor ini dihidupkan bersamaan saat lengan ayun yang diberikan daya, kemudian daya tersebut dilepaskan. Disini motor ini mulai menjalankan tugasnya sampai kurva sinusoidal membentuk garis lurus.

Gambar 2.1 motor listrikb. Slide regulator

Alat ini adalah alat yang digunakan untuk mengatur besar kecilnya arus listrik yang disuplai ke-motor listrik. Jika arah putaran semkin terbuka maka arus yang disuplai semakin besar.

Gambar 2.2 slide regulatorc. Mistar ukur

Mistar dalam praktikum FDM 1 dof ini digunakan untuk mengukur ketinggian dari kurva sinusoidal dan menentukanjarak titik pemasangan pada pegas spring.

d. Kertas milimeter

e. Pena pencatat gerakan kurva sinusoidal

BAB III

METODOLOGI

3.1Perangkat Percobaan

Perangkat Percobaan getaran bebas

sebuah batang baja diklem salah satu ujungnya pada frame dengan sambungan engsel. Ujung yang lain digantung bebas pada sebuah pegas. Beberapa pelat massa dapat dipasangkan pada suatu kedudukan sepanjang batang dan dapat berfungsi sebagai beban.

Batang digetarkan dan getarannya dapat diamati dengan merekam perpindahan ujung bebas pada kertas pencatat. Pada batang dipasang sebuah damper yang berfungsi untuk meredam getaran

Gambar Perangkat Percobaan getaran Paksa

Untuk mengetahui prilaku sistim getaran dua derajat kebebasan dengan cara eksperimental adalah dengan melakukan pengujian pada alat getaran paksadua derajat kebebasan, alat-alat yang dipakai :1. Tachometer

2. DC Power supply

3. Kertas pencatat

Tabel data pengujian

M1 = 2,25 kg

M2 = 1 kg

M = 0,1 kg

Keq1 = Keq2 = 10781

K2 = 625 N/m3.2 Prosedur Percobaan

Prosedur Percobaan Getaran Bebas 1. Susun perangkat percobaan seperti yang ditunjukan pada gambar (1.4)2. Pena pencatat dikontakkan pada kertas pencatat

3. Jalankan drum pembawa kertas

4. Setelah diperoleh panjang secukupnya, hentikan drum pembawa kertas

5. Ulangi langkah 1 s/d 4 di atas dengan jarak pegas yang berbedaBAB IV

PENGOLAHAN DATA

4.1 Data percobaan Getaran bebas tanpa redaman

Noa (m)Nt(s)

10,7064,276

20.5563,024

30,6055,74

Getaran bebas dengan redaman

noa(m)b(m)X1(m)X2(m)n

10,300,300,020,0154,75

20,350,250,0290,024,5

30,400,200,0350,034,25

Spesifikasi alat

L = 0,75

M = 4,49 kg

K = 489 N/M

4.2 Contoh Perhitungan Getaran bebas tanpa redaman

Percobaan 1

a = 0,70 m

n = 6t = 4,276 s

L = 0,75 m

k = 498N/m

m=4,49 kgT = = = 0,712 s

Wn percobaan = = = 8,82 rad/s

Wn exp = = rad/s Percobaan 2a = 0,65 m

n = 6t = 3,024 s

L = 0,75 m

k = 498N/m

m=4,49 kg

T = = = 0,504 sWn percobaan = = = 12,46 rad/s

Wn exp =

rad/s Percobaan 3

a = 0,60 m

n = 6t = 3,024 s

L = 0,75 m

k = 498 N/m

T = = = 0,712 s

Wn percobaan = = = 8,89 rad/s

Wn exp =

rad/sGetaran bebas dengan redaman teoritik Percobaan 1a = 0,3 m

b = 0,3 m

X1 = 0,02 m

X2 = 0,015 m

= ln

= ln

=

=

= 0,045Wn =

Wn = rad/scc = 2 m . Wncc = 2 (4,49) . (16,8)cc = 151,81

c = cc c = 151,31 . 0,045c = 6,80 Percobaan 2a = 0,35 m

b = 0,25 m

X1 = 0,029m

X2 = 0,02 m

= ln

= ln

= 0,37 =

=

= 0,0058Wn =

=

=16,86 rad/s cc = 2 m . Wncc = 2.4,49.16,85 = 151,31

c = cc c =151,31 (0,058)c = 8,776 Percobaan 3

a = 0,4m

b = 0,2 m

X1 = 0,035 m

X2 = 0,03m

= ln

= ln

= 0,15 =

=

= 0,024Wn =

=

=16,85 rad/scc = 2 m . Wn = 2.4,49 . 16,8

= 151,31

c = cc c =151,31. 0,024c = 3,634.3 Tabel hasil percobaan dan TeoriTabel getaran tanpa peredam

Noa (m)L(m)M (kg)K(N/m)

10.650.754.49498

20.600.754.49498

30.550.754.49498

t (s)NTWn exprWn teori

4,27660.7128.8518.27

3,02460.50412.4616.86

5,7460,9566,5617,44

Tabel getaran dengan peredam

Noa (m)b (m)M (kg)L(m)K(N/m)IX1

10.400.254.490.75498.90.84180.0175

20.350.304.490.75498.90.84180.028

30.300.354.490.75498.90.84180.024

X2nWnCcC

0.00950.660.104518.27164.0617.14427

0.001960.3850.06118.27164.0610.0076

0.01530.470.074618.27164.0612.245

4.4 Grafik

\4.5 Analisa dan pembahasan

Dari pratikum yang telah dilaksanakan sehingga dapat diasumsikan harga-harga n, L, m, dan k maka dapat dilakukan perhitungan dan garafik antara lain : Wn Vs A b Vs c

n Vs X1Untuk getaran bebas tampa redaman dapat grafik Wn Vs a dilihat bahwa nilai yang diperoleh menunjukkan grafik yang membentuk garis linier dan dari garafik tersebut dapat dikatakan bahwa semakin besar a maka semakin kecil prekwensi pribadinya tetapi hasil pengujian dengan teori jauh atau berbeda bila dibandingkan dengan hasil pengujian dimana antara pengujian dan teori menunjukkan hubungan yang timbale balik. Hal ini tidak bisa dipastikan langsung karna jumlah pengambilan data untuk setiap titiknya sangat sedikit.Pada pengujian untuk getaran dengan memakai redaman, akan diperoleh grafik b Vs c dimana pada grafik terlihat bahwa bila b (m) semakin besar maka nilai c akan semakin kecil, disini terlihat bahwa hubungan antara b (m) dan c adalah hubungan berbanding terbalik.Pada pengujian,untuk getaran dengan redaman,akan diperoleh grafik b vs c dimana pada grafik terlihat bahwa b (m) semakin besar maka nilai c akan semakin kecil,disini terlihat bahwa hubungan antara b (m) dan c adalah hubungan berbanding terbalik.Selanjutnya pada pengujian getaran bebas dengan peredam ini didapatkan grafik hubungan antara n vs x1 exp menunjukian bahwa simpangan yang tinggi akan menghasilkan jumlah getaran yang banyak,begitupun sebaliknya.

Sedangkan pada tabel hasil percobaan dan teori dapat kita ketahui juga bahwa nilai frekuensi pribadi getaran dengan peredam adalah tidak konstan pada percobaan 1=18,27 ,percobaan 2=16,86 sampai 3 yaitu sebesar 17,44. rad/s meskipun jarak redaman dan pegas pada batang divariasikan.Hal ini tentu saja karena total atau jumlah jarak dari peredam dan pegas yaitu (0.65,0.60,0,55).Namun berbeda halnya dengan nilai redaman dari sistem ini yaitu dimana nilai redaman sangat dipengaruhi oleh nilai fasa redaman () yang didapatkan dari simpangan.Dimana mempunyai hubungan yang berbanding terbalik antara redaman dan nilai simpangan awal,yaitu semakin besar simpangan awal,maka semakin kecil nilai redaman yang dihasilkan.BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dari hasil percobaan, pengolahan data dan grafik dapat ditarik suatu kesimpulan diantaranya : dari pengamatan fenomena yang terjadi pada saat pengujian sangat membantu kita dalam pengaplikasian ilmu yang didapatkan dari perkuliahan. Dalam dunia keteknikaqn khususnya teknuk mesin sangat berperan dalam kemajuan teknologi, seperti penganaliasaan getaran yang ditimbulkan dari kendaraan atau alat itu sendiri.

Dari pengujian yang menggunakan peredam dan tidak menggunakan membuktikan adanya pengarus yang di timbulka dari kurva sinusoidal

V.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan setelah praktikum adalah

Untuk kelancaran pratikum perlu adanya kesiapan dari seluruh pihak, baik pratikan, asisten ataupun dari alat yang digunakan agar data dapat diperoleh dari p[raktikum dengan cepat daan benar. Pengujian sebaiknya dilakukan beberapa kali agar penambilan data lebih efektif.

DAFTAR PUSTAKATeam asistensi LKM. 2008. Fenomena Dasar Mesin. Bidang Konttruksi Mesin dan Perancangan. Jurusan Teknik Mesin. Fakultas Teknik. Universitas Andalas. Padang

Bur, Mulyadi. Diktat Getaran teknik. Laboratorium Dinamika srtuktur. Jurusan teknik mesin. Fakultas teknik. Universitas andalas, Padang.x

F0 = me

m

t

m

Mx, gaya inersia

EMBED Excel.Chart.8 \s

PAGE

_1420122107.unknown

_1420123471.unknown

_1420123649.unknown

_1420124044.unknown

_1420138839.xlsChart1

8.8518.27

12.4616.86

6.5617.44

Wn expr

Wn teori

A

Wn

Grafik perbandingan Wn Exp dan Wn teori vs panjang a

Sheet1

a (m)Wn exprWn teoriSeries 3

0.658.8518.272

0.6012.4616.862

0.556.5617.443

Category 44.52.85

To resize chart data range, drag lower right corner of range.

_1420140928.xlsChart1

5

6

3

n

Grafik n terhadap x1

Sheet1

X1n

0.01755

0.0286

0.0243

To resize chart data range, drag lower right corner of range.

_1420138840.xlsChart1

17.144

10.0076

12.245

C

Perbandingan Nilai Redaman c dengan panjang a

Sheet1

a (m)CSeries 2Series 3

0.417.1442.42

0.3510.00764.42

0.4012.2451.83

Category 44.52.85

To resize chart data range, drag lower right corner of range.

_1420124161.unknown

_1420123948.unknown

_1420123589.unknown

_1420122994.unknown

_1420123403.unknown

_1420123465.unknown

_1420123078.unknown

_1420122576.unknown

_1420122687.unknown

_1420122396.unknown

_1420120020.unknown

_1420121379.unknown

_1420121759.unknown

_1420121989.unknown

_1420121456.unknown

_1420121681.unknown

_1420120931.unknown

_1420121136.unknown

_1420120515.unknown

_1285610732.unknown

_1285830067.unknown

_1356286691.unknown

_1356286722.unknown

_1285830074.unknown

_1285625773.unknown

_1285626126.unknown

_1285627586.unknown

_1285610931.unknown

_1285607932.unknown

_1285607954.unknown

_1285607530.unknown