Pengaruh Ketidaksetimbangan Sudu Fan Terhadap Getaran Dan …eprints.unram.ac.id/6135/1/Jurnal -...

1

Pengaruh Ketidaksetimbangan Sudu Fan Terhadap Getaran Dan Arus

Listrik Pada Motor Listrik DC

Rogo Syafarwadi*, Achmad Zainuri, Nasmi Herlina Sari. Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mataram, Jln. Majapahit No. 62 Mataram Nusa Tenggara Barat Kode Pos : 83125, Telp. (0370) 636087; 636126; ext 128 Fax (0370) 636087. *Email: [email protected].

Abstract

Machines that are used continuously or the lifespan of machines that have been very long

often arise a problem that is the high level of vibration. This study aims to investigate the

effect of unbalance of the fan blade against the resulting vibration and the required

current. Tools and materials used are vibration meter, fan, ampere meter, rubber, and

others. Balancing method is by addition of mass. The mass of the trial weight used was 2

grams with the mounting point at 0 °, 120 ° and 240 °. After loading of 1.6 grams at 318 °

on the fan 4 blades there was a vibration velocity decrease from 2,967 mm/s to 1,867

mm/s, current decrease from 0.153 A to 0.14 A. While on the fan 5 blades after the

addition of 2 grams at 240 ° there was vibration velocity decrease from 3.283 mm/s to

2,533 mm/s and the decrease of the current 0.16 A to 0.157 A.

Keywords: vibration velocity, direct current, balance, load mass, mass orientation

PENDAHULUAN

Pada saat ini mesin rotating (rotating machinery) banyak digunakan oleh manusia

dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia industri seperti fan, kompresor, turbin dan

pompa, maka sudah tentu mesin-mesin ini harus beroperasi dengan optimal atau dalam

keadaan ideal. Untuk menilai keadaan suatu mesin dapat dilihat dari tingkat getarannya

(vibrasi) masing-masing mesin mempunyai standar atau tingkat vibrasinya masing-

masing. Mesin yang menghasilkan getaran serendah mungkin akan menghemat energi

yang dibutuhkan untuk melakukan pekerjaanya.

Sementara mesin-mesin yang digunakan secara terus-menerus atau umur pakainya

sudah sangat lama sering terjadi suatu masalah yaitu tingkat getaran yang tinggi. Dimana

mesin dalam keadaan ini sebagian energi akan terbuang dalam bentuk energi lain, yaitu

dalam bentuk getaran (vibrasi). Apabila tingkat getaran pada suatu mesin terlalu tinggi

mailto:[email protected]

2

dapat menyebabkan noisy pada mesin, umur pakai yang semakin singkat, konsumsi daya

semakin tinggi dan kerusakan lainnya. Terjadinya peningkatan getaran berdasarkan

amplitudo tertentu pada mesin tersebut maka harus dilakukan penanganan yang

mengacu pada pengukuran dan analisa vibrasi.

Salah satu metode untuk menangani masalah getaran yang tinggi adalah Balancing.

Balancing merupakan suatu proses pengecekan untuk mengetahui distribusi massa pada

rotor dan melakukan koreksi sehingga jumlah residual unbalance atau vibrasi rendah atau

memenuhi standar yang diijinkan. Prinsip koreksi unbalance yaitu dengan memberikan

efek gaya sentrifugal yang sebanding dengan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh

massa unbalance dengan arah berlawanan. Metode koreksi unbalance bisa dilakukan

dengan cara penambahan massa (addition mass), pengurangan massa (removal mass)

dan centering mass.

Hadmoko dkk (2016)[1] yang meneliti tentang balancing rotor dengan analisis sinyal

getaran dalam kondisi steady state menunjukan bahwa pada pungujian single plane

balancing yang dilakukan 5 kali pengujian dengan variasi massa unbalance dan lokasi

berbeda. Karakteristik amplitudo getaran poros single plane pada percobaan 1 sampai 5

ketika kondisi sebelum balancing relatif lebih tinggi terlihat dari hasil pengujian sinyal

getaran pada frekuensi 1x rpm terbaca amplitudo berturut-turut sebesar 0,0135 in/s,

0,01204 in/s, 0,0111 in/s, 0,02152 in/s dan 0,01686 in/s. Sedangkan sinyal getaran

setelah dilakukan balancing menunjukan terjadinya penurunan amplitudo pada 1x rpm

berturut-turut sebesar 0,00068 in/s, 0,0005 in/s, 0,00078 in/s, 0,0011 in/s, dan 0,00029

in/s.

Hasil penelitian Permana (2012)[2], menunjukkan bahwa proses balancing yang

dilakukan pada sudu rotor turbin dengan penambahan massa eksentrik sebesar 958 gram

pada posisi 25 cm dari sumbu poros dapat menurunkan level getaran dari 8,00 mm/s.rms

menjadi 2,73 mm/s.rms sehingga mesin dapat beroperasi dalam jangka lebih dari 15.000

jam.

Hasil penelitian Fatah dan Wulandari (2017)[3] menunjukan bahwa semakin besar

massa suatu material poros maka semakin besar pula getaran yang terjadi. Hal ini terjadi

karena adanya gaya radial statik sebagai gaya yang disebabkan oleh dirinya sendiri gaya

pada poros yang disebabkan oleh berat poros itu sendiri. Dimana gaya radial yang

menyebabkan melendutnya suatu poros. Adanya lendutan disebabkan karena momen

lentur. Momen lentur muncul karena adanya gaya radial yang bekerja pada elemen poros

dengan jarak yang tegak lurus terhadap titik tumpuan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa

3

massa suatu material merupakan salah satu pengaruh terhadap getaran motor listrik yang

terjadi selama proses permesinan berlangsung.

Lambang dan Djoko (2009)[4] telah meneliti tentang pengaruh variasi kecepatan

putaran terhadap efektifitas metode two-plane balancing untuk sistem poros piringan

overhung menunjukan bahwa dengan metode analisis vektor menggunakan pengukuran

beda fasa respon getaran menghasilkan reduksi getaran antara 48,52% sampai dengan

66,76%.

Hasil penelitian Adiwidodo (2016)[5] menunjukan bahwa penambahan beban

memberikan kontribusi peningkatan kerugian gesekan akibat misalignment. Peningkatan

beban berakibat peningkatan daya input baik pada parralel misalignment maupun angular

misalignment. Peningkatan arus input akibat parallel misalignment 8 mm sebesar 3,09 %

dan angular misalignment 0,4 rad sebesar 2,32 %. Pengaruh misalignment poros terhadap

kerugian energi motor listrik tidak signifikan dibandingkan dengan kerugian lain berupa

umur operasi mesin. Konsumsi energi lebih tinggi saat misalignment dibanding dengan jika

motor induksi dalam keadaan alignment (Ulfiana, 2011)[6].

Triyono dkk (2010)[7] telah meneliti tentang pengaruh ketidaksetumbuan sejajar

terhadap getaran dan konsumsi energi listrik pada kopling cakar menunjukan bahwa variasi

misalignment pada saat ketidaksetumbuan sejajar (parallel misalignment) yang diberikan

menghasilkan tingkat vibrasi yang signifikan dimana tingkat getaran pada

ketidaksetumbuan sejajar (parallel misalignment) dengan beban 300 W dan pergeseran

ketidaksetumbuan 0,45 mm sebesar 7 mm/s, tetapi daya listrik yang dikonsumsi tidak

berpengaruh secara signifikan. Perubahan yang tidak signifikan dari daya listrik yang

dikonsumsi disebabkan oleh jenis kopling yang memiliki karet pada sisi cakarnya. Karet

pada sisi cakarnya mereduksi getaran yang terjadi terhadap konsumsi daya listrik.

Vibrasi atau getaran adalah pergerakkan maju-mundur suatu komponen mesin dari

kedudukan awalnya. Pemodelan yang paling sederhana untuk simulasi vibrasi adalah

sistem pegas-massa dengan massa (M) dan kekakuan (k) yang saling bertautan. Vibrasi

dihasilkan apabila terdapat gaya yang menggerakkan sistem ini. Pada gambar 1. dengan

menambahkan gaya pada sistem tersebut, maka massa akan bergerak ke kiri,

memampatkan pegas. Saat massa dilepas, massa tersebut akan bergerak maju-mundur

untuk mencapai titik setimbangnya. Pergerakkan maju-mundur ini dipengaruhi oleh pegas

yang mempunyai nilai kekakuan (Stiffness). Massa akan berhenti apabila sudah mencapai

titik setimbang dimana tidak ada pengaruh dari gaya pegas atau gaya lainnya (gaya

gesek).

4

Gambar 1. Sistem pegas massa

Penyebab-penyebab terjadinya getaran antara lain, (a) Unbalance : Unbalance atau

ketidak-balan pembebanan merupakan permasalahan yang sering dijumpai pada vibrasi

suatu mesin. (b) Eccentric Rotor : Keanehan pada rotor terukur saat pusat putaran pada

rotor tidak berada pada tempatnya. (c) Misalignment : Ketidak-simetrisan mesin terjadi

karena bearing dan coupling yang tidak sejajar. (d)Mechanical Looseness : Mechanical

looseness biasa terlihat pada 1/2x rpm atau 1/3x rpm dan kelipatannya, namun dominan

pada 2x rpm. (e) Resonansi : Terjadi pada saat vibrasi operasi mesin sama dengan

frekuensi natural dari mesin tersebut. (f) Rotor Rubs : spektrum yang dihasilkan motor rubs

mirip dengan spektrum yang dihasilkan mechanical looseness. (g) Roling element bearings

: Sebuah rolling element bearing terdiri dari bagian inner dan outer race, sebuah cage dan

rolling element. Kerusakan dapat terjadi pada setiap bagian dari bearing tersebut dan dapat

menyebabkan frekuensi vibrasi yang tinggi. (h) Gearing Defects : Getaran akibat

permasalahan roda gigi dapat diidentifikasi dengan menggunakan penganalisis getaran.

Tejadi pada frekuensi gear meshing atau pada (jumlah roda gigi x RPM). (i) Belt Defects :

Frekuensi cacat pada belt merupakan tipe sub-harmonic. Dalam menganalisa putaran belt,

F-max perlu dijaga tetap rendah sehingga puncak dari amplitudo dapat terlihat. (j)

Blade/Vane Pass Defects : Pada setiap mesin yang menangani fluida seperti air, gas,

udara da oli secara tipikal akan menimbulkan inherent vibration frequency (plus potential

harmonics).

Dalam analisis getaran, terdapat istilah yang disebut vibration severity atau

keparahan getaran yang akan menunjukkan tingkat keparahan kondisi mesin. Vibration

severity merupakan hasil pengukuran overall yang dilakukan oleh operator untuk

kemudian datanya diplot dalam database untuk dianalisis. Bebeapa standar internasional

yang digunakan untuk menganalisa vibrasi pada mesin, diantaranya ISO 10816[8].

5

Gambar 2. Vibration severity

Balancing merupakan suatu prosedur atau proses pengecekan untuk mengetahui

distribusi massa suatu rotor dan melakukan koreksi atau perbaikan bila diperlukan

sehingga jumlah residual unbalance atau vibrasi atau gaya sentrifugal pada journal

bearing dapat memenuhi batas yang diijinkan sesuai dengan standar.

Prinsip koreksi unbalance adalah dengan memberikan efek gaya sentrifugal yang

sebanding dengan gaya centrifugal yang dihasilkan oleh massa unbalance, dengan arah

yang berlawanan .

METODE PENELITIAN

Alat dan bahan yang digunakan yaitu vibration meter, amperemeter, fan, karet,

timbangan dan lem.

Gambar 3. Skema Uji

Fan Kabel Pengukuran

Arus Listrik

Pengukuran

Tegangan Listrik

6

Gambar 4. Titik pengujian getaran

Tabel. 1 Nomenclature

Kode Keterangan

MIV Motor Inboard Vertikal (mm/s)

MOV Motor Outboard Vertikal (mm/s)

MIH Motor Inboard Horizontal (mm/s)

MOH Motor Outboard Horizontal (mm/s)

O Jari-jari lingkaran O (cm)

t1 Jari-jari lingkaran t1 (cm)

T2 Jari-jari lingkaran t2 (cm)

T3 Jari-jari lingkaran t3 (cm)

⃗ panjang vektor O (cm)

panjang vektor F (cm)

Wc Beban koreksi (gr)

Wt Beban percobaan (gr)

I arus motor (Ampere)

V tegangan listrik (V)

W daya listrik (watt)

Tabel 2. Perhitungan daya listrik fan 4 sudu sebelum balancing

Orientasi beban (karet) Arus (A) Tegangan Listrik (V) Daya Listrik (W)

Tanpa Beban 0.153 183 28.06

2 gr pada 0 0.15 182 27.3

2 gr pada 120 0.17 184 31.28

2 gr pada 240 0.163 185 30.23

Motor inboard

vertikal (miv)

Motor outboard

vertikal (mov)

Motor inboard

horizontal (mih)

Motor outboard

horizontal (moh)

7



Tanpa Beban 0.16 184 29.44

2 gr pada 0 0.17 183 31.11

2 gr pada 120 0.163 182 29.73

2 gr pada 240 0.157 184 28.83



1.6 gr pada 218 0.14 182 25.48



2.2 gr pada 190 0.167 183 30.5

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisa kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 4 sudu)

Gambar 5. Kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 4 sudu)

Kecepatan getaran yang dihasilkan oleh fan 4 sudu sebesar 2,967 mm/s pada titik

motor inboard horizontal (mih), motor inboard horizontal (moh) 2,867 mm/s, pada titik

motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal sebesar 0,467 mm/s dan 0,433

mm/s. Mengacu pada tabel vibration severity ISO 10816 bahwa pada titik motor inboard

horizontal tingkat getaran yang dihasilkan oleh fan 4 sudu dikategorikan unsatisfactory

sehingga dilakukan metode balancing untuk mengurangi getaran.

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih moh

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)

Titik pengambilan data

8

Analisa kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 5 sudu)

Gambar 6. Kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 5 sudu)

Kecepatan getaran yang dihasilkan oleh fan 5 sudu sebesar 3,233 mm/s pada titik

motor inboard horizontal (mih), 3,033 mm/s pada titik motor outboard horizontal (moh) dan

pada titik motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) sebesar 0,367

mm/s. Menurut tabel vibration severity ISO 10816 bahwa tingkat getaran pada titik motor

inboard horizontal (mih) yang dihasilkan fan 5 sudu dikategorikan unsatisfactory sehingga

perlu dilakukan metode balancing untuk mengurangi getaran.

Dari data kedua gambar diatas dapat diketahui bahwa kecepatan getaran tertinggi

terjadi pada motor input horizontal sehingga untuk menentukan besar beban koreksi dan

letak beban koreksi mengacu pada nilai kecepatan getaran motor input horizontal (mih).

Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban 2 gr pada titik 0 (fan 4

sudu)

Gambar 7. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 1 (fan 4 sudu)

Setelah dilakukan pemasangan beban 2 gr pada titik 0 terjadi penurunan

kecepatan getaran pada titik motor inboard horizontal (mih) dan motor outboard horizontal

(moh) menjadi 2,667 mm/s dan 2,5 mm/s. Sedangkan pada titik motor inboard vertikal

[CELLRANGE] [CELLRANGE]


0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih moh

Ke

cep

tan

Ge

tara

n (

mm

/s)


[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih mohKe

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


9

(miv) dan motor outboard vertikal (mov) getarannya sebesar 0,5 mm/s dan 0,4 mm/s.


sudu)


Pada fan 5 sudu setelah dilakukan pemasangan beban 2 gr pada titik 0 terjadi

kenaikan kecepatan getaran menjadi 6,433 mm/s pada motor inboard horizontal (mih) dan

6,167 pada motor outboard horizontal (moh) sedangkan pada titik motor inboard vertikal

(miv) dan motor outboard vertikal (mov) tidak terjadi perubahan yang signifikan.


sudu)


Setelah dilakukan pemasangan beban lagi sebesar 2 gr pada titk 120 pada fan 4

sudu terjadi peningkatan kecepatan getaran menjadi 6,633 mm/s pada motor inboard

horizontal (mih) dan 6,367 mm/s pada motor outboard horizontal (moh) sedangkan pada

titik motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) tidak terjadi perubahan

getaran dari sebelumnya.

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih moh

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

2

4

6

8

miv mov mih mohKe

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


10


sudu)


Pada fan 5 sudu terjadi penurunan kecepatan getaran menjadi 3,333 mm/s pada

motor inboard horizontal (mih) dan 3,1 mm/s pada motor outboard horizontal (moh)

setelah dilakukan pemasangan beban sebesar 2 gr pada titik 120 .


sudu)


Pemasangan beban 2 gr pada titik 240 pada fan 4 sudu menyebabkan terjadi

penurunan kecepatan getaran dari sebelumnya menjadi 4,233 mm/s pada motor inboad

horizontal (mih) dan 3,8 mm/s pada motor outboard horizontal (moh) sedangkan pada

motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) tingkat getarannya sama

dengan sebelumnya.

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

2

4

6

8

miv mov mih mohKe

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih mohKe

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


11


sudu)


Setelah dilakukan pemasangan beban pada titik 240 sebesar 2 gr kecepatan

getaran pada motor inboard horizontal (mih) dan motor outboard horizontal (moh)

menurun dari sebelumnya menjadi 2,533 mm/s dan 2,367 mm/s sedangkan tidak terjadi

perubahan kecepatan getaran yang signifikan pada titik motor inboard vertikal (miv) dan

motor outboard vertikal (mov).

Diagram penentuan beban koreksi fan 4 sudu

Gambar 13. Diagram penentuan beban koreksi fan 4 sudu

Kode Keterangan Nilai

O Jari-jari lingkaran O 2,967 cm

t1 Jari-jari lingkaran t1 2,667 cm



[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih moh

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


12

Kemudian untuk mencari besar beban koreksi pada fan 4 sudu menggunakan cara

panjang vektor O dibagi dengan panjang vektor F yaitu 3,7 cm kemudian dikalikan

dengan besar beban percobaan yaitu sebesar 2 gr. Perhitungannya dapat dilihat di bawah

ini.

⃗

= 1,6 gr

Diagram penentuan beban koreksi fan 5 sudu

Gambar 14. Diagram penentuan beban koreksi pada fan 5 sudu

Kode Keterangan Nilai

O Jari-jari lingkaran O 3,233 cm




Kemudian untuk mencari besar beban koreksi pada fan 5 sudu menggunakan cara yang

sama dengan fan 4 sudu yaitu panjang vektor O dibagi dengan panjang vektor F yaitu 2,9

cm kemudian dikalikan dengan besar beban percobaan yaitu sebesar 2 gr.

Perhitungannya dapat dilihat di bawah ini.

⃗

13

= 2,2 gr

Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 4 sudu)

Gambar 15. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 4 sudu)

Setelah dilakukan pemasangan beban 1,6 gr pada titik 318 dapat dilihat

kecepatan getaran yang dihasilkan oleh fan 4 sudu lebih rendah dari sebelumnya

sehingga dapat dikatakan proses balancing yang dilakukan berhasil. Dari nilai getaran

pada titik motor inboard horizontal (mih) sebesar 1,867 mm/s dan 1,77 mm/s pada motor

outboard horizontal (moh), apabila dilihat pada tabel vibration severity nilai getaran

termasuk satisfactory atau sudah sesuai dengan getaran yang diizinkan untuk mesin

kelas I yaitu mesin dengan daya kurang dari 15 kW.

Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 5 sudu)

Gambar 16. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 5 sudu)

Kecepatan getaran setelah pemasangan beban 2,2 gr pada titik 190 pada motor

inboard horizontal (mih) sebesar 4,133 mm/s dan pada motor outboard horizontal (moh)

sebesar 4,07 mm/s lebih besar dari nilai kecepatan getaran pada saat penambahan

beban percobaan sebesar 2 gr pada titik 240 yaitu sebesar 2,533 mm/s. Dari data

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih moh

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

miv mov mih moh

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)


14

kecepatan getaran setelah pemasangan beban koreksi kecepatan getaran meningkat dari

keadaan sebelumnya sehingga dapat dikatakan proses balancing yang dilakukan tidak

berhasil. Hal ini dikarenakan oleh kesalahan dalam pengambilan data dan ketelitian

dalam membuat diagram penentuan beban koreksi sehingga proses balancing dihentikan

sampai penambahan beban percobaan 2 gr pada titik 240 . Mengacu pada tabel

vibration severity ISO 10816 tingkat getaran yang dihasilkan termasuk kategori

satisfactory atau sudah sesuai dengan getaran yang diizinkan untuk mesin kelas I.

Pengaruh Penambahan Beban Terhadap Kecepatan Getaran

Gambar 17. Pengaruh penambahan beban terhadap kecepatan getaran pada fan 4 sudu

sebelum balancing


setelah balancing

Setelah dilakukan pemasangan beban koreksi sebesar 1,6 gr pada titik 318

tingkat kecepatan getarannya menurun dari sebelumnya menjadi sebesar 1,867 mm/s

dapat dilihat pada gambar 18. Tingkat penurunan kecepatan getaran setelah balancing

sebesar 37,07 % dari keadaan tanpa beban. Kecepatan getaran tertinggi yang terjadi


[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240°

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)

Orientasi Beban


[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 1.6 gr pada 318°

Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)

Orientasi Beban

15

pada fan 4 sudu sebesar 6,633 mm/s pada saat penambahan beban 2 gr pada titik 120

sedangkan kecepatan getaran terendah yang dihasilkan sebesar 1,867 mm/s pada saat

penambahan beban sebesar 1,6 gr pada titik 318 . Hal ini terjadi karena karakteristik

ketidaksetimbangan fan 4 sudu yang memberikan respon getaran terhadap besar

penambahan beban dan lokasi penambahan beban. Dari data diketahui bahwa titik

ketidaksetimbangan fan 4 sudu berada pada daerah titik 120 karena getaran tertinggi

terjadi pada saat penambahan beban pada titik 120 dan getaran terendah terjadi pada

saat penambahan beban pada titik berlawanan dengan arah 120 yaitu pada titik 318 .

Jadi besarnya getaran yang diakibatkan oleh ketidaksetimbangan dipengaruhi

massa beban dan lokasi beban. Jadi semakin besar massa beban atau semakin jauh

jarak beban terhadap titik ketidaksetimbangan maka semakin besar gaya

ketidaksetimbangan yang diakibatkan atau semakin besar getaran yang dihasilkan.


sebelum balancing

Tingkat penurunan kecepatan getaran ketika dipasangkan beban 2 gr pada titik dari

keadaan tanpa beban sebesar 21,65 %.


setelah balancing

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]


0

1

2

3

4

5

6

7

Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240°Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)

Orientasi Beban

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]


[CELLRANGE]

0

1

2

3

4

5

6

7


Ke

cep

atan

Ge

tara

n (

mm

/s)

Orientasi Beban

16

Berdasarkan gambar 20. setelah dilakukan pemasangan beban koreksi sebasar 2 gr

pada titik 190 tingkat kecepatan getaran meningkat menjadi sebesar 4,133 mm/s.

Setelah balancing tingkat kecepatan getaran meningkat sebesar 21,77% dari keadaan

tanpa beban. Pada fan 5 sudu kecepatan getaran tertinggi sebesar 6,433 mm/s pada saat

pemasangan beban percobaan sebesar 2 gr pada titik 0 . Sedangkan kecepatan getaran

terendah yang dihasilkan oleh fan 5 sudu sebesar 2,533 mm/s pada saat pemasangan

beban sebesar 2 gr pada titik 240 . Hal ini terjadi karena penyebab yang sama pada fan 4

sudu yaitu respon getaran karena karakteristik ketidaksetimbangan yang dipengaruhi oleh

besar penambahan beban dan lokasi penambahan beban, tetapi titik ketidaksetimbangan

fan 5 sudu berbeda dengan fan 4 sudu. Dari gambar diketahui titik 0 merupakan titik

ketidaksetimbangan fan 5 sudu karena getaran tertinggi terjadi pada saat penambahan

beban pada titik 0 dan menurun ketika diberikan beban pada arah berlawanan.

Pengaruh Penambahan Beban terhadap Arus Listrik Motor

Gambar 21. Pengaruh penambahan beban terhadap arus listrik motor pada fan 4 sudu

sebelum balancing


setelah balancing

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]


0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2


Aru

s (A

)

Orientasi beban

[CELLRANGE]

[CELLRANGE]


[CELLRANGE]

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2


Aru

s (A

)

Orientasi Beban

17

Setelah dilakukan pemasangan beban koreksi pada titik 218 sebesar 1,6 gr

didapatkan arus listriknya sebesar 0,14 A lebih rendah dari keadaan sebelum balancing.

Tingkat penurunan arus listrik setelah balancing sebesar 8,50 % dari keadaan tanpa

beban. Arus listrik motor tertinggi sebesar 0,17 A pada saat penambahan beban 2 gr

pada 120 dan terendah pada saat penambahan beban 1,6 gr pada titik 318 yaitu

sebesar 0,14 A. Hubungan getaran bantalan terhadap arus dipengaruhi oleh celah udara

eksentrisitas yang menghasilkan anomali dalam kerapatan fluks celah udara. Karena

bantalan mendukung rotor, setiap gangguan pada bantalan akan menghasilkan gerakan

radial antara rotor dan stator mesin (Narwade et al, 2013)[9].


sebelum balancing

Tingkat penurunan arus listrik setelah pemasangan beban 2 gr pada titik 240

sebesar 1,87 % dari keadaan tanpa beban.


setelah balancing

[CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2


Aru

s (A

)

Orientasi beban

[CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]


0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2


Aru

s (A

)

Orientasi Beban

18

Setelah balancing arus listriknya meningkat sebesar 4,19% dari keadaan tanpa

beban. Perubahan arus listrik pada fan 5 sudu juga tidak terlalu signifikan hampir sama

dengan fan 4 sudu. Arus listrik tertinggi terjadi pada saat penambahan beban 2 gr pada 0

sebesar 0,17 A dan terendah pada saat penambahan beban 2 gr pada titk 240 yaitu

0,163.

Dari data fan 4 sudu dan 5 sudu diketahui pengaruh penambahan beban terhadap

getaran berbanding lurus dengan getaran yang dihasilkan. Semakin tinggi nilai getaran

maka arus yang dibutuhkan juga semakin besar. Hal ini tarjadi karena getaran merupakan

sebagian energi yang terbuang sehingga semakin tinggi getaran semakin tinggi energi

yang terbuang maka arus yang dibutuhkan oleh motor listrik juga semakin besar.

Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik

Gambar 25. Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik pada fan 4

sudu sebelum balancing


sudu setelah balancing

28.06 27.3

31.28 30.22

0

5

10

15

20

25

30

35


Day

a Li

stri

k (W

)

Orientasi Beban

28.06 27.3

31.28 30.22

25.48

10

15

20

25

30

35


Day

a Li

stri

k (W

)

Orientasi Beban

19

Tingkat penurunan daya listrik setelah balancing sebesar 9,19 % dari keadaan tanpa

beban. Besarnya konsumsi daya listrik didapatkan dari besarnya arus dikalikan dengan

tegangan listrik. Dari rumus daya dapat diketahui bahwa semakin besar arus atau

semakin besar tegangan listrik maka semakin tinggi pula konsumsi daya listriknya dan

sebaliknya semakin rendah arus listrik atau semakin rendah tegangan listrik maka

konsumsi dayapun semakin rendah.


sudu sebelum balancing

Tingkat penurunan kecepatan getaran setelah pemasangan beban 2 gr pada titik

240 sebesar 2,07 % dari keadaan tanpa beban.


sudu setelah balancing

Setelah balancing daya listriknya meningkat sebesar 3,47 % dari keadaan tanpa

beban. Pengaruh besarnya konsumsi daya listrik pada fan 5 sudu sama dengan fan 4

sudu yaitu dipengaruhi oleh besarnya arus listrik dikalikan dengan tegangan listrik.

29.44 31.11

29.73 28.83

10

15

20

25

30

35


Day

a Li

stri

k (W

)

Orientasi Beban

29.44 31.11

29.73 28.83 30.5

10

15

20

25

30

35


Day

a Li

stri

k (W

)

Orientasi Beban

20

KESIMPULAN

Setelah dilakukan penambahan beban sebesar 1,6 gr pada 318 pada fan 4 sudu

terjadi penurunan kecepatan getaran dari 2,967 mm/s menjadi 1,867 mm/s dan

penurunan arus listrik dari 0,153 A menjadi 0,14 A. Sedangkan pada fan 5 sudu

setelah dilakukan penambahan 2 gr pada 240 terjadi penurunan kecepatan getaran

dari 3,283 mm/s menjadi 2,533 mm/s dan penurunan arus listrik 0,16 A menjadi

0.157 A.

SARAN

Pada penelitian berikutnya sebaiknya menggunakan pengukuran sudut fase

untuk menentukan lokasi beban koreksi dan mengunakan parameter percepatan

getaran (vibration acceleration).

Melakukan pergantian bantalan pada motor listrik sebelum melakukan balancing

agar hasil balancing tidak dipengaruh oleh faktor kerusakan bantalan.

Menggunakan bantuan alat pijakan tangan pada saat pengukuran getaran agar

tangan tidak kontak langsung dengan mesin yang bergetar sehingga tidak

mempengaruhi hasil pengukuran.

Menggunakan bantuan software seperti autocad, solidwork, autodesk inventor,

dll untuk membuat diagram penentuan beban koreksi.

DAFTAR PUSTAKA

[5]Adiwidodo, S., 2016, Pengaruh Angular Dan Parallel Misalignment Terhadap

Konsumsi Energi Motor Listrik, Prosiding SENTIA, Vol.8, Hal B29-B34.

Budynas, Nisbett. 2006. Shigley’s Mechanical Enggineering Design, Eight Edition.

McGraw-Hill, USA.

[3]Fatah, M.M.A, dan Wulandari, D., 2017, Studi Eksperimental Pengaruh Nilai

Getaran Mekanis Terahadap Motor Listrik Induksi Dengan Variasi Poros

Tambahan, JTM, Vol. 05, No. 02, Hal 93-98.

Girdhar, Paresh Beng. 2004. Practical Machinery Vibration Analysis and predictive

maintenance. Girdhar and Associates, London, UK.

[1]Hadmoko, T., Widodo, A., Satrijo., D, 2016, Balancing Rotor Dengan Analisis Sinyal

Getaran Dalam Kondisi Steady State, JTM (S-1), Vol.4, No.2, Hal 251-257.

[8]ISO 10816 : 1998, Mechanical Vibration – Evaluation of Machine Vibration By

21

Measurement on Non Rotating Parts.

[4]Lambang G.H, R.L., Djoko, S D., 2009, Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran

Terhadap Efektifitas Metode Two-Plane Balancing Untuk Sistem Piringan Poros

Overhung, MEKANIKA, Vol.7, No.2, Hal 58-76.

[9]Narwade, S., Kulkarni, P., and Patil, C.Y., 2013, Fault Detection of Induction Motor

Using Current and Vibration Monitoring, International Journal of Advanced

Computer Research, ISSN, Vol. 3, No, 4, p. 272-279.

[2]Permana, E., 2012, Analisa Dan Penanganan Getaran Pada Turbin Pembangkit

Listrik Di PLTP Kamijang Unit I Darajat, TORSI, Vol.10, No. 1.

[7]Triyono, B., Prasetyo, Indra A.W, D., Laksono, W., Kaji Eksperimental Pengaruh

Ketidaksatusumbuan Sejajar Terhadap Getaran Dan Konsumsi Energi Pada

Kopling Cakar, IRWSN, Hal 6.1-6.4.

[6]Ulfiana, A., 2011, Analisis Pengaruh Misalignment Terhadap Vibrasi Dan Kinerja

Motor Listrik, POLITEKNOLOGI, Vol.10, No.3, Hal 261-270.

Wowk, Victor. 1995. Machinery vibration : balancing. McGraw-Hill, USA.

22

LAMPIRAN 1. Dokumentasi Penelitian

23

Lampiran 2. Kondisi motor tanpa pemasangan fan

Motor inboard vertikal (miv) = 0,5 mm/s

Motor outboard vertikal (mov) = 0,3 mm/s

Motor inboard horizontal (mih) = 0,3 mm/s

Motor outboard horizontal (moh) = 0,4 mm/s

Putaran mesin = 978,2 rpm

Arus = 0,11 A

Tegangan = 184 V

Lampiran 3. Vibration severity ISO 10816

Pengaruh Ketidaksetimbangan Sudu Fan Terhadap Getaran Dan …eprints.unram.ac.id/6135/1/Jurnal -...

Documents

Transcript of Pengaruh Ketidaksetimbangan Sudu Fan Terhadap Getaran Dan …eprints.unram.ac.id/6135/1/Jurnal -...