Pengujian Getaran

41
BAB III PENGUJIAN GETARAN 3.1 PENDAHULUAN 3.1.1 LATAR BELAKANG Akhir-akhir ini perkembangan industri berkembang dengan sangat pesat. Tetapi banyak juga akibat negatif yang ditimbulkan, salah satunya adalah mesin tersebut menjadi semakin rumit dan kompleks. Semakin rumit dan kompleksnya mesin menuntut kita supaya dapat menggunakan mesin secara maksimal. Tentunya tidak hanya menggunakannya saja, kita juga harus memelihara mesin tersebut agar mesin tersebut juga awet dan unjuk kerjanya maksimal. Pemeliharaan mesin dari berbagai masalah harus kita atasi, salah satunya adalah masalah getaran mesin. Karena getaran mesin dapat menjadi beban tambahan pada struktur dan konstruksi pondasi mesin. Maka dari itu, saya membuat laporan ini supaya lebih memahami tentang pengukuran getaran mesin yang menggunakan vibration meter dan supaya saya mengetahui cara pemeliharaan mesin tersebut.Dalam laporan ini akan diperlihatkan bagaimana fenomena getaran dapat terjadi menggunakan alat uji getaran, dengan sumber penyebab getaran yang berbeda yaitu dengan cara getaran paksa dan getaran bebas.

description

er gggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaavvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

Transcript of Pengujian Getaran

Page 1: Pengujian Getaran

BAB III

PENGUJIAN GETARAN

3.1 PENDAHULUAN

3.1.1 LATAR BELAKANG

Akhir-akhir ini perkembangan industri berkembang dengan

sangat pesat. Tetapi banyak juga akibat negatif yang ditimbulkan,

salah satunya adalah mesin tersebut menjadi semakin rumit dan

kompleks. Semakin rumit dan kompleksnya mesin menuntut kita

supaya dapat menggunakan mesin secara maksimal. Tentunya

tidak hanya menggunakannya saja, kita juga harus memelihara

mesin tersebut agar mesin tersebut juga awet dan unjuk kerjanya

maksimal. Pemeliharaan mesin dari berbagai masalah harus kita

atasi, salah satunya adalah masalah getaran mesin. Karena

getaran mesin dapat menjadi beban tambahan pada struktur

dan konstruksi pondasi mesin.

Maka dari itu, saya membuat laporan ini supaya lebih

memahami tentang pengukuran getaran mesin yang menggunakan

vibration meter dan supaya saya mengetahui cara pemeliharaan

mesin tersebut.Dalam laporan ini akan diperlihatkan bagaimana fenomena

getaran dapat terjadi menggunakan alat uji getaran, dengan sumber penyebab

getaran yang berbeda yaitu dengan cara getaran paksa dan getaran bebas.

Page 2: Pengujian Getaran

Gambar 3.1 Alat uji getaran mekanis [5]

3.1.2 TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari praktikum pengujian kekerasan ini antara lain :

1. Mahasiswa dapat mengetahui fenomena getaran mekanis melalui alat peraga

2. Mahasiswa dapat menganalisa fenomena getaran yang terjadi pada sistem

mekanik sederhana

3. Mahasiswa dapat mengetahui elemen-elemen alat uji getaran

4. Mahasiswa dapat membedakan getaran paksa dan getaran bebas

3.2 DASAR TEORI GETARAN

Yang dimaksud dengan getaran adalah gerakan yang

teratur dari benda atau media dengan arah bolak – balik dari

kedudukan keseimbangan. Getaran terjadi saat mesin atau alat

dijalankan dengan motor, sehingga pengaruhnya bersifat mekanis

(Sugeng Budiono, 2003:35). Getaran ialah gerakan ossilasi di

sekitar sebuah titik (J.M. Harrington,1996:187). Vibrasi adalah

getaran, dapat disebabkan oleh getaran udara atau getaran

mekanis, misalnya mesin atau alat-alat mekanis lainnya (J.F.

Gabriel, 1996:96). Getaran merupakan efek suatu sumber yang

memakai satuan ukuran hertz (Depkes, 2003:21). Getaran

Page 3: Pengujian Getaran

(vibrasi) adalah suatu faktor fisik yang menjalar ke tubuh

manusia, mulai daritangan sampai keseluruh tubuh turut bergetar

(oscilation) akibat getaran peralatan mekanis yang dipergunakan

dalam tempat kerja (Emil Salim,2002:253). Getaran adalah

gerakan bolak balik dari suatu massa melalui keadaan seimbang

terhadap suatu titik acuan (Keputusan Menteri NegaraLingkungan

Hidup No.49/1996 tentang Baku Tingkat Getaran). Getaran adalah

gerakan teratur atau tidak teratur suatu benda dengan arah

bolak-balik dari kedudukan keseimbangannya (SNI 16-7054-2004).

Getaran adalah gerakan yang teratur dari benda atau media

dengan arah yang bolak-balik dari kedudukan keseimbangannya

(Kepmenaker No.51/MEN/1999 tentang NABfaktor fisika).

Gambar 3.2 Siklus Getaran

Getaran dapat dibagi menjadi tiga, yaitu:

1. Getaran Mekanik, yaitu getaran yang ditimbulkan oleh sarana

danperalatan kegiatan manusia.

2. Getaran seismik, yaitu getaran tanah yang disebabkan peristiwa

alam dankegiatan manusia

3. Getaran Kejut, yaitu getaran yang berlangsung secara tiba-tiba

dansesaat

3.2.1 KLASIFIKASI GETARAN

Page 4: Pengujian Getaran

Getaran dapat diklasifikasikan menurut ada tidaknya

eksitasi yang bekerja secara kontinyu, menurut derajat

kebebasannya atau menurut sistem massanya, ketiga model

klasifikasi getaran tersebut.

Gambar3.3 Modelklasifikasigetaran

(a) Sistem getaran bebas massa diskret dua derajat kebebasan

(b) Sitem getaran paksa massa diskret satu derajat kebebasan

(c) Sistem getaran paksa massa kontinyu

Klasifikasi getaran diantaranya adalah:

A. Getaran Bebas dengan Redaman

Setiap sistem mekanik memiliki gesekan yang beraksi

sebagai pemakai energi mekanik. Peredam atau damper

merupakan alat yang ditambahkan ke dalam sistem yang

berfungsi sebagai pembatas atau peredam getaran yang

terjadi pada sistem. Peredaman ini terdiri darisebuah silinder

yang diisi dengan fluida dengan sebuah torak dimana terdapat

saluran inlet dan outlet sebagai tempat mengalirnya fluida

dari ruang yang satu ke ruang lainnya.

Bila sistem linier dengan satu derajat kebebasan diberi

rangsangan, maka responnya akan tergantung pada jenis

rangsangan dan redaman yang ada. Bentuk Persamaan geraknya

pada umumnya adalah:

Page 5: Pengujian Getaran

m x+Fd+kx=F ( t )

Dengan F(t) adalah gaya perangsang dan Fd adalah gaya

redaman. Gaya Fd besarnya sebanding terhadap kecepatan dari

massa.

B. Getaran Paksa dengan Peredaman

Gambar 3.4 Getaran Paksa dengan Peredaman

Sistem pada gambar 3.4 merupakan penerapan

sederhana dari sebuah sistem getaran paksa dengan

peredaman. Dari diagram benda bebas sistem, persamaan gerak

dari sistem menjadi m x+c x+kx=Fο sinωt . Dalam bentuk getaran

bebas dengan peredaman, maka bentuk persamaan di atas

menjadi

x+2 ζωn2x=

F 0

msinωt

Page 6: Pengujian Getaran

Gambar 3.5 Peredam dengan menggunakan media peredam oli

Jika diameter pada silinder adalah D maka A dapat dihitung

dengan

A=πD2

4 (m2)

Gaya pada silinder menjadi

F=p . A (N)

Dengan menggeser posisi pegas sejauh x maka akan terjadi

perubahan nilai dariω n yang dapat kita hitung dengan

mengurangi nilai l pada persamaan di atas sehingga

persamaan menjadi

ω n=√ k (l−x )2

mb l2b

3+m m l

2m +m p l

2p

(1/3mb l2b +mm l

2m +m p l

2p )θ+k ( l−x )2θ=0

C. Getaran Paksa pada Beam dengan Peredaman

Jika pada beam diberi sumber eksitasi dengan jarak l dari pusat

O sehingga akan terlihat seperti pada gambar 7 sumber eksitasi

dari beam ini berupa sebuah motor yang telah ditambahkan

gaya pengeksitasi berupa massa (Me) pada radius r yang

besarnya adalah Merω2 sinωt .

Dari gambar 3.5 dapat kita hitung kesetimbangan momen di

pusat O yaitu:

−(klsin θ ) lcosθ+(Merω2sinωt )=l0 θ

Dimana nilai dari l 0=ml2, sehingga persamaan menjadi

Page 7: Pengujian Getaran

θ+ω2sin { θ=merlmω

2sinωt

l 0

¿

Untuk θ p=θ sinωt dan θ=−ω2θ sin ωt

θ p=Merl mω

2

Io ω n (1− ω2

ω 2n

)2

sinωt

dengan l 0=ml2, sehingga persamaan menjadi

θ p=Merl mω

2

kl2 (1− ω2

ω 2n

)2

sinωt

Dan amplitudo x p=L .θ p

3.2.2 LINEARITAS DAN PENDEKATANNYA

Linieritas, menyatakan besarnya penyimpangan maksimum yang dapat terjadi

pada suatu system getaran terhadap sifat liniernya.

Gambar 3.2 Penyimpangan pada suatu getaran

Gambar diatas menunjukkan getaran bebas. Getaran tersebut lambat laun

akan berhenti karena adanya kekakuan dari material yang di getarkan.

Page 8: Pengujian Getaran

Gambar 3.3 kekuatan material yang di getarkan

Sedangkan gambar diatas menunjukkan getaran harmonis. Biasanya getaran

harmonis disebabkan oleh getaran tersebut dipaksakan oleh sesuatu atau bias

disebut getaran paksa.

3.2.3 GETARAN PAKSA PADA BEAM

Getaran dapat terjadi apabila suatu gaya atau kerja dikenakan pada suatu

sitem. Getaran yang terjadi akibat pengaruh dari luar dapat disebut dengan

fenomena getaran paksa. Pada laporan ini akan dibahas suatu getaran paksa yang

diakibatkan oleh suatu gaya dari massa yang bersifat unbalanced yang berputar

sehingga mengakibatkan getaran timbul pada beam spesimen. Sumber utama dari

getaran paksa ini adalah bagian massa unbalanced yang berputar akibat putaran

motor DC yang telah dikontrol kecepatan putarnya.

Beam spesimen pada kasus ini akan diuji dengan cara menambahkan pegas

dan massa sebagai gaya penghasil getaran agar menghasikan suatu gerak getar

mekanis. Dari getaran yang terjadi maka dapat digunakan suatu sensor untuk

mengetahui pergeseran maksimal dari pola getaran atau dapat disebut juga

amplitudo getaran yang muncul. Dengan mengetahui besar dari amplitudo tersebut,

kemudian dapat dianalisa untuk mengetahui besar nilai kekakuan dari pegas yang

dipergunakan dalam pengujian getaran.

3.2.4 GETARAN BEBAS PADA BEAM

Getaran yang terjadi akibat adanya eksitasi atau perpindahan lokasi massa

secara sesaat dan tidak bersifat kontinyu merupakan fenomena getaran bebas. Hal

ini berbeda dengan getaran paksa yang getarannya bersifat terus menerus hingga

sumber penyebab getaran paksanya dihentikan.

Jika pada beam seperti pada gambar 4 diberi gaya sehingga

bergeser sedikit dari posisi kesetimbangannya, maka persamaan

kesetimbangan momennya: ∑ m0=l 0 θ

Jika dianggap amplitudo getaran cukup kecil, maka:

(1/3mb l2b +mm l

2m +m p l

2p )θ+kl2 θ=0

Page 9: Pengujian Getaran

Maka ω n dapat kita hitung menjadi:

Gambar 3.5Getaran bebas pada beam

Untuk kasus getaran bebas, beam spesimen uji juga diuji menggunakan gaya

eksitasi dari luar. Gaya yang dipergunakan dalam hal ini yaitu gaya tarik

menggunakan tangan untuk menghasilkan besar perpindahan dari beam yang telah

tersambung dengan pegas dari kedudukan atau possisi netralnya. Dikarenakan

getaran yang terjadi bersifat sesaat, maka untuk mengetauhi pola getaran tidak

dapat dilakukan menggunakan sensor seperti pada pengujian getaran paksa. Oleh

karena itu, untuk melihat pola getaran yang terjadi digunakanlah metode visual

melalui gambar yaitu dengan mengamati pola gelombang yang dihasilkan oleh alat

tulis dan kertas pencatat pada alat pengujian.

3.3 ELEMEN –ELEMEN GETARAN

3.3.1 Motor DC

Page 10: Pengujian Getaran

Gambar 3.3 Motor DC

Motor digunakan untuk rnenggerakkan mnassa tak seimbang yang

digunakan untuk megeksitasi sistem massa pegas untuk bergetar secara paksa.

Karena motor yang digunakan harus dapat diatur kecepatan putarnya dengan

mudah dan cukup halus pertambahan kecepatannya, maka digunakan motor DC.

3.2.1 Beam

Gambar 3.9 Beam

Sistem massa pegas pada alat peraga getaran harus dapat diatur

perubahan massa supaya sanggup menunjukkan perbedaan frekuensi pribadi

yang diakibatkan oleh perbedaan perbandingan antara kekakuan pegas dan

rnassanya. Dalam alat ini massa yang digunakan yaitu beam dengan penampang

bujur sangkar, pengaturan perbedaan massa dilakukan dengan pergeseran posisi

dimana pegas dikaitkan. Penggunaan profil bujur sangkar ditujukan supaya

motor dan pemegangnya bisa dipasang dengan mudah. Di pasaran material

dengan profil tersebut tersedia dua pilihan saja; kuningan dan monel, karena

Page 11: Pengujian Getaran

harga kuningan jauh lebih murah dari monel, maka digunakan beam dari

kuningan.

3.2.2 Pegas dan Redaman

Gambar 3.9 Pegas dan redaman

Untuk bisa menghasilkan getaran, pegas harus mampu memberikan

gayabolak-balik pada massa beam. Walaupun secara teori sebuah pegas

mampu memberikan gaya bolak-balik, namun dalarn prakteknya pegas

hanya dirancang untuk satu arah gaya saja. Dan dikenal pegas tarik dan

pegas tekan. Pegas tarik didisain dengan gulungan rapat, sedangkan

pegas tekan didisain dengan gulungan renggang. Pegas tarik sama sekali

tidak bisa rnenghasilkan gaya tekan, sedangkan pegas tekan bisa

menghasilkan gaya tarik, namun tak sebaik apabila dibandingkan

dengan gaya tekannya.

Pemikiran awal menghendaki alat peraga membutuhkan dua buah

pegas tarikuntuk rnenimbulkan gaya bolak-balik tersebut. Namun,

penggunaan dua buah pegastarik tersebut mernbuat penyetingan

horizontal beam menjadi cukup sulit. Apabilayang digunakan pegas

tekan, selain memberikan gaya bolak-balik, pegas tekan jugamemiliki

frekuensi pribadi internalnya sendiri. Untuk menghindari

Page 12: Pengujian Getaran

pengaruhfrekuensi internal tersebut, frekuensi operasi pegas harus lebih

kecil dari seperlirnafrekuensi intermal tersebut. Untuk melakukan hal ini

memerlukan perhitungan yangcukup rumit. Setelah itupun, akhirnya

pegas tekan tersebut harus diberikanpembebanan awal atau preload.

Ketika bekerja sebagai pegas tekan, beamharus diberi penyangga

sarnping supaya tidak bergoyang kiri-kanan. Sementarajika harus

bekerja sebagai pegas tarik, pegas tekan tidak akan bekerja bagus

jikabekerja untuk kerja tarik. Maka dari itu pegas yang digunakan

adalah pegas tarik.Supaya pegas tarik mampu memberikan gaya bolak-

balik yang linier, maka pegasharus diberikan preload atau pembebanan

awal yang cukup. Pembebanan awal yangtidak cukup akan memberikan

gaya bolak-balik seperti sinusoidal yang terpotongpada puncaknya, dan

ini tidak boleh terjadi. Sedangkan pembebanan awal yangterlalu besar

menyebabkan jangkauan frekuensinya terlalu rendah, karena

frekuensipribadi yang terjadi terlalu rendah. Pembebanan awal

dikatakan cukup apabila padasaat beam mencapai pembatas atasnya,

pembebanan awal masih ada, tetapi sekecilmungkin.

Pemilihan pegas tarik didasarkan pada dua kriteria; pertamaa,

pada saat beamberada pada kedudukan tertinggi (1" di atas posisi

keseimbangannya), masihterdapat pembebanan awal pada pegas tarik

tersebut; kedua, pada saat beam beradapada kedudukan terendah (1” di

bawah posisi keseimbangnnya), tingkatpembebanan pegas masih cukup

jauh dari pembebanan maksimumnya.

Pemilihan konstanta kekakuan pegas adalah kornbinasi antara

beam dan pegastercipta kondisi seperti paragraf di atas. Sebelumnya

digunakan pegas dengankekakuan 350 N/m. Namun pada saat getaran

bebas, energi gerak dari beam terlalukecil sehingga peredaman yang

terjadi pada sistem peraga sangat berpengaruhterhadap getaran. Dan

akhirnya pegas diganti yang lebih kuat (1215 N/m) dankonsekuensinya

beam harus diberi pemberat di tengah untuk memberikanpembebanan

awal yang cukup.

Page 13: Pengujian Getaran

Peredam adalah suatu alat yang dapat menghasilkan gaya reaksi bila

diberikan kecepatan kepadanya. Adapun tujuan penggunaan peredam

adalah untuk menyerap energi mekanik dan mengeluarkan dari sistem.

Sistem suspensi sering disebut dengan peredam “damper”.

Perbedaan antara peredam pasif dengan peredam semi aktif adalah :

Peredam Pasif

Suatu alat yang tidak memerlukan daya eksternal dan menghasilkan

gaya redaman sebagai fungsi dari kecepatan yang melewati peredam

tersebut.

Peredam Semi Aktif

Suatu alat yang hanya memerlukan sedikit energi saja untuk

menggerakkan katup dan menghasilkan suatu gaya redaman yang

merupakan fungsi dari kecepatan relatif yang melewati peredam

tersebut.

(elib.unikom.ac.id/download.php?id=6872)

3.2.3 Mikrometer Sekrup dan Platina Kontak

1. Mikrometer

Page 14: Pengujian Getaran

Gambar 3.9 Mikrometer sekrup

Mikrometer sekrup adalah sebuah alat ukur besaran panjang yang cukup

presisi. Mikrometer mempunyai tingkat ketelitian hinggan 0,01 mm.

Penggunaan mikrometer sekrup biasanya untuk mengukur diameter

benda melingkar yang kecil seperti kawat atau kabel.

(http://rumusmenghitung.com/mikrometer-sekrup-

micrometer-screw)

2. Contact Breaker (Platina)

Gambar 3.9 Platina kontak

Untuk menghubungkan dan memutuskan arus primer dari bateraike

kunci kontak ke koil sampai ke massa.

Page 15: Pengujian Getaran

3.2.4 Alat-Alat Pendukung

1. Stabilizer

Gambar 3.9 Stabilizer

Stabilizer memiliki fungsi untuk menstabilkan tegangan atau daya yang

masuk ke dalam alat peraga. Hal ini dikarenakan daya yang dihasilkan dari PLN

sering kali mengalami naik turun atau ketidakstabilan daya, sehingga dibutuhkan

stabilizer untuk menjaga pasokan daya ke alat peraga dan menjaga alat peraga

dari kerusakan akibat konsleting

2. Tachometer

Gambar 3.9 Tachometer

Tachometer display berfungsi untuk menunjukan besar putaran atau

RPM motor listrik yang pada alat peraga disebut motor speed control, besaran

RPM yang keluar dari tachometer display berdasarkan diaturnya putaran motor

speed control.

3.4 PENGUJIAN GETARAN

Page 16: Pengujian Getaran

3.4.1 PERSIAPAN SEBELUM PENGUJIAN

Alat penguji getaran mekanis ini memerlukan tenaga listrik untuk memberi

tenaga bagi keempat peralatan pendukwrgnya yang terdiri dari Power supply motor

pengeksitasi, Tachometer, Timing Light dan motor penggulung kertas. Ketiga alat

pertama terpisah dari alat peraga dan harus dihubungkan melalui sepuluh kabel

penghubung seperti pada gambat 4,I, sedangkan power supply untuk penggulung

kertas menyatu dan jack terdapat di belakang alat peraga.

Menghubungkan ketiga peralatan pendukturg ke panel penghubung seperti

terdapat pada gambar 4.1 di bawah ini :

Gambar 3.8 Diagram konektor

Dalam menghubungkan harus diperhatikan bahwa warna jack harus

dihubungkan dengan jack dengan warna yang sesuai; untuk tachorneter, jack merah

Page 17: Pengujian Getaran

dihubungkan dengan jack merah. Jack kuning dihubungkan dengan jack kuning

sedangkan sisanya dftuburgkan dengan pasangan yang tersisa; untuk Timing Light,

jack merah harus dihubungkan dengan jack merah, jack hitam dengan kabel hitam

dipasangkan dengan jack paling atas, dan sisanya dipasangkan dengan jack paling

bawah, jika posisi kedua jack hitam tertukan akan membuat frekuensi kedipan

timing Light jauh lebih kecil.

Setelah terhubung semuanya keempat jack power dari peralatan pendukung

tersebut kita hubungkan ke tenaga listrik.

3.4.2 PENGUJIAN GETARAN PAKSA

Untuk pengrrjian getaran paksa pemegang platina kontak seperti yang

ditunjukkan oleh pena dilepas kemudian diganti dengan garnbar dibawah ini.

Gambar 3.8 Kontak platina

3.4.2.1 PEGAS DIPOSISIKAN PADA UJUNG BEAM

Ada tiga variabel yang di ukur pada getaran paksa, penyetingan posisi

horizontal pada ujung beam yang menggunakan posisi getaran bebas pada

posisi yang sama. Kita posisikan saklar timing light ke posisi bawah, kemudian

pena diganti dengan platina. Posisi datum micrometer dilakukan dengan

menurunkan platina kontak atas hingga lampu monitor menyala dan diikuti

Page 18: Pengujian Getaran

dengan menurunkan micrometer hingga menyentuh pemegang platina kontak

atas. Posisi ini dicatat sebagai posisi datum nol micrometer. Besarnya

simpangan dari beam adalah angka yang terbaca dari micrometer dikurangi

dengan angka datum micrometer. Setelah platina kontak dinaikan kembali

keatas dan saklar timing light digeser ke atas maka pengujian getaran siap

dilakukan.

Untuk memulai pengujian getaran paksa kita putar pengatur kecepatan

putar motar hingga mencapai 100 rpm, kita tturunkan platina kontak atas

hingga timing light berkedip kedip, dandari kedipan lampu dapat kita ketahui

beda fase dari beda derajat, angka 10 derajat berarti beam tertinggal 10 derajat

dari gaya pemaksa yaitu massa tak seimbang yang diputar oleh motor. Kita

catat pula posisi micrometer. Kita naikan putaran motor sekitar 10 rpm dan kita

ulangi pencatatan ketiga variable dengan cara yang sama dengan sebelumnya

sampai amplitude sudah mencapai nilai yang sama meskipun putaran kita

naikan.

Data pengukuran getaran paksa untuk posisi pegas pada ujung beam :

Tabel 3.1 Data pengujian atas posisi pegas pada ujuan beam

(Rpm) (mm)

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

Page 19: Pengujian Getaran

   

   

   

Data tersebut di atas kita plotkan pada Microsoft Excel untuk

rnendapatkan grafik sirnpangan dan beda fasa terhadap putaran motor

pengesksitasi, yang akan tampak seperti gambar di bawah.

Gambar 3.8 Grafik simpangan uji pada ujung beam

3.4.2.2 PEGAS DIPOSISIKAN PADA 5 CM DARI UJUNG BEAM

Pengujian kedua untuk getaran paksa adalah mengeser kedudukan

pegas pada posisi 5cm dari ujung, penyetingan horizontal dilakukan dengan

menaikan posisi pegas dan platina berkontak pada posisi datum yang kira kira

sama dengan posisi datum dari pengujian pertama kemudian kita lakukan

pengujian seperti pada pengujian pertama.

Data pengukuran getaran paksa untuk posisi pegas 5 cm dari ujung

beam :

Tabel 3.2 Data pengujian atas posisi pegas 5cm dari ujuan beam\

Page 20: Pengujian Getaran

(Rpm) (mm)

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

Data tersebut di atas kita plotkan pada Microsoft Excel untuk

rnendapatkan grafik sirnpangan dan beda fasa terhadap putaran motor

pengesksitasi, yang akan tampak seperti gambar di bawah.

Gambar 3.8 Grafik simpangan uji pada ujung beam

3.4.2.3 PEGAS DIPOSISIKAN PADA 10 CM DARI UJUNG BEAM

Page 21: Pengujian Getaran

Pengujian ketiga adalah. pergeseran posisi pegas pada posisi 10 cm dari

ujung beam. Sedangkan pelaksanaannya seperti pada prosedur sebelumnya

Data pengukuran getaran paksa untuk posisi pegas 10 cm dari ujung

beam :

Tabel 3.3 Data pengujian atas posisi pegas 10cm dari ujuan beam

(Rpm) (mm)

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

Data tersebut di atas kita plotkan pada Microsoft Excel untuk

rnendapatkan grafik sirnpangan dan beda fasa terhadap putaran motor

pengesksitasi, yang akan tampak seperti gambar di bawah.

Page 22: Pengujian Getaran

Gambar 3.8 Grafik simpangan uji pada ujung beam

3.4.3 PENGUJIAN GETARAN BEBAS

Pemegang pena kita pasang pada beam, dan baut pengatur kekuatan

penekanan pena kita putar sedemikian hingga pena menggoreskan garis pada kertas

dengan dengan tingkat penekanan sekecil mungkin tetapi garis masih dapat kita

baca cukup jelas.

Gambar 3.7 Posisi pemegang pena dan kertas pencatat

3.4.3.1 PEGAS DIPOSISIKAN PADA UJUNG BEAM

Pada getaran bebas kita posisikan ujung pengait pegas pada ujung

beam. Kita posisikan beam pada keadaan horizontal dengan mengatur

ketinggian pegas, posisi horizontal akan kita peroleh saat posisi garis yang

digoreskan oleh pena. Kita hidupkan motor penggulung kertas, dan getaran

diperoleh dengan menarik beam keposisi terbawah dan lepaskan. Maka akan

di peroleh grafik seperti ini.

Page 23: Pengujian Getaran

Gambar 3.8 Grafik getaran bebas untuk posisi pegas di ujung

Kita ambil sampling dari grafik getaran kirakira 14 cm dari

gelombang pertama setelah getaran cukup stabil. Kemudian kita tarik garis

horizontal pada tengah tengah gelombang. Kita tarik juga garis vertical dari

puncak gelombang pertama dan puncak gelombang ketiga terakhir dari

sample yang kita ambil. tersebut kita notasikan dengan n. Amplitude kita

notasikan dengan n. Amplitudo dari gelombang pertama kita notasikan

dengan Xo dan amplitude terakhir kita notasi kan dengan Xn.

Dari grafik pertama kita dapatkan nilai d=..., Xo=..., Xn=..., n=....

Kemudian dapat menganalisa :

1. Frekuensi pribadi teredam ῳd = n.s/d=...

2. Penurunan logaritmik δ=¿ XoXnn

=...

3. Factor peredaman ᶓ= δ

√4 phi2+δ 2 =...

4. Frekuesi pribadi ῳn =ῳd

√1−ᶓ 2❑

=...

5. Karena ᶓ terlalu kecil maka ῳd=ῳn

3.4.3.2 PEGAS DIPOSISIKAN 5 CM DARI UJUNG BEAM

Pada posisi kedua, kita posisikan ujung pengait pegas pada 5 cm dari

ujung beam. Kita lakukan penyetingan seperti pada posisi sebelumnya.

Page 24: Pengujian Getaran

Getaran diperoleh dengan menarik beam ke posisi terbawah dan lepaskan.

Maka akan diperoleh grafik seperti di barwah ini:

Gambar 3.8 Grafik getaran bebas untuk posisi pegas 5cm dari ujung

Dari grafik pertama kita dapatkan nilai d=..., Xo=..., Xn=..., n=....

Kemudian dapat menganalisa :

1. Frekuensi pribadi teredam ῳd = n.s/d=...

2. Penurunan logaritmik δ=¿ XoXnn

=...

3. Factor peredaman ᶓ= δ

√4 phi2+δ 2 =...

3.4.3.3 PEGAS DI POSISIKAN 10 CM DARI UJUNG BEAM

Pada posisi kedua, kita posisikan ujung pengait pengait pegas pada

10crn dari ujung beam. Kita lakukan penyetingan seperti pada posisi

sebelumnya. Getaran diperoleh dengan menarik beam ke posisi terbawah dan

lepaskan. Maka akan diperoleh gfafik seperti gambar di bawah ini :

Gambar 3.8 Grafik getaran bebas untuk posisi pegas 10cm dari ujung

Page 25: Pengujian Getaran

Dari grafik pertama kita dapatkan nilai d=..., Xo=..., Xn=..., n=....

Kemudian dapat menganalisa :

1. Frekuensi pribadi teredam ῳd = n.s/d=...

2. Penurunan logaritmik δ=¿ XoXnn

=...

3. Factor peredaman ᶓ= δ

√4 phi2+δ 2 =...

3.4 ANALISA DATA YANG DIPEROLEH TERHADAP TEORI

3.4.1 ANALISA DATA GETARAN BEBAS

Berdasarkan teori dan penguiian getaran bebas didapatkan data seperti

dalarn tabel dibarwah ini;

Berdasarkan perencinaan atau teori, alat peraga didisain tanpa peredaman

sehingga nilai untuk I adalah nol, namun secara teknis membuat peralatan

dengan tingkat peredaman nol sangatlah tidak mungkin, selain bearing

penumpu beam, pegas yang digunakan pun memiliki peredaman internal. Jadi

meskipun nilainya keci1,faktor peredaman (pada pengujian tak pernah nol,

dalam pengujian ini didapatnilainya mhik posisi pegas di ujirng beam sebesar

6,69x10-4, untuk posisi L-5 sebesar 1,42x1 A-3, dan rurtuk posisi L- I 0

sebesar 2,37 x 1 A-3 .

Page 26: Pengujian Getaran

Data frekuensi pribadi yang diperoleh dari perhitungan dan pengujian

pun tidaksama, terdapat perbedaan sebesar 3 rpm untuk posisi pegas di ujung

beam, 1 rpm untuk posisi pegas berada 5 cm dari ujung pegas, dan 2 rpm

untuk posisi pegas berada 10 crn dari ujung beam. Secara umurn besar

perbedaan antara teori dan dari 2Yo. Nilai untuk masing-masing kategori

(teori maupun pengujian) mempunyai faktor-faktor penyebab kesalahan yang

tak dapat dihindari, untuk teori, pemberat dan motor dianggap terpllsat di satu

titik. Sedangkan untuk pengujian, pengukuran panjang gelombang pada

kertas menggunakan mistar yang ketelitiannya sangat terbatas Jadi. perbedaan

2o/u data teori dan data pengujian dianggap bisa diterirna.

3.4.2 ANALISA DATA GETARAN PAKSA

Berikut ini data teori dan pengujian untuk getaran paksa;

Dari data tersebut dapat dilihat bahwa frekuensi pribadi dari teori dan

pengujian tidak sama, yang masing-masing sebesar 3 rpm untuk posisi pegas

di ujung beam, 1 rpm untuk posisi pegas 10 cm dari ujrurg beam sedangkan

pada saat posisi pegas berada 5 cm frekuensi pribadi antara teori dan

pengujian sama. Penyebab perbedaan ini sarna seperti pada getaran bebas,

secara teori frekuensi pribadi dihitturg dengan asumsi bahwa pemberat dan

motor dianggap terpusat di satu titik, sedangkan pada data hasil pengujian

srmpangan yang tertinggi mugkin belum tentu menunjukkan frekuensi

pribadi, hal ini dinrnjukkan dari beda fasanya, 0o untuk posisi pegas di ujung

beam, 20o untuk posisi L-5, dan 20o untuk L-10.

Page 27: Pengujian Getaran

Amplitudo seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.16 dimana puncak

amplitudo dari grafik sangat tajam, hal ini menunjukkan bahwa data yang

diperoleh untuk daerah frekuensi pribadi tidak cukup banyak untuk

mempresentasikan keadaan yang sebenumya. Data amplitudo yang diperoleh

pun terjadi penyebaran yang tidak sama persis dengan teori, data yang

diperoleh sedikit agak kasar saat diplotkan pada grafik, teriihat pada gafik

simpangan dengan garis tidak terputus-putus, tidak seperti pada teori, dimana

grafik yang diperoleh sangat halus, hal ini dapat dilihat pada grafik

simpangan yang bebentuk garis ptttus-putus. Alat ukur simpangan beam juga

memiliki andil dalam hal ini, meskipun mikrometer memiliki ketelitian 0,01

mm, namun mekanisme pendukungnya memiliki tingkat kepresisian yang

lebih rendah dari itu. Kestabilan putaran motor pengeksitasi dan

kemampuannya untuk dinaikkan sedikit demi sedikit serta kepresisian

pengukuran amplitudo sangat menentukan tingkat smoothing dari grafik.

Page 28: Pengujian Getaran

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPUL.AN

1. Berdasarkan data teoritis dan dats pengujian getaran bebas diperoleh tabel sebagai

berikut

Tabel 5.1 Tabel perbandingan data teori dan data pengujian getaran bebas

Page 29: Pengujian Getaran

Perbedaan frekuensi pribadi on teori dan pengujian:

Saat posisi pegas di L-0 :

Saat posisi pegas di L-5 :

Saat posisi pegas dr L-10 :

Perbedaan faktor peredaman (dari teori dan pengujian terjadi karena pada

kenyataannya pada komponen yang bergerak selalu terjadi peredaman, dalam hal

iniperedaman karena gesekan pada bearing dan redaman internal dari pegas itu

sendiri.Perbedaan frekuensi pribadi ῳn disebabkan karena adanya asumsi perhitungan

yaitu massa pemberat dan motor dianggap terpusat di sattr titik, sedangkan pada

pengttjianterjadi keterbatasan pengukuran karena pengukuran panjang gelombang

menggunakanmistar yang ketelitiannya terbatas.

2. Berdasarkan data teoritis dan pengujian getaran paksa diperoleh tabel sebagai berikut

Tabel 5.2 Tabel perbandingan data teori dan pengujian getaran paksa

Page 30: Pengujian Getaran

Dari tabel diatas perbedaan frekuensi pribadi clo teori dan pengujian:

Saat posisi pegas di L-0 :

Saat posisi pegas di L-5 :

Saat posisi pegas dr L-10 :

Beda fasa yang ditunjukan pengujian dengan teori bedanya cukup banyak pada

saat frekuensi pribadi, karerra frekuensi pribadi yang terlihat tidak tepat sarna dengan

frekuensi pribadi yang sebenarnya.

3.5 . SARAN

Page 31: Pengujian Getaran

1. Supaya keandalan pengukuran simpangan tetap terjaga, pemegang saklar kontak

platina atas supaya diberikan pelumas setiap berkala, s*kurang-kurangnya setiap

akan diprnakan apabila sudah beberapa btrlan tidak dipakai.

2. Untuk memperkaya instrumentasi peragaan getaran di jurusan Teknik Mesin, perlu

ditambahkan komponen peraga getaran torsional pada alat peraga getaran yang

telah dibuat.

DAFTAR PUSTAKA

Page 32: Pengujian Getaran

[1] : ITS-Undergraduate-13161-2499100079-Chapter1

[2] : Jobsheet Praktikum Fenomena Dasar Mekanis Laboratorium Pengujian Mesin Bidang Fenomena Dasar Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro

[3] : Husen. Achmad, dan Mochamad Faizal H, “Pengujian dan Analisis Alat Simulasi Getaran pada Rectangular Beam dengan Redaman”, Jakarta.

[4] : Steidel, Jr. Robert F. “An Introduction to Mechanical Vibration 3rd Edition”.

[5] : Laboratorium Pengujian Mesin Bidang Fenomena Dasar Jurusan Teknik Mesin Universitas Diponegoro