Pengujian Getaran
description
Transcript of 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.
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
(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
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:
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
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
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.
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
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
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
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
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.
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
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.
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
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
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
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)
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\
(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
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.
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.
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.
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
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 .
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.
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.
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
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
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
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
[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