TUGAS GETARAN MEKANIK

TUGAS GETARAN MEKANIK

TUGAS GETARAN MEKANIK

ANALISA GETARAN BESERTA APLIKASINYA

DISUSUN OLEH :

IAN YANUAR RIFAINYI0411026

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2014

ANALISA GETARAN RUANG KAMAR MESIN

PADA KAPAL MERATUS SUMBAWA IBAB IPENDAHULUANIndonesia merupakan negara maritim yang sebagian besar wilayahnya adalah lautan. Untuk memanfaatkan wilayah lautan Indonesia yang begitu luas maka harus ditunjang dengan adanya sarana transportasi laut yang didukung oleh sektor industri maritim khususnya industri perkapalan. Guna mendukung sektor tersebut, maka beberapa aspek perlu dilakukan, termasuk aspek teknis dalam proses produksi, perawatan dan pengecekan standart terutama dalam mengecek standart resonansi getaran yang terjadi. Tingkat getaran yang terjadi dikapal berubah sesuai dengan kondisi kapal. Penulisan ini bertujuan untuk menganalisa tingkat getaran yang ada di kapal. Kapal yang digunakan untuk penulisan ini adalah kapal Meratus Sumbawa I milik PT. MERATUS LINE. Nilai tingkat getaran yang telah didapatkan akan dibandingkan dengan standart yang berlaku untuk mengetahui tingkat getaran yang terjadi pada kapal Meratus Sumbawa I sudah memenuhi standart atau belum. Disini juga akan dilakukan perhitungan getaran longitudinal dan getaran torsional pada sistem propulsi kapal Meratus Sumbawa I berdasarkan teori.

Gambar I.1 Kapal Meratus Sumbawa I beserta Kamar MesinBAB II

LANDASAN TEORIPengertian Getaran

Getaran merupakan respon dari sebuah sistem mekanik baik yang diakibatkan oleh gaya eksitasi yang diberikan maupun perubahan kondisi operasi sebagai fungsi waktu.Getaran timbul akibat transfer gaya siklik melalui elemen elemen mesin yang ada. Kerusakan atau keausan sertadeformasi akan merubah karakteristik dinamik sistem dan cenderung meningkatkan energi getaran. Sedangkan gaya yang menyebabkan getaran ini dapat ditimbulkan oleh beberapa sumber kontak/benturan antara komponen yang bergerak/berputar, putaran dari massa yang tidak seimbang(unballance mass), missalignment dan juga karena kerusakan bantalan (bearing fault).

BentukGetaran

Secara umum ada 2 kelompok getaran yaitu getaran bebas dan getaran paksa. Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasikarena bekerjanya gaya yang ada dalam sistem itu sendiri (inherent) dan jika tidak ada gaya luar yang bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih frekuensi naturalnya yang merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk oleh distribusi massa dan kekakuannya. Sedangkan getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar artinya rangsangan dari luar berisolasi dengan sistem sehingga sistem dipaksa untuk bergetar pada frekuensi rangsangan. Bila sebuah sistem dipengaruhi oleh eksitasi harmonik paksa, maka respon getarannya akan berlangsung pada frekuensi yang sama dengan frekuensi eksitasinya. Getaran paksa biasanya terjadi pada getaran pondasi karena mesin yang bertumpu di atasnya bergetar. Apabila frekuensi rangsangan sama dengan frekuensi natural sistem maka akan menimbulkan resonansi.

Pengukuran Getaran

Penyelidikan langsung melalui pengukuran tentang perilaku getar mesin-mesin struktur, model eksperimental, atau benda yang sedang dalam taraf pengembangan sangat diperlukan untuk keperluan sehari-hari. Alat ukur untuk keperluan ini sudah cukup tersedia di mana-mana. Pengertian dasar tentang

alat ukur getaran sangat diperlukan bagi setiap orang yang bekerja di bidang getaran. Alat-alat utama yang dipakai untuk mengukur dan menganalisa getaran-getaran mencakup alat pengukur tingkat getaran, perekam tingkat, perekam audio dan alat analisa frekuensi. Sebelum dilakukan pengukuran getaran terlebih dahulu

ditentukan daerah yang mengalami getaran dan perambatan getaran tersebut. Daerah inilah yang nantinya akan dilakukan pengukuran getaran dengan menggunakan suatu alat ukur getaran. Sebagai contoh tipe alat untuk mengukur suatu getaran adalah sebagai berikut :

Accelerometer

Accelerometer ini akan memproduksi semacam sinyal. Ukuran sinyal tersebut sangatlah proporsional untuk

diaplikasikan di dalam mengukur perlajuan daripada getaran.

Frequency Analyzer

Pada alat ini akan didapatkan distribusi daripada perlajuan getaran frekuensi yang berbeda.

Frequency weighting network

Alat ini menirukan sensitif pada manusia terhadap getaran pada frekuensi yang berbeda. Dengan menggunakan alat ini dalam mengukur dan mengekspresikan paparan getaran akan diberikan angka tunggal yang dinyatakan dalam m/s2 (satuan perlajuan)

Aturan Biro Klasifikasi

Standar ABS

Salah satu pasal pada Standar ABS menyatakan bahwa : Getaran longitudinal sistem propulsi dianggap berlebihan apabila Root Mean Square (RMS) amplitudo percepatannya lebih besar dari 0.25 gravitasi. Dalam banyak kasus amplitudo diasumsikan konstan sehingga

Standar ISO

Aturan ISO terhadap getaran longitudinal lebih menekankan pada kenyamanan dan keamanan personil yang ada di kapal. Orang yang terkena getaran yang melampaui batas secara kontinyu akan merasakan kelelahan (fatique) sehingga mempengaruhi produktivitas kerja. Aturan ISO memberikan hubungan antara frekuensi dan besarnya amplitudo getaran yang diijinkan untuk lama exposure 8 jam. Menurut standart ISO, tubuh akan merasa sangat tidak nyaman ketika magnitude diatas 0.8 m/s. Tabel mengenai level kenyamanan tubuh ketika terpapar getaran menurut ISO2631-1 (1997) adalah:Tabel 1. Tingkat getaran ISO

Keputusan Menteri Tenaga Kerja

Berdasarkan Keputusan Menteri Tenaga Kerja No. Kep. 51/Men/1999 Tanggal 16 April 1999 tentang nilai ambang batas faktor fisika di tempat kerja yang memuat tentang NAB (Nilai Ambang Batas) getaran sebagai berikut:

Tabel 2. Tingkat kenyamanan

Nilai ambang batas terebut merupakan besar magnitude getaran yang bisa diterima oleh tubuh dalam jangka waktu tertentuBAB IIIMETODE PENELITIANPengumpulan Data Kapal Meratus Sumbawa IUKURAN UTAMA KAPAL

Loa : 98 m

Lpp: 92.8 m

B : 16.5 m

H : 7.8 m

T : 5.4 m

Vs : 11 knot

Daya Mesin Utama: 1650 HP

Sarana Angkut : 168 Teus

6606 M Grain

Gross Tonnage: 3256 GT

Owner

: PT. MERATUS LINE

Class

: BKI

Designer

: PT. Dok dan Perkapalan Jakarta

MAIN ENGINE

Merk

: MAN B&W

Type

: 4L 35 MCE

Tenaga Penggerak: 1650 HP

RPM

: 155 RPM

No. of set

: 1 set

Pengukuran Getaran

Alat Ukuran Getaran

Alat ukur getaran digunakan untuk mengetahui besarnya tingkat getaran yang ada. Alat ukur getaran yang dipilih adalah menggunakan suatu alat yaitu FFT (Fast Fourier Transform) Analyzer. Dari adanya alat ukur getaran FFT Analyzer yang ada dipilih diantara dua alat, yaitu FFT Analyzer tipe TVT 3000 dan FFT Analyzer tipe Pl 20 merk inmarsat.

(a)

(b)

Gambar III.1 (a) FFT Analyzer tipe TVT 3000

(b) FFT Analyzer tipe Pl 20 Alat ini dapat menganalisa domain frekuensi dan domain waktu. Input pada alat ini berupa gelombang yang kontinyu. Dengan mempertimbangkan waktu pengukuran, yaitu pada pelayaran selama 1 jam dan banyaknya titik yang akan dilakukan pengukuran maka dipilih alat FFT Analyzer tipe Pl 20 merk inmarsat karena alat ini lebih akurat dan tahan lebih lama ketika dilakukan pengukuran.

Penentuan Titik Getaran

Dalam melakukan pengukuran getaran maka harus ditentukan titik pengukuran terlebih dahulu. Menentukan titik pada pondasi mesin induk dan sistem propulsi pada kapal Meratus Sumbawa I. Pada sistem propulsi kapal dilakukan pengukuran pada pondasi gear box karena nilai yang dicari adalah nilai getaran longitudinal.

Gambar III.2 Titik-titik pengukuranPerhitungan Getaran Longitudinal dan Torsional

Perhitungan getaran dilakukan pada getaran longitudinal dan getaran torsional yang terjadi pada kapal Meratus Sumbawa I. Adapun langkah-langkah dalam melakukan perhitungan adalah sebagai berikut:Getaran Longitudinal

- Perhitungan frekuensi eksitasi ()

- Perhitungan frekuensi natural (n)

- Perhitungan Steady Thrust (To)

- Perhitungan amplitudo eksitasi getaran pada kecepatan

penuh ( F )

- Perhitungan amplitudo getaran pada system (X)

Getaran Torsional

- Perhitungan frekuensi eksitasi ()

- Perhitungan frekuensi natural (n)

- Perhitungan Osilasi torsi

Pengecekan Standar

Acuan dalam toleransi pada pengukuran getaran dilakukan monitoring kondisi dan diagnosa permesinan dan propeller (frekuensi eksitasi). Monitoring kondisi resonansi getaran berlebih dalam prosedur teknis dalam analisa getaran, sehingga memberikan petunjuk umum batasan-batasan dalam pengukuran getaran permesinan untuk mengontrol kondisi gaya eksitasi yang terjadi. Sehingga dalam peraturan ISO dan ABS diberikan batasan range getaran yang diijinkan sesuai dengan kondisi struktur yang dianalisa.BAB IV

HASIL DAN ANALISA DATAPengukuran Getaran

Pengukuran dilakukan pada titik-titik yang telah ditentukan dengan keadaan kapal beroperasi. Dari pengukuran yang telah dilakukan pada titik-titik yang telah ditentukan sebelumnya pada kapal Meratus Sumbawa I maka didapatkan data getaran.

Grafik 1. Pengukuran Getaran Pada Titik 1 ME

Grafik 2. Pengukuran Getaran Titik 2 ME





Grafik 7. Pengukuran Getaran Pada TB 1

Grafik 8. Pengukuran Getaran Pada TB 2

Perhitungan Getaran

Perhitungan getaran dilakukan pada getaran longitudinal dan getaran torsional yang terjadi pada kapal

Meratus Sumbawa I dengan rute Surabaya Samarinda. Perhitungan secara teori berdasarkan data-data yang ada di kapal. Adapun langkah-langkah dalam melakukan perhitungan adalah sebagai berikut:

Getaran Longitudinal

Perhitungan frekuensi eksitasi ()

Pengecekan Standar Getaran

Pada tahap ini dilakukan perbandingan antara hasil getaran pondasi mesin dan thrust bearing pada kapal Meratus Sumbawa I dengann standar yang berlaku. Pada tahap ini standar yang digunakan adalah standar ABS (American Bureau of Shipping). Pasal pada Standar ABS menyatakan bahwa: Getaran longitudinal sistem propulsi dianggap berlebihan apabila Root Mean Square (RMS) amplitudo percepatannya lebih besar dari 0.25 gravitasi. Dalam banyak kasus amplitudo diasumsikan konstan sehingga

Besarnya amplitudo pada sistem untuk getaran longitudinal menurut perhitungan adalah 1.423E-06 m/s2.

Maka: 1.423E-06< 0.25 g

Jadi untuk besarnya amplitudo pada getaran longitudinal menurut perhitungan masih memenuhi standart. Pada perhitungan terhadap getaran torsional juga dilakukan analisa dengan menggunakan standart ABS, dimana standart ABS menyatakan bahwa torsi getaran atau torsi yang berosilasi yang berlebihan pada sembarang kecepatan adalah torsi getaran atau torsi yang berosilasi yang lebih besar dari 75% torsi steady pada kecepatan yang sama atau lebih besar 10% torsi steady pada kecepatan penuh, diambil yang kecil. Pada sembarang frekuensi diambil:

Besarnya amplitudo pada sistem untuk getaran torsional menurut perhitungan adalah 5.2497E-02 m/s2.

5.2497E-02< 0.75

Jadi untuk besarnya amplitudo pada getaran torsional menurut perhitungan masih memenuhi standart. Besarnya amplitudo pada sistem untuk getaran torsional menurut pengukuran adalah sebagai berikut:

Tabel 3 Tabel Perbandingan Getaran torsional dengan Standart ABS

Grafik 10. Grafik Perbandingan Antara Getaran Torsional Dengan Standar ABS

Dari pengukuran terdapat 1 komponen yang tidak memenuhi standart ABS, yaitu pada ME 6.

Pengurangan Tingkat Getaran

Dari informasi yang didapatkan setelah pelayaran, diketahui bahwa holder antara pondasi dengan main engine di titik 6 tidak terlalu kencang. Sehingga main engine tidak berada pada posisi yang sesuai. Hal ini kemudian menyebabkan main engine di titik 6 memiliki tingkat getaran melebihi standar yang berlaku pada saat beroperasi. Kejadian ini dimungkinkan terjadi karena pada saat pemeriksaan ABK tidak terlalu keras mengencangkan holder. Pengurangan getaran pada titik tersebut dapat dilakukan dengan cara mengencangkan kembali holder pada titik 6 pada main engine tersebut. Pemeriksaan berkala dan seksama perlu dilakukan juga. Ini untuk menghindari terjadinya getaran berlebih terjadi kembali di kemudian hari.BAB V

KESIMPULANDari analisa yang dilakukan didapatkan kesimpulan bahwasumber nilai hasil perhitungan secara teori terhadap besarnyagetaran longitudinal dan getaran torsional menunjukkan besarnya nilai amplitudo percepatan untuk getaran longitudinal sebesar 1.423E-06m/s2. Sedangkan untuk perhitungan secara teori untuk nilai osilasi torsi getaran torsional sebesar 5.2497E-02m/s2.Dari hasil analisa getaran terhadap kapal Meratus Sumbawa I didapatkan bahwa sumber getaran longitudinal dan getaran torsional terbesar terdapat pada bagian pondasi main engine 1.Hal ini didasarkan bahwa pada bagian pondasi main engine titik 6 nilai osilasi torsinya sangat besar, yaitu 0,7604m/s2.Sedangkan untuk nilai osilasi torsi terkecil dari hasil pengukuran terdapat pada bagian pondasi thrust bearing titik 2.Dengan nilai osilasi torsinya sebesar 0,1574 m/s2.Pengecekan standart berdasarkan perhitungan secara teori,besarnya getaran longitudinal dan getaran torsional pada kapal Meratus Sumbawa I masih memenuhi standart ABS(American Bureau of Shipping). Sedangkan berdasarkan pengukuran secara langsung pada kapal Meratus Sumbawa I,pada bagian pondasi main engine titik 6 tidak memenuhi standar.Hal ini disebabkan karena holder antara pondasidengan main engine tidak terlalu kencang. Ini dimungkinkan terjadi karena saat pemeriksaan ABK tidak mengencangkan holder cukup kuat

DAFTAR PUSTAKAABS. 2002. ABS Guide for Passenger Comfort on Ship. Houston, USA : ABS Plaza.Ariana, Made,. Getaran Permesinan Kapal, Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Bruel & Kjaer. Measuring Vibration. Denmark

Harvald Sv, Aa. 1992. Tahanan dan Propulsi Kapal, Surabaya: Airlangga University Press.Kepmenaker No. Kep. 51/Men/1999, www.disnakertransdiy.go.idMateri Kuliah Getaran Mekanik

Munn, Holger. 2001. Ship Vibration. Hanburg : Germanischer LIoyd:

Analisa Getaran Ruang Kamar Mesin Kapal Meratus Sumbawa I

Ketut Ngurah Putraka

Department Of Marine Engineering, Ocean Engineering Faculty, ITS, Surabaya

[email protected]

TUGAS GETARAN MEKANIK

Documents

Transcript of TUGAS GETARAN MEKANIK