ALAT PENGUKUR GETARAN

Getaran yang terjadi pada setiap peralatan sangatlah berpengaruh terhadap

umur(life time) alat tersebut. Banyak terjadi kerusakan alat atau sistem

dikarenakan besarnya getaran yang terjadi selama alat/sistem tersebut beroperasi.

Kerusakan alat/ sistem di Industri berdampak besar pada kelancaran proses

produksi dan ujung-ujungnya adalah penurunan profit perusahaan. Berdasarkan

kondisi tersebut maka pengamatan getaran berlebih yang terjadi pada setiap

peralatan perlu dilakukan untuk mengetahui besarnya getaran sehingga dapat

dilakukan langkah antisipasi.

Analisa kualitas struktur sebuah bahan dapat dilakukan dengan mengamati

getaran sebuah benda. Pengukuran frekuensi natural adalah salah satu contoh yang

biasa dilakukan untuk menentukan kadar kerusakan benda (kekeroposan) pada

aspek predictive maintenance peralatan industri ( Nogueira F, Barbosa F, 2004). Banyak metode dan instrument yang telah digunakan dalam rangka

pengukuran getaran yang terjadi pada peralatan. Metode umum yang banyak

dilakakan adalah pemasangan sensor/tranduser pada bagian alat yang bergetar

sehingga sinyal getar dapat dirubah tranduser menjadi sinyal listrik dan selanjutnya

diolah oleh perangkat interface untuk dapat ditampilkan hasil pegukuran getaran

dalam komputer atau layar lcd. Metode diatas cukup rumit dan cenderung

memerlukan biaya yang besar, sehingga tidak heran jika perangkat pengukur

getaran/vibration meter paten buatan industri harganya sangat mahal. Selain itu

penggunaan alat ukur getaran diatas dalam pengukurannya hanya bisa dipasang pada

bearing pencekam sehingga getaran yang terukur terbatas pada bagian poros yang

berada didalam bearing

Berdasarkan kondisi tersebut maka dalam penelitian ini akan dilakukan

pengukuran getaran dengan metode Digital Image Processing. Digital Image

Processing diartikan sebagai suatu metode yang digunakan untuk melakukan proses

atau memanipulasi gambar digital yang disimpan dalam skala dua

dimensi(Gonzalez, R. C., 2002). Konsep dasar pemrosesan gambar digital (image

processing) adalah menggunakan kemampuan penglihatan manusia yang

selanjutnya dihubungkan dengan kemampuan otak untuk melakukan proses atau

pengolahan terhadap gambar digital ini(Russ, 1998). Metode ini cenderung lebih

sederhana dan biaya yang dibutuhkan relatif lebih murah jika dibandingkan metode

sebelumnya. Getaran pada poros yang dapat diukur tidak terbatas yang didalam

bearing melainkan semua bagian poros. Pada metode ini hanya cukup dibutuhkan

kamera pengamat dengan kemampuan FPS (frame per second) tertentu yang

dipasang didekat alat dan selanjutnya hasil rekaman diolah menjadi gambar-gambar

(citra digital) dan selanjutnya dianalisa displacement/simpangan yang terjadi

berdasarkan pixel gambar. Beberapa penelitian yang telah menggunakan metode

digital imege processing menunjukkan hasil yang cukup akurat yaitu dengan tingkat

error berkisar antara 0,15 % - 0,89 %.

Aplikasi Penggunaan metode digital image processing dalam pengukuran

getaran dapat dilakukan pada beberapa jenis objek getar. Salah satu objek getar yang

dapat diukur adalah jenis contilever, dimana jenis ini banyak terdapat di dunia

maritim atau perkapalan seperti pada poros kemudi, poros propeler, poros vertical

axis turbine dan lain-lain. Objek getar dalam kasus yang akan diselidiki dalam

penelitian ini adalah getaran pada poros vertical axis turbine sebagai pembangkit

tenaga alternatif arus laut yang sering mengalami patah.

Dalam pengambilan data suatu getaran agar supaya informasi mengenai data

getaran tersebut mempunyai arti, maka kita harus mengenal dengan baik alat yang

akan kita gunakan. Ada beberapa alat standard yang biasanya digunakan dalam suatu

pengukuran getaran antara lain :

1. Vibration meter.

2. Vibration analyzer.

3. Shock Pulse Meter.

4. Osiloskop.

Pemilihan dari tipe instrumen-instrumen tersebut bergantung pada kemampuan

dari instrumen itu terhadap tujuan kita melakukan pengukuran dan persyaratan

personal yang menggunakannya

1. Vibration Meter

Vibration Meter biasanya bentuknya kecil dan ringan sehingga mudah dibawa

dan dioperasikan dengan battery serta dapat mengambil data getaran pada suatu mesin

dengan cepat. Pada umumnya terdiri dari sebuah probe, kabel dan meter untuk

menampilkan harga getaran. Alat ini juga dilengkapi dengan switch selector untuk

memilih parameter getaran yang akan diukur.

Vibration meter ini hanya membaca harga overall (besarnya level getaran)

tanpa memberikan informasi mengenai frekuensi dari getaran tersebut. Pemakaian alat

ini cukup mudah sehingga tidak diperlukan seorang operator yang harus ahli dalam

bidang getaran. Pada umumnya alat ini digunakan untuk memonitor "trend getaran" dari

suatu mesin. Jika trend getaran suatu mesin menunjukkan kenaikan melebihi level

getaran yang diperbolehkan, maka akan dilakukan analisa lebih lanjut dengan

menggunakannya.

Gambar. Vibration meter

2. Vibration Analyzer

Alat ini mempunyai kemampuan untuk mengukur amplitude dan frekuensi

getaran yang akan dianalisa. Karena biasanya sebuah mesin mempunyai lebih dari satu

frekuensi getaran yang ditimbulkan, frekuensi getaran yang timbul tersebut akan sesuai

dengan kerusakan yang tedadi pada mesin tersebut. Alat ini biasanya dilengkapi dengan

meter untuk membaca amplitudo getaran yang biasanya juga menyediakan beberapa

pilihan skala. Alat ini juga memberikan informasi mengenai data spektrum dari getaran

yang terjadi, yaitu data amplitudo terhadap frekuensinya, data ini sangat berguna untuk

analisa kerusakan suatu mesin. Dalam pengoperasiannya vibration analyzer ini

membutuhkan seorang operator yang sedikit mengerti mengenai analisa vibrasi.

Gambar.Vibration Analyzer.

3. Shock Pulse Meter

Shock pulse meter adalah alat yang khusus untuk memonitoring kondisi

antifriction bearing yang biasanya sulit dideteksi dengan metode analisa getaran yang

konvensional. Prinsip kerja dari shock pulse meter ini adalah mengukur gelombang

kejut akibat terjadi gaya impact pada suatu benda, intensitas gelombang kejut itulah

yang mengindikasikan besarnya kerusakan dari bearing tersebut. Pads sistem SPM ini

biasanya memakai tranduser piezo-electric yang telah dibuat sedemikian rupa sehingga

mempunyai frekwensi resonansi sekitar 32 KHz.

Dengan menggunakan probe tersebut maka SPM ini dapat mengurangi

pengaruh getaran terhadap pengukuran besarnya impact yang terjadi Pemilihan titik

ukur pada rumah bearing adalah sangat penting karena gelombang kejut ditransmisikan

dari bearing ke tranduser melalui dinding dari rumah bearing, sehingga sinyal tersebut

bisa berkurang karena terjadi pelemahan pada saat perjalanan sinyal tersebut. Beberapa

prinsip yang secara umum bisa dipakai sebagi acuan dalam menentukan titik ukur

adalah :

a. Jejak sinyal antara bearing dengan probe harus sedekat mungkin.

b. Probe harus ditempatkan sedekat mungkin terhadap daerah beban dari bearing.

c. Lintasan sinyal harus terdiri dari satu sistem mekanis antara bearing dengan

rumah bearing. Sebagai contoh, apabila pada rumah bearing digunakan cover

sebagai sistem mekanis kedua, maka titik ukur tidak boleh diambil pada posisi

ini.

Gambar. Shock Pulse Meter

4. Osciloskop Osciloskop adalah salah satu peralatan yang berguna untuk melengkapi data

getaran yang akan dianalisa. Sebuah osciloskop dapat memberikan sebuah informasi

mengenai bentuk gelombang dari getaran suatu mesin. Beberapa kerusakan mesin dapat

diiden-tifikasi dengan melihat bentuk gelombang getaran yang dihasilkan, sebagai

contoh, kerusakan akibat unbalance atau misalignment akan menghasilkan bentuk

gelombang yang spesifik, begitu juga apabila terjadi kelonggaran mekanis (mechanical

looseness), oil whirl atau kerusakan pada anti friction bearing dapat menghasilkan

gelombang dengan bentuk-bentuk tertentu.

Osiloskop juga dapat memberikan informasi tambahan yaitu : untuk

mengevaluasi data yang diperoleh dari tranduser non- contact (proximitor). Data ini

dapat memberikan informasi pada kita mengenai posisi dan getaran shaft relatif

terhadap rumah bearing, ini biasanya digunakan pada mesin- mesin yang besar dan

menggunakan sleeve bearing (bantalan luncur). Disamping itu, dengan menggunakan

dual osciloscop (yang memberikan fasilitas pembacaan vertikal maupun horizontal),

dan minimal dua tranduser non-contact pada posisi vertikal dan horizontal maka kita

dapat menganalisa kerusakan suatu mesin ditinjau dari bentuk orbit nya.

Gambar. Osciloskop

TEKNIK PENGUKURAN GETARAN MESIN

Posisi dan Arah Pengukuran Pengukuran getaran pada suatu mesin secara normal diambil pada bearing dari

mesin tersebut. Tranduser sebaiknya harus ditempatkan sedekat mungkin dengan

bearing mesin karena melalui bearing tersebut gaya getaran dari mesin ditransmisikan.

Gerakan bearing adalah merupakan hasil reaksi gaya dari mesin tersebut.

Disamping karakteristik getaran seperti :

a. Amplitudo, frekuensi dan phase, ada karakteistik lain dari getaran yang juga

mempunyai arti yang sangat penting yaitu arah dari gerakan getaran, hingga

perlu bagi kita untuk mengukur getaran dari berbagai arah. Pengalaman

menunjukkan bahwa ada tiga arah pengukuran yang sangat penting yaitu

horizontal, vertikal, dan axial.

b. Arah horizontal dan vertikal bearing disebut dengan arah radial. Arah

pengukuran ini biasanya didasarkan pada posisi sumbu tranduser terhadap

sumbu putaran dari shaft mesin. Arah ini juga sangat penting artinya dalam

analisa suatu getaran.

Standard

Dalam membicarakan getaran kita harus mengetahui batasan - batasan level

getaran yang menunjukkan kondisi suatu mesin, apakah mesin tersebut masih baik (layak

beroperasi) ataukah mesin tersebut sudah mengalami suatu masalah sehingga

memerlukan perbaikan. Dalam sub bab ini disajikan beberapa macam standard

mengenai batasan-batasan level getaran yang umum digunakan.

Tujuan Pengukuran

Pada saat dilakukan pengukuran getaran suatu mesin, maka akan timbul suatu

pertanyaan,untuk apa sebenarnya dilakukan pengukuran tersebut. Dalam suatu

pengukuran jelas bahwa tujuannya adalah untuk mendapatkan data, tetapi selanjutnya

untuk apa data tersebut diambil. Ada beberapa tujuan pengambilan data getaran suatu

mesin, tujuan tersebut adalah :

a. Pengukuran rutin

b. Pengukuran referensi (Baseline Measurement)

c. Pengukuran sebelum dan sesudah perbaikan

d. Trouble Shooting