View
125
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
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
Recommended