Getaran mekanik pada Mesin Industri

Perkembangan pesat perindustrian di dunia menyebabkan mekanisasi peralatan proses menjadi bagian penting dalam peningkatan kualitas dan jumlah produksi. Namun, permesinan di industri pasti memiliki beberapa masalah yang harus ditangani. Salah satunya adalah masalah getaran.

Getaran adalah gerakan bolak-balik suatu massa melalui keadaan setimbang terhadap suatu titik acuan. Getaran pada mesin industri bermotor hanyalah gerakan maju mundur atau osilasi mesin dan komponen, seperti motor penggerak, perangkat penggerak (pompa, kompresor, dan sebagainya) serta bantalan, poros, roda gigi, sabuk, dan elemen lain yang menghasilkan sistem getaran mekanis. Getaran pada mesin industri dapat menjadi pertanda masalah pengoperasian. Pada dasarnya getaran mesin hanyalah masalah normal. Tetapi pemilik mesin harus paham mana getaran mesin yang dapat diterima dan getaran tidak normal yang cenderung merusak.

Setiap benda cenderung bergetar pada satu frekuensi tertentu yang disebut frekuensi alami (Natural frequency). Ukuran frekuensi alami tergantung pada komposisi objek, ukuran, struktur, berat dan bentuknya. Jika kita menerapkan gaya getar pada benda yang memiliki frekuensi sama dengan frekuensi alami benda tersebut, hal tersebut merupakan kondisi resonansi. Mesin getar mentransfer jumlah energi maksimum ke suatu objek saat mesin bergetar pada frekuensi resonansi objek sehingga menghasilkan getaran yang lebih besar dari biasanya.

Kerja mesin yang terus-menerus dan melibatkan banyaknya pekerja menyebabkan dampak negatif berupa getaran mesin dan dapat langsung dirasakan oleh para pekerja. Getaran yang berlebihan dapat menghasilkan dampak yang buruk bagi mesin. Apalagi jika komponen mesin bergetar pada frekuensi alaminya. Resonansi akan muncul terus menerus dan dapat merusak mesin.

Dampak Negatif Getaran Berlebihan

Imbalance (Ketidakseimbangan). Komponen yang berputar akan menyebabkan getaran saat beban yang tidak seimbang berputar di sekitar sumbu mesin sehingga menciptakan gaya sentrifugal. Imbalance dapat disebabkan oleh cacat produksi (kesalahan pemesinan, cacat pengecoran) atau masalah perawatan (ex: bilah kipas berubah bentuk atau kotor). Saat kecepatan mesin meningkat, efek imbalance menjadi lebih besar. Imbalance dapat mengurangi usia bantalan poros serta menyebabkan getaran mesin yang tidak semestinya.

Misalignment (Ketidaksejajaran). Getaran dapat terjadi jika poros mesin keluar jalur. Ketidaksejajaran sudut terjadi ketika sumbu (misalnya) motor dan pompa tidak sejajar. Jika sumbu sejajar tetapi tidak benar-benar sejajar, kondisi tersebut dikenal sebagai paralel misalignment. Ketidaksejajaran dapat terjadi selama perakitan, pemuaian termal, perpindahan komponen, atau perakitan ulang yang tidak tepat setelah perawatan. Getaran yang dihasilkan dapat dalam bentuk radial atau aksial (sejalan dengan sumbu mesin) atau keduanya.

Wear (keausan). Jika komponen seperti bantalan bola atau roller, sabuk penggerak, roda gigi terjadi keausan, komponen tersebut dapat menyebabkan getaran. Saat bantalan rol menjadi berlubang misalnya, rol bantalan akan menimbulkan getaran setiap kali melewati area yang rusak. Gigi transmisi yang terkelupas atau aus, atau sabuk penggerak yang rusak, juga dapat menghasilkan getaran.

Looseness (Kelonggaran). Getaran yang mungkin luput dari perhatian dapat menjadi jelas dan merusak jika komponen yang bergetar memiliki bantalan yang longgar atau terikat secara longgar dari dudukannya. Kelonggaran tersebut bisa jadi disebabkan oleh getaran yang mendasari. Apa pun penyebabnya, kelonggaran dapat memungkinkan adanya getaran yang menyebabkan kerusakan, seperti keausan lebih lanjut, keausan, dan kelelahan pada dudukan peralatan dan komponen lainnya.

Pencegahan Getaran Berlebihan

Contoh pencegahan getaran mesin. Sumber: canva.com

Pemasangan sensor pada komponen. Pemasangan alat seperti accelerometer yang dapat mengukur RPM poros atau sensor posisi dapat diimplentasikan untuk pencegahan getaran. Pemasangan sensor dapat mempermudah kita dalam inspeksi mesin dan membuat kita tidak mudah lupa untuk mengganti komponen atau memperbaikinya.

Pengukuran getaran dengan tester getaran. Tester Getaran dirancang untuk membantu ahli perawatan menentukan akar penyebab masalah dengan cepat. Alat ini mengisi menggunakan laser untuk menentukan posisi awal pada getaran poros sehingga saat poros berputar terjadi perubahan posisi dan RPM bisa terukur.

Memilih bahan yang frekuensi alaminya jauh dari getaran kerja mesin. Dengan mengetahui frekuensi alami suatu bahan, kita dapat mengetahui berapa hertz getaran yang akan kita implementasikan ke komponen yang kita pilih. Jadi, resonansi akan mudah dicegah.

Meskipun terdapat pendekatan-pendekatan analitis untuk menghitung frekuensi natural maupun respon getaran sebuah struktur, namun pada penggunaanya sehari-hari, desain struktur mesin selalu memiliki bentuk yang unik dan kompleks, sehingga secara umum digunakan lah metode numerik yang diselesaikan menggunakan komputer atau dikenal juga dengan Finite Element Analysis (FEA); untuk analisis frekuensi natural dikenal juga dengan modal analysis. Untuk mempelajari FEA secara umum >>Klik di sini!

simulasi modal analysis untuk mencari frekuensi natural dengan code_aster FEA

Adapun kami juga menyediakan solusi untuk anda mechanical engineer yang ingin meningkatkan kompetensi terutama untuk keahlian getaran mekanik dengan training yang diberikan oleh trainer-trainer profesional kami baik di lapangan maupun akademik. Berikut adalah training-training yang kami tawarkan seputar getaran mekanik:

>>Training: Vibration measurement and analysis

>>Training: Industrial machinery noise: source identification and control

>>Training: Balancing and total alignment

>>Training: Noise and vibration control

>>Training: Selection and maintenance of anti-friction bearing

>>KLIK DI SINI ARTIKEL MEKANIKA STRUKTUR LAINYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

https://www.reliableplant.com/Read/24117/introduction-machinery-vibration#:~:text=Vibration%20in%20industrial%20equipment%20can,and%20a%20source%20of%20trouble.&text=In%20some%20tasks%2C%20vibration%20is,use%20vibration%20to%20move%20materials. (diakses pada tanggal 29 April 2021)

https://www.ccohs.ca/oshanswers/phys_agents/vibration/vibration_intro.html (diakses pada tanggal 29 April 2021)

https://testingindonesia.com/keuntungan-melakukan-monitoring-vibrasi-untuk-industri-187 (diakses pada tanggal 29 April 2021)

https://www.neliti.com/id/publications/128429/profil-sebaran-getaran-di-lingkungan-industri-mesin-minuman (diakses pada tanggal 29 April 2021)

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments