Azwar Ardhiantama 2412100046 ASISTEN : Amron Basuki 2412100054 PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

AKUSTIK DAN GETARAN– P3

VIBRASI DAN JENIS KERUSAKAN POMPA AIR

OLEH:Azwar Ardhiantama 2412100046

ASISTEN :Amron Basuki 2412100054

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKAJURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOI INDUSTRI

i

ii

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2014

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM

AKUSTIK DAN GETARAN– P3

VIBRASI DAN JENIS KERUSAKAN POMPA AIR

OLEH:Kelompok 1Azwar Ardhiantama 2412100046

ASISTEN: Amron Basuki 2412100054

ii

iii

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKAJURUSAN TEKNIK FISIKAFAKULTAS TEKNOLOI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadiratTuhan Yang Maha Esa yang telahmemberikan rahmat serta karunia-Nyakepada kami sehingga kami berhasilmenyelesaikan laporan resmi praktikumakustik dengan judul “Vibrasi dan JenisKerusakan Pompa Air” ini tepat padawaktunya.

Laporan resmi ini disusun agarpembaca dapat memperluas ilmu tentangakustik dan vibrasi terutama dalammengetahui jenis kerusakan pompa airyang kami sajikan berdasar pengamatandari berbagai sumber. Diharapkan

iv

makalah ini dapat memberikan informasikepada kita semua

Kami menyadari bahwa laporan resmiini masih jauh dari sempurna. Olehkarena itu kritik dan saran dari semuapihak yang bersifat membangun selalukami harapkan demi kesempurnaan laporanresmi ini.

Akhir kata, kami sampaikan terimakasih kepada semua pihak yang telahberperan serta dalam penyusunan laporanresmi ini dari awal hingga akhir.Semoga Allah senantiasa membalas danmeridhoi segala usaha kita. Amin.

Surabaya, 21 April 2014

Penyusun

DAFTAR ISI

iv

v

KATA PENGANTAR iiiDAFTAR ISI ivDAFTAR GAMBAR_____________________________viDAFTAR TABEL_____________________________ viiABSTRAK viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 1

1.3. Tujuan 2

1.4. Sistematika Laporan 2

BAB II DASAR TEORI

2.1. Analisa Getaran 3

vi

2.2. Analisa Penyebab Getaran dan Identifikasi Penyebab Getaran 3

BAB III METODOLOGI

3.1. Pelaksanaan Praktikum 8

3.2. Alat dan Bahan 8

3.3. Langkah-langkah Praktikum 8

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisa Data 10

4.2. Pembahasan 20

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan 22

5.2. Saran 23

vi

vii

Daftar Pustaka

24

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kegagalan pada elemen mesin akan memunculkan amplitude pada frekuensi

tertentu .......................................................7

Gambar 2.2 Suatu sinyal getaran dari mesin berputar dalam spektrum frekuensi.....................................7

Gambar 2.3

Unbalance...................................................7

Gambar2.4 Eccentric Rotor dan Angular

Misalignment.7

Gambar2.5 Bent Shaft dan Misaligned

Bearing..............7

Gambar2.6 Clearance

Problems................................

.....7

viii

ix

Gambar 4.1 Grafik Pengukuran Pompa 4

Axial Percobaan

pertama................................

........................15


Axial Percobaan

Kedua..................................

........................15


Axial Percobaan

ketiga.................................

..........................16


Horizontal Percobaan

1......................................

............16

x



2......................................

.....17



3......................................

.....18


Vertikal Percobaan

1......................................

.....18


Vertikal Percobaan

2......................................

.....19


Vertikal Percobaan x

xi

3......................................

....19


Axial Percobaan

1......................................

....20


Axial Percobaan

2......................................

.....21


Axial Percobaan

3......................................

.....21


horizontal Percobaan

1......................................

.....22

xii



2......................................

.......22



3......................................

.......23

Gambar 4.16 Grafik Pengukuran pompa 6

Vertikal Percobaan

1......................................

.......23

Gambar 4.17Grafik Pengukuran Pompa 6

Vertikal Percobaan

2......................................

......24


Vertikal Percobaan xii

xiii

3......................................

......24

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil pengukuran frekuensipada stroboscop...........................14

xiv

ABSTRAK

Salah satu hal penting dalam

sebuah alat dalam industri adalah

xiv

xv

maintanance. Dengan melakukan maintanance

maka alat-alat tersebut akan terjaga

baik dalam efisiensi kerja dan jangka

hidup dari mesin tersebut. Pola vibrasi

termasuk salah satu cara untuk me-

maintanance alat yang sering digunakan

dalam alat yang menggunakan alat yang

bekerja nya secara radial. Selain itu,

jenis kerusakan mesin dan tingkat

kerusakannya dapat diketahui

berdasarkan frekuensi dari vibrasi yang

dibangkitkan. Dengan mengetahui emisi

getaran dari rotary machine, kondisi

serta jenis kerusakan. Pada praktikum

kali ini akan dianalisis mengenai

jenis-jenis kerusakan pada pompa.Jenis-

jenis kerusakan dalam praktikum ini

antara lain: unbalance, missalignment,

bearing, dan mechanical looseness.

xvi

Kata Kunci : Maintanance , Vibrasi ,

Kerusakan, dan Pompa

ABSTRACT

One of the important things in the

industry is maintanance. By doing

maintanance then the equipment will be

properly maintained in working

efficiency and lifespan of the machine.

Vibration pattern is one way for me

maintanance tool that is often used in

a tool that uses the tools of his work

radially. In addition, the type of

damage to the engine and the level of

damage can be determined based on the

frequency of vibration is raised. By

knowing the vibration emission ofxvi

xvii

rotary machine, the condition and type

of damage. At this time the lab to be

analyzed regarding the types of damage

to pompa.Jenis-type damage in this lab

include: unbalance, missalignment,

bearings, and mechanical looseness.

Keywords: Maintenance, Vibration,

Damage, and

18

19

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangKeadaan suatu mesin tidak selelu dalam

keadaan stabil dan baik. Ada kalanyamesin mengalami kerusakan atauberkurangnya kinerja mesin. Kerusakanatau berkurangnya kinerja mesin dapatterjadi akibat berbagai hal, sepertipenggunaan dalam waktu lama atau karenaada gangguan dari luar mesin.

Mesin-mesin di industry mayoritasdigunakan secara terus-menerus untukmelakukan proses produksi. Hal inimenyebabkan mesin akan mengalamikerusakan atau berkurangnya kinerjamesin. Oleh karena itu dibutuhkanstrategi maintenance yang tepat agartidak mengganggu proses produksi.

Pada dunia industri, vibrasi darisuatu mesin berputar dimanfaatkan sebagaidasar dalam menyusun langkah sertajadwal maintenance. Pola vibrasi darihasil monitoring dapat digunakan dalammenentukan kondisi mesin berputar

20

tersebut. Untuk melakukan prediksikondisi dari mesin berputar tersebuttentunya dibutuhkan pengetahuan tentangteknik pengukuran vibrasi, serta keahliandalam penggunaan instrumennya. Untukmelakukan prediksi kondisi dari mesin,maka kami melakukan percobaan ini.

1.2 RumusanMasalahPada praktikum ini masalah yang

dirumuskana dalah sebagai berikut :a. Bagaimanacara mengetahui teknik

pengukurandan monitoring vibrasi.?b. Bagaimana cara menentukan strategi

maintenance terhadap suatu mesin?

1.3 TujuanPada praktikum ini memiliki tujuansebagai berikut :

a. Mengetahui teknik pengukuran danmonitoring vibrasi.

b. Menentukan strategi maintenance darisuatu mesin.

1.4 SistematikaLaporan

20

21

Dalam penyusunan laporan praktikum initerdiri atas lima bab. Pada bab pertamaberisi latar belakang, tujuan, rumusanmasalah, dan sistematika dalam membuatlaporan praktikum ini. Bab kedua berisiteori penunjang yang diambil dari jurnalatau buku yang dapat dijadikan landasanteori dalam melakukan praktikum ini.Babtiga berisi metodologi percobaan yangterdiri atas waktu pelaksanaan, peralatanpraktikum dan prosedur praktikum ini,beserta penjelasan singkatnya.Bab empatberisi analisa percobaan dan pembahasanpraktikum. Bab lima adalah bab terakhiryang berisi kesimpulan dari praktikum dansaran untuk praktikum supaya praktikumberikutnya berjalan lebih baik.

22

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Analisa GetaranAnalisa getaran merupakan salah satu

alat yang sangat bermanfaat sebagaiprediksi awal terhadap adanya masalahpada mekanikal, elektrikal dan prosespada peralatan, mesin-mesin dan sistemproses yang kontinu di pabrik. Sehinggaanalisa getaran saat ini menjadi pilihanteknologi predictive maintenance yang palingsering digunakan.

Disamping manfaatnya dalam halpredictive maintenance, teknik analisagetaran juga digunakan sebagai teknikuntuk mendiagnosa, yang dapatdiaplikasikan antara lain untuk :acceptance testing, pengendalian mutu,mendeteksi bagian yang mengalamikelonggaran, pengendalian kebisingan,mendeteksi adanya kebocoran, desain danrekayasa mesin, dan optimasi produksi.

22

23

2.2 Analisa Sinyal Getaran danIdentifikasi Penyebab Getaran

2.2.1 Kecenderungan (trend) getaran , nilaiacuan (baseline), dan standar

Pada mesin yang beroperasi dalamkondisi paling baik sekalipun,pemantauan sinyal getaran akanmemunculkan amplitudo, meskipun beradapada tingkat getaran yang dapatditerima. Suatu perubahan adalahdampak yang wajar dari adanyaperubahan kondisi operasi, misalnya:perubahan suhu, perubahan beban,keausan, dan fluktuasi dari lingkunganmesin. Dan pada saat amplitudo beradadiatas baseline, maka trend perludicermati oleh teknisi agar tetapsecara kontinu menguji kebutuhanpotensial terhadap :a) Adanya perubahan kondisi operasi

mesin yang sementarab) Penjadwalan dini terhadap tindakan

perbaikanc) Penghentian segera operasi mesin

oleh karena adanya kenaikan yang

24

signifikan dari amplitudo getaranmesin.Ketika tingkat getaran mesin mulai

bertambah melampaui tingkat baseline,hal ini menandakan masalah pada mesinmulai timbul, dan pertambahan padatingkat getaran seringkali bukanmerupakan gejala dari masalahtersembunyi. Perhatian diberikan padamesin yang mulai menunjukkan kenaikanpada tingkat getarannya.

Data baseline yang dimaksud adalahsekumpulan data yang diukur ataudiobservasi pada saat mesin beroperasidan dapat diterima dan stabil

Untuk mesin baru atau telahdiperbaiki, maka akan ada periodekeausan. Sehingga, umumnya akanterlihat perubahan nilai yang diukurselama beberapa hari atau mingguselama beroperasi. Maka, perludiberikan waktu untuk terjadinyakeausan sebelum data baseline diambil.

Sedangkan untuk mesin yang telahberoperasi pada periode waktu yangcukup lama, dan baru pertama kali

24

25

dipantau, baseline dapat diambilsebagai titik referensi adanya trend.Untuk mengevaluasi tingkat keparahan(severity) dari sinyal getaran padamesin berputar, International Organization forStandardization (ISO) telah menerbitkansuatu standar untuk mengevaluasiberdasarkan kelas dan tipe dari mesinyang disajikan pada

2.2.2 Spektrum Frekuensi

Ide dasar dari transformasi Fourieradalah fungsi suatu sinyal domainwaktu dapat dibangun dari penjumlahanfungsi sinus dengan distibusiberkelanjutan dari frekuensi, mulaidari nol sampai kepada frekuensi yangdiinginkan. Pada sinyal getaranperiodik yang berulang atau padaperiode tertentu, deret Fourier dapatdiaplikasikan dan jumlah komponensinus hanya pada frekuensi diskrityang merupakan perkalian integer, n =1, 2, dari frekuensi dasar.

Meskipun getaran mesin seringmemiliki jumlah komponen harmonik

26

signifikan yang terbatas, frekuensitersebut sering pula bukan merupakanperkalian integer dari frekuensidasar, dan oleh karena itutransformasi Fourier, dan bukan deretFourier, adalah alat yang memadaiuntuk melacak sinyal getaran mesindari domain waktu menjadi domainfrekuensi.

Dengan mentransformasikan sinyaldomain waktu menjadi domain frekuensi,komponen yang mempengaruhi sinyalgetaran tersebut dapat diidentifikasi.

Analisa spektrum sinyal berbasiswaktu digunakan untuk kebutuhanberbagai investigasi, terutama untukmendiagnosa dan menyelesaikan masalahgetaran seperti dapat dilihat padaGambar 2.1. Spektrum dari sinyalgetaran yang diukur dari sebuah mesinberputar dapat dilihat pada Gambar2.2. Frekuensi komponen 1N (satu perrevolusi atau synchronous) seringkaliyang paling besar, karena adanya massaunbalance pada bagian rotor. Komponenharmonik dengan perkalian integer dari

26

27

frekuensi (2N, 3N, ...) dari kecepatanputaran juga muncul, namunamplitudonya relatif lebih kecil.

Gambar 2.1. Kegagalan pada elemenmesin akan memunculkan amplitude pada

frekuensi tertentu

Harmonik pada frekuensisubsynchronous juga sering dijumpai,mulai dari persentase kecil darikecepatan putaran hingga hampirmendekati komponen 1N.

28

Gambar 2.2. Suatu sinyal getaran darimesin berputar dalam spektrum

frekuensi

2.3 Vibration Diagnostic Chart

Gambar 2.3 Unbalance

Gambar 2.4 Eccentric Rotor dan Angular Misalignment

28

29

Gambar 2.5 Bent Shaft dan Misaligned Bearing

Gambar 2.6 Clearance Problems

30

"Halaman ini sengaja dikosongkan"

30

31

BAB III

METODOLOGI

3.1 Pelaksanaan PraktikumPraktikum dilaksanakan pada :Hari : SelasaTanggal : 15 April 2014Waktu : 10.00-11.00 WIBTempat : Laboratorium Akustik dan FisikaBangunan

3.2 Alat dan BahanAdapun peralatan yang digunakan dalampraktikum kali ini adalah:a) Macam-macam Pompa airb) Accelometerc) Stroboscopd) Osiloskop

3.3 Langkah-langkah PraktikumAdapun langkah-langkah dalam melakukan

praktikum ini adalah sebagai berikut:1. Pompa air digetarkan lalu diukur

percepatannya dengan menggunakan Accelometer yang dihubungkan dengan osiloskop.

32

2. Stroboskop di arahkan dan di nyalakan pada As pompa yang telah ditandai, putar knop stroboscop sehingga terlihat bahwa As tidak berputar (stasioner) dan mencatat angka yang ditunjukkan stroboscop.

3. Percobaan dilakukan sebanyak tiga kaliuntuk setiap pompa.

4. Langkah no 1 s/d 3 diulangi dengan mengganti pompa air lain untuk pompa 6pada percobaan ke-2 diberi Disturbance.

5. Membuat grafik perbandingan hasil monitoring vibrasi dari tiap pompa Membandingkan grafik dari tiap pompa lalu tuliskan pendapat anda terkait grafik tersebut

32

33

BAB IVANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 ANALISIS DATA Berdasarkan hasil percobaan maka diperoleh data sebagai berikut :

A. Hasil Pengukuran Stroboskop

Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengukuran StroboskopN Mesin Data Rata-

34

o (RPM)rata(RPM)

1 Pompa 12978

297729732980

2 Pompa 22983 2980,66

6729822977

Pada pompa 1 nilai ferekuensi (Hz) :

f=RPM60

f=297760

= 49,62 Hz

Pada pompa 2 nilai frekuensi (Hz) :

f=RPM60

f=2980,67

60= 49,68 Hz

B. Grafik Hasil Pengukuran

34

35

Gambar 4.1 Grafik Percobaan 1 PengukuranPompa 1 Axial


36


36

37

Gambar 4.4 Grafik Percobaan 1 PengukuranPompa 1 Horisontal


16

38


Gambar 4.7 Grafik Percobaan 1 PengukuranPompa 1 Vertikal

39



40



41



42



43



44


4.2 PEMBAHASAN

Pada praktikum Akustik dan Getaran

tentang Vibrasi dan Jenis kerusakan pada

pompa kali ini, bertujuan agar Praktikan

mengetahui Teknik Pengukuran dan

Monitoring Vibrasi, Praktikan mampu

mengetahui masalah yang biasa terjadi

pada Rotary Machine, terutama pada pompa

45

atau kompressor sehingga dapat bekerja

secara maksimal, Praktikan mengetahui

perbedaan karakteristik jenis kerusakan

pada pompa. Awalnya praktikan

menyambungkan accelerometer pada

osiloskop agar pada saat pompa yang

nantinya akan bergertar, osiloskop dapat

merekam getaran yang ditangkap oleh

accelerometer. Accelerometer akan

diletakkan pada 3(tiga) titik utama pada

pompa, yaitu vertikal, horizontal, dan

radial. Saat pompa dihidupkan dan akan

bergetar, praktikan mulai menghidupkan

stroboscop dan praktikan mengatur knop

pada stroboscop sehingga terlihat bahwa

As pompa seolah-olah tidak bergerak atau

stasioner. Maka praktikan akan mencatat

angka yang ditunjukkan pada stroboscop.

Praktikan akan mengambil data selama 5

detik pada setiap pompa, yaitu pompa yang

46

normal dan pompa yang mempunyai beban

dari rekaman data osiloskop yang disimpan

di dalam memori.

Data akan dianalisis dengan

menggunakan Fast Fourier Transform.

Setiap sinyal periodik dapat dinyatakan

oleh jumlahan atas komponen-komponen

sinyal sinusoidal dengan frekuensi

berbeda (distinct). Jika ada sebuah

fungsi f(t) yang kontinyu periodik dengan

periode T, bernilai tunggal terbatas

dalam suatu interval terbatas, memiliki

diskontinyuitas yang terbatas jumlahnya

dalam interval tersebut dan dapat

diintegralkan secara mutlak, maka f(t)

dapat dinyatakan dengan deret fourier.

Dengan menggunakan software komputer,

komputasi FFT menjadi lebih mudah dan

cepat. Contoh sederhana FFT pada matlab

sebuah fungsi f(t) dari time domain

47

menjadi frequency domain. FFT merupakan

elemen pemrosesan sinyal pada pengukuran

vibrasi. Pada pengukuran vibrasi ada

empat tahapan untuk merubah sinyal

vibrasi menjadi spektrumnya. Algoritma

FFT untuk analisa vibrasi tersebut adalah

sebagai berikut: a. Pengambilan data

vibrasi dari tranduser yang dihubungkan

dengan sistem akuisisi, b. Sistem

akuisisi menghasilkan spektrum yang

menunjukkan perbandingan waktu dengan

percepatan, c. Hasil spektrum diolah

menggunakan software lain dengan

menggunakan Fast Fourier Transform, d.

Hasil pengolahan menggunakan FFT akan

berupa grafik perbandingan frekuensi

dengan amplitudo yang menunjukkan jenis

kerusakan dan tingkat kerusakan mesin.

48

49

BAB VPENUTUP

5.1 KESIMPULANDalam penyusunan laporan resmi ini dapat

diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Pola vibrasi dapat menentukan kondisi serta jenis kerusakan dari suatu mesin berputar.

2. Pola Vibrasi merupakan salah satu cara maintenance semua alat yang memiliki pola vibrasi.

5.2 SARANBerdasarkan praktikum yang telah

dilaksanakan dapat diberikan saran sebagai berikut:

1. Diharapkan praktikan mempersiapkan peralatan yang akan digunakan .

2. Praktikan dapat membedakan dengan cara menandai mana data yangdigunakan untuk di analisis dan data yang digunakan untuk percobaan alat.

50

DAFTAR PUSTAKA

Smith, BJ. 1996. Acoustics And Noise Control. Malaysia :

Longman

http://analisavibrasi.wordpress.com/2012/03/23/apa-itu-vibration-

vibrasi-getaran/ (diakses pada tanggal 19April 2014 pukul

17.20 WIB)

Azwar Ardhiantama 2412100046 ASISTEN : Amron Basuki 2412100054 PROGRAM STUDI S1 TEKNIK FISIKA JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

Documents