41
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Perhitungan Getaran Roda Gigi Lurus
Roda gigi yang digunakan pada penelitian ini adalah roda gigi lurus dengan spesifikasi sebagai berikut:
Jenis roda gigi : Roda gigi lurus Jumlah gigi
: 36 gigi Modul
: 2.5
4.2 Karakteristik Getaran Pada Roda Gigi Lurus Dengan Variasi Putaran
Pengukuran getaran pada roda gigi lurus dengan kondisi roda gigi normal, roda gigi aus, roda gigi sompel, dan roda gigi patah dilakukan
dengan memvariasikan kecepatan yaitu: 400 Rpm, 500 Rpm, 600 Rpm, 700 Rpm, 800 Rpm, 900 Rpm, 1000 Rpm, 1100 Rpm dan 1200 Rpm.
Rumus dasar getaran menggunakan rumus sebagai berikut:
a. Simpangan:
t A
x
sin .
, maka
t x
A
sin
b. Kecepatan:
t A
x
cos .
, maka
t x
A
cos
c. Percepatan:
t A
x
sin
2
, maka
t x
A
sin
2
4.2.1 Karakteristik Getaran Pada Roda Gigi Normal
Hasil pengukuran getaran pada roda gigi normal dapat di lihat pada tabel 4.1 berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
42
Tabel 4. 1. Hasil pengukuran velocity roda gigi normal pada putaran 400 Rpm
Velocity Roda gigi Normal mms
Time s Aksial
Horizontal Vertikal
0,06 0.152773
0.15577 0.156968
0.12 0.143783
0.14678 0.149177
0.18 0.153972
0.156968 0.156968
0.24 0.153372
0.156968 0.156369
0.30 0.153372
0.156369 0.156968
0.36 0.153372
0.156968 0.156369
0.42 0.153372
0.156369 0.156369
0.48 0.153372
0.156369 0.156968
0.54 0.151574
0.156369 0.156369
0.60 0.156968
0.156968 0.156968
Dari tabel diatas dapat di gambarkan grafik velocity vs time seperti gambar 4. 1 sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
43
Gambar 4. 1. Velocity roda gigi normal pada putaran 400 Rpm
Jika dikaitkan dengan standart indicator uji kelayakan mesin ISO 2372 BS4675 kelas I data getaran yang dihasilkan oleh velocity roda gigi normal memiliki amplitudo
sebesar 0.159366 mms yang berati roda gigi normal ini berada pada zona A hijau, yang memilik vibrasi sangat baik dan dibawah vibrasi yang diizinkan.
Berdasarkan dari data hasil percobaan di atas, data yang dihasilkan adalah berupa hasil kecepatan. Sehingga berdasarkan data vibrasi yang didapatkan maka digambarkan
karakteristik vibrasi dengan langkah sebagai berikut:
Kecepatan sudut pada kecepatan putaran poros: 400 Rpm, maka:
s rad
x 86
, 41
400 60
2
Frekuensi motor dapat dihitung:
f
2
,sehingga
2
f
Maka:
0.142 0.144
0.146 0.148
0.15 0.152
0.154 0.156
0.158 0.16
0.162
10 20
30 40
50 60
70
V e
lo ci
ty m
m s
Time s
AKSIAL HORIZONTAL
VERTIKAL
xn 60
2
Universitas Sumatera Utara
44 Hz
f 67
, 6
2 86
, 41
2
Sehingga Perioda motor dapat dihitung adalah sebagai berikut:
Amplitodo dapat dapat dihitung melalui persamaan velocity yang di dapat dari hasil transduser, dengan demikian persamaan amplitudo dapat dihitung sebagai berikut:
t A
x
cos .
t x
A
cos
s mm
A 0,00451
06 .
. 86
, 41
cos 86
, 41
0.152773
Untuk menghitung acceleration dapat dicari dengan mendifferensialkan persamaan velocity sebagai berikut:
dt x
d x
dt t
A d
x cos
.
t A
x
sin
2
06 ,
. 86
, 41
sin 0,00451
. 86
, 41
2
x
x
4,649396 mms
2
Dari hasil perhitungan acceleration yang didapat dari mendifferensialkan persamaan velocity dapat dilihat pada tabel 4.2 sebagai berikut:
s f
T 149
, 67
, 6
1 1
Universitas Sumatera Utara
45
Table 4.2. Hasil pengukuran acceleration roda gigi normal pada putaran 400 Rpm
Dari tabel diatas dapat di gambarkan grafik acceleration vs time seperti gamabar 4.2. sebagai berikut:
Acceleration Roda Gigi Normal mms
Time s Aksial
Horizontal Vertikal
0,06 4.649396
4.74059 4.77707
0.12 4.375809
4.467003 4.539961
0.18 4.685873
4.77707 4.77707
0.24 4.667635
4.77707 4.758828
0.30 4.667635
4.758828 4.77707
0.36 4.667635
4.77707 4.758828
0.42 4.667635
4.758828 4.758828
0.48 4.667635
4.758828 4.77707
0.54 4.612916
4.758828 4.758828
0.60 4.77707
4.77707 4.77707
Universitas Sumatera Utara
46
Gambar 4.2. Acceleration roda gigi normal pada putaran 400 Rpm
Dapat dilihat dari gambar grafik acceleration roda gigi normal bahwa untuk amplitudo yang dihasilkan memiliki amplitudo terbesar pada arah horizontal.
Untuk menghitung displacement dapat dicari dengan mengintegralkan persamaan velocity sebagai berikut:
t
x x
t A
x .
. sin
.
mm 0,00265
06 ,
. 86
, 41
sin .
0,00451
x
x
Dari hasil perhitungan displacement yang mengintegralkan persamaan velocity dapat dilihat pada tabel 4.3 sebagai berikut:
4.3 4.4
4.5 4.6
4.7 4.8
4.9
10 20
30 40
50 60
70
A cc
e le
ra ti
o n
m m
s
2
Time s
AKSIAL HORIZONTAL
VERTIKAL
Universitas Sumatera Utara
47
Table 4.3. Hasil perhitungan displacement roda gigi normal pada putaran 400 Rpm
Displacement Roda Gigi Normal mm
Time s Aksial
Horizontal Vertikal
0,06 0.00265
0.002702 0.002723
0.12 0.002494
0.002546 0.002587
0.18 0.002671
0.002723 0.002723
0.24 0.00266
0.002723 0.002712
0.30 0.00266
0.002712 0.002723
0.36 0.00266
0.002723 0.002712
0.42 0.00266
0.002712 0.002712
0.48 0.00266
0.002712 0.002723
0.54 0.002629
0.002712 0.002712
0.60 0.002723
0.002723 0.002723
Dari tabel diatas dapat di gambarkan grafik displacement vs time seperti gambar 4.3. sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
48 Gambar 4. 3. Displacement roda gigi normal pada putaran 400 Rpm
Dapat dilihat dari gambar grafik displacement roda gigi normal bahwa untuk amplitudo yang dihasilkan memiliki amplitudo terbesar pada arah horizontal.
4.2.2 Karakteristik Getaran Pada Roda Gigi Aus