Pengaruh Ketidaksetimbangan Sudu Fan Terhadap Getaran Dan Arus Listrik Pada Motor Listrik DC

  Pengaruh Ketidaksetimbangan Sudu Fan Terhadap Getaran Dan Arus Listrik Pada Motor Listrik DC Rogo Syafarwadi*, Achmad Zainuri, Nasmi Herlina Sari.

  Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mataram, Jln. Majapahit No. 62 Mataram Nusa Tenggara Barat Kode Pos : 83125, Telp. (0370) 636087; 636126; ext 128 Fax (0370) 636087.

• Email

  Abstract

Machines that are used continuously or the lifespan of machines that have been very long

often arise a problem that is the high level of vibration. This study aims to investigate the

effect of unbalance of the fan blade against the resulting vibration and the required

current. Tools and materials used are vibration meter, fan, ampere meter, rubber, and

others. Balancing method is by addition of mass. The mass of the trial weight used was 2

grams with the mounting point at 0 °, 120 ° and 240 °. After loading of 1.6 grams at 318 °

on the fan 4 blades there was a vibration velocity decrease from 2,967 mm/s to 1,867

mm/s, current decrease from 0.153 A to 0.14 A. While on the fan 5 blades after the

addition of 2 grams at 240 ° there was vibration velocity decrease from 3.283 mm/s to

2,533 mm/s and the decrease of the current 0.16 A to 0.157 A.

  Keywords: vibration velocity, direct current, balance, load mass, mass orientation PENDAHULUAN

  Pada saat ini mesin rotating (rotating machinery) banyak digunakan oleh manusia dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia industri seperti fan, kompresor, turbin dan pompa, maka sudah tentu mesin-mesin ini harus beroperasi dengan optimal atau dalam keadaan ideal. Untuk menilai keadaan suatu mesin dapat dilihat dari tingkat getarannya (vibrasi) masing-masing mesin mempunyai standar atau tingkat vibrasinya masing- masing. Mesin yang menghasilkan getaran serendah mungkin akan menghemat energi yang dibutuhkan untuk melakukan pekerjaanya.

  Sementara mesin-mesin yang digunakan secara terus-menerus atau umur pakainya sudah sangat lama sering terjadi suatu masalah yaitu tingkat getaran yang tinggi. Dimana mesin dalam keadaan ini sebagian energi akan terbuang dalam bentuk energi lain, yaitu dalam bentuk getaran (vibrasi). Apabila tingkat getaran pada suatu mesin terlalu tinggi semakin tinggi dan kerusakan lainnya. Terjadinya peningkatan getaran berdasarkan amplitudo tertentu pada mesin tersebut maka harus dilakukan penanganan yang mengacu pada pengukuran dan analisa vibrasi.

  Salah satu metode untuk menangani masalah getaran yang tinggi adalah Balancing.

  

Balancing merupakan suatu proses pengecekan untuk mengetahui distribusi massa pada

  rotor dan melakukan koreksi sehingga jumlah residual unbalance atau vibrasi rendah atau memenuhi standar yang diijinkan. Prinsip koreksi unbalance yaitu dengan memberikan efek gaya sentrifugal yang sebanding dengan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh massa unbalance dengan arah berlawanan. Metode koreksi unbalance bisa dilakukan dengan cara penambahan massa (addition mass), pengurangan massa (removal mass) dan centering mass.

  [1]

  Hadmoko dkk (2016) yang meneliti tentang balancing rotor dengan analisis sinyal getaran dalam kondisi steady state menunjukan bahwa pada pungujian single plane

  

balancing yang dilakukan 5 kali pengujian dengan variasi massa unbalance dan lokasi

  berbeda. Karakteristik amplitudo getaran poros single plane pada percobaan 1 sampai 5 ketika kondisi sebelum balancing relatif lebih tinggi terlihat dari hasil pengujian sinyal getaran pada frekuensi 1x rpm terbaca amplitudo berturut-turut sebesar 0,0135 in/s, 0,01204 in/s, 0,0111 in/s, 0,02152 in/s dan 0,01686 in/s. Sedangkan sinyal getaran setelah dilakukan balancing menunjukan terjadinya penurunan amplitudo pada 1x rpm berturut-turut sebesar 0,00068 in/s, 0,0005 in/s, 0,00078 in/s, 0,0011 in/s, dan 0,00029 in/s.

  [2]

  Hasil penelitian Permana (2012) , menunjukkan bahwa proses balancing yang dilakukan pada sudu rotor turbin dengan penambahan massa eksentrik sebesar 958 gram pada posisi 25 cm dari sumbu poros dapat menurunkan level getaran dari 8,00 mm/s.rms menjadi 2,73 mm/s.rms sehingga mesin dapat beroperasi dalam jangka lebih dari 15.000 jam.

  [3]

  Hasil penelitian Fatah dan Wulandari (2017) menunjukan bahwa semakin besar massa suatu material poros maka semakin besar pula getaran yang terjadi. Hal ini terjadi karena adanya gaya radial statik sebagai gaya yang disebabkan oleh dirinya sendiri gaya pada poros yang disebabkan oleh berat poros itu sendiri. Dimana gaya radial yang menyebabkan melendutnya suatu poros. Adanya lendutan disebabkan karena momen lentur. Momen lentur muncul karena adanya gaya radial yang bekerja pada elemen poros dengan jarak yang tegak lurus terhadap titik tumpuan. Jadi, dapat disimpulkan bahwa terjadi selama proses permesinan berlangsung.

  [4]

  Lambang dan Djoko (2009) telah meneliti tentang pengaruh variasi kecepatan putaran terhadap efektifitas metode two-plane balancing untuk sistem poros piringan

  

overhung menunjukan bahwa dengan metode analisis vektor menggunakan pengukuran

  beda fasa respon getaran menghasilkan reduksi getaran antara 48,52% sampai dengan 66,76%.

  [5]

  Hasil penelitian Adiwidodo (2016) menunjukan bahwa penambahan beban memberikan kontribusi peningkatan kerugian gesekan akibat misalignment. Peningkatan beban berakibat peningkatan daya input baik pada parralel misalignment maupun angular

  

misalignment. Peningkatan arus input akibat parallel misalignment 8 mm sebesar 3,09 %

  dan angular misalignment 0,4 rad sebesar 2,32 %. Pengaruh misalignment poros terhadap kerugian energi motor listrik tidak signifikan dibandingkan dengan kerugian lain berupa umur operasi mesin. Konsumsi energi lebih tinggi saat misalignment dibanding dengan jika

  [6] motor induksi dalam keadaan alignment (Ulfiana, 2011) . [7]

  Triyono dkk (2010) telah meneliti tentang pengaruh ketidaksetumbuan sejajar terhadap getaran dan konsumsi energi listrik pada kopling cakar menunjukan bahwa variasi

  

misalignment pada saat ketidaksetumbuan sejajar (parallel misalignment) yang diberikan

  menghasilkan tingkat vibrasi yang signifikan dimana tingkat getaran pada ketidaksetumbuan sejajar (parallel misalignment) dengan beban 300 W dan pergeseran ketidaksetumbuan 0,45 mm sebesar 7 mm/s, tetapi daya listrik yang dikonsumsi tidak berpengaruh secara signifikan. Perubahan yang tidak signifikan dari daya listrik yang dikonsumsi disebabkan oleh jenis kopling yang memiliki karet pada sisi cakarnya. Karet pada sisi cakarnya mereduksi getaran yang terjadi terhadap konsumsi daya listrik.

  Vibrasi atau getaran adalah pergerakkan maju-mundur suatu komponen mesin dari kedudukan awalnya. Pemodelan yang paling sederhana untuk simulasi vibrasi adalah sistem pegas-massa dengan massa (M) dan kekakuan (k) yang saling bertautan. Vibrasi dihasilkan apabila terdapat gaya yang menggerakkan sistem ini. Pada gambar 1. dengan menambahkan gaya pada sistem tersebut, maka massa akan bergerak ke kiri, memampatkan pegas. Saat massa dilepas, massa tersebut akan bergerak maju-mundur untuk mencapai titik setimbangnya. Pergerakkan maju-mundur ini dipengaruhi oleh pegas yang mempunyai nilai kekakuan (Stiffness). Massa akan berhenti apabila sudah mencapai titik setimbang dimana tidak ada pengaruh dari gaya pegas atau gaya lainnya (gaya gesek).

  

Gambar 1. Sistem pegas massa

  Penyebab-penyebab terjadinya getaran antara lain, (a) Unbalance : Unbalance atau ketidak-balan pembebanan merupakan permasalahan yang sering dijumpai pada vibrasi suatu mesin. (b) Eccentric Rotor : Keanehan pada rotor terukur saat pusat putaran pada rotor tidak berada pada tempatnya. (c) Misalignment : Ketidak-simetrisan mesin terjadi karena bearing dan coupling yang tidak sejajar. (d)Mechanical Looseness : Mechanical

  

looseness biasa terlihat pada 1/2x rpm atau 1/3x rpm dan kelipatannya, namun dominan

  pada 2x rpm. (e) Resonansi : Terjadi pada saat vibrasi operasi mesin sama dengan frekuensi natural dari mesin tersebut. (f) Rotor Rubs : spektrum yang dihasilkan motor rubs mirip dengan spektrum yang dihasilkan mechanical looseness. (g) Roling element bearings

  

: Sebuah rolling element bearing terdiri dari bagian inner dan outer race, sebuah cage dan

rolling element. Kerusakan dapat terjadi pada setiap bagian dari bearing tersebut dan dapat

  menyebabkan frekuensi vibrasi yang tinggi. (h) Gearing Defects : Getaran akibat permasalahan roda gigi dapat diidentifikasi dengan menggunakan penganalisis getaran. Tejadi pada frekuensi gear meshing atau pada (jumlah roda gigi x RPM). (i) Belt Defects : Frekuensi cacat pada belt merupakan tipe sub-harmonic. Dalam menganalisa putaran belt, F-max perlu dijaga tetap rendah sehingga puncak dari amplitudo dapat terlihat. (j)

  

Blade/Vane Pass Defects : Pada setiap mesin yang menangani fluida seperti air, gas,

  udara da oli secara tipikal akan menimbulkan inherent vibration frequency (plus potential harmonics).

  Dalam analisis getaran, terdapat istilah yang disebut vibration severity atau keparahan getaran yang akan menunjukkan tingkat keparahan kondisi mesin. Vibration

  

severity merupakan hasil pengukuran overall yang dilakukan oleh operator untuk

  kemudian datanya diplot dalam database untuk dianalisis. Bebeapa standar internasional

  [8] yang digunakan untuk menganalisa vibrasi pada mesin, diantaranya ISO 10816 .

  

Gambar 2. Vibration severity

Balancing merupakan suatu prosedur atau proses pengecekan untuk mengetahui

  distribusi massa suatu rotor dan melakukan koreksi atau perbaikan bila diperlukan sehingga jumlah residual unbalance atau vibrasi atau gaya sentrifugal pada journal

  bearing dapat memenuhi batas yang diijinkan sesuai dengan standar.

  Prinsip koreksi unbalance adalah dengan memberikan efek gaya sentrifugal yang sebanding dengan gaya centrifugal yang dihasilkan oleh massa unbalance, dengan arah yang berlawanan .

METODE PENELITIAN

  Alat dan bahan yang digunakan yaitu vibration meter, amperemeter, fan, karet, timbangan dan lem.

  Kabel Pengukuran

  Fan

  Arus Listrik Pengukuran

  Tegangan Listrik

  

Gambar 3. Skema Uji

  Gambar 4. Titik pengujian getaran Tabel. 1 Nomenclature Kode Keterangan MIV Motor Inboard Vertikal (mm/s) MOV Motor Outboard Vertikal (mm/s)

MIH Motor Inboard Horizontal (mm/s)

MOH Motor Outboard Horizontal (mm/s)

O Jari-jari lingkaran O (cm) t

  1 (cm) T

  2 Jari-jari lingkaran t 2 (cm) T

  3 (cm) ⃗ panjang vektor O (cm) panjang vektor F (cm)

  Wc Beban koreksi (gr) Wt Beban percobaan (gr)

  I arus motor (Ampere) V tegangan listrik (V) W daya listrik (watt)

  Tabel 2. Perhitungan daya listrik fan 4 sudu sebelum balancing Orientasi beban (karet) Arus (A) Tegangan Listrik (V) Daya Listrik (W) Tanpa Beban 0.153 183

  28.06 2 gr pada 0 0.15 182

  27.3 2 gr pada 120 0.17 184

  31.28 2 gr pada 240 0.163 185

  30.23 Motor inboard vertikal (miv) Motor outboard vertikal (mov)

  Motor inboard horizontal (mih) horizontal (moh)

1 Jari-jari lingkaran t

3 Jari-jari lingkaran t

  Tabel 3. Perhitungan daya listrik fan 5 sudu sebelum balancing

Orientasi beban (karet) Arus (A) Tegangan Listrik (V) Daya Listrik (W)

Tanpa Beban

  0.16 184

  29.44 2 gr pada 0 0.17 183

  31.11 0.163 182 29.73 2 gr pada 120

  2 gr pada 240 0.157 184

  28.83 Tabel 4. Perhitungan daya listrik fan 4 sudu sebelum balancing

Orientasi beban (karet) Arus (A) Tegangan Listrik (V) Daya Listrik (W)

1.6 gr pada 218 0.14 182

  25.48 Tabel 5. Perhitungan daya listrik fan 5 sudu sebelum balancing

Orientasi beban (karet) Arus (A) Tegangan Listrik (V) Daya Listrik (W)

2.2 gr pada 190 0.167 183

  30.5 HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 4 sudu)

  8 /s)

  7 m

  6 (m an

  5 [CELLRANGE [CELLRANGE tar

  4 e ] ]

   G

  3 atan 2 [CELLRANGE

  [CELLRANGE p ce ] ]

  1 e K miv mov mih moh Titik pengambilan data

Gambar 5. Kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 4 sudu)

  Kecepatan getaran yang dihasilkan oleh fan 4 sudu sebesar 2,967 mm/s pada titik

  

motor inboard horizontal (mih), motor inboard horizontal (moh) 2,867 mm/s, pada titik

motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal sebesar 0,467 mm/s dan 0,433

  mm/s. Mengacu pada tabel vibration severity ISO 10816 bahwa pada titik motor inboard

  

horizontal tingkat getaran yang dihasilkan oleh fan 4 sudu dikategorikan unsatisfactory

sehingga dilakukan metode balancing untuk mengurangi getaran.

  

Gambar 6. Kecepatan getaran pada saat tanpa beban (fan 5 sudu)

  5

  7

  6

  5

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE ]

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  8 miv mov mih moh K e ce p tan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data [CELLRANGE ]

  7

  6

  4

  Kecepatan getaran yang dihasilkan oleh fan 5 sudu sebesar 3,233 mm/s pada titik

  3

  2

  1

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  Setelah dilakukan pemasangan beban 2 gr pada titik 0 terjadi penurunan kecepatan getaran pada titik motor inboard horizontal (mih) dan motor outboard horizontal (moh) menjadi 2,667 mm/s dan 2,5 mm/s. Sedangkan pada titik motor inboard vertikal

  sudu)

Gambar 7. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 1 (fan 4 sudu)

   (fan 4

  Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban 2 gr pada titik 0

  Dari data kedua gambar diatas dapat diketahui bahwa kecepatan getaran tertinggi terjadi pada motor input horizontal sehingga untuk menentukan besar beban koreksi dan letak beban koreksi mengacu pada nilai kecepatan getaran motor input horizontal (mih).

  

inboard horizontal (mih) yang dihasilkan fan 5 sudu dikategorikan unsatisfactory sehingga

perlu dilakukan metode balancing untuk mengurangi getaran.

  pada titik motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) sebesar 0,367 mm/s. Menurut tabel vibration severity ISO 10816 bahwa tingkat getaran pada titik motor

  

motor inboard horizontal (mih), 3,033 mm/s pada titik motor outboard horizontal (moh) dan

  8 miv mov mih moh K e ce p atan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data

  Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban 2 gr pada titik 0

  3

  6

  4

  2

  [CELLRANGE ]

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  8 miv mov mih moh K e ce p atan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data [CELLRANGE ]

  7

  6

  5

  4

  2

   (fan 5

  1

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  titik motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) tidak terjadi perubahan getaran dari sebelumnya.

  

horizontal (mih) dan 6,367 mm/s pada motor outboard horizontal (moh) sedangkan pada

  Setelah dilakukan pemasangan beban lagi sebesar 2 gr pada titk 120 pada fan 4 sudu terjadi peningkatan kecepatan getaran menjadi 6,633 mm/s pada motor inboard

  sudu)

Gambar 9. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 2 (fan 4 sudu)

   (fan 4

  Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban 2 gr pada titik 120

  Pada fan 5 sudu setelah dilakukan pemasangan beban 2 gr pada titik 0 terjadi kenaikan kecepatan getaran menjadi 6,433 mm/s pada motor inboard horizontal (mih) dan 6,167 pada motor outboard horizontal (moh) sedangkan pada titik motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) tidak terjadi perubahan yang signifikan.

  sudu)

Gambar 8. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 1 (fan 5 sudu)

8 K miv mov mih moh e ce p atan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data

   (fan 5

  sudu)

Gambar 10. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 2 (fan 5 sudu)

8 K miv mov mih moh e ce p atan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data

  

motor inboard horizontal (mih) dan 3,1 mm/s pada motor outboard horizontal (moh)

  [CELLRANG E] [CELLRANG E]

  8 miv mov mih moh K e ce p atan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data

  7

  6

  5

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANG E] [CELLRANG E]

  6

  setelah dilakukan pemasangan beban sebesar 2 gr pada titik 120 .

  4

  Pada fan 5 sudu terjadi penurunan kecepatan getaran menjadi 3,333 mm/s pada

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  dengan sebelumnya.

  

horizontal (mih) dan 3,8 mm/s pada motor outboard horizontal (moh) sedangkan pada

motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov) tingkat getarannya sama

  Pemasangan beban 2 gr pada titik 240 pada fan 4 sudu menyebabkan terjadi penurunan kecepatan getaran dari sebelumnya menjadi 4,233 mm/s pada motor inboad

  sudu)

Gambar 11. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 3 (fan 4 sudu)

   (fan 4

  Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban 2 gr pada titik 240

  2

   (fan 5

  sudu)

  8 /s)

  7 m

  6 (m

  5 an [CELLRANGE [CELLRANGE

  4 tar e ] ]

3 G

  [CELLRANGE 2 [CELLRANGE atan

  ] p ]

  1 ce e K miv mov mih moh Titik pengambilan data

Gambar 12. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban percobaan 3 (fan 5 sudu)

  Setelah dilakukan pemasangan beban pada titik 240 sebesar 2 gr kecepatan getaran pada motor inboard horizontal (mih) dan motor outboard horizontal (moh) menurun dari sebelumnya menjadi 2,533 mm/s dan 2,367 mm/s sedangkan tidak terjadi perubahan kecepatan getaran yang signifikan pada titik motor inboard vertikal (miv) dan motor outboard vertikal (mov).

  Diagram penentuan beban koreksi fan 4 sudu

Gambar 13. Diagram penentuan beban koreksi fan 4 sudu

  Kode Keterangan Nilai O Jari-jari lingkaran O 2,967 cm t Jari-jari lingkaran t 2,667 cm

  1

  1

  t Jari-jari lingkaran t 6,633 cm

  2

  2

  t Jari-jari lingkaran t 4,233 cm

  3

  3 panjang vektor O dibagi dengan panjang vektor F yaitu 3,7 cm kemudian dikalikan dengan besar beban percobaan yaitu sebesar 2 gr. Perhitungannya dapat dilihat di bawah ini.

  ⃗ = 1,6 gr

  Diagram penentuan beban koreksi fan 5 sudu

Gambar 14. Diagram penentuan beban koreksi pada fan 5 sudu

  Kode Keterangan Nilai O Jari-jari lingkaran O 3,233 cm t Jari-jari lingkaran t 6,433 cm

  1

  1

  t

  2 Jari-jari lingkaran t 2 3,333 cm

  t

  3 Jari-jari lingkaran t 3 2,533 cm

  Kemudian untuk mencari besar beban koreksi pada fan 5 sudu menggunakan cara yang sama dengan fan 4 sudu yaitu panjang vektor O dibagi dengan panjang vektor F yaitu 2,9 cm kemudian dikalikan dengan besar beban percobaan yaitu sebesar 2 gr. Perhitungannya dapat dilihat di bawah ini.

  ⃗

  Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 4 sudu)

Gambar 15. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 4 sudu)

  6

  7

  6

  5

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  K e ce p atan G e tar an (m m /s)

Titik pengambilan data

  8

miv mov mih moh

  7

  5

  Setelah dilakukan pemasangan beban 1,6 gr pada titik 318 dapat dilihat kecepatan getaran yang dihasilkan oleh fan 4 sudu lebih rendah dari sebelumnya sehingga dapat dikatakan proses balancing yang dilakukan berhasil. Dari nilai getaran pada titik motor inboard horizontal (mih) sebesar 1,867 mm/s dan 1,77 mm/s pada motor

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  [CELLRANGE ] [CELLRANGE ]

  sebesar 4,07 mm/s lebih besar dari nilai kecepatan getaran pada saat penambahan beban percobaan sebesar 2 gr pada titik 240 yaitu sebesar 2,533 mm/s. Dari data

  

inboard horizontal (mih) sebesar 4,133 mm/s dan pada motor outboard horizontal (moh)

  Kecepatan getaran setelah pemasangan beban 2,2 gr pada titik 190 pada motor

  Analisa kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 5 sudu)

Gambar 16. Kecepatan getaran pada saat pemasangan beban koreksi (fan 5 sudu)

  termasuk satisfactory atau sudah sesuai dengan getaran yang diizinkan untuk mesin kelas I yaitu mesin dengan daya kurang dari 15 kW.

  

outboard horizontal (moh), apabila dilihat pada tabel vibration severity nilai getaran

  8 miv mov mih moh K e ce p atan G e tar an (m m /s) Titik pengambilan data keadaan sebelumnya sehingga dapat dikatakan proses balancing yang dilakukan tidak berhasil. Hal ini dikarenakan oleh kesalahan dalam pengambilan data dan ketelitian dalam membuat diagram penentuan beban koreksi sehingga proses balancing dihentikan sampai penambahan beban percobaan 2 gr pada titik 240

  . Mengacu pada tabel

8 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° K e ce p atan G e tar an (m m /s) Orientasi Beban

  7

  7

  6

  5

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE]

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  6

  

vibration severity ISO 10816 tingkat getaran yang dihasilkan termasuk kategori

satisfactory atau sudah sesuai dengan getaran yang diizinkan untuk mesin kelas I.

  5

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  setelah balancing Setelah dilakukan pemasangan beban koreksi sebesar 1,6 gr pada titik 318 tingkat kecepatan getarannya menurun dari sebelumnya menjadi sebesar 1,867 mm/s dapat dilihat pada gambar 18. Tingkat penurunan kecepatan getaran setelah balancing sebesar 37,07 % dari keadaan tanpa beban. Kecepatan getaran tertinggi yang terjadi

  

Gambar 18. Pengaruh penambahan beban terhadap kecepatan getaran pada fan 4 sudu

  sebelum balancing

  Pengaruh Penambahan Beban Terhadap Kecepatan Getaran

Gambar 17. Pengaruh penambahan beban terhadap kecepatan getaran pada fan 4 sudu

8 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 1.6 gr pada 318° K e ce p atan G e tar an (m m /s) Orientasi Beban

  sedangkan kecepatan getaran terendah yang dihasilkan sebesar 1,867 mm/s pada saat penambahan beban sebesar 1,6 gr pada titik 318 . Hal ini terjadi karena karakteristik ketidaksetimbangan fan 4 sudu yang memberikan respon getaran terhadap besar penambahan beban dan lokasi penambahan beban. Dari data diketahui bahwa titik ketidaksetimbangan fan 4 sudu berada pada daerah titik 120 karena getaran tertinggi terjadi pada saat penambahan beban pada titik 120 dan getaran terendah terjadi pada saat penambahan beban pada titik berlawanan dengan arah 120 yaitu pada titik 318 .

7 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° K e ce p atan G e tar an (m m /s) Orientasi Beban

  6

  6

  5

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE]

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  5

  Jadi besarnya getaran yang diakibatkan oleh ketidaksetimbangan dipengaruhi massa beban dan lokasi beban. Jadi semakin besar massa beban atau semakin jauh jarak beban terhadap titik ketidaksetimbangan maka semakin besar gaya ketidaksetimbangan yang diakibatkan atau semakin besar getaran yang dihasilkan.

  4

  3

  2

  1

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  setelah balancing

  

Gambar 20. Pengaruh penambahan beban terhadap kecepatan getaran pada fan 5 sudu

  sebelum balancing Tingkat penurunan kecepatan getaran ketika dipasangkan beban 2 gr pada titik dari keadaan tanpa beban sebesar 21,65 %.

  

Gambar 19. Pengaruh penambahan beban terhadap kecepatan getaran pada fan 5 sudu

7 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 2.2 gr pada 190° K e ce p atan G e tar an (m m /s) Orientasi Beban

  pada titik 190 tingkat kecepatan getaran meningkat menjadi sebesar 4,133 mm/s. Setelah balancing tingkat kecepatan getaran meningkat sebesar 21,77% dari keadaan tanpa beban. Pada fan 5 sudu kecepatan getaran tertinggi sebesar 6,433 mm/s pada saat pemasangan beban percobaan sebesar 2 gr pada titik 0

  . Sedangkan kecepatan getaran terendah yang dihasilkan oleh fan 5 sudu sebesar 2,533 mm/s pada saat pemasangan beban sebesar 2 gr pada titik 240

  . Hal ini terjadi karena penyebab yang sama pada fan 4 sudu yaitu respon getaran karena karakteristik ketidaksetimbangan yang dipengaruhi oleh besar penambahan beban dan lokasi penambahan beban, tetapi titik ketidaksetimbangan

  fan 5 sudu berbeda dengan fan 4 sudu. Dari gambar diketahui titik 0

  merupakan titik ketidaksetimbangan fan 5 sudu karena getaran tertinggi terjadi pada saat penambahan beban pada titik 0 dan menurun ketika diberikan beban pada arah berlawanan.

  Pengaruh Penambahan Beban terhadap Arus Listrik Motor

  0.2 0.18 [CELLRANGE]

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] 0.16 [CELLRANGE] s (A) ru

0.14 A

  0.12

0.1 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° Orientasi beban

  

Gambar 21. Pengaruh penambahan beban terhadap arus listrik motor pada fan 4 sudu

  sebelum balancing

  0.2

  0.18 [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  [CELLRANGE]

  0.16 [CELLRANGE] s (A)

  [CELLRANGE] ru

0.14 A

  0.12

0.1 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 1.6 gr pada 318° Orientasi Beban

  

Gambar 22. Pengaruh penambahan beban terhadap arus listrik motor pada fan 4 sudu

  setelah balancing sebesar 1,6 gr didapatkan arus listriknya sebesar 0,14 A lebih rendah dari keadaan sebelum balancing. Tingkat penurunan arus listrik setelah balancing sebesar 8,50 % dari keadaan tanpa beban. Arus listrik motor tertinggi sebesar 0,17 A pada saat penambahan beban 2 gr pada 120 dan terendah pada saat penambahan beban 1,6 gr pada titik 318 yaitu sebesar 0,14 A. Hubungan getaran bantalan terhadap arus dipengaruhi oleh celah udara eksentrisitas yang menghasilkan anomali dalam kerapatan fluks celah udara. Karena bantalan mendukung rotor, setiap gangguan pada bantalan akan menghasilkan gerakan

  [9] radial antara rotor dan stator mesin (Narwade et al, 2013) .

  0.2

  0.18 [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  [CELLRANGE] [CELLRANGE] 0.16 s (A) ru

0.14 A

  0.12

0.1 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° Orientasi beban

  

Gambar 23. Pengaruh penambahan beban terhadap arus listrik motor pada fan 5 sudu

  sebelum balancing Tingkat penurunan arus listrik setelah pemasangan beban 2 gr pada titik 240 sebesar 1,87 % dari keadaan tanpa beban.

  0.2 [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  0.18 [CELLRANGE] [CELLRANGE]

  [CELLRANGE]

  0.16 s (A) ru

0.14 A

  0.12

0.1 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 2.2 gr pada 190° Orientasi Beban

  

Gambar 24. Pengaruh penambahan beban terhadap arus listrik motor pada fan 5 sudu

  setelah balancing beban. Perubahan arus listrik pada fan 5 sudu juga tidak terlalu signifikan hampir sama dengan fan 4 sudu. Arus listrik tertinggi terjadi pada saat penambahan beban 2 gr pada 0 sebesar 0,17 A dan terendah pada saat penambahan beban 2 gr pada titk 240 yaitu 0,163.

  Dari data fan 4 sudu dan 5 sudu diketahui pengaruh penambahan beban terhadap getaran berbanding lurus dengan getaran yang dihasilkan. Semakin tinggi nilai getaran maka arus yang dibutuhkan juga semakin besar. Hal ini tarjadi karena getaran merupakan sebagian energi yang terbuang sehingga semakin tinggi getaran semakin tinggi energi yang terbuang maka arus yang dibutuhkan oleh motor listrik juga semakin besar.

  Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik

  31.28

  35

  30.22

  28.06

  27.3

  30

  25 (W) ik

  20 str Li

  15 a ay

  10 D

  5 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° Orientasi Beban

Gambar 25. Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik pada fan 4

  sudu sebelum balancing

  35

  31.28

  30.22

  28.06

  27.3

  30 25.48 (W) ik

  25 str Li

  20 a ay D

  15

10 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 1.6 gr pada 318° Orientasi Beban

  

Gambar 26. Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik pada fan 4

  sudu setelah balancing beban. Besarnya konsumsi daya listrik didapatkan dari besarnya arus dikalikan dengan tegangan listrik. Dari rumus daya dapat diketahui bahwa semakin besar arus atau semakin besar tegangan listrik maka semakin tinggi pula konsumsi daya listriknya dan sebaliknya semakin rendah arus listrik atau semakin rendah tegangan listrik maka konsumsi dayapun semakin rendah.

35 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° D ay a Li str ik (W) Orientasi Beban

  

Gambar 27. Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik pada fan 5

  29.44

  30

  25

  20

  15

  10

  30.5

  28.83

  29.73

  31.11

  30

  sudu sebelum balancing Tingkat penurunan kecepatan getaran setelah pemasangan beban 2 gr pada titik

  25

  20

  15

  10

  28.83

  29.73

  31.11

  29.44

  sudu setelah balancing Setelah balancing daya listriknya meningkat sebesar 3,47 % dari keadaan tanpa beban. Pengaruh besarnya konsumsi daya listrik pada fan 5 sudu sama dengan fan 4 sudu yaitu dipengaruhi oleh besarnya arus listrik dikalikan dengan tegangan listrik.

  

Gambar 28. Pengaruh penambahan beban terhadap konsumsi daya listrik pada fan 5

  240 sebesar 2,07 % dari keadaan tanpa beban.

35 Tanpa Beban 2 gr pada 0° 2 gr pada 120° 2 gr pada 240° 2.2 gr pada 190° D ay a Li str ik (W) Orientasi Beban

  Setelah dilakukan penambahan beban sebesar 1,6 gr pada 318 pada fan 4 sudu terjadi penurunan kecepatan getaran dari 2,967 mm/s menjadi 1,867 mm/s dan penurunan arus listrik dari 0,153 A menjadi 0,14 A. Sedangkan pada fan 5 sudu setelah dilakukan penambahan 2 gr pada 240 terjadi penurunan kecepatan getaran dari 3,283 mm/s menjadi 2,533 mm/s dan penurunan arus listrik 0,16 A menjadi 0.157 A.

  SARAN

   Pada penelitian berikutnya sebaiknya menggunakan pengukuran sudut fase untuk menentukan lokasi beban koreksi dan mengunakan parameter percepatan getaran (vibration acceleration).

   Melakukan pergantian bantalan pada motor listrik sebelum melakukan balancing agar hasil balancing tidak dipengaruh oleh faktor kerusakan bantalan.  Menggunakan bantuan alat pijakan tangan pada saat pengukuran getaran agar tangan tidak kontak langsung dengan mesin yang bergetar sehingga tidak mempengaruhi hasil pengukuran.

   Menggunakan bantuan software seperti autocad, solidwork, autodesk inventor, dll untuk membuat diagram penentuan beban koreksi.

DAFTAR PUSTAKA

  [5] Adiwidodo, S., 2016, Pengaruh Angular Dan Parallel Misalignment Terhadap Konsumsi Energi Motor Listrik, Prosiding SENTIA, Vol.8, Hal B29-B34.

  

Budynas, Nisbett. 2006. Shigley’s Mechanical Enggineering Design, Eight Edition.

  McGraw-Hill, USA.

  [3] Fatah, M.M.A, dan Wulandari, D., 2017, Studi Eksperimental Pengaruh Nilai Getaran Mekanis Terahadap Motor Listrik Induksi Dengan Variasi Poros

  Tambahan, JTM, Vol. 05, No. 02, Hal 93-98.

Girdhar, Paresh Beng. 2004. Practical Machinery Vibration Analysis and predictive

maintenance. Girdhar and Associates, London, UK.

  [1] Hadmoko, T., Widodo, A., Satrijo., D, 2016, Balancing Rotor Dengan Analisis Sinyal

Getaran Dalam Kondisi Steady State, JTM (S-1), Vol.4, No.2, Hal 251-257.

  [8]

  ISO 10816 : 1998, Mechanical Vibration

• – Evaluation of Machine Vibration By

  [4]

Lambang G.H, R.L., Djoko, S D., 2009, Pengaruh Variasi Kecepatan Putaran

Terhadap Efektifitas Metode Two-Plane Balancing Untuk Sistem Piringan Poros

  Overhung, MEKANIKA, Vol.7, No.2, Hal 58-76.

  [9]

Narwade, S., Kulkarni, P., and Patil, C.Y., 2013, Fault Detection of Induction Motor

Using Current and Vibration Monitoring, International Journal of Advanced

  Computer Research, ISSN, Vol. 3, No, 4, p. 272-279.

  [2]

Permana, E., 2012, Analisa Dan Penanganan Getaran Pada Turbin Pembangkit

Listrik Di PLTP Kamijang Unit I Darajat, TORSI, Vol.10, No. 1.

  [7]

Triyono, B., Prasetyo, Indra A.W, D., Laksono, W., Kaji Eksperimental Pengaruh

Ketidaksatusumbuan Sejajar Terhadap Getaran Dan Konsumsi Energi Pada

  Kopling Cakar, IRWSN, Hal 6.1-6.4.

  [6]

Ulfiana, A., 2011, Analisis Pengaruh Misalignment Terhadap Vibrasi Dan Kinerja

Motor Listrik, POLITEKNOLOGI, Vol.10, No.3, Hal 261-270.

  Wowk, Victor. 1995. Machinery vibration : balancing. McGraw-Hill, USA.