VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Kalibrasi Mesin Pompa Sentrifugal Single Stage terhadap Respon Getaran Untuk Daerah Axial dan Vertikal

Suriady Sihombing

ABSTRACT

This research concerns about the results of experimental of load force to give of dynamometer toward single stage centrifugal pump.Centrifugal pump is used in this research with maximum head 15 m, maximum capacity5 liter/sec and 1850 watt power. PVC pipes are used at suction pipes and discharge pipesDiameter is 2 inch and 0,86 m long, it is equipped with valve and manometer.Diameter of discharge pipes is 2 inchi with 3,78 m long, it is equipped with valve, manometer, and flowmeter. Static head is 0,77 m and 3,9 m total head of system.Vibration characteristic testing is started from force 2 kg, 2,2 kg, 2,4 kg, 2,6 kg, 2,8 kg and responding of vibration is measured by vibrometer digital Hand Held Vibration meter 908 B . Measured point are eight points : at base plate P-01, P-02, P-03, P-04 , at pump P-05, P-06, at electromotorP-07, P-08, and measured from axial,and vertical direction. The result of the research is found out that increase to give of load and head made increase vibration emerge. The highest displacement occurs in electromotor at P-07 point with displacement value 170 m, and the lower displacement occurs in pump at P-06 point with displacement value 27,5 m .The highest velocity occurs in baseplate at P-04 point with velocity value 4,85 m/sec, The lower velocity occurs in pump at P-06 point with velocity value 0,10 m/sec.The highest acceleration occurs in baseplate at P-04 point with acceleration value 6,85 m/sec2 , the lower acceleration occurs in electromotor at P-08 point with accelerationValue 1,55 m/sec2 .

--------------- Keys words : Centrifugal pump, Vibration, , Manometer, Tachometer, .

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pompa sentrifugal adalah salah satu jenis pompa yang sangat banyak dipakai oleh dunia industri terutama industri pengolahan dan pendistribusian air. Ada beberapa keunggulan pompa sentrifugal yaitu : 1. Konstruksinya sederhana dan mudah pemasangannya. 2. Perawatan, kapasitas dan head yang tinggi. 3. Harga relatif murah, tetapi kehandalannya tinggi.

Walaupun banyak terdapat kelebihan dan kehandalan dari pompa sentrifugal ini tetapi masih sering dijumpai kegagalan pengoperasian yang terjadi dilapangan, hal ini terutama terjadi yang disebabkan oleh kesalahan waktu pemasangan dan pengoperasian, seperti penyetelan sambungan pada pompa dan motor, pondasi pompa, penggunaan bentuk maupun bahan rangka pompa, getaran pada pipa tekan dan kavitasi.

_____________ISSN 0853 - 0203

108

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Kelemahan lainnya adalah kesalahan perencanaan yang mengakibatkan timbulnya getaran yang tinggi pada pengoperasian pompa. Disamping itu, pemberhentian pompa juga memberikan getaran yang besar pada pompa, dimana pompa dioperasikan dalam kondisi katup tertutup. Selain beberapa keunggulan serta kelemahan dalam pengoperasianya, masih diperlukan penelitian yang lebih dalam tentang pengoperasian yang terbaik sehingga pompa dapat beroperasi dalam keadaan getaran yang rendah dan getaran itu dapat menjadi indikator kinerja dari pompa. Getaran yang terjadi akibat pengoperasian pompa sentrifugal adalah getaran relative antara satu pompa dengan pompa yang lain.Getaran ini disebabkan :1. Ketidak homogenan material pompa2. Ketidak sempurnaan sistem penggerak pompa3. Fluktuasi gaya4. Fenomena kavitasi5. Getaran luar yang ditransmisikan melalui pondasiGetaran timbul bilamana kapasitas, putaran, kavitasi, ketidak sempurnaan sistem penggerak pompa menimbulkan ketidak stabilan dan amplitude getarannya membesar dimana frekuensi eksitasinya mendekati frekuensi pribadi (William, 1995).

Secara garis besar banyak factor yang berpengaruh terhadap getaran pada sistem operasi yaitu :1. Aspek parameter operasi diantaranya : Kapasitas, Putaran, kecepatan

aliran, jenis fluida, bentuk impeller, jumlah sudu, bentuk sudu dan viskositas fluida.

2. Aspek struktur pompa diantaranya kekakuan statik, redaman, frekuensi pribadi dan massa getar.

Dengan semakin majunya teknik perawatan peralatan mesin yang ditandai dengan digunakannya teknik predictive maintenance yang berdasarkan kepada perhitungan kondisi mesin ketika beroperasi. Teknik ini bergantung kepada kenyataan bahwa sebahagian besar mesin akan memberikan peringatan sebelum terjadi kerusakan atau kegagalan. Beberapa gejala kegagalan pada mesin tersebut dapat diprediksi dari beberapa analisa seperti analisa vibrasi, analisa temperatur serta analisa keausan peralatan juga usia dari mesin itu sendiri, dimana mesin pompa sentrifugal ini telah berusia ± 25 tahun apakah masih layak dipergunakan sebagai alat percobaan dilaboratorium Prestasi Mesin.

Dari latar belakang keadaan diataslah maka dipandang perlu kiranya dilakukan suatu penelitian eksperimen tentang kolerasi Kalibrasi Mesin Pompa Sentrifugal Single Stage terhadap Respon Getaran Untuk Daerah Axial dan Vertikal.

1.2 Perumusan Masalah Penggunaan respon vibrasi dari aspek mekanis sebagai indikator perawatan memberikan kemudahan pengujian dan titik pengujian tepat pada gaya penggerak ,

_____________ISSN 0853 - 0203

109

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

serta informasi maksimum dan pengujian dilakukan tanpa menyambung dan menggangu operasi peralatan mekanik. Dengan kemajuan teknologi perawatan peralatan mekanik sistem predictive maintenance sebagai manajemen perawatan peralatan mekanik, maka Pengujian getaran mekanik vibrasi sangat diperlukan sebagai indikator perawatan. [Kelly,2000]

Walaupun pembuatan pompa sentrifugal semakin maju namun sampai saat ini sangat sulit untuk mencari standard vibrasi untuk pompa sentrifugal, bahkan pabrik pembuat pompa tidak memberikan standard vibrasi dari pompa buatannya. Standart ISO 10816-3 untuk standart getaran dapat dilihat pada Gambar 1.2

Gambar 1.2 Standart ISO 10816-3 untuk getaran. [9]

Dari Gambar 1.2 dapat dilihat bahwa sesuai standart ISO 10816-3 untuk getaran dikategorikan kepada 4 zona yaitu :

1. Zona A berwarna hijau, getaran dari mesin sangat baik dan dibawah getaran yang diijinkan.

2. Zona B berwarna hijau muda, getaran dari mesin baik dan dapat dioperasikan tanpa larangan.

3. Zona C berwarna kuning, getaran dari mesin dalam batas toleransi dan hanya dioperasikan dalam waktu terbatas.

4. Zona D berwarna merah, getaran dari mesin dalam batas berbahaya dan dapat terjadi kerusakan sewaktu-waktu.

Batasan masalah yang dilakukan meliputi :1. Pengukuran vibrasi pada pompa.2. Pengukuran putaran operasi dengan tachometer.

_____________ISSN 0853 - 0203

110

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

3. Variasi beban gaya yang diberikan 1.3 Tujuan Penelitian

1.3.1. Tujuan UmumTujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan kolerasi

Kalibrasi Mesin Pompa Sentrifugal Single Stage terhadap Respon Getaran Untuk Daerah Axial dan Vertikal 1.3.2. Tujuan Khusus1. Mendapatkan besarnya vibrasi pompa sentrifugal satu tingkat berupa data :

a. Simpangan b. Kecepatan c. percepatan2. Mendapatkan vibrasi masing – masing pompa.3. Verifikasi hasil eksperiment dan teoritis 4. Mendapatkan frekuensi natural sistem (teoritis).

1.4. Manfaat Penelitian Penelitian ini merupakan suatu upaya nyata dari pihak perguruan tinggi dalam memberikan informasi kepada dunia industri tentang hubungan pompa sentrifugal. Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :1. Memberikan informasi tentang pengujian getaran pada pompa sentrifugal

serta memberikan informasi kepada dunia industri yang menggunakan pompa sentrifugal tentang pemanfaatan sinyal vibrasi sebagai indikator perawatan atau maintenance.

2. Memberikan masukan kepada pembuat pompa Sentrifugal untuk memberikan data vibrasi sebagai acuan perawatan pompa

3. Untuk mengetahui apakah alat pompa sentrifugal ini masih layak dipergunakan sebagai alat percobaan dilaboratorium prestasi Mesin.

II.TINJAUAN PUSTAKA

Pompa adalah salah satu dari jenis mesin – mesin fluida yang berguna untuk memindahkan suatu fluida cair dari suatu tempat ketempat lain. Pompa sentrifugal adalah salah satu jenis pompa yang sangat banyak dipergunakan. Dalam dunia industri biasanya pompa sentrifugal dapat beroperasi dengan maksimal dan tahan dioperasikan dalam waktu yang cukup lama, hal ini tidak terlepas dari jenis pompa apa yang kita pergunakan, pemasangan serta pengoperasian yang tepat sehingga akan bekerja sesuai dengan kegunaannya. Untuk menentukan apakah suatu peralatan bekerja sesuai dengan kondisi terbaiknya diperlukan indikator-indikator yang dapat bekerja dengan cepat dan efisien.

Vibrasi adalah salah satu indikator yang baik untuk menentukan apakah suatu peralatan beroperasi dalam keadaan baik. Semakin kecil nilai suatu vibrasi maka akan menjadi semakin baiklah peralatan itu, dan sebaliknya apabila suatu peralatan yang beroperasi mempunyai getaran yang besar atau tinggi, maka kondisi peralatan tersebut perlu diadakan pemeriksaan kembali. Oleh karena itu suatu peralatan yang beroperasi sebaiknya memiliki suatu nilai getaran standart dan

_____________ISSN 0853 - 0203

111

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

batasan getaran yang diperbolehkan sesuai dengan standar dari pabrik pembuatnya, sehingga apabila nilai getaran yang terjadi diluar batasan yang diizinkan maka peralatan tersebut harus menjalani tindakan perawatan(maintenance).

2.1. Vibrasi

2.1.1. Gerak HarmonikGerak osilasi dapat berulang secara teratur, jika gerak itu berulang dalam

selang waktu yang sama, maka geraknya disebut dengan gerak periodik. Sedangkan waktu pengulangannya disebut dengan periode osilasi dan kebalikannya yaitu f = 1/τ disebut frekwensi. Jika gerak dinyatakan dalam fungsi waktu x(t), maka setiap gerak periodik harus memenuhi hubungan (t) = x (t + τ). Secara umum gerak harmonic dapat dinyatakan dengan persamaan (William,1995) : x = A sin 2π t / τ (2.1)Gerak harmonik sering dinyatakan sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak melingkar dengan kecepatan yang tetap pada suatu garis lurus seperti terlihat pada Gambar 2.1 dengan kecepatan sudut garis OP sebesar ω, maka perpindahan simpangan x dapat dituliskan sebagai : x = A sin ωt (2.2)Besarnya ω biasanya diukur dalam radian perdetik dan disebut frekwensi lingkaran.Oleh karena itu gerak berulang dalam 2 π radian, maka didapat hubungan : ω = 2 π / t = 2 π . f (2.3)Dengan τ dan f adalah periode dan frekwensi gerak harmonik berturut turut dan biasanya diukur dalam detik dan siklus perdetik.Dengan menggunakan notasi titik untuk turunannya, maka didapat :

= ω A cos ωt = ωA sin (ωt + π/2) (2.4)

= - ω A sin ωt = ω 2 A sin (ω t + π) (2.5)

Gambar.2.1. Gerak harmonik sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak pada Lingkaran

2.1.2. Getaran Bebas (Free Vibration)Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang

ada dalam sistem itu sendiri (inherent) dan apabila tidak ada gaya luar yang

_____________ISSN 0853 - 0203

112

X

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih frekwensi naturalnya yang merupakan sifat dinamika yang dibentuk oleh distribusi massa dan kekakuannya.

Gambar 2.2. Sistem pegas-massa dari diagram benda bebas Hukum Newton kedua adalah dasar pertama untuk meneliti gerak sistem, pada Gambar 2.2 terlihat perubahan bentuk pegas pada posisi kesetimbangan adalah Δ dan gaya pegas adalah kΔ yang sama dengan gaya gravitasi yang bekerja pada massa m. KΔ = w = mg (2.6)Hukum Newton kedua untuk gerak diterapkan pada massa m : m = Σ F = w - k (Δ + x) (2.7)Dan karena kΔ = w, maka diperoleh : m = - kx (2.8)

2.1.3. Landasan Teori Pengujian Getaran MesinGetaran yang timbul pada pompa dikarenakan oleh putaran motor melalui

koupling dan impeller sehingga dapat dianalisa sesuai dengan gerak yang timbul.Dalam kondisi ini dapat diasumsikan bahwa akan terjadi torsi yang

dihasilkan motor melalui mekanisme koupling. Untuk memudahkan analisa gerak, maka Gambar 2.3 dapat disederhanakan menjadi:

. model fisis system diidealisasi

Gambar 2.5 Model pendekatan getaranPersamaan pada kondisi normal sesuai dengan hukum Newton yaitu

_____________ISSN 0853 - 0203

113

m

m m

peregangan tanpaPosisigankesetimban Posisi

statik

X) (k k

x

w.

X..X

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Σ M = J (2.12)2.1.4. Pengolahan Data Vibrasi2.1.4.1. Data Domain Waktu (Time Domain)

Pengolahan data time domain melibatkan data hasil pengukuran objek pemantauan sinyal getaran, tekanan fluida kerja, temperatur fluida kerja maupun aliran fluida kerja. Hasil pengukuran objek pemantauan dalam domain waktu dapat berupa sinyal :a. Sinyal statik, yaitu sinyal yang karakteristiknya (misalkan amplitudo,

arah kerja) yang tidak berubah terhadap waktu.b. Sinyal dinamik, yaitu sinyal yang karakteristiknya berubah terhadap

waktu sehingga tidak konstan.Sinyal dinamik yang sering ditemui dalam perakteknya berasal dari sinyal getaran, baik yang diukur menggunakan accelerometer, vibrometer, maupun sensor simpangan getaran . A A

Statik Dinamik

+ +

0 _ waktu 0 _ waktu

Gambar 2.4 Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik

Untuk keperluan pengolahan sinyal getaran dalam Time Domain , perlu diperhatikan karakteristik sinyal getaran yang dideteksi oleh masing–masing sensor percepatan, kecepatan dan simpangan getaran (Displacement). [William,1995]2.1.4.2. Data Domain Frekwensi (Frekwensi Domain)

Pengolahan data frekwensi domain umumnya dilakukan dengan tujuan :1. Untuk memeriksa apakah amplitudo suatu frekwensi domain dalam batas

yang diizinkan adalah standard.2. Untuk memeriksa apakah amplitudo untuk rentang frekwensi tertentu

masih berada dalam batas yang diizinkan.3. Untuk tujuan keperluan diagnosis. Dalam prakteknya proses konversi ini dilakukan dengan menggunakan proses Transformasi Fourier Cepat ( Fast Fourier Transformation , FFT).

_____________ISSN 0853 - 0203

114

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Gambar 2.5 Hubungan Data Time Domain dengan Frequency Domain

Data domain waktu merupakan respon total sinyal getaran, sehingga karakteristik masing-masing sinyal getaran tidak terlihat jelas. Dengan bantuan konsep deret fourier, maka sinyal getaran ini dapat dipilih-pilih menjadi komponen dalam bentuk sinyal sinus yang frekwensinya merupakan frekwensi-frekwensi dasar dan harmonik.

2.2. Pompa2.2.1. Teori Dan Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Pompa adalah suatu mesin fluida yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari tempat yang energinya lebih rendah ketempat yang energinya lebih tinggi. Oleh karena itu pompa merupakan suatu mesin kerja, dimana pada saat sekarang ini penggunaannya sangat luas dalam kehidupan untuk mengalirkan fluida cair

Pada umumnya pompa memiliki satu atau lebih impeller dengan sudu-sudu yang dipasang pada impeller tersebut dan diselubungi oleh rumah pompa (casing).Fluida memasuki impeller secara aksial dengan kecepatan tertentu yang mempunyai energi kinetis dan energi potensial oleh sudu-sudu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi.

2.2.2 Pengoperasian PompaDalam pengoperasiaanya pompa harus memenuhi head dan kapasitas yang

diinginkan, kemampuan pompa dalam hal ini dapat dilihat pada kurva karakteristik pompa.. Head statis adalah beda ketinggian permukaan dan tekanan pada kedua permukaan. Head sistem pemipaan ini dapat digambarkan sebagai kurva head kapasitas yang merupakan kurva static pemipaan seperti terlihat pada Gambar kurva.2.6 .(Sularso,1991)

_____________ISSN 0853 - 0203

115

Time Domain

FFT

Frequency Domain

FFT

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Head (H) Kurva karakteristik pompa

H ap Titik operasi

Kurva Karakteristik pipa

HStatis

Kapasitas (Q)

Gambar 2.6 Kurva Head dan Kapasitas

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat Dan WaktuPenelitian ini dilaksanakan di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas HKBP Nommensen Medan.

3.2.Bahan Peralatan Dan Metode3.2.1. Bahan

Dalam penelitian ini subjek penelitian adalah berupa pompa sentrifugal satu tingkat seperti terlihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Konstruksi Pompa Sentrifugal

Gambar 3.1 Pompa Sentrifugal satu tingkatPeralatan Dan Metode1 Vibrometer

_____________ISSN 0853 - 0203

116

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Untuk melakukan pengukuran terhadap tingkat vibrasi yang terjadi pada pompa digunakan instrumen pengukur sinyal vibrasi, yaitu vibrometer digital Handheld 908B. Setting instrumen pengukur vibrasi ini dilakukan pada saat akan melakukan pengukuran sinyal vibrasi.

Gambar 3.2. vibrometer Handheld 908B3.3. Variabel Yang Diamati1. Displacement atau simpangan dari delapan titik dan dua arah pengukuran.2. Velocity atau kecepatan dari delapan titik dan dua arah pengukuran.3. Acceleration atau percepatan dari delapan titik dan dua arah pengukuran 4. Frekwensi natural dari sistem pompa sentrifugal.

3.4. Teknik Pengukuran, Pengolahan Dan Analisa Data3.4.1. Teknik Pengukuran

Penyelidikan sinyal vibrasi yang timbul akibat perubahan pada pompa dengan titik pengukuran searah sumbu vertikal, dan aksial. Pengukuran dilakukan pada titik yang telah ditentukan dengan pengambilan data berdasarkan time domain dan frekwensi domain.Pengukuran kedua arah tadi dikarenakan sistem pengujian diasumsikan mempunyai 3 derajat kebebasan.

3.4.2. Pengolahan Dan Analisa DataVibrasi yang terjadi pada pompa dengan variasi data yang diperoleh akibat

perubahan beban gaya dan kapasitas dan dianalisa serta dibahas untuk memperoleh perilaku vibrasinya.

3.5. Kerangka konsepSecara garis besar kerangka konsep pelaksanaan penelitian ini akan

dilaksanakan berurutan dan sistematis, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.4.

_____________ISSN 0853 - 0203

117

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Gambar 3.3 Kerangka Konsep Penelitian

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengukuran respon getaran pompa pada gaya 2 kg4.1.1 Pengukuran respon getaran pada landasan di F = 2 kg di titik P-01. Pengukuran respon getaran dimbil pada gaya 2 kg dititik P-01 dilakukan dengan mengambil displacement (simpangan) , velocity ( kecepatan ), Acceleration (Percepatan) untuk arah aksial, vertikal,data pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.1Tabel 4.1 Hasil pengukuran respon getaran pada landasan dengan gaya F = 2 kg pada P-01

No Waktu

(detik )

Aksial Vertikal

Dis

(um)

Vel

(cm/s)

Acc

(cm/s2)

Dis Vel Acc

1 12 44.5 0.936 2.10 43.0 1.250 2.15

2 16 45.1 0.920 2.15 44.0 1.100 2.18

3 20 46.5 1.015 2.20 48.0 1.150 2.25

_____________ISSN 0853 - 0203

118

*Pemasangan Tachometer*Perbaikan sistim instalasi*Pengukuran vibrasi

*Hasil displacement,Acceleration dan Frekuensi*Verifikasi pengukuran dan perhitungan teoritis

Hasil dan analisa

Kesimpulan

Selesai

Variabel bebas * Head * Kapasitas

Mulai

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

4 24 47.3 0.990 2.20 50.5 1.035 2.30

5 28 48.0 0.925 2.30 52.5 1.050 2.35

6 32 50.0 0.925 2.43 51.0 1.050 2.45

7 36 50.5 1.005 2.57 51.0 1.400 2.40

8 40 51.5 1.005 2.67 48.0 1.400 2.54

9 44 50.5 1.035 2.71 52.0 1.350 2.60

10 48 49.0 1.155 2.90 52.0 1.350 2.75

Rata-rata 48.25 0.991 2.41 49.2 1.21 2.49

Harga respon getaran pada Tabel 4.1 adalah penjumlahan harga rata–rata yang didapat dari pengukuran langsung simpangan,kecepatan dan percepatan dibagi jumlah pengujian. Berdasarkan analisa perhitungan getaran didapat berdasarkan (William,1995):

Simpangan : x = A . Sin A = (4.1)

Kecepatan : A = (4.2)

Percepatan: A =

(4.3)Disubsitusikan persamaan 4.1 ke pers. 4.3 akan didapat :

(4.4)

Adapun tanda negative menyatakan bahwa arah percepatan berlawanan dengan arah simpanganya .Sehingga didapat frekuensi dalam bentuk kecepatan sudut (Kenneth,1995):

(4.5)

Untuk A sebagai harga simpangan maksimum mempunyai harga yang sama pada simpangan (displacement), Kecepatan (velocity), dan percepatan (acceleration), sehingga berlaku hubungan : A1 = A2 = A3 (4.6)

Sehingga didapat :

_____________ISSN 0853 - 0203

119

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Sehingga : ,maka : (4.7)

Kecepatan sudut untuk masing-masing arah dapat dihitung dari Tabel 4.1 yaitu : Arah aksial

Kecepatan sudutnya :

= 22,349 rad/s

= arc.tan 0,1088 = 6,209 radSehingga diperoleh perioda :

t = = = 0,278 s

Amplitudo adalah A =

A = = 4,56 x 10-4 m

Dengan cara yang sama dalam perhitungan kecepatan sudut,perioda, dan amplitudo untuk arah vertikal dapat dicari dan ditabelkan sebagai Tabel 4.2. Tabel 4.2 Amplitudo pada F = 2 kg ; P-01

Arah

Aksial Vertikal

(rad/s) 22,349 22,4966

(rad) 6,209 5,226

t (s) 0,278 0,2323

A (m) 4,56 x 10-4 5,535 x 10-4

Dari Tabel 4.2 diatas dapat diperoleh simpangan dari rumus :

Arah aksial : x = A Sin = 4,56 x 10-4 Sin 22,349

A Cos

Arah vertical : y = A Sin = 5,535 x 10-4 Sin 22,4966

_____________ISSN 0853 - 0203

120

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

A Cos

Dari rumus diatas digambarkan hubungan simpangan dengan waktu seperti Gambar 4.1

Gambar 4.1 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg , P-01 Dari hasil pengukuran respon getaran yang diukur pada titik P-01 dengan gaya 2 kg maka diperoleh data simpangan yang dapat ditampilkan pada Gambar 4.2:

Gambar 4.2 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada gaya F = 2 kg; P-01

Dari Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa simpangan pada arah vertikal merupakan angka tertinggi dengan harga 52.5 x 10-6 m, sedangkan simpangan pada arah aksial 50.5 x 10-6 m . Pengukuran kecepatan untuk titik P-01 dengan gaya F= 2 kg dapat digambarkan sebagai Gambar 4.3 :

_____________ISSN 0853 - 0203

Grafik amplitudo dan waktu pada F = 2 kg ,P-01

-0.001

-0.00050

0.0005

0.001

0 20 40 60

Waktu (S)

A m p.

( m )

Axial

Vertikal

l

Grafik simpangan vs waktu pada gaya F= 2 kg P-01

0

20

40

60

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m)

AksialVertikall

121

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Gambar 4.3 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada Gaya F = 2 kg , P-01 Dari Gambar 4.3 dapat dilihat kecepatan dari arah vertikal lebih besar dengan nilai 1.4 x 10-2 m/s sedangkan arah aksial 1.155 x 10-2 m/s Pada pengukuran percepatan untuk titik P-01 denga gaya F= 2 kg dapat digambarkan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada Gaya F = 2 kg ; P-01

Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa percepatan pada arah aksial lebih besar dari pada arah vertikal, dimana nilai tertinggi dari percepatan arah aksial 2,90 x 10-2 m/s2 .Untuk arah vertikal 2,75 x10-2 m/s2 . Pengukuran dengan frekuensi domain pada kondisi dan titik yang sama dapat digambarkan sebagai Gambar 4.5 :

_____________ISSN 0853 - 0203

Grafik kecepatan Vs Waktu pada Gaya F = 2 kg ,P-01

00.20.40.60.8

11.21.41.6

0 20 40 60

Waktu (s)

Kec

epat

an (m

/s)

Aksial

Vertikal

Grafik percepatan Vs Waktu pada Gaya F = 2 kg, P-01

00.5

11.5

22.5

33.5

0 20 40 60

Waktu (s)

Perc

epat

an (

m/s

2)

aksial

Vertikal

122

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Gambar 4.5 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada Gaya F=2 kg ; P-01 Dari Gambar 4.5 dapat dilihat bahwa simpangan dengan frekuensi domain pada arah aksial lebih tinggi dari pada arah vertikal, dimana pada arah aksial untuk frekuensi 46 Hz diperoleh 0,80 x 10-6 m , vertikal 0,60 x 10 -6 m

4.1.2 Pengukuran respon getaran pada landasan di F = 2 kg ; P-02Dari hasil pengukuran respon getaran yang terjadi pada titik P-02 .Tabel 4.3 Hasil pengukuran respon getaran pada landasan dengan gaya F = 2 kg ; P-02

No Waktu (detik)

Aksial VertikalDis(um)

Vel(cm/s)

Acc(cm/s2)

Dis Vel Acc

1 12 43.5 0.625 2.95 40.5 1.00 3.1752 16 45.5 0.650 2.90 42.5 1.05 3.2003 20 48.5 0.650 3.15 42.0 1.10 3.2254 24 50.0 0.775 3.35 41.0 1.25 3.3255 28 52.5 0.820 3.40 43.5 1.35 3.4256 32 53.5 0.870 3.47 44.5 1.30 3.4257 36 55.0 0.975 3.60 44.5 1.45 3.5758 40 55.0 0.975 3.85 45.0 1.40 3.6959 44 56.0 1.175 4.05 47.0 1.40 3.77510 48 57.0 1.370 4.15 50.0 1.45 3.775Rata-rata 51.7 0.889 3.48 44.05 1.275 3.459

Dengan cara yang sama dalam perhitungan kecepatan sudut perioda, dan amplitudo untuk arah aksial , vertikal, dapat dicari dan ditabelkan sebagai Tabel 4.4 :

_____________ISSN 0853 - 0203

Grafik Simpangan Vs Frekuensi pada Gaya F = 2 kg ,P-01

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60

Frekuensi (HZ)

Sim

pang

an (u

m)

Aksial

Vertikal

l

123

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Tabel 4.4 Amplitudo pada F= 2 kg ; P-02Arah

Aksial Vertikal

(rad/s) 25,9569 28,0222

(rad) 8,5759 5,5297

t (s) 0,3304 0,1973

A (m) 3,57 x 10-4 4,75 x 10-4

Dari Tabel 4.4 dapat diplot dalam Gambar 4.6 amplitudo dan waktu dengan cara yang sama

Gambar 4.6 Hubungan Amplitudo dengan Waktu pada F = 2 kg, P-02 Dengan hasil pengukuran respon getaran yang diukur pada titik P-02 dengan gaya F = 2 kg ,maka diperoleh data simpangan dengan waktu seperti Gambar 4.7 .

Gambar 4.7 Hubungan Simpangan dengan Waktu pada F = 2 kg; P-02

_____________ISSN 0853 - 0203

Grafik amplitudo dengan waktu pada Gaya F = 2 kg; P-02

-0.001

-0.0005

0

0.0005

0.001

0 20 40 60

waktu(S)

Am

p. (m)

AxialVertikal

Grafik Simpangan Vs waktu pada Gaya F = 2 kg, P-02

0102030405060

0 20 40 60Waktu (s)

Si m p a n g a n (u m )

AksialVertikal

124

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Dari Gambar 4.7 dapat dilihat simpangan pada arah aksial merupakan angka tertinggi dengan harga 57 x 10 -6 m , pada arah vertikal 50 x 10 -6 m Pengukuran kecepatan untuk titik P-02 dengan F= 2 kg dapat dilihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8 Hubungan Kecepatan dengan Waktu pada F= 2 kg ; P-02

Dari Gambar 4.8 dapat dilihat bahwa kecepatan pada arah vertikal dan memiliki harga tertinggi 1,45 x 10 -2 m/s. Pengukuran percepatan pada gaya F = 2 kg ; P-02 dapat digambarkan sebagai Gambar 4.9 :

Gambar 4.9 Hubungan Percepatan dengan Waktu pada F = 2 kg ; P-02

Pengukuran dengan frekuensi domain pada kondisi dan titik yang sama dapat digambarkan sebagai Gambar 4.10.:

_____________ISSN 0853 - 0203

Grafik kecepatan Vs Waktu pada Gaya F = 2 kg ,P-02

00.20.40.60.8

11.21.41.6

0 20 40 60

Waktu (S)

Kec

epat

an (m

/s)

Aksial

Vertikal

Grafik percepatan Vs Waktu pada Gaya F = 2 kg, P-02

0

1

2

3

4

5

0 20 40 60

Waktu (S)

Perc

epat

an (m

/s2)

Aksial

Vertikall

125

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Gambar 4.10 Hubungan Simpangan dengan Frekuensi pada Gaya F = 2 kg; P-02

Dari Gambar 4.10 dapat dilihat simpangan dengan frekuensi domain arah aksial lebih tinggi dari pada arah vertikal, dimana pada arah aksial untuk frekuensi 46 Hz diperoleh 0,70 x 10-6 m, vertikal 0,60 x 10 -6 m Pengukuran respon getaran pada landasan di F = 2 kg ; P-034.2.2 Respon getaran pada arah vertikal dengan gaya F = 2 kg s/d 2,8 kgSetelah dilakukan pengukuran pada data respon getaran dengan variasi gaya dari 2 kg sampai dengan 2,8 kg pada titik pengukuran dilandasan P-01; P-02; P-03;P-04 dapat dilihat pada Gambar 4.11 .

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Vertikal pada Landasan ,F = 2 s/d 2,8 kg ,

P-01

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F = 2,4 F = 2,6F = 2,8

Grafik Simpangan Vs waktu arah Vertikal pada landasan , F = 2 s/d 2,8 kg , P-02

0102030405060708090

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F =2,4F = 2,6F = 2,8

_____________ISSN 0853 - 0203

Grafik simpangan Vs Frekuensi pada Gaya F = 2 kg ,P-02

00.10.20.30.40.50.60.70.8

0 20 40 60

Frekuensi (HZ)

Sim

pang

an (u

m)

Aksial

Vertikal

l

126

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Vertikal pada Landasan , F = 2 s/d 2,8 kg , P-03

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Grafik Simpangan Vs Waktu arah vertikal pada Landasan , F = 2 s/d 2,8 kg , P-04

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Gambar 4.11 Hubungan Simpangan dengan Waktu arah vertikal pada landasan dengan F = 2 kg s/d 2,8 Kg ,titik P-0, P-02, P-03 dan P-04

Dari Gambar 4.11 hubungan simpangan dengan waktu arah vertikal pada gaya beban F = 2 s/d 2,8 kg ;di peroleh angka tertinggi dengan harga 79.5 x 10-6 m dititik P-02 sedang simpangan terendah 40,5 x 10-6 m di titik P-02.

4.2.3 Perbandingan respon getaran pada pompa dengan gaya F = 2 kg s.d 2.8 kg4.2.3.1 Respon getaran pada arah aksial dengan gaya F = 2 kg s/d 2,8 kg Setelah dilakukan pengukuran pada data respon getaran dengan variasi gaya beban dari 2 kg sampai dengan 2,8 kg pada titik pengukuran dipompa sentrifugal P-05 ; P-06 dapat dilihat pada Gambar 4.12.

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Aksial pada Pompa , F = 2 s/d 2,8 kg , P-05

0102030405060708090

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Aksial pada Pompa , F = 2 s/d 2,8 kg , P-06

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Gambar 4.12. Hubungan Simpangan dengan Waktu arah aksial pada pompa dengan F = 2 kg s/d 2,8 Kg ,dititik P-05 dan P-06

Dari Gambar 4.12 dapat dilihat bahwa harga simpangan arah aksial rata-rata yang terbesar terdapat pada F = 2,8 kg dengan harga simpangan 78 x 10 -6

_____________ISSN 0853 - 0203

127

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

m di titik P-05 sedang harga terendah pada F = 2 kg dengan harga simpangan 27.5 x 10 -6 m di titik P-06.

4.2.3.2 Respon getaran pada arah vertikal dengan gaya F = 2 kg s/d 2,8 kg Setelah dilakukan pengukuran pada data respon getaran dengan variasi gaya dari 2 kg sampai dengan 2,8 kg pada titik pengukuran dipompa dititik P-05 ; P-06 dapat dilihat pada Gambar 4.13.

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Vertikal pada Pompa ,F = 2 s/d 2,8 kg ,

P-05

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m)

F = 2

F = 2,2

F = 2,4

F = 2,6

F = 2,8

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Vertikal Pada Pompa , F = 2 s/d 2,8 kg

, P-06

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m)

F = 2

F = 2,2

F = 2,4

F = 2,6F = 2,8

Gambar 4.13. Hubungan Simpangan dengan Waktu arah vertikal pada pompa dengan F = 2 kg s/d 2,8 Kg ,dititik P-05 dan P-06

Dari Gambar 4.13 pada titik P-05 di dapat harga simpangan arah vertikal rata-rata yang terbesar pada F = 2,4 kg dengan harga displacement 68 x 10-6 m, sedang harga terendah pada F = 2 kg dengan harga 38 x 10 -6 m di P-06.4.2.4. Perbandingan respon getaran pada elektromotor dengan gaya F = 2 kg s.d 2.8 kg4.2.4.1 Respon getaran pada arah aksial dengan gaya F = 2 kg s/d 2,8 kg

Setelah dilakukan pengukuran pada data respon getaran dengan variasi gaya beban dari 2 kg s/d 2,8 kg pada titik pengukuran dielektromotor P-07; P-08 dapat dilihat pada Gambar 4.14.

_____________ISSN 0853 - 0203

128

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Grafik Simpangan Vs Waktu arah aksial pada Elektromotor , F = 2 s/d 2,8 kg , P-07

020406080

100120140160180

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m) F = 2

F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Grafik hubungan displacement dengan time ,arah aksial pada

elektromotor , F = 2 kg s/d 2,8 kg P -08

020406080

100120140160

0 20 40 60

Time (S)

Disp

lace

men

t (um

)

F = 2F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Gambar 4.14. Hubungan simpangan dengan Waktu arah aksial pada elektromotor dengan F = 2 kg s/d 2,8 Kg ,dititik P-07 dan P-08

Dari Gambar 4.14 pada titik P-07 dapat dilihat bahwa harga simpangan arah aksial rata-rata yang terbesar terdapat pada F = 2,8 kg dengan harga simpangan 170 x 10 -6 m, sedang harga terendah rata-rata pada F = 2 kg dengan harga simpangan 90 x 10 -6 m di P-07 dan P-08.4.2.4.2 Respon getaran pada arah vertikal dengan gaya F = 2 kg s/d 2,8 kg

Setelah dilakukan pengukuran pada data respon getaran dengan variasi gaya beban dari 2 kg s/d 2,8 kg pada titik pengukuran dielektromotor P-07; P-08 dapat dilihat pada Gambar 4.15.

Grafik Simpangan Vs Waktu arah Vertikal pada Elektromotor , F = 2 s/d 2,8

kg , P-07

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60

Waktu (s)

Sim

pang

an (u

m)

F = 2F = 2,2F = 2,4F = 2,6F = 2,8

Grafik hubungan displacement dengan time ,arah vertikal pada

elektromotor , F = 2 kg s/d 2,8kg ;P-08

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60

Time (S)

Disp

lace

men

t (um

)

F = 2F = 2,2F = 2,4F =2,6F =2,8

Gambar 4.15. Hubungan Simpangan dengan Waktu arah vertikal pada lektromotor dengan F = 2 kg s/d 2,8 Kg ,dititik P-07 dan P-08

Dari Gambar 4.15 pada titik P-07 dapat dilihat bahwa harga simpangan arah vertikal rata-rata yang terbesar terdapat pada F =2,8 kg dengan harga 115 x 10 -6 m, sedang harga terendah rata-rata terdapat pada F = 2 kg dengan harga simpangan 85 x 10 -6 m di P-07 dan P-08.

_____________ISSN 0853 - 0203

129

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan Hasil penelitian yang dilaksanakan dapat disimpulkan sebagai berikut :1. Dari kedua posisi pengukuran diatas dapat disimpulkan bahwa hasil respon

getaran yang paling rendah terdapat pada pompa di titik P-06 dengan harga displacement 27,5 x 10-6 m sedangkan yang paling tinggi terdapat pada electromotor dititik P-07 dengan harga simpangan 170 x 10-6 m.

2. Dari Hasil pengukuran respon getaran yang diukur pada landasan, pompa, electromotor dapat disimpulkan bahwa simpangan terbesar terjadi pada

electromotor diikuti landasan kemudian pompa. 3. Frekuensi tertinggi terjadi pada frekuensi 46 Hz ,untuk pengukuran simpangan, kecepatan dan percepatan. Besarnya simpangan 2,64 x 10-6 m dititik P-08 arah aksial kecepatan 3,75 x 10-6 m dititik P-08 arah aksial percepatan 1,75 x 10-6 m dititik P-08 arah aksial.4. Dari standart ISO 10816-3 untuk velocirty pada pompa dengan harga rata- rata

aksial 2,64 m/s dan vertikal 0.795m/s dikategorikan pada zona A yang berwarna hijau muda, getaran dari mesin adalah baik dan dapat dioperasikan tanpa larangan.

5. Dari data diperoleh bahwa alat Pompa Sentrifugal yang terdapat dilaboratorium prestasi Mesin masih layak dan standart dipergunakan ditinjau dari aspek

vibrasi.

5.2 SaranDengan dilakukannya penelitian ini penulis merasa perlu untuk

menyarankan kepada rekan rekan peneliti berikutnya :1. Melanjutkan penelitian ini dengan menambah jumlah pompa dan

electromotor serta distribusi air untuk mendapatkan pengaruh tekanan dan kecepatan air pada pompa yang mengakibatkan terjadinya perubahan vibrasi.

DAFTAR PUSTAKA

Bagiasna, K., “Analisis Sinyal Getaran“, PT. Krakatau Engineering.

Bodre, R, ”The Principles of Vibration theory and Analysis”, DLI Engineering Corp Bainbridge Island, W A 98110.

Church, A. H. Pompa dan Blower Sentrifugal, Penerbit Erlangga ,1986..

Filtz Dietzel, Turbin, Pompa Dan Kompresor Penerbit Erlangga, 1996.

Ganeriwala, S, Patel, S. Hartung, H.A, “The Truth Behind Misalignment Vibration Spectra of Rotating Machinery,” Article of Spectra Quest, Inc.

Hicks, Edward, Teknologi Pemakaian Pompa, Penerbit Erlangga, 1996.

_____________ISSN 0853 - 0203

130

VISI (2009) 17 (2) 108 - 131

Jensen, Chenoweth, Kekuatan Bahan Terapan, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta 1991.

Joni Dewanto, “Studi Experimen dan Teori system Pengereman Tanpa Skid”, <http://www. Puslit.petra.ac.id/mechanical.>2001

Kelly, S. G. Fundamentals of Mechanical Vibration, Second Edition, Mc Graw Hill, 2000.

Kenneth, G, McConnell, Vibration Testing, John Wiley & Sons, Inc, 1995.

Sularso, Tahara, H., Pompa & Kompresor Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan, PT. Pradnya Paramita, Jakarta 1991 .

William, T. Prasetio, L, Teori Getaran dengan Penerapan, Penerbit Erlangga, 1995.

_____________ISSN 0853 - 0203

131

2