1952-5130-1-PB(1)

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

1/10

ANALISA GETARAN PADA POMPA SENTRIFUGAL

SISTEM PENYAMBUNGAN KOPLING SABUK

UNTUK MONITORING KONDISI

Erwin Martianis1 Ikhwansyah Isranuri

2 Indra

2

1 Mahasiswa Magister Teknik Mesin USU

2 Staf Pengajar Teknik Mesin USU

ABSTRAK

Getaran yang timbul pada poros pompa sentrifugal adalah satu fenomena yang terjadi akibat dari jarak antara kedua kopling,tebal dan lebar sabuk serta konfigurasi posisi pemasangan sabuk pada kopling. Getaran banyak dipakai sebagai alat untuk

melakukan analisis terhadap mesin-mesin baik dengan gerak maupun translasi. Pengetahuan akan getaran dan data-data yang

dihasilkan sangat penting untuk perawatan maupun troubleshooting . Kemampuan ini bisa membantu perusahaan mereduksi

terjadinya downtime dan dapat meningkatkan keuntungan baik dari segi produksi maupun dari umur mesin yang lebih

panjang. Getaran yang timbul akibat gaya siklik melalui elemen-elemen mesin yang ada, dimana elemen-elemen tersebut

saling beraksi satu sama lain dan energi didesifikasi melalui struktur dalam bentuk getaran. Dampak dari getaran adalahterjadinya suara bising, turunnya kinerja dan performa pompa serta dapat merusak komponen pada pompa terutama pada

poros dan bantalan. Pada penelitian ini divariasikan, jarak kopling, tebal dan lebar sabuk serta konfigurasi posisi pemasangan

sabuk pada kopling. Dengan variasi tersebut dapat diamati dan diketahui perilaku getaran yang terjadi dengan cara mengukur

dengan mengunakan alat akur getaran vibrometer VQ-400-A OMETRON yang terhubung dengan labjak U3-LV diteruskan ke

PC dalam bentuk tegangan listrik digital ke tegangan listrik analog. Model ini mengukur getaran pada arah horizontal atau

sumbu X dimana titik fokus laser pada poros pompa yang berputar. Untuk menampilkan hasil pengukuran digunakan labjak

yang terhubung ke PC laptop. Penelitian ini menunjukkan bahwa sabuk dengan ukuran 4,5 mm dan lebar 98 mm dengan

jarak flens 7,5 cm dengan posisi pemasangan sabuk luar dalam adalah yang paling baik dimana getaran yang dihasilkan cukup

rendah 1,38 mm. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan referensi dalam pemilihan ukuran sabuk, jarak antara kedua

kopling serta model konfigurasi pemasangan sabuk yang paling baik pada kopling flens.

Kata kunci : pompa sentrifugal, poros pompa, getaran, kopling sabuk, vibrometer, labjack

VIBRATION ANALYSIS ON CENTRIFUGAL PUMP

BELT CLUTCH CONNECTION SYSTEM

FOR CONDITION MONITORING

Erwin Martianis1 Ikhwansyah Isranuri

2 Indra

2

1 A Student of Mechanical Engineering Magister USU2 A Lecturer of Mechanical Engineering USU

ABSTRACT

Vibration that appears on the centrifugal pump shaft is a phenomenon that occurs as a consequence of

distance among both clutches, thick and wide belt as well as position configuration of belt installation on

the clutches. The vibration is mostly used as a means for doing analysis toward machines either by

movement or translasion. Knowledge about the vibration and the data produced is very important for

maintenance or troubleshooting. This ability can help a company reduces downtime and increase benefit

either from the production or long machine age. The vibration that appears is as a result of Siklik force

passing through elements of machine in which the elements connect each other and the energy is divided

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

2/10

through structure in the form of vibration. The effect of the vibration is the occurrence of noise, low pump

performance and destruction of components on the pump especially on the shaft or bearing. In this

research, clutch distance, thick and wide belt as well as position configuration of belt installation on the

clutches are varied. With the variation, it can be observed and known that the vibration behavior can be

measured using Vibrometer VQ-400-A OMETRON that connects with Labjak U3-LV continued to PC in

digital electricity voltage to analog electricity voltage. This model measures the vibration on horizontal or

X axis where laser focus point on the spinned pump shaft. To show the result of the measurement, Labjak is

used in which it is connected to Laptop PC. This research showed that belt with the size of 4.5 mm thick

and 98 mm wide with flens distance 7,5 is the best in which that the vibration produced is low. This

research is expected to be a reference in choosing belt size, distance among both clutches and the best

configuration model of belt installation on flens cluthes.

Keywords : Centrifugal pump shaft, vibration, belt clutch, vibrometer, labjack

1. PENDAHULUAN

Pompa adalah salah satu mesin

fluida yang digunakan untuk memindahkanfluida dari suatu tempat ke tempat lain

dengan cara menaikkan tekanan fluida

tersebut. Pompa digunakan sebagai alat

transportasi fluida (horizontal maupun

vertikal), untuk menaikkan tekanan dan

kecepatan. Dari sekian banyak pompa,

yang paling sering digunakan adalah

pompa sentrifugal. Hal ini terkait karena

keunggulannya dibandingkan dengan

pompa yang lain, yaitu : harga yang

murah, konstruksi sederhana,

pemasangannya mudah, kapasitas danhead yang tinggi, kemudahan operasional

serta pemeliharaan (Girdhar, 2005), karena

keunggulannya ini sehingga pompa

sentrifugal banyak digunakan oleh

industri. Namun dalam pengoperasian

dilapangan sering dijumpai kegagalan,

salah satu penyebabnya adalah getaran

yang ditimbulkan dengan penyambungan

kopling sebagai penerus putaran dan daya.

Akibat getaran tersebut dapat merusak

poros, bantalan, timbulnya noise,

penurunan head , penurunan kapasitas

hingga penurunan efisiensi dari pompa

tersebut.

Menurut kurva tingkat kondisi,

maka salah satu cara yang paling untuk

mendeteksi awal gejala kerusakan pada

mesin termasuk pompa adalah dengan

menggunakan respon vibrasi.

Kopling adalah merupakan suatu

elemen mesin yang berfungsi sebagai

penerus putaran dan daya dari poros

penggerak ke poros yang digerakkansecara pasti (tanpa terjadi slip), dimana

sumbu kedua poros tersebut terletak pada

satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda

sumbunya. Berbeda dengan kopling tak

tetap yang dapat dilepaskan dan

dihubungkan bila diperlukan, maka

kopling tetap selalu dalam keadaan

terhubung (Sularso dan Suga, 1997).

Kopling yang akan direncanakan

pada penelitian ini adalah kopling sabuk

yang dapat meneruskan putaran dan dayaantara poros penggerak dengan poros yang

digerakkan dengan getaran yang dihasilkan

cukup kecil dan fleksibel, hal ini

disebabkan karena tidak mengharuskan

poros terletak pada garis lurus atau satu

sumbu.

Indikasi kecilnya getaran yang

terjadi pada poros pompa dapat dirasakan

dimana tingkat kerusakan pada poros

pompa dan bantalan yang kecil. Respon

vibrasi dari suatu pompa merupakan salahsatu indikator yang menunjukkan kondisi

mekanis dari suatu pompa.

Kopling yang digunakan dalam

penelitian ini adalah kopling sabuk yang

dirancang dengan menggunakan sabuk

yang diikat dengan menggunakan baut dan

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

3/10

mur dihubung antara kopling pada poros

motor dengan kopling pada poros pompa.

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

A.

Umum

Untuk mendeteksi fenomena getaran

yang terjadi pada poros pompasentrifugal dengan menggunakan sistim

penyambungan kopling flens sabuk

yang sebagai penerus putaran dan daya.

B.

Khusus

1.

Menganalisa getaran yang terjadi pada

poros pompa dengan variasi jarak

masing-masing kopling.

2.


poros pompa dengan variasi tebal dan

lebar sabuk.

3.


poros pompa dengan konsfigurasi posisi pemasangan sabuk pada kopling.

4. Membandingkan dengan sambungan

flens tetap.

Adapun manfaat penelitian ini adalah:

1.

Sinyal getaran dapat dijadikan sebagai

acuan untuk mendeteksi dini getaran

yang terjadi pada poros pompa

sentrifugal.

2.

Memberikan informasi mengenai

metode pengujian fenomena getaran

pada poros pompa sentrifugal dansebagai acuan untuk menghindari

terjadinya getaran yang lebih besar.

Gambar1. Pompa sentrifugal dengan

sistem penyambungan kopling flens sabuk

Kopling sabuk

Kopling ini dimodifikasi untuk

meneruskan momen dengan perantaraan

flens sabuk yang diikat dengan

menggunakan baut dan mur. Dengan

demikian pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu

dihubungkan, dapat dihindari dengan

adanya sabuk yang terbuat dari bahan yang

fleksibel, maka kopling menjadi tidak

kaku, sehingga ketaksebarisan poros waktu

pemasangan dimungkinkan.

Kopling harus memenuhi persyaratan

sebagai berikut :

1.

Mudah dihubungkan atau

dilepaskan

2.

Mampu meneruskan daya dan putaran sepenuhnya tanpa slip

3.

Kuat terpasang pada porosnya

4.

Tak terdapat bagian yang mudah

lepas

Gambar 2. Kopling dan sabuk

Pompa

Pompa adalah suatu alat yang

digunakan untuk memindahkan suatu

fluida dari suatu tempat ke tempat lain

dengan cara menaikkan tekanan cairan

tersebut. Standart pompa sesuai dengan

API 610, ISO 5199, DIN 24256(www.truflo.com).

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

4/10

Gambar 3. Poros pompa

2. METODOLOGISubjek penelitian ini adalah poros

pompa sentrifugal yang terhubung dengan

poros motor dengan sistem penyambungan

kopling sabuk yang diikat dengan baut dan

mur, dipasang sesuai model instalasisederhana. Spesifikasi pompa penelitian

sebagai berikut :

•

Merk : Grundfos

• Head : 70 m

• Kapasitas : 30 ltr / det

• Daya : 3700 watt

•

Voltage : 380 volt

• Putaran : 2950 rpm

Gambar 4.. Pemasangan sabuk ke kopling

Gambar 5. Titik pengukuran

Prinsip kerjanya dimulai dengan daya dan

putaran dari motor listrik diteruskan ke

poros motor dengan sistem penyambungan

kopling sabuk yang diikat dengan baut dan

mur diteruskan ke poros pompa

sentrifugal.Peralatan yang digunakan dalam pengujian

ini antara lain :

1. Motor listrik Marelli Motori yang

digunakan dalam penelitian ini

adalah peralatan yang sudah ada

atau akan dibuat oleh peneliti. Alat

pengujian ini merupakan satu

kesatuan dari komponen berikut

poros motor dan flens yang

terhubung dengan poros dengan

daya 3700 watt dan putaran 2950rpm, yang digunakan untuk

meneruskan putaran keporos

pompa .

2.

Pompa sentrifugal Grundfos yang

digunakan dalam penelitian ini

adalah peralatan yang sudah ada

atau akan dirancang oleh peneliti.

Pengujian ini merupakan satu

kesatuan dari komponen berikut :

motor dan flens yang terhubung

dengan poros dengan daya 3700

watt dan putaran 2950 rpm

terhubung dengan sistem

penyambungan kopling sabuk yang

meneruskan keputaran poros

pompa dengan kapasitas aliran 30

liter/s, yang digunakan untuk

memompa dan mensirkulasikan

fluida air.

3. Poros motor yang digunakan ø43mm dengan panjang 90 mm,

digunakan meneruskan putaran ke

poros pompa sentrifugal.

4.

Poros pompa yang digunakan ø32mm dengan panjang 90 mm,

digunakan meneruskan putaran dari

poros ke impeller pompa untuk

memompa dan mensirkulasikan

fluida air.

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

5/10

5.

Flens motor dan po

digunakan ø165 mm de25 mm

6.

Sabuk digunakan dalam

ini adalah sabuk yang t

tiga tipe ukuran seper pada gambar 10, ya

dengan baut dan mur pad

7.

Kamera digital Canon

Nokia C2, yang akan

untuk men

eksperimental.

8.

Digital Photo Contact T

digunakan untuk menguk

poros pompa.

Set up peralatan pengujian

untuk memperoleh data eks

sebagai berikut:

1.

Hubungkan Vibromete

power supplay dan labja

2.

Hubungkan Labjack

Vibrometer dengan me

probe analog

3.

Hubungkan labjack ke

mengunakan USB cable

4.

Pasang dan operasikan

dengan tegangan 12 Vo

arusnya diatur mela supplay

5.

Kondisikan jarak antara

dengan poros pompa de

24 cm

6. Operasikan motor dan p

biarkan bekerja berputar

menit untuk kestabilan p

7.

Arahkan vibrometer las

pompa dan mulai

pengukuran dan pengam

dengan variabel yang d

dan labjack dapatconverter untuk memo

mengontrol kerja dari P

pa yang

gan tebal

penelitian

erdiri dari

ti terlihatng diikat

a flens.

dan HP

digunakan

gabadikan

chometer,

ur putaran

dilakukan

erimental

dengan

k

dengan

ggunakan

C dengan

ibrometer

t/1A yang

i power

ibrometer

gan jarak

ompa dan

sekitar 20

taran

r keporos

lakukan

tan sesuai

i inginkan

digunakannitor dan

laptop.

Gambar 6. Tachometer dan vern

Gambar7. Vibration meter dan c

Gambar 8. Labjack

Gambar 9. Probe Analog da

Metode pengujian ya

yaitu pengujian langsung,

pengujian ini, seluruh vari

didapat dari hasil peng

digunakan sebagai bahan pen

analisis. Pada pengujian ini

ier caliper

ra mengukur

n USB Cable

g dilakukan

dimana pada

bel nilainya

kuran dan

gamatan atau

ariabel yang

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

6/10

digunakan terdiri dari respon getaran dan

fenomena getaran.

Penyelidikan getaran yang timbul

akibat variasi jarak kopling, konfigurasi

posisi pemasangan sabuk ke kopling, lebar

dan tebal sabuk dengan titik pengukuransearah sumbu horizontal. Pengukuran

dilakukan pada titik yang telah ditentukan

yaitu dengan pengambilan berdasarkan

time domain, dan frekuensi domain

dimana titik berat pengukuran berada pada

poros pompa yang berputar.

Secara eksperimental pengujian dan

pengambilan data dilakukan untuk

memperoleh karakteristik getaran akibat

dari sistem penyambungan kopling sabuk

pada poros pompa.

Gambar 10. Hubungan pengukuran dan monitoring

obyek pemantauan dengan analisis data

Gambar 11. Data pengamatan

Sesuai dengan maksud penelitian,

variabel ini menjadi fokus perhatian yang

perlu dikondisikan untuk pengolahan data

guna mendapatkan suatu hasil yang

mendekati sempurna.

Adapun variabel yang diamati dalam

penelitian ini adalah :

1)

Putaran input dari motor

2)

Putaran output dari motor keporos pompa

3)

Jarak antara kedua kopling

4) Lebar dan tebal sabuk yang dipasang

5) Posisi pemasangan sabuk ke kopling

3.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 12. Pemasangan sabuk dengan jarak 5,5 cm

Gambar 13. Pemasangan sabuk dengan

jarak 6,5 cm

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

7/10

Gambar 14. Pemasangan sabuk dengan

jarak 7,5 cm

Gambar 15. Konsfigurasi posisi pemasangan

sabuk luar dalam

Gambar 16. Konsfigurasi posisi pemasangansabuk dalam-dalam

Hasil pengamatan dan pengukuran

menunjukan :

Hasil perbandingan dan analisa getaran

secara keseluruhan dapat di lihat pada

keterangan dibawah ini:

1. Pada pemasangan sabuk luar-dalam,

untuk jarak 5,5 cm, sabuk dengan lebar

98 mm dan tebal 4,5 mm mempunyai

simpangan yang terkecil (2,13 mm) jika

dibandingkan dengan sabuk yang lain

pada jarak yang sama.

2. Pada pemasangan sabuk luar- dalam,




dibandingkan dengan sabuk yang lain pada jarak yang sama.

3.

Pada pemasangan sabuk luar- dalam,




dibandingkan dengan sabuk yang lain

pada jarak yang sama.

4.

Pada pemasangan sabuk di dalam,

sabuk ukuran lebar 98 mm dan tebal 4,5

mm pada Jarak 6,5 cm mempunyai

simpangan terkecil (1,51 mm) dan

sinyal yang stabil jika dibandingkandengan jarak 5,5 cm dan 7,5 cm.

5.


sabuk ukuran lebar 98 mm dan tebal 4,5



sinyal yang stabil jika dibandingkan

dengan jarak 5,5 cm dan 7,5 cm.

6.

Pada pemasangan sabuk luar-dalam,

sabuk ukuran lebar 120 mm dan tebal 6



sinyal yang stabil jika dibandingkandengan jarak 5,5 cm dan 7,5 cm.

7.

Pada pemasangan sabuk didalam, sabuk

ukuran lebar 120 mm dan tebal 6 mm

pada jarak 7,5 cm mempunyai




8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

8/10

8.

Pada pemasangan sabuk luar-dalam,

sabuk ukuran lebar 145 mm dan tebal

7,5 mm pada jarak 7,5 cm mempunyai



dengan jarak 5,5 cm dan 6,5 cm.9.


sabuk ukuran lebar 145 mm dan tebal

7,5 mm pada Jarak 6,5 cm mempunyai




Tabel 1. Perbandingan analisa getaran pada

jarak yang berbeda lebar dan tebal

sama (L98 T4,5), posisi sabuk luar

dalam

Dari grafik pengujian pada gambar

menunjukkan :

Gambar 17. Analisa getaran pada jarak yang berbeda lebar dan tebal sama(L98

T4,5), posisi sabuk luar dalam

Tabel 2. Perbandingan jarak pemasangan

flens luar dalam terhadap

simpangan

Gambar 18. Perbandingan jarak flens

Tabel 3. Perbandingan jarak pemasanganflens dalam terhadap simpangan

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

9/10

Gambar 19. Perbandingan jarak flens

Hasil Uji Puntir Sabuk

Gambar 20. Spesimen uji

Tabel 4.Pengambilan data uji puntir sabuk

Gambar 21. Hasil Uji Puntir

Dari data yang didapat di PDAM Sunggal

sebagai perbandingan untuk pompa

dengan penyambungan kopling flens tetap

dengan head dan putaran yang sama serta

titik pengukuran pada bagian rumah

pompa, sinyal getaran simpangannyaadalah 2,1 mm

4.

KESIMPULAN DAN SARAN

KesimpulanSesuai dengan tujuan penelitian

yaitu mendeteksi fenomena getaran yang

terjadi pada pompa sentrifugal dengan

menggunakan sinyal getaran, maka

berdasarkan hasil pembahasan dan analisa

dapat disimpulkan bahwa variasi jarak

flens , tebal dan lebar sabuk sertakonfigurasi posisi pemasangan sabuk

menghasilkan tingkat getaran yang

berbeda dimana, hasil penelitian

menunjukkan bahwa :

1.

Analisa getaran yang terjadi pada poros

pompa dengan variasi jarak flens 7,5

cm antara kedua kopling flens sabuk

adalah simpangan yang terkecil

dibandingkan dengan jarak 5,5 cm dan

6,5 cm.

2.


pompa dengan variasi tebal dan lebarsabuk dengan ukuran tebal 4,5 mm dan

lebar 98 mm adalah simpangan yang

terkeci dibandingkan dengan tebal 6

mm lebar 120 mm dan tebal 7,5 mm

lebar 145 mm.

3.


pompa dengan konfigurasi posisi

pemasangan sabuk luar-dalam pada

kopling adalah yang terbaik

dibandingkan dengan posisi dalam-

dalam.

Hasil analisa getaran secara keseluruhan

dapat disimpulkan bahwa sabuk dengan

ukuran tebal 4,5 mm dan lebar 98 mm

dengan jarak flens 7,5 cm dengan

pemasangan luar-dalam adalah yang paling

baik dimana simpangan getaran yang

dihasikan cukup rendah yaitu : 1,38 mm.

8/18/2019 1952-5130-1-PB(1)

10/10

SaranUntuk pengembangan lebih lanjut

terhadap penelitian ini maka berikut ini

disampaikan beberapa saran, sebagai

berikut:1.

Selain digunakan sebagai converter

untuk pembacaan keluaran getaran ,

labjack juga dapat diujicoba untuk

pembacaan keluaran seperti :

pembacaan keluaran tegangan sensor,

arus, daya, temperatur dan humidity,

wind speed , force, pressure, strain,

acceleretion, RPM, intensitas cahaya,

intensitas suara, konsentrasi gas,

posisi dan lain-lain.

2.

Perlu pengembangan lebih lanjut

mengenai penelitian sambungankopling flens sabuk, baik dari segi

material, panjang sabuk serta jumlah

sabuk yang dipasang diantara kedua

flens.

3.

Sebelum menggunakan alat uji dan

komponen pendukung lainnya perlu

disesuaikan dengan kondisi dan situasi

supaya hasilnya lebih sinkron dengan

penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Bagiasna, Komang. Analisa Sinyal

Getaran. PT. Krakatau

Engeneering, Cilegon Jawa Barat

Girdhar, P. dan Octo Moniz. Practical

Centrifugal Pumps Design,

Operation and Maintenance.

Netherlands, IDC Technologies.

2005.

Hajar, I. Studi Eksperimental Deteksi

Fenomena Kavitasi Pada PompaSentrifugal Menggunakan Sinyal

Getaran Untuk Condition

Monitoring. Tesis. Medan, USU.

2010

Hariharan, V. And Srinivasan,

PSS.”Vibration analysis of

misaligned shaff-ball bearing

sytem.” 2 (2009) 45-50.

ISO 10816-3 Evaluation Standard forVibration Monitoring , didownload

dariwww.mantenimientoplanificado.co

m pada 24 November 2010.

Mobley, R. K; Lindley R. Higgins dan

Darrin J. Wikoff. Maintenance Engineering Handbook., Seventh

Edition, NewYork, McGraw-Hill

Book Company. 2008

Pain, H. J. The Physics of Vibrations and

Waves. 6th

Edition. London,

John Wiley & Sons, Ltd. 2005.

Richmond, V. A. Air Bubble and

Cavitation Vibration Signatures

of a Centrifugal Pump.

SpectraQuest Inc. 2006.

Rusli, M, Bur, M dan Hidayat, H. Analisa

Getaran dan Suara Pada Rem

Cakram Saat Beroperasi STTM

2010

Scheffer, C. dan Girdhar P. Practical

Machinery Vibration Analysis

and Predictive Maintenance.

Netherlands, IDC Technologies.

2004.

Suhardjono.”Analisis Sinyal Getaran

untuk Menentukan Jenis dan

Tingkat Kerusakan Bantalan

Bola (Ball Bearing)”6 (2004) 39-48

Suryanto, Elemen Mesin 1, Pusat

Pengembangan Pendidikan

Politeknik Bandung, 1995

Sularso dan Haruo Tahara. Pompa dan

Kompresor Pemilihan,

Pemakaian dan Pemeliharaan.

Edisi Keenam, Jakarta, PT.

Pradya Paramita. 2006.Teori Vibrasi, didownload dari

http://vibrasi.wordpress.com/categor y/teori-vibrasi pada 24 November 2010.

TSP Series API 610 10th

Edition Process

Pump. www.truflo.com

didownload pada 24 November

2010.

1952-5130-1-PB(1)

Documents

Transcript of 1952-5130-1-PB(1)