BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi dan kemajuannya sedang berkembang pesat. Terutama pada

bidang otomotive dan instrument-instrumen yang digunakan dalam pengukuran untuk

mendapatkan suatu besaran yang kemudian dapat direpresentasikan menjadi hasil yang ingin

diketahui pada suatu sistem yang dikaji. Berkaitan dengan hal tersebut maka diiperlukan

untuk mengetahui besaran-besaran yang terkait instrumen tersebut, salah satunya yang paling

pokok adalah berupa getaran yang terjadi pada instrumen.

Getaran merupakan gerakan periodic dari sebuah benda atau sistem benda yang

berhubungan yang dipindahkan dari posisi kesetimbangan. Sistem teknik mengandung massa

dan elastisitas yang mampu bergerak secara relative. Apabila gerakan sistem berulang sendiri

dalam interval waktu maka gerakan itu dapat dikatakan sebagai getaran. Getaran merupakan

bentuk energi sisa dan dalam berbagai khasus tidak diinginkan. Getaran dibagi menjadi dua

yaitu:

a) Getaran Bebas

Getaran bebas adalah gerakan periodik yang diamati sebagai sistem yang

berpindah dari kedudukan kesetimbangan statis dan terjadi bila gerakan dipertahankan

oleh gaya gravitasi atau gaya pemulih elastik.

b) Getaran Paksa

Getaran paksa adalah getaran yang disebabkan gaya periodik eksternal atau

gaya intermiten yang diberikan pada sistem. Bila gaya Luar F(t)= Fo sin ωt, bekerja

pada sistem selama getarannya maka disebut getaran paksa (forced vibration). Pada

getaran paksa sistem cenderung bergetar pada frekuensi sendiri di samping mengikuti

frekuensi eksitasi. Dengan adanya gaya gesekan, bagian gerakan yang ditahan oleh

gaya eksitasi sinusoidal secara perlahan akan hilang. Dengan demikian sistem akan

bergertar dengan pada frekuensi gaya eksitasi dan mengabaikan frekuensi pribadi

sistem. Berbagai getaran yang berlanjut terus disebut getaran steady (keadaan tunak).

2.1.2. Tujuan Praktikum

Ada 3 modul praktikum yang akan dilakukan praktikan diantaranya adalah whirling

shaft, redaman coulumb, dan balancing. Dari ketiga praktikum tersebut maka diharapak

praktikan mampu :

- Mengetahui mengenai konsep getaran yang terjadi pada mesin khusunya pada mesin-

mesin industri

- Mampu mengoperasikan testing yang kaitannya pada getaran mekanis jika sewaktu-

waktu diperlukan

- Mampu mendefinisikan sebab-akibat yang terjadi pada percobaan baik

emndefinisikan rangkaian percobaan maupun dengan menganalisa error yang didapat.

(Modul 1)

BAB II

PEMBAHASAN

2. 1 Whirling Shaft

2.1.1 Dasar Teori

Whirl pada poros adalah fenomena getaran self-excited yang terjadi sering pada

poros. Untuk setiapmelemen mesin perlu dialakukan balancing secara dimamik.. Tidak

tertutup kemungkinan untuk mencapai kondisi balance dinamik sempurna. Massa unbalance

akan menyebabkan eksitasi pada putaran poros yang akan menyebabkan gaya sentrifugal

yang cenderung mendefleksi poros pada arah eksentrisitasnya. Yang menahan gaya ini

hanyalah kekakuan elastis poros, seperti yang ditunjukkan pada skema diagram yang

diberikan. Eksentrisitas awal poros e, defleksi dinamik δ.

Gambar 2.1.1 Skema Whirling

Defleksi dinamik poros menyebabkan poros bergetar dan berputar terhadap porosnya

defleksi akan tak hingga jika

ω2= k/m.

Hal ini akan terjadi ketika kecepatan putar poros sama dengan frekuensi pribadi getaran

lateral.

Poros mempunyai satu atau lebih frekuensi pribadi torsional. Sistem torsional analogidengan

sistem getaran lateral. Gaya pada getaran lateral analog dengan torsi pada getaran torsional.

Massa analog dengan momen inersia. Konstanta pegas linear analog dengan konstanta pegas

torsional.

Konstanta pegas torsional kt untuk poros torsional berpenampang bulat

Momen inersia poros solid berpenampang bulat, r = jari-jari

2.1.2 Tujuan Praktikum Whirling shaft

a) Mengamati fenomena whirling pada poros yang berputar yang kecil-panjang

b) Mengetahui nilai putaran kritis dari poros yang berputar.

c) Membandingkan putaran kritis yang didapat secara praktek dengan putaran kritis

yang didapat secara teori.

2.1.3 Peralatan

Untuk melakukan praktikum mengenai whirling shaft ini diperlukan alat sebagai

berikut: (a) (b)

a) Beban silinder alimunium ( 1 buah )

b) Penggaris 50 cm ( 1 buah )

c) Satu set whirling shaft apparatus

d) Power supply

e) Tachometer

f) Kunci L

Gambar 2.1.2 Rangkaian Whirling Shaft

2.1.4 Prosedur Percobaan

Untuk melakukan pratikum whirling shaft langkah kerja yang harus dilakukan adalah

sebagai berikut:

a) Merangkai Power supply, whirling shaft apparatus,beban, dan tachometer sesuai

dengan petunjuk rangkaian

b) Mengatur posisi tumpuan shaft sesuai dengan variabel yang diingkinkan. Jarak a

tumpuan shaft yang konstan terhadap beban adalah 25.5 cm (jarak a).

c) Mengatur posisi tumpuan b sesuai dengan data yang akan diambil. Data yang

diambil untuk jarak b terhadap beban 35 cm, 40 cm, 45 cm, 50 cm, dan 55 cm.

d) Menyalakan motor untuk memutar shaft.

e) Melakukan pengamatan terhadap getaran shaft.

f) Mencatat kecepatan putar shaft yang menghasilkan getaran paling besar .

g) Mematikan motor dan mengubah posisi b untuk pengamatan selanjutnya.

(c)

Gambar 2.1.1 a,b,c,peralatan-peralatan yang digunakan

Skema Whirling Shaft

Gambar 2.1.4 Skema Whirling Shaft

Dimana: M = massa beban (kg)h = defleksi awal (m)y = defleksi sentrifugal (m)(h+y) = defleksi total (m)

Maka, gaya sentrifugal radialnya adalah:

M ω2 (h+ y )

yang sama dengan gaya elastis pada poros, maka:

M ω2 (h+ y )=kyDi mana k = elastisitas poros (N/m)Sehingga diperoleh perbandingan:

yh= 1

1

M ω2 −1

Jika ωc=√ kM

=√ gδ

, maka:

yh= 1

(ωc2

ω2 )−1

Jika ω=ωc maka yh=∞, keadaan ini akan menyebabkan fenomena whirling yang

sangat besar.

Diketahui bahwa: N c=1

2 π √ gδ=0,498

√δ

Kondisi pada percobaan:

1) Piringan berada di tengah poros

δ= Mg L3

48 EISehingga putaran kritis menjadi:

N c=1,103√ EIM L3

2) Piringantidakberadaditengahporos :

N c=0,276 √ EILM a2b2

Dimana :

E = Modulus Young untuklogamporos (Pa)

I = MomenInersia Area Poros (m4) = π d 4

64

Nc= putaran kritis poros(rps =rotation per second)

Gambar 2.1.5 Rangkaian Whirling Shaft

2.1.5 Pengolahan Data

1. Data yang diperoleh adalh sebagai berikut

Tabel 2.1. Data percobaan Whirling Shaft

ρ=2700Kgm3 E=69 Gpa Nc=0,276√ EIL

M a2 b2 x 60 (rpm)

Volume, V =

=

=

π r2t dengan t = Ketebalan Benda, r = Jari-Jari beban

π (3,7 x10−2)2x1,5.10−2

64,48 x10−6 m3

Massa, M = x V ρ

=

=

2700 Kg/m3 x 64,48 x10−6 m3

0,174 Kg

Inersia, I = π d 4

64 m4 d = Diameter Poros

2. Hasil Pengolahan Data

Dengan menggunakan persamaan diatas, diperoleh hasil sebagai berikut :

No.Jarak a Jarak b L Nc Eksperimen Inersia, I Mod Young, E Nc Teoritis ERROR

(m) (m) (m) (rpm) (N/m^2) (GPa) (rpm) (%)

1 0,255 0,35 0,605 1400 3,7272E-11 69 2010,31484

43,5939

2 0,255 0,4 0,655 1360 3,7272E-11 69 1830,26972

34,5787

3 0,255 0,45 0,705 1300 3,7272E-11 69 1687,86023

29,8354

4 0,255 0,5 0,755 1100 3,7272E-11 69 1572,01942

42,9109

No.Jarak a Jarak b L Nc Eksperimen

(m) (m) (m) (rpm)

1 0,255 0,35 0,605 14002 0,255 0,4 0,655 13603 0,255 0,45 0,705 13004 0,255 0,5 0,755 11005 0,255 0,55 0,805 1040

5 0,255 0,55 0,805 1040 3,7272E-11 69 1475,67149

41,8915

Tabel 2.2 Pengolahan dat whirling shaft

Grafik yang terbentuk berdasarkan pengolahan data, diantaranya :

a) Grafik hubungan jarak b terhadap putaran kritis teoritis

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

500

1000

1500

2000

2500

Grafik hubungan Jarak b terhadap Nc Teoritis

Jarak b (m)

Nc

Teo

riti

s (r

pm

)

Grafik hubungan Jarak b terhadap Nc Teoritis

Grafik2. 1 hubungan jarak b terhadap putaran kritis teoritis

b) Grafik hubungan jarak b terhadap putaran kritis eksperimen

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

500

1000

1500

Grafik hubungan Jarak b terhadap Nc Eksperimen

Grafik Hubungan Jarak b terhadap Nc Eksperimen

Jarak b (m)

Nc

Ek

sper

imen

(rp

m)

Grafik 2.2 hubungan jarak b terhadap putaran kritis eksperimen

c) Grafik hubungan antara jarak terhadap error

0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Jarak b VS Error

Jarak b (m)

Err

or (

%)

Grafik hubungan Jarak b terhadap Error

Grafik 2.3 hubungan antara jarak terhadap error

2.1.6 Analisis

a) Analisis percobaan

Langkah awal yang dilakukan praktikan sebelum memulai percobaan

adalah memastikan ketersediaan peralatan dan bahan dalam percobaan. Pada

rangkaian atau skema whirling shaft yang ada, telah dirangkai sesuai dengan

skema yang diharapkan. Pada saaat melakukan percobaan, praktikan hanya

perlu mengubah posisi bahan yakni silinder aluminium dengan jarak terhadap

tumpuan sebesar 25,5cm (jarak a). Praktikan menggunakan kunci 3 untuk

melakukan pemindahan silinderaluminium tersebut. Selanjutnya mengatur

letak posisi b terhdap beban (jarak b) yang akan menjadi jarak yang

divariasikan untuk mencari besaran putaran kritis yang terjadi pada fenomena

whirling shaft tersebut.

Putaran kritis adalah besarnya putaran yang diperlukan agar simpangan

pada fenomena whirling shaft adalah bernilai maksimum. Dalam hal ini,

seharusnya praktikan menggunakan tachometer sebagai alat ukur kecepatan

rotasi. Namun pada pelaksanaannya, tachometer tidak berfungsi dengan baik.

selain karena getaran yang terlalu besar yang menyebabkan sentuhan

tachometer yang tidak menyentuh secara tepat pada bagian poros yang

berputar. Selain itu angka yang diperlihatkan oleh tachometer berubah sangat

cepat sehingga menyulitkan dalam pengamatan besaran rpm yang terjadi di

setiap putaran. Alternatif yang digunakan praktikan dalam hal ini adalah

dengan melihat besaran rpm pada power suply. Kekurangan dari cara ini

adalah besaran rpm yang didapat masih bergantung pada pengamatan

praktikan saja. Mengingat rentang skala yang terdapat pada power supply dari

satu itik ke titik selanjutnya bernilai 1000 rpm. Sehinga diperlukan

pengamatan yang baik, agar tidak terjadi kesalahan error dalam pengitungan.

Meski demikian error yang dihasilkan oleh cara ini akan banyak

mempengaruhi besaran nilai error rpm eksperimen terhadap nilai rpm teoritis.

Selain itu pembacaan besaran simpangan maksimum juga dilakukan

secara kasat mata. Tidak menggunakan alat ukur lain yang otomatis

memperlihatkan besaran simpangan yang terjadi. Sehingga simpangan

maksimum ditentukan hanya berdasarkan pengamatan dari praktikan saja. Hal

ini juga akan memebrikan nilai error tambah terhadap nilai rpm teoritis.

Pada saat percobaan dihasilkan data berupa nilai rpm yang terus

menurun berbanding terbalik terhadap besaran jarak b yang terus meningkat.

Meski nilai dari hasil pengamatan terus menurun sesuai pernyataan yang

disebutkan diatas, tetap saja nilai hasil pengamatan tersebut memberikan nilai

error yang besar jika dibandingkan dengan nilai teoritisnya. Bagian ini

dibahas pada analisa hasil.

b) Analisis hasil

Berdasarkan hasil pengolahan data diketahui besaran dari kecepatan

putaran kritikal (rpm) yang dilakukan jika ditinjau dari segi teoritis. Besarnya

nilai rpm menunjukkan karakteristik yang semakin menurun terhadap

penambahan jarak b terhadap beban. Karakteristik yang didapat

menunjukkan hasil yang sebanding dengan nilai rpm yang dihasilkan secara

eksperimen. Namun dalam hal ini, perlu diperhaikan bahwa nilai keceatan

putar kritikal eksperimen dan nilai kecepatan putar kritikal teoritis terpaut

rentang yang cukup besar. Bahkan berdasarkan data error yang dihasilkan

pada percobaan pertama besaran error mencapai 45%. Hal ini menyatakan

bahwa meski nilai kecepatan putaran sebanding namun besaran nilai yang

dihasilkan jauh melampaui nilai kecepatan putar eksperimen.

Hipotsis awal adalah kesalahan atau error yang akan didapat hanya

berkisar pada 10-15%. Hal ini dikarenakan anggapan praktikan, kesalahan

hanya terjadi pada saat pengukuran rpm. Karena skala yang diberikan cukup

besar yakni berkisar pada rentang 1000 rpm setiap kenaikan level. Namun

harusnya jika memang demikian, maka nilai error eksperimen tidak akan

mendekati setengah nilai dari kecepatan putar teoritis.

Gambar 2.2.6 Power suply

Selain itu meski pembacaan nilai kecepatan putaran eksperimen

dilakukan pada bagian power suply, praktikan juga mencoba melakukan

pembacaan kecepatan lewat tachometer, meski nilai yang muncul tidak selalu

konstan akibat besarnya getaran yang menyulitkan pada saat penempelan

tachometer pada poros beban. Nilai yang muncul pada tachometer justru

memiliki nilai yang lebih rendah dibanding nilai keepatan putar eksperimen

jika dilihat melalui pembacaan pada power supply. Yang artinya jika tetap

menggunakan hasil yang tertera pada tachometer akan otomatismemberikan

nilai error yang lebih besar bahkan bisa melebihi 50% dari nilai kecepatan

putar teoritis yang dihasilkan.

Untuk itu perlu ditinjau kembali pada bagian mana yang benar-benar

memberikan kesalah atau error yang besar pada saat eksperimen. Hal yang

perlu diperhatikan juga adalah material dari beban yang digunakan. Beban

yang digunakan sebelumnya tidak dilakukan pengukuran kembali terhadap

nilai propertiesnya. Padahal beban ini seringkali digunakan untuk percobaan

praktikum. Hal ini akan mempengaruhi nilai praoperties dari beban, yang

nantinya akan berpengaruh pada nilai kekauan serta berpengaruh pula pada

nilai Modulus Young dari benda.

Selain itu error yang terjadi bisa juga dakibatkan oleh adanya

ketidakakuratan pada saat pengukuran jarak maupun pengukuran tebal dan

diameter baik diameter beban maupun poros. Karena dalam hal ini praktikan

hanya menggunaklan penggaris yang tingkat ketelitiannya hanya sebesar 1

mm. Pengukuran dari bagian tengah beban terhadap bagian tengah tumpuna

hanya didasarkan pada perkiraan praktikan, karena tidak ada ukuran pasti

terhadap nilai tengah aik pada beban maupun pada bagian tumpuan.

Kesalahan atau error juga bisa terjadi pada saat pengukuran kecepatan

kritikal, dmana simpangan terbesar yang erjadi tidak dapat diketahui secara

pasti. Simpangan yang dianggap sebagai simpangan terbesar hanya

berdasarkan pengamatan praktikan, bukan berdasarkan grafik vibration yang

teerbentuk. Pada kasus ini, dimungkinkan turut menyumbang nilai error yang

paling besar diantara kemungkinan analisa –analisa lainnya.

c) Analisis grafik

Dari hasil pengolahan data, dihasilkan tiga grafik yang menunjukkan

hubungan antara jarak b yang divariasikan terhadap nilai Kecepatan putar

kritikal baik untuk kecepatan kritikal dari hasil eksperimental maupun

kecepatan putar kritikal yang dihasilkan pada perhitungan secara teoriti.

Grafik yang menunjukkan hubungan variasi jarak b terhadap kecepatan putar

eksperimental memiliki karkteristik yang sama terhadap kecepatan putar

teoritis. Hal ini menunjukkan bahwa semakin panjang jarak beban terhadap

tumpuan maka nilai kecepatan putaran kritikal akan semakin rendah. Hal ini

dipengaruhi oleh inersia yang dialami oleh poros yang digunakan.

Pada kedua grafik tersebut meski mennjukkan karakteristik yang sama

diaman tejadi penurunan keepatan putar kritikal, namun pada bagian grafik

kecepatan putar eksperimental gradien yang terbentuk dari hasil kecepatan

tersebut memiliki bentuk yang tidak selinear dibanding grafik yang terbentuk

pada kecepatan putar teoritis. Pada beberapa bagian (eksperimental) hasil

plotting memiliki kecenderungan yang tidak stabil. Hal ini dikarenaan

ketidaktelitian pembacaan terhadap nilai rpm yang tertera pada power suply.

Sedangkan jika dilihat dari hasil teoritis, gradien garis yang terbentuk terlihat

lebih lurus dibanding hasil eksperimental.

Bagian-bagian nilai kecepatan putar eksperimental yang cenderung

tidak stabil tersebut yang kemudian akan memberikan nilai error yang

semakin besar jika dibanding ada percobaan-percobaan lainnya. Pada grafik

error yang terbentuk, menunjukkan pada percobaan ke tiga dari pengambilan

data tersebut nilai error turun menjadi paling kecil diantara percobaan lainnya.

Hal ini menunjukkan pembacaan yang sedikit lebih teliti dibanding

pembacaan rpm pada percobaan yang lain. Meskipun demikian nilai kesalahn

atau error yang tertera pada grafik masih dibawah angka 50% .

2.1.7. Kesimpulan

a) Terjadi whirling pada poros kecil – panjang akibat gaya sentrifugal dari beban.

b)Getaran Poros maksimum ketika nilai putaran rpm putar senilai dengan

putaran kritisnya.

c) Putaran kritis poros dapat ditentukan melalui perhitungan teoritis untuk

mencegah pengoperasian poros pada putaran kritisnya.

d)Putaran kritis akan semakin menurun dengan penambahan jarak dari tumpuan

terhadap beban

(Modul 2)

BAB II

PEMBAHASAN

2. 2 Redaman Coulumb

2.2.1 Dasar Teori

Redaman Coulomb diperoleh dari gesekan antara dua permukaan kering. Gaya

redam-an adalah sama dengan hasilkali gaya normal dengan koeflsien gesekan ju, dan

dianggap tidak tergantung pada kecepatan, bila gerakan telah dimulai. Karena tanda gaya

redam-an selalu berlawanan dengan tanda kecepatan, maka persamaan diferensial gerak

untuk tiap tanda hanya benar untuk selang setengah sikliis.

Untuk menentukan peluruhan amplitudo, diperhatikan prinsip kerja-energi yang

menyamakan kerja yang dilakukan' dengan perubahan energi kinetik. Dengan memilih

sebuah setengah siklus yang dimulai dari posisi ekstrim dengan kecepatan yang sama dengan

nol dan amplitudo sama dengan Xi , maka perubahan energi kinetik adalah nol dan kerja yang

dilakukan pada m adalah juga nol.

dengan X-1 adalah amplitudo setelah setengah siklus seperti yang ditunjukkan dalarn gambar

berikut.

Bila prosedur ini diulang untuk setengah siklus berikutnya, maka diperoleh

pengurangan amplitude lagi sebesar 2Fd /k, sehingga peluruhan amplitude per siklus adalah

konstan dan sama dengan

X1−X 2=

4 Fd

k

Gerak akan berhenti, bila ampb'tudonya adalah lebih kecil dari A. Pada posisi itu gaya

pegas tidak cukup untuk mengatasi gaya gesekan statik, yang biasanya lebih besar dari gaya

gesekan kinetik. Dapat ditunjukkan juga bahwa frekuensi osilasi adalah

ωμ=√k /m

yang adalah sama dengan frekuensi sistem yang tak teredam. Perlu dicatat bahwa amplitude

meluruh secara linier terhadap waktu, '

Sistem Massa-2 PegasdenganPeredaman Coulomb

Bila objek bergerak kekanan dan dilepas, maka gaya yang bekerja pada system adalah

gaya pegas ¿k eq x dan gaya gesekan ¿ μN

Dalam persamaan gerak :

∑ F=ma

−k eq x+μmg=m x

Dengan penyelesaian :

x=A cos ωn t+B sin ωnt+μmg

Jika t = 0, maka :

x=x0 , maka :x0=A+ μmgkeq

A=x0−μmgkeq

x=0, maka :ωn B=0

Karenaωn tidak selalu 0, maka B = 0

Maka penyelesaiannya berbentuk :

x=(x0−μmgk eq

)cos ωn t+μmgkeq

Dari persamaan diatas dapat diketahui bahwa peredaman dalam system terjadi karena

amplitude gerakan berkurang secara kontinu. Setiap setengah siklus, amplitude getaran

berkurang sebesar2( μmgkeq

).Mencari frekuensi natural :

Dari persamaan gerak :

m x+keq(x−μmgkeq

)=0

Dengan :

x '=x−μmgk eq

x '= x

x '= x

Maka :

m x'+k eq x'=0

x '+k eq

mx '=0

Sehingga :

ωn=√ keq

m

Dengan frekuensi :

f n=1

2 π √ keq

m

Dan perioda :

τ n=2π √ mkeq

Dalam percobaan, akan dilakukan perbandingan antara massa objek yang diukur dengan

timbangan dengan massa objek yang didapat dengan menggunakan rumus :

m=τn

2 keq

4 π2

Setelah itu, persentase kesalahan akan dihitung dengan menggunakan rumus :

error=|m−mtimbang|

mtimbang

.100%

2.2.2 Tujuan Praktikum Redaman Coulumb

a) Mengukur massa dari suatu objek melalui periode naturalnya

b) Membandingkan massa objek yang didapat melalui periode natural

dengan massa yang dengan menggunakan timbangan.

2.2.3 Peralatan

Untuk melakukan praktikum mengenai getaran bebas dengan peredaman coulomb

ini diperlukan alat sebagai berikut:

a) Rangkaian pegas

b) Beban

c) Penggaris

d) Stopwatch

2.2.4 Prosedur Percobaan

Untuk melakukan pratikum getaran bebas dengan peredaman coulomb langkah kerja

yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

a) Menyiapkan rangkaian pegas untuk dilakukan percobaan.

Gambar 2.2.1 Rangkaian pegas

b) Mengukur massa Beban yang akan terlebih dahulu. Pada percobaan ini

digunakan beban berat badan praktikan.

c) Meletakkan beban pada system pegas.

d) Melakukan tarikan terhadap pegas dari keadaan setimbang hingga 7 cm.

e) Melepaskan tarikan terhadap beban dan mengitung berapa banyak

beban berosilasi serta waktu osilasinya.

f) Mengulangi percobaan untuk simpangan awal 8, 9,10, 11 cm.

g) Mencatat setiap data yang diperoleh.

2.2.5 Pengolahan Data

Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebelum pengolahan data adalah sewbagia berikut:

a) Konstanta pegas pengganti (Keq)

Terdapat 4 pegas yang disusun secra paralel pada dudukan yang digunakan.

Besar masing masing konstanta pegas adalah 500 N/m.

Sehingga nilai ekuivalennnya adalah :

Keq = k 1+k2+k3+k 4

= 500 N/m + 500 N/m + 500 N/m + 500 N/m

= 2000 N/m

Sehingga pada penghitungan selanjutnya,nilai konstanta yang digunakan adalah

2000N/m

b) Periode

Pada saaat dilakukan percobaan praktikan menggunakan 5 simpangan awal, dengan

masing-masing simpangan dilakukan sebanyak 3 kali. Sehingga dalam hal ini

praktikan melakukan 15 kali percobaan untuk 5 nilai simpangan awal yang berbeda,

dimulai dari 7 cm hingga 11 cm. Oleh karena itu terdapat 3 buah nilai periode yang

ditentukan melalui persamaan berikut:

τ= tn

(1)

Kemudian ditentukan nilai periode rata-rata untuk masing-masing nilai simpangan

awal yang sama sehingga diperoleh 5 nilai periode rata-rata pada percobaan ini.

c) Massa teoritis

Massa teoritis ditentukan melalui persamaan:

m=τn

2 keq

4 π2 2)

d) Error

Error pada hasil percobaan ini dapat ditentukan melalui persamaan:

error=|m−mtimbang|

mtimbang

.100% (3)

Data yang diperoleh pada percobaan sebagai berikut :

No. X N t (s)1 2 3 Avg 1 2 3 Avg

1 0,07 2,5 2,5 2,5 2,5 4 3,9 3,93,9333

3

2 0,08 2,5 3 3,5 3 3,8 4 4,34,0333

33 0,09 3 3 3 3 4,5 4,4 4,6 4,5

4 0,1 3,5 3,5 3,5 3,5 4,8 5,2 4,54,8333

3

5 0,11 3,5 3,5 3,5 3,5 5,4 5,6 5,65,5333

3Tabel 2.2.1 Data Redaman Coulumb

Setelah melakukan penghitungan menggunakan Ms.Excel diperoleh :

No.

X N t (s)

T Massa timban

g

Keq Massa Teoritis Error

(m) 1 2 3 1 2 3 (s) (Kg) (N/m) (Kg) (%)1 0,07 2,5 2,5 2,5 4 3,9 3,9 1,57333

368 2000 125,531349 45,83026

2 0,08 2,5 3 3,5 3,8 4 4,3 1,344444

68 2000 91,66349873 25,81562

3 0,09 3 3 3 4,5 4,4 4,6 1,5 68 2000 114,101992 40,4042

4 0,1 3,5 3,5 3,5 4,8 5,2 4,5 1,380952

68 2000 96,7092721 29,68616

5 0,11 3,5 3,5 3,5 5,4 5,6 5,6 1,580952

68 2000 126,7500928 46,35112

No

.

X n t (s) T M Eks Keq M Teoritis Error T Teoritis Error Periode

avg avg (Kg) (N/m) (Kg) (%) (%)

1 0,07 2,5 3,93333 1,573333 68 2000 125,531349 45,83026 1,340906 17,33364

2 0,08 3 4,03333 1,344444 68 2000 91,66349873 25,81562 1,340906 0,263915

3 0,09 3 4,5 1,5 68 2000 114,101992 40,4042 1,340906 11,8647

4 0,1 3,5 4,83333 1,380952 68 2000 96,7092721 29,68616 1,340906 2,986547

5 0,11 3,5 5,53333 1,580952 68 2000 126,7500928 46,35112 1,340906 17,90184

a. Grafik hubungan antara periode terhadap simpangan

1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 1.60

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Periode (t) vs Sim-pangan (n)

Periode (T)

Sim

pan

gan

(n

)

Grafik hubungan Periode terhadap Simpangan

2.2.1 Grafik hubungan antara periode terhadap simpangan

b. Grafik hubungan antara massa eksperimen terhadap simpangan

60 70 80 90 100 110 120 130 1400

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Massa Vs Simpangan

Massa (M)

Sim

pan

gan

, n

Grafik hubungan Massa terhadap Simpangan

2.2.2 Grafik hubungan antara massa terhadap simpangan

c. Grafik hubungan antara error periode terhadap simpangan

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Error Periode vs Simpangan (n)

Periode (T)

Sim

pan

gan

(n

)

Grafik hubungan Error Periode (Kg) terhadap Simpangan

2.2.3 Grafik hubungan antara Error Periode terhadap simpangan

d. Grafik hubungan antara error massa terhadap simpangan

20 25 30 35 40 45 500

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Error Massa (Kg) vs Simpangan (n)

Periode (T)

Sim

pan

gan

(n

)

Grafik hubungan Error massa (Kg) terhadap Simpangan

2.2.3 Grafik hubungan antara error massa terhadap simpangan

2.2.6 Analisis

a) Analisis percobaan

Rangkaian pegas yang diperlukan pada redaman coulumb untuk

keperluan praktikum telah tersedia. Sehingga praktikan tidak perlu untuk

merangkai system terlebih dahulu. System pegas yang telah tersedia adalah

berupa system pegas paralel, dimana terdapat 4 pegas masing-masing 2 pegas

pada bagian depan dan belakang dari dudukan yang dipakai. Pada dudukan

tersebut kemudian diberikan beban praktikan sendiri. Percobaan dilakukan

sesuai prosedur yang ditentukan. Pada saat tersebut juga praktikan melakukan

perhitungan waktu osilasi memnggunakan stopwatch. Tarikan pada beban

akan mengakibatkan terjadinya osilasi. Meski demikian osilasi yang terjadi

tidak terlalu besa. Hanya berkisar pada 2 hingga 4 kali osilasi.

Pada percobaan praktikan tidak melakukan perhitungan terlebih dahulu

terhadap jarak pegas dari setiap sisi yang terhubung pada dudukan. Hal ini

menyebabkan kurangnya informasi yang diperlukan untuk pengolahan data.

Praktikan hanya melakukan pengukuran pada saat penarikan beban pegas dari

kondisi setimbang. Kondisi setimbang inilah yang tidak begitu diperhatikan

oleh praktikan, apakah kondisi setimbang kembali pada posisi semula atau

terdapat pergeseran meskipun nilai nya tidak terlalu signifikan. Pangukuran

juga hanya dilakukan menggunakan penggaris dan pengamatan pun juga

hanya dilakukan sesuai yang dilihat oleh praktikan. System pegas tidak

terhubung pada system komputer sehinggga besarnya osilasi hanya sebatas

perkiraan praktikan sesuai pengamatan, mengingat disetiap pengambilan data

terlihat osilasi yang tidak penuh, dan praktikan hanya memperkirakan nilai

osilasi tersebut dalam setengah osilasi.

Selain itu letak system pegas tidak ditempatkan pada lokasi yang datar,

sehingga hipotesis sementara terhadap hal tersebut adalah bahwa

ketidakrataan system pegas akan mempengaruhi besarnya osilasi yang terjadi.

Hal lain yang juga berpengaruh terhadap nilai osilasi adalah pada saat

melepaskan tarikan, karena secara tida langsung ada sedikit gaya dorongan

yang terjadi meskipun niali dari besaranya gaya dorong tersebut sangat

sedikit.

b) Analisis hasil

Berdasarkan hasil pengolahan data pada bagian diatas, dihasilkan data

nilai simpangan rata-rata dan waktu rata-rata pada setiap percobaan. Hasil

menunjukkan variasi yang sangat berbeda satu sama lain. Pada bagian waktu,

nilai yang ditunjukkan semakin besar terhadap panjang simpangan yang

semakin bertambah. Nilai rata-rata yang dihasilkan pada simpangan juga

menunjukan kenaikan, namun besaran periode yang dihasilkan dari percobaan

ini tidak mengikuti kenaikan seperti halnya pada bagian simpangan dan

waktu. Periode yang dihasilkan menunjukkan kenaikan dan penurunan pada

saat perhitungan. Nilai periode yang didaptkan mengikuti persamaan umum

yakni

T= tn

( s−1)\

Namun hal diatas dapat dijelaskan secara teori. Periode getaran hanya

bergantung pada massa beban dan kekakuan pegas, tidak bergantung pada

simpangan awal yang diberikan. Oleh karena itu nilai periode getaran yang

dihasilkan meski tidak menunjukkan karakteristik satu sama lain, hal tersebut

dianggap bukanlah suatu kesalahan.

Selain itu kesalahan/error pada massa dihasilkan nilai yang cukup

besar,berkisar pada nilai 25%-46%. Berdasarkan pembagian jenis error, error

dikategorikan menjadi error random dan error sistematik. Kesalahan acak

(random error) adalah kesalahan yang bersumber dari variasi yang bersifat

acak dan dapat terjadi diluar kendali praktikan yang melakukan pengukuran.

Faktor kesalahan acak ini sebenarnya dapat dikurangi dengan melakukan

banyak pengulangan pengukuran. Namun karena keterbatasan waktu,

pengulangan percobaan menjad tidak mungkin untuk dilakukan.

Kesalahan selanjutnya adalah kesalah atau error Sistematik (systematic

error) atau ‘bias’ sifatnya konstan atau dapat bervariasi yang dapat

diramalkan. Kesalahan ini tidak dapat dikurangi dengan cara pengulangan

pengukuran. Walau dapat dikoreksi, tetapi tidak bisa tepat atau eksak. Pada

prinsipnya praktikan tidak dapat menghindari dari adanya ketidakpastian pada

kesalahan sistematis ini. Kesalahan sistematik terjadi akibat dari alat yang

digunakan baik alat percobaan maupun alat pengukuran. Alat pengukuran

yang digunakan dalam percobaan ini adalah penggaris kayu dan stopwatch.

Pengukuran simpangan awal dilakukan menggunakan penggaris yang

memiliki ketelitian hanya pada 0,5 mm. Selain itu ketelitian praktikan dalam

pembacaan jarak juga sangat berpengaruh dalam hal ini, mengingat untuk

menghasilkan jarak yang tepat akan sangat sulit dilakukan, karena harus

melakukan pembacaan sedang ujung penggaris lainnya berada di tumpuan

ujung yang lain. Pada saat pengukuran simpangan dilakukan salah satu

praktikan harus menahan beban agar tetap diam selama pengukuran hingga

dipastikan bahwa simpangan awal tepat seperti yang diinginkan. [enahanan

beban agar tetap berada di posisinya juga menyulitkan praktikan karena bisa

saja terjadi pergeseran yang tidak disadari oleh praktikan yang melakukan

pengukuran simpangan menggunakan penggalah orang yang berbeda,

sehingga memungkinkan adanya nilai error yang besar dalam hal ini.

Tidak hanya itu, kesalahan atau error bisa juga dihasilkan pada

pembacaan dan penyalaan stopwatch dinyalakan tidak benar-benar bersamaan

dengan dimulainya getaran, begitu juga saat stopwatch dimatikan ada

kemungkinan tidak benar-benar bersamaan dengan berhentinya getaran. Hal

ini dapat mengurangi akurasi pengukuran waktu getaran. Rangkaian pegas

yang digunakan pun tidak berfungsi sempurna karena bearing tidak ikut

berputar bersamaan dengan massa yang bergerak. Kesalahan acak terjadi

akibat keterbatasan praktikan baik dalam melakukan percobaan maupun

pengukuran.

Dalam percobaan ini ada 5 hal yang dilakukan oleh praktikan yang

berbeda, yaitu mengukur simpangan, menahan massa tetap diam, menghitung

Gambar 2.2.4 Rangkaian Pegas dan dudukan yang digunakan

getaran, mengukur waktu getaran dan mencatat data percobaan. Selama

pengukuran simpangan praktikan mengalami kesulitan dalam membaca skala

penggaris karena penggaris yang digunakan adalah penggaris kayu yang agak

sulit dilihat skalanya. Terlebih lagi jika terjadi pergeseran akibat praktikan

yang menahan massa tidak kuat menahannya, maka pengamatan saat

pengukuran simpangan pun bisa saja terjadi kesalahan. Kemudian kesalahan

lain yang mungkin terjadi adalah bahwa praktikan yang menjadi massa dalam

praktikum ini tidak benar-benar mengingat massa badannya atau massa

badannya telah berubah sejak terakhir praktikan menimbangnya. Hal ini dapat

terjadi karena praktikan yang menjadi massa tidak mengukur berat badannya

terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan. Selain itu, kesalahan lainnya

yang mungkin terjadi adalah bahwa praktikan tidak memperhitungkan massa

dudukan/tumpuan massa pada rangkaian pegas.

Menurut analisis praktikan bahwa massa yang terhitung menggunakan

persamaan massa teoritis bukan hanya massa praktikan yang menjadi beban

pada rangkaian pegas tersebut melainkan massa dudukan massa pun termasuk

di dalamnya. Hal ini karena dudukan massa juga ikut bergetar bersama massa

(praktikan) sehingga massanya tidak dapat diabaikan. Oleh karena dalam

praktikum kali ini massa tersebut tidak diperhitungkan maka kesalahan yang

terjadi pun sangat besar.

c) Analisis grafik

Dari hasil pengolahan data yang dilakukan dihasilakn grafik periode

rata-rata terhadap simpangan, grafik massa teoritis terhadap simpangan dan

grafik error terhadap simpangan. Dari grafik periode rata-rata terhadap

simpangan terlihat bahwa periode rata-rata memiliki kecenderungan bernilai

sama meskipun simpangan awal yang diberikan berbeda. Kemudian dari

grafik massa teoritis terhadap simpangan terlihat menunjukkan pola yang

sama dengan grafik periode rata-rata terhadap simpangan. Oleh karena itu

terlihat bahwa massa teoritis cenderung memiliki nilai yang sama atau

mendekati rata-rata.

2.2.7 Kesimpulan

a) Lama waktu saat terjadi simpangan akan bertambah sebanding dengan

penambahan jarak simpangan.

b) Massa dapat dihitung melalui periode natural.

c) Massa yang diperoleh berdasarkan perhitungan teoritis dari hasil percobaan

sebanding dengan massa yang diperoleh melalui timbangan.

(Modul 3)

BAB II

PEMBAHASAN

2. 3 Balancing

2.3.1 Dasar Teori

Suatu poros dapat mengalami unbalance, yang disebabkan oleh sifat bahan poros

yang tidak homogen (lubang/void yang terjadi pada saat pembuatan poros), eksentrisitas

poros, penambahan alur dan pasak pada poros, serta distorsi yang dapat berupa retakan

(crack), bekas pengelasan, atau perubahan bentuk pada poros. Unbalance ini menyebabkan

distribusi massa yang tidak seragam di sepanjang poros atau lebih dikenal sebagai massa

unbalance (Jabir, 2003).

Prosedur perawatan untuk mengurangi unbalance pada mesin disebut balancing.

Balancing terdiri dari prosedur pengukuran getaran dan menambahkan atau mengurangi

beban untuk mengatur (adjust) distribusi massa. Tujuan balancing adalah menyeimbangkan

mesin putar, yang pada akhirnya akan mengurangi getaran (Tim Getaran Mekanis, 2002).

Gambar. 2.3.1 Rangkaian disk, dan Labview

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan alancing terhadap suatu

sistem diantaranya sebagai berikut :

a. Frekuensi Getaran (Vibration Frequency)

Frekuensi adalah jumlah siklus pada tiap satuan waktu. Besarnya dapat dinyatakan

dengan siklus per detik (cycles per second/cps) atau siklus per menit(cycles per minute/cpm).

Frekuensi getaran penting diketahui dalam analisis getaran mesin untuk menunjukkan

masalah yang terjadi pada mesin tersebut. Dengan mengetahui frekuensi getaran, akan

memungkinkan untuk dapat mengidentifikasikan bagian mesin yang salah (fault) dan masalah

yang terjadi.

Gaya yang menyebabkan getaran dihasilkan dari gerak berputar elemen mesin. Gaya

tersebut berubah dalam besar dan arahnya sebagaimana elemen putar berubah posisinya

terhadap titik netral. Akibatnya, getaran yang dihasilkan akan mempunyai frekuensi yang

bergantung pada putaran elemen yang telah mengalami trouble. Oleh karena itu, dengan

mengetahui frekuensi getaran akan dapat diidentifikasikan bagian dari mesin yang

bermasalah.

b. Perpindahan, Kecepatan, dan Percepatan

Perpindahan (displacement), kecepatan (velocity), dan percepatan (acceleration)

diukur untuk menentukan besar dan kerasnya suatu getaran. Biasanya diwakili dengan

pengukuran amplitudo getaran. Perpindahan (displacement) adalah gerakan suatu titik dari

suatu tempat ke tempat lain yang mengacu pada suatu titik tertentu yang tidak bergerak

(tetap).

Dalam pengukuran getaran mesin, sebagai standar digunakan jarak perpindahan

puncak ke puncak (peak to peak displacement). Contohnya adalah perpindahan poros karena

gerak putarnya. Jika perpindahan poros terlalu besar sampai melebihi batas “clearance”

bantalan akan mengakibatkan rusaknya bantalan. Kecepatan (velocity) merupakan perubahan

jarak per satuan waktu. Kecepatan gerak mesin selalu dinyatakan dalam kecepatan puncak

(peak velocity). Kecepatan puncak gerakan terjadi pada simpul gelombang.

Dalam getaran, kecepatan merupakan parameter penting dan efektif, karena dari data

kecepatan akan dapat diketahui tingkat getaran yang terjadi. Sedangkan percepatan

(acceleration) adalah perubahan kecepatan per satuan waktu. Percepatan berhubungan erat

dengan gaya. Gaya yang menyebabkan getaran pada bantalan mesin atau bagian-bagian lain

dapat ditentukan dari besarnya getaran.

c. Fasa (Phase)

Fasa didefinisikan sebagai posisi elemen getaran terhadap titik tertentu atau elemen

getaran lainnya. Fasa menunjukkan perbedaan awal siklus terjadi.

Gambar 2.3.1. Beda fasa antara perpindahan, kecepatan, dan percepatan

Komponen-komponen diatas biasanya sangat mempengaruhi bagaiman peletakkan high spot

pada saat melakukan balancing. Kesalahan yang terjadi pada komponen diatas akan

mempengaruhi sistem balancing yang dibuat.

2.3.2 Tujuan Praktikum Balancing

a) Mengetahui ciri-ciri benda tidak balance

b) Melakukan balancing dengan memberikan massa counter balance

2.3.3 Peralatan

a) Mesin multiplane balancing

b) Power supply

c) Stroboskop

d) Komputer dengan program LabView

e) NI-DAQ

f) Timbangan digital

2.3.4 Prosedur Percobaan

Langkah Persiapan Balancing

a) Menghubungkan kabel USB dari NI DAQ ke computer

b) Memastikan modul NI 9234 terpasang pada NI DAQ

c) Menyambungkan kabel power NI DAQ

d) Membuka Labview dengan nama praktikum balancing

e) Mengatur /Setting physical channel, dengan minimum value -5 dan maximum

value 5

f) Mengatur waktu / setting timing parameter dengan rate= 180 Hz dan samples to

read 2000

g) Membuat file dengan nama praktikum balancing pada TDMS file path

h) Menyiapkan balancing machine tetapi jangan dahulu kabel powernya dicolok

i) Menyiapkankan belt, rotor 5 disc, kunci L 3/32” dan 5/32”, penggaris, massa-

massa, busur dan kertas kosong

j) Mengolesi bearing dengan grease

Langkah persiapan pemasangan massa

a) Memasang massa pada disk 2,3,4 pada jari-jari bebas dan putar masing-masing

disk dengan melonggarkan sekrup dengan kunci L 3/32”

b) Mencatat masing-masing massa dan sudut-sudutnya (tidak digunakan selama

percobaan ini dan digunakan sebagai pembanding dengan hasil balancing)

c) Memastikan disk 1 dan 5 posisi 0 nya berada pada posisi 0 yang ter-emboss

Langkah set up alat

a) Meletakkan rotor 5 disk pada atas bearing-bearing mesin balancing, catat disk 1

di ujung yang mana dan disk 5 diujung yang mana

b) Memasang belt

c) Mengencangkan ujung-ujung ball cradle dengan menggunakan kuncil L 5/32”

sehingga mencegah terjadinya pergerakan terhadap arah aksial rotor

d) Menyalakan mesin balancing

e) Mengatur stroboskop pada kondisi internal 12 Hz

f) Menyalakan motor

g) Mancari dimana kecepatan motor sama dengan kecepatan stroboskop menyala

sehingga rotor seakan-akan terlihat berhenti terhadapap nyala stroboskop

h) Mematikan motor dengan tidak mengubah-ubah kontrol kecepatannya, sehingga

jika motor dihidupkan motor akan bergerak pada 12 Hz

Langkah Balancing

1) Melakukan Run labview

2) Menyalakan motor pada posisi yang sudah ditetapkan

3) Menunggu hingga konsisten dan stabil . Terlihat pada grafik power spectrum

frekuensi rotor yang berputar di 12 Hz

4) Setelah stabil stop running, lalu catat rms yang terbaca

5) Memindahkan switch stroboskop ke eksternal

6) Sedikit demi sedikit swicth (knob) yang terletak dekat transduser diputar hingga

menyentuh plat (maksimum displacement dari cradle) yang dapat menyebabkan

stroboskop berkedip.

7) Melihat angka yang terletak sejajar dengan transducer (di atas switch sekrup putar)

dan catat (sebagai sudut fase dari titik referensi 0)

8) Memutar balik switch knob putar lalu matikan motor tanpa merubah kontrol

kecepatan

9) Memutar disk 5 sehingga titik 0 pada disk berada pada titik yang terbaca pada

langkah no.8 dengan longgarkan skrup 3 buah yang ada di disk dengan kunci L

3/32”

10) Dari rms yang didapat dari labview, kalibrasikan dengan grafik kalibrasi amplitudo

yang diberikan

11) Mencatat besaran U dengan memperhatikan slot yang ada pada disk koreksi (disk 5)

berjari-jari antara 45-65 mm

12) Menentukan m dan r yang cocok, berdasarkan nilai U yang didapat U = m . r

13) Menimbang massa pada timbangan digital yang ada

14) Memasang massa counterbalance pada r yang ditentukan pada langkah no.15 pada

lokasi slot yang sesuai dengan langkah no.10

15) Menyalakan kembali motor

16) Melakukan Run labview kembali

17) Mencatat rms yang terbaca setelah dalam kecepatan yang stabil

18) Mengatur stroboskop ke eksternal lalu lihat angka yang muncul pada langkah no.8

19) Mematikan motor

20) Mengulangi langkah no. 11 dan 12

21) Menjumlahkan dengan menggunakan vektor sehingga didapat U yang menggantikan

U awal

22) Memutar disk sesuai sudut yang ditunjukkan dari hasil penjumlahan vektor

23) Memasang U pengganti ini pada disk koreksi dengan set terlebeih dahulu m dan r

yang cukup pada slot tersebut

24) Mengulangi langkah-langkah balancing ini sehingga didapat amplitudo rms dibawah

2,5 sehingga bisa dianggap balance

25) Memutar posisi rotor, ujung ke ujung, sehingga disk 1 berada pada posisi disk

koreksi, dan disk 5 berada di atas penumpu

26) Gunakan langkah-langkah koreksi seperti pada disk 5

27) Mematikan mesin balancing jika suda selesai membalans

28) Melepaskan belt dari motor dan puli tanpa merubah posisi rotor

29) Mengamati pergerakan rotor setelah belt dicopot

30) Memutar setiap 90⁰dan biarkan serta amati apakah rotor berputar sendiri

31) Jika dalam setiap posisi rotor tidak berputar maka dapat dikatakan rotor dalam

keadaan balans

32) Data dari eksperimen ini bandingkan dengan cara analitikal pada slide balancing

mata kuliah getaran mekanis dari data yang didapat pada langkah persiapan

pemasangan massa no.2

2.3.5 Pengolahan Data

Data yang diperoleh dari hasil pem-balans –an adalah sebagai berikuit :

RMS AWAL UNBALANCE MASSA BAUT R BAUT RMS AKHIR

PIRINGAN 1 3,6 440 8,97 45 0,9PIRINGAN 2 3,27 380 8,44 45 2,3

Gambar 2.3.2 Rangkaian

disk yang digunakan

2.3.6 Analisis

Analisis percobaan

Dalam melaksanakan percobaan ada beberapa hal penting yang harus

diperhatikan praktikan sebelum melakukan pengambilan data. Diantaranya

peralatan uji yang hendak digunakan, ketersediaan bahan dan peralatan yang

dibutuhkan, dan standar pengkuran dimana dengan standar pengukuran tersebut

dapat diketahui berapa nilai maksimal simpangan yang diperbolehkan.

Pengerjaan praktikum balancing adalah yang paling rumit diantara

yang lain. Karena pengerjaan bagian ini membutuhkan ketelitian lebih dari

praktikan. Banyak kendala yang terjadi saat pengerjaan paktikum, hal itulah

yang kemudian harus dicarikan alternatif oleh praktikan agar balancing dapat

benar-benar dilakukan. Kendala yang terjadi adalah pada saat mencari letak

heavy spot. Dalam hal ini, kesalahan praktikan dalam memeperhatikan intensitas

angka yang muncul dapat menjadi kesalahan fatal dimana keadaan tersebut akan

mengakibatkan titik high spot yang nantinya digunakan sebagai pembalans justru

akan menjadi bagian unbalans tambahan. Untuk itu praktikan harus benar-benar

mampu melihat detail intensitas angka yang paling sering terlihat ketika bagian

angka pada disk saat diberikan cahaya dari lampu yang terhubung pada

rangkaian sistem.

Pada saat melakukan percobaan, praktikan pada awalnya mencari titik

unbalans yang terjadi pada rangkaian sistem dengan menggunakan bantuan

sofware labview yang terhubung pada sistem dan terhubung pula pada power

suplyyang digunakan. Praktikan dapat mengatur nilai frekuensi yang dibutuhkan

dimana dalam praktikum kali ini menggunakan frekuensi sebesar

12Hz.bagian...juga telah terhubung pada software labview, dimana dengan

menggunakan software labview tersebut praktikan dapat melihat berapa besaran

rms yang dicapai ketika nilai frekuensi adalah 12 Hz.

Dengan menghidupkan power suply dengan posisi stroboskop pada

posisi berada pada bagian eksternal, maka kita dapat mengetahui berapa

unbalans yang terjadi pada frekuensi 12Hz dalam satuan rms. Praktikan

melakukan run pada software labview sehinggga nilai rms dapat diketahui.

Berdasarkan standar ISO 1940 yang dipakai, unbalans terjadi pada besaran nilai

rms diatas 2,5. Nilai dibawah angka tersebut telah dianggap balans. Terdapat

beberapa kriteria lainnya pada standar ISO 1940, hal ini menunjukkan bahwa

rangkaian disk tersebut dapat digunakan dalam pengujian untuk semua jenis...

Pada bagian run, akan terlihat grafik yang menunjukkan bagian

unbalans, yang ditunjukkan dengan bagian kurva yang secara sig ifikan terus

mengalami peningkatan. Pada frekuensi 12 Hz, akan didapat nilai rms. Nilai rms

ini kemudian di plot pada grafik yang telah tersedia, untuk kemudian kita

mencari titik massa unbalans yang terjadi. Pada bagian ini diperlukan ketelitian

bagi praktikan untuk menentukan letak titik rms yang didapat. Mengingat skala

grafik yang sangat kecil, juga nilai yang diberikan pada grafik merupakan ...,

tidak diberikan nilai yang lebih spesifik. Untuk bagian ini bisa jadi memberikan

pengaruh besar terhadap eror yang dihasilkan, akibat ketidaktelitian dari

praktikan.

Setelah dilakukan plotting nilai rms, maka akan didapat nilai unbalans

yang terjadi. Dengan nilai unbalans tersebut maka praktikan dapat mencari

massa yang diperlukan untuk membalancing disk tersebut. Massa didapat dengan

membagi niai unbalans terhadap jari-jari yang dipakai.

M = Unbalance

R

Besarnya massa yang diberikan kemudian dijadikan acuan dalam

melakukan pemilihan baut dan mur. Dimana harus dilakukan pemilihan baut dan

mur hingga nilai (massa) yang dihasilkan mendekati massa yang dibutuhkan

untuk proses balancing.

Pada proses pemilihan baut dan mur untuk mencari massa yang

dibutuhkan juga akan memberikan nilai error terhadap proses balancing,

mengingat..timbangan... tidak dalam keadaan baik. ketidakakut=ratan

pada...tersebut sering kali mengakibatkan kesalahan dalam pemilhan baut dan

mur, dimana hasil yang didapat dari penimbangan tersebut berubah-ubah,

termasuk saat praktikan mencoba meindahkan masing masing posisi baut dan

mur di sudut-sudut timbangan. Sehingga sudah dapat dipastkan bahwa salah-satu

sebab kesalahan yang terus menerus terjadi pada proses balancing adalah akibat

ketidakpresisian alat timbang yang digunakan.

Mur dan baut yang didapat kemudian dipasang pada bagian high spot

yang sebelumnya telah dicari. Pemasangan baut dan mur dilakukan dengan

menggunakan kunci agar pemasangan yang dilakukan benar-benar baik,

sehingga ketika ...dalam keadaan berputar tidak akan menyebabkan lepasnya

baut dan mur tersebut. Kemudian diberikan power kembali untuk melihat hasil

dari balancin yang dilakukan.

Pada bagian software labview dilakukan running hingga nilai

frekuensi berada pada 12 Hz. Dengan prosedur yang sama, maka akan didapat

nilai rms. Jika nilai rms dibawah 2,5 maka balancing yang diberikan berhasil.

Perangkat elektronik yang digunakan dalam praktikum ini adalah NI DAQ dan

Labview untuk memperoleh data percobaan.

Setelah itu posisi disk dibalik, disk 1 dipindah ke posisi disk 5.

Kemudian dilakukan kembali prosedur yang sama sehingga disk 1 menjadi

seimbang juga. Saat balancing disk 1 high spot berada di angka 1 disk. Hasil dari

percobaan ini dapat dilihat pada sub-bab data praktikum di atas.

Tambahan :

a) Jelaskan pengertian Unbalance !

Unbalance adalah suatu keadaan dimana sistem beraa dalam kondisi tidak seimbang,

atau tidak stabil. Hal ini disebabkan adanya satu titik atau lebih yang memiliki

karakteristik yang berbeda dengan bagian lainnya.

b) Jelaskan pengertian High spot dan Heavy spot, serta aplikasinya dalam percobaan !

High spot adalah titik dimana massa counterbalance diletakkan sebagai penyeimbang

Heavy spot adalah titik yang menyebabkan terjadinya unbalence.

Aplikasinya dalam percobaan yakni, pada salah satu disk dari 5 disk yang

digunakan terjadi ketidakseimbangan, maka dilakukanlah penyeimbangan terhadap

sistem tersebut. Mulanya dicari terlebih dahulu letak heavy spot dengan prosedur-

prosedur standar yang menjadi acuan, baru kemudian dapat diletakkan beban

penyeimbang di bagian lain, yang berlawanan terhadap titik spot, atau biasa dikenal

dengan high spot.

2.3.6 Kesimpulan

a. Nilai RMS maksimal yang dipakai pada pengujian adalah sebesar 2,5, pada

frekuensi 12 Hz, jika melebihi nilai tersebut maka terjadi unbalans

b. Unbalans dapat dihilangkan dengan menmbahkan beban lain pada posisi yang

berlawanan 1800 (massa counter balance)

c. Benda unbalans (biasanya pada poros) akan berputar tanpa adnya gaya

eksternal yang diberikan.

d. Akan terjadi whirling pada saat pengoperasian jika suatu benda dalam kondisi

unbalans.

DAFTAR PUSTAKA

Farida Asriani. 2009. Instrumentasi slides. “Sensor Mekanik”. Jakarta.

J. L. Meriam, L. G. Kraige, 1997. “Engineering Mechanics, Dynamics”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc.

Kristos Macros (krism@idx.com.au). 30 Juni 2009. Artikel untuk “The definition of speed, velocity, and acceleration”. Email kepada (cozzakapa@yahoo.com)

Mitsutaka Kanihera. 31 May 2005. Kyowa slides, Miniature Damped Accelerometer Series offers wide range of applications, kyowa electronic instruments Co.Ltd.

R.C.Hibbeler. 1998. Mekanika Teknik 2 “Dinamika”. Prenhallindo, Jakarta.

William W. Seto. 1997. Getaran Mekanis “Mechanical Vibrations” seri Schaum. Erlangga, Jakarta.

Susan Kristoff. 23 Mei 2008. “An introduction to accelerometers”, (online), (http://engineering.suite101.com/article.cfm/an_introduction_to_accelerometers, diakses 29 Juli 2009)

Thomson, William. Theory of Vibration with AppliCation 5th Edition. 1998. Prentice-Hall International

Meriam, J.L, Kraige, L.G. Engineering Mechanics Dynamics Fifth Edition SI Version. 2004. John Wiley and Sons