Memahami Ketidakseimbangan pada Mesin Berputar

Definisi: Apa itu Ketidakseimbangan?

Ketidakseimbangan (sering digunakan secara bergantian dengan ketidakseimbangan) adalah suatu kondisi pada rotor di mana pusat massa (atau pusat gravitasi) tidak sejajar dengan pusat rotasi. Pergeseran ini, yang dikenal sebagai keanehan, berarti massa tidak terdistribusi secara merata di sekitar sumbu rotasi. Ketika rotor berputar, distribusi massa yang tidak merata ini menciptakan gaya sentrifugal netto yang menarik rotor menjauh dari pusatnya, menyebabkan seluruh mesin bergetar. Ketidakseimbangan merupakan sumber getaran yang paling umum pada mesin yang berputar.

Tanda Klasik Ketidakseimbangan

Ketidakseimbangan memiliki tanda getaran yang sangat jelas dan dapat dikenali, sehingga relatif mudah untuk didiagnosis:

• Frekuensi: Getaran terjadi tepat pada 1x kecepatan rotasi rotor. Jika mesin bergerak lebih cepat atau lebih lambat, frekuensi getaran akan mengikutinya dengan sempurna.
• Arah: Getarannya terutama terjadi di radial arah (horizontal dan vertikal). Biasanya, getaran aksial (dorong) sangat kecil.
• Amplitudo: Amplitudo getaran sebanding dengan kuadrat kecepatan putar. Jika kecepatan digandakan, gaya ketidakseimbangan (dan getaran yang dihasilkan) akan berlipat empat.
• Fase: Pengukuran fase untuk ketidakseimbangan biasanya stabil dan dapat diulang.

Jenis-jenis Ketidakseimbangan

Ketidakseimbangan dapat dikategorikan menjadi tiga jenis utama:

1. Ketidakseimbangan Statis

Juga dikenal sebagai "ketidakseimbangan gaya", ini adalah jenis yang paling sederhana. Ketidakseimbangan ini terjadi ketika massa terdistribusi secara tidak merata pada satu bidang, seperti satu titik berat pada cakram tipis. Disebut "statis" karena dapat dideteksi saat rotor diam; jika diletakkan pada tepi pisau tanpa gesekan, rotor akan berputar hingga titik berat berada di bawah. Hal ini dapat diperbaiki dengan satu beban yang ditempatkan 180° berlawanan dengan titik berat tersebut.

2. Ketidakseimbangan Pasangan

Hal ini terjadi ketika terdapat dua titik berat yang sama pada ujung rotor yang berlawanan, terletak 180° satu sama lain. Hal ini menciptakan "pasangan" atau gerakan goyang yang mencoba memutar rotor dari ujung ke ujung. Rotor dengan ketidakseimbangan pasangan murni seimbang secara statis (tidak akan terguling pada ujung pisau), tetapi akan bergetar hebat saat berputar. Hal ini membutuhkan dua pemberat koreksi pada dua bidang terpisah untuk melawan gerakan goyang.

3. Ketidakseimbangan Dinamis

Ini adalah kondisi paling umum yang ditemukan pada mesin nyata. Kondisi ini merupakan kombinasi ketidakseimbangan statis dan kopel. Memperbaiki ketidakseimbangan dinamis memerlukan koreksi massa pada setidaknya dua bidang berbeda di sepanjang rotor, sebuah proses yang dikenal sebagai keseimbangan dinamis.

Penyebab Umum Ketidakseimbangan

Ketidakseimbangan dapat terjadi sejak pembuatan atau selama pengoperasian. Penyebab umumnya meliputi:

• Ketidaksempurnaan Produksi: Porositas pada pengecoran, kepadatan material yang tidak merata, dan toleransi permesinan.
• Kesalahan Perakitan: Komponen yang dipasang tidak benar, baut yang dikencangkan tidak merata, atau kunci yang tidak sejajar.
• Keausan: Erosi yang tidak merata, korosi, atau keausan pada bilah kipas atau impeler pompa.
• Penumpukan Material: Penumpukan kotoran, debu, atau produk pada rotor kipas, blower, dan sentrifus.
• Kegagalan Komponen: Beban keseimbangan yang terlempar atau bilah yang patah akan langsung menimbulkan kondisi ketidakseimbangan yang parah.

Mengapa Memperbaiki Ketidakseimbangan Itu Penting

Membiarkan mesin beroperasi dengan ketidakseimbangan yang signifikan dapat merugikan kesehatannya. Gaya siklik yang konstan menyebabkan:

• Kegagalan Bantalan Prematur: Bantalan mengalami beban dinamis tinggi, yang menyebabkan keausan cepat.
• Kelelahan dan Retak: Getaran tersebut menimbulkan tekanan lelah pada poros, pondasi, dan komponen lainnya.
• Efisiensi Berkurang: Energi terbuang dalam bentuk getaran dan panas, bukannya melakukan pekerjaan yang bermanfaat.
• Risiko Keselamatan: Ketidakseimbangan yang parah dapat mengakibatkan kegagalan besar.

Ketidakseimbangan diperbaiki melalui prosedur penyeimbangan sistematis, yang merupakan salah satu cara paling efektif untuk meningkatkan keandalan mesin.

← Kembali ke Indeks Utama