Analisis Getaran dengan Balanset-1A: Panduan Pemula untuk Diagnostik Spektrum

Pendahuluan: Dari Penyeimbangan hingga Diagnostik — Membuka Potensi Penuh Alat Analisis Getaran Anda

Perangkat Balanset-1A terutama dikenal sebagai alat yang efektif untuk penyeimbangan dinamis. Namun, kemampuannya jauh melampaui itu, menjadikannya alat analisis getaran yang andal dan mudah diakses. Dilengkapi dengan sensor sensitif dan perangkat lunak untuk analisis spektral Fast Fourier Transform (FFT), Balanset-1A merupakan instrumen yang sangat baik untuk analisis getaran yang komprehensif. Panduan ini menjembatani kekurangan yang terdapat pada manual resmi, menjelaskan apa yang diungkapkan data getaran tentang kesehatan mesin.

Panduan ini disusun secara berurutan untuk memandu Anda dari dasar hingga penerapan praktis:

• Bagian 1 akan meletakkan dasar teoritis, menjelaskan secara sederhana dan jelas apa itu getaran, bagaimana analisis spektral (FFT) bekerja, dan parameter spektral apa yang penting bagi seorang ahli diagnostik.
• Bagian 2 akan memberikan petunjuk langkah demi langkah untuk memperoleh spektrum getaran berkualitas tinggi dan andal menggunakan perangkat Balanset-1A dalam berbagai mode, dengan fokus pada nuansa praktis yang tidak dijelaskan dalam petunjuk standar.
• Bagian 3 adalah inti artikel ini. Di sini, "sidik jari" — tanda spektral karakteristik dari kerusakan yang paling umum: ketidakseimbangan, misalignment, kelonggaran mekanis, dan cacat bantalan — akan dianalisis secara menyeluruh.
• Bagian 4 akan mengintegrasikan pengetahuan yang diperoleh ke dalam sistem terpadu, menawarkan rekomendasi praktis untuk menerapkan pemantauan dan algoritma pengambilan keputusan sederhana.

Dengan menguasai materi dalam artikel ini, Anda akan dapat menggunakan Balanset-1A tidak hanya sebagai perangkat penyeimbang tetapi juga sebagai kompleks diagnostik tingkat pemula yang lengkap, yang memungkinkan Anda mengidentifikasi masalah sejak dini, mencegah kecelakaan yang mahal, dan secara signifikan meningkatkan keandalan peralatan operasi Anda.

Bagian 1: Dasar-dasar Analisis Getaran dan Spektral (FFT)

1.1. Apa itu Getaran dan Mengapa Itu Penting?

Setiap peralatan yang berputar, baik pompa, kipas, maupun motor listrik, menghasilkan getaran selama pengoperasian. Getaran adalah osilasi mekanis suatu mesin atau komponen-komponennya relatif terhadap posisi keseimbangannya. Dalam kondisi ideal dan berfungsi penuh, sebuah mesin menghasilkan tingkat getaran yang rendah dan stabil — inilah "suara bising" normalnya. Namun, seiring munculnya dan berkembangnya cacat, latar belakang getaran ini mulai berubah.

Getaran adalah respons struktur mekanisme terhadap gaya eksitasi siklik. Sumber gaya-gaya ini bisa sangat beragam:

• Gaya sentrifugal akibat ketidakseimbangan rotor: Timbul akibat distribusi massa yang tidak merata relatif terhadap sumbu rotasi. Inilah yang disebut "titik berat", yang selama rotasi menciptakan gaya yang diteruskan ke bantalan dan casing mesin.
• Gaya yang berhubungan dengan ketidakakuratan geometri: Ketidakselarasan poros yang terhubung, poros yang bengkok, kesalahan pada profil gigi roda gigi kotak roda gigi — semua ini menciptakan gaya siklus yang menyebabkan getaran.
• Gaya aerodinamis dan hidrodinamis: Terjadi selama putaran impeler pada kipas angin, penyedot asap, pompa, dan turbin.
• Gaya elektromagnetik: Karakteristik motor dan generator listrik dan dapat disebabkan, misalnya, oleh asimetri belitan atau adanya lilitan hubung singkat.

Masing-masing sumber ini menciptakan getaran dengan karakteristik yang unik. Inilah mengapa analisis getaran merupakan alat diagnostik yang sangat ampuh. Dengan mengukur dan menganalisis getaran, kita tidak hanya dapat mengatakan bahwa "mesin bergetar kuat", tetapi juga, dengan tingkat probabilitas yang tinggi, menentukan akar penyebabnya. Kemampuan diagnostik canggih ini penting untuk setiap program perawatan modern.

1.2. Dari Sinyal Waktu ke Spektrum: Penjelasan Sederhana FFT

Sensor getaran (akselerometer), yang terpasang pada rumah bantalan, mengubah osilasi mekanis menjadi sinyal listrik. Jika sinyal ini ditampilkan di layar sebagai fungsi waktu, kita akan mendapatkan sinyal waktu atau bentuk gelombang. Grafik ini menunjukkan bagaimana amplitudo getaran berubah setiap saat.

Untuk kasus sederhana, seperti ketidakseimbangan murni, sinyal waktu akan tampak seperti sinusoidal halus. Namun, pada kenyataannya, sebuah mesin hampir selalu dipengaruhi oleh beberapa gaya eksitasi secara bersamaan. Akibatnya, sinyal waktu menjadi kurva yang kompleks dan tampak kacau, yang darinya praktis mustahil untuk mengekstrak informasi diagnostik yang berguna.

Di sinilah peran alat matematika datang — Transformasi Fourier Cepat (FFT). FFT dapat dibayangkan sebagai prisma ajaib untuk sinyal getaran.

Bayangkan sinyal waktu yang kompleks adalah seberkas cahaya putih. Cahaya tersebut tampak menyatu dan tak terbedakan bagi kita. Namun, ketika berkas ini melewati prisma kaca, ia terurai menjadi warna-warna penyusunnya—merah, jingga, kuning, dan seterusnya, membentuk pelangi. FFT melakukan hal yang sama dengan sinyal getaran: ia mengambil kurva kompleks dari domain waktu dan menguraikannya menjadi komponen-komponen sinusoidal sederhana, yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudonya sendiri.

Hasil transformasi ini ditampilkan dalam grafik yang disebut spektrum getaran. Spektrum ini merupakan alat kerja utama bagi siapa pun yang melakukan analisis getaran. Spektrum ini memungkinkan Anda melihat apa yang tersembunyi dalam sinyal waktu: getaran "murni" apa yang membentuk kebisingan keseluruhan mesin.

1.3. Parameter Spektrum Utama yang Perlu Dipahami

Spektrum getaran yang akan Anda lihat pada layar Balanset-1A dalam mode "Vibrometer" atau "Grafik" memiliki dua sumbu, yang mana pemahaman tersebut mutlak diperlukan untuk diagnostik.

Sumbu Horizontal (X): Frekuensi

Sumbu ini menunjukkan frekuensi terjadinya osilasi dan diukur dalam Hertz (Hz). 1 Hz sama dengan satu osilasi penuh per detik. Frekuensi berkaitan langsung dengan sumber getaran. Berbagai komponen mekanis dan elektrik suatu mesin menghasilkan getaran pada frekuensi karakteristiknya yang dapat diprediksi. Dengan mengetahui frekuensi puncak getaran tinggi yang diamati, kita dapat mengidentifikasi penyebabnya — unit atau cacat tertentu.

Frekuensi rotasi (1x): Ini adalah frekuensi terpenting dalam semua diagnostik getaran. Frekuensi ini berkaitan dengan kecepatan putar poros mesin. Misalnya, jika poros motor berputar pada 3000 putaran per menit (rpm), frekuensi putarnya adalah: f = 3000 rpm / 60 dtk/menit = 50 Hz. Frekuensi ini dilambangkan sebagai 1x. Frekuensi ini berfungsi sebagai titik referensi untuk mengidentifikasi berbagai cacat lainnya.

Sumbu Vertikal (Y): Amplitudo

Sumbu ini menunjukkan intensitas atau kekuatan getaran pada setiap frekuensi tertentu. Pada perangkat Balanset-1A, amplitudo diukur dalam milimeter per detik (mm/s), yang sesuai dengan nilai akar kuadrat rata-rata (RMS) kecepatan getaran. Semakin tinggi puncak spektrum, semakin besar energi getaran yang terkonsentrasi pada frekuensi tersebut, dan, sebagai aturan, semakin serius kerusakan yang terkait.

Harmonik

Harmonik adalah frekuensi yang merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi fundamental. Frekuensi fundamental yang paling umum adalah frekuensi rotasi 1x. Dengan demikian, harmoniknya adalah: 2x (harmonik kedua) = 2×1x, 3x (harmonik ketiga) = 3×1x, 4x (harmonik keempat) = 4×1x, dan seterusnya. Keberadaan dan tinggi relatif harmonik membawa informasi diagnostik yang krusial. Misalnya, ketidakseimbangan murni terutama terjadi pada 1x dengan harmonik yang sangat rendah. Namun, kelonggaran mekanis atau ketidaksejajaran poros menghasilkan "hutan" harmonik tinggi (2x, 3x, 4x,...). Dengan menganalisis rasio amplitudo antara 1x dan harmoniknya, berbagai jenis gangguan dapat dibedakan.

Bagian 2: Memperoleh Spektrum Getaran Menggunakan Balanset-1A

Kualitas diagnostik bergantung langsung pada kualitas data awal. Pengukuran yang salah dapat menyebabkan kesimpulan yang salah, perbaikan yang tidak perlu, atau, sebaliknya, melewatkan cacat yang berkembang. Bagian ini menyediakan panduan praktis untuk mengumpulkan data yang akurat dan berulang menggunakan perangkat Anda.

2.1. Persiapan Pengukuran: Kunci Data Akurat

Sebelum menghubungkan kabel dan menjalankan program, perhatian cermat harus diberikan pada pemasangan sensor yang benar. Ini adalah tahap terpenting yang menentukan keandalan semua analisis selanjutnya.

Metode Pemasangan: Balanset-1A dilengkapi dengan dudukan sensor magnetik. Ini merupakan metode pemasangan yang praktis dan cepat, tetapi untuk efektivitasnya, beberapa aturan harus diperhatikan. Permukaan pada titik pengukuran harus:

• Membersihkan: Hilangkan kotoran, karat, dan cat yang mengelupas.
• Datar: Sensor harus rata dengan seluruh permukaan magnet. Jangan memasangnya pada permukaan yang membulat atau kepala baut.
• Besar sekali: Titik pengukuran harus menjadi bagian dari struktur penahan beban mesin (misalnya, rumah bantalan), bukan penutup pelindung tipis atau sirip pendingin.

Untuk pemantauan stasioner atau untuk mencapai akurasi maksimum pada frekuensi tinggi, disarankan untuk menggunakan sambungan berulir (stud) jika desain mesin memungkinkan.

Lokasi: Gaya yang timbul selama operasi rotor disalurkan ke casing mesin melalui bantalan. Oleh karena itu, tempat terbaik untuk memasang sensor adalah di rumah bantalan. Usahakan untuk menempatkan sensor sedekat mungkin dengan bantalan agar getaran terukur dengan distorsi minimal.

Arah Pengukuran: Getaran adalah proses tiga dimensi. Untuk mendapatkan gambaran lengkap tentang kondisi mesin, pengukuran harus dilakukan dalam tiga arah:

• Radial horizontal (H): Tegak lurus terhadap sumbu poros, pada bidang horizontal.
• Radial vertikal (V): Tegak lurus terhadap sumbu poros, pada bidang vertikal.
• Aksial (A): Sejajar dengan sumbu poros.

Umumnya, kekakuan struktur pada arah horizontal lebih rendah daripada arah vertikal, sehingga amplitudo getaran pada arah horizontal seringkali paling tinggi. Inilah sebabnya arah horizontal sering dipilih untuk penilaian awal. Namun, getaran aksial membawa informasi unik yang sangat penting untuk mendiagnosis cacat seperti ketidaksejajaran poros.

Balanset-1A adalah perangkat dua kanal, yang terutama dibahas dalam manual ini dari perspektif penyeimbangan dua bidang. Namun, untuk diagnostik, hal ini membuka kemungkinan yang jauh lebih luas. Alih-alih mengukur getaran pada dua bantalan yang berbeda, kedua sensor dapat dihubungkan ke unit bantalan yang sama, tetapi dalam arah yang berbeda. Misalnya, kanal sensor 1 dapat dipasang secara radial (horizontal), dan kanal sensor 2 secara aksial. Akuisisi spektrum simultan dalam dua arah memungkinkan perbandingan instan getaran aksial dan radial, yang merupakan teknik standar dalam diagnostik profesional untuk deteksi ketidaksejajaran yang andal. Metode ini secara signifikan memperluas kemampuan diagnostik perangkat, melampaui apa yang dijelaskan dalam manual.

2.2. Langkah demi Langkah: Menggunakan Mode "Vibrometer" (F5) untuk Penilaian Cepat

Mode ini dirancang untuk kontrol operasional parameter getaran utama dan ideal untuk penilaian kondisi mesin "di lokasi" yang cepat. Prosedur untuk mendapatkan spektrum dalam mode ini adalah sebagai berikut:

1. Hubungkan sensor: Pasang sensor getaran pada titik-titik tertentu dan hubungkan ke input X1 dan X2 pada unit pengukuran. Hubungkan takometer laser ke input X3 dan pasang penanda reflektif pada poros.
2. Mulai program: Di jendela utama program Balanset-1A, klik tombol "F5 - Vibration Meter".
3. Jendela kerja akan terbuka (Gambar 7.4 dalam manual). Bagian atasnya akan menampilkan nilai digital: getaran total (V1s), getaran pada frekuensi putar (V1o), fase (F1), dan kecepatan putar (N rev).
4. Mulai pengukuran: Klik tombol "F9 - Jalankan". Program akan mulai mengumpulkan dan menampilkan data secara langsung.
5. Analisis spektrum: Di bagian bawah jendela terdapat grafik "Spektrum getaran-kanal 1&2 (mm/s)". Ini adalah spektrum getaran. Sumbu horizontal menunjukkan frekuensi dalam Hz, dan sumbu vertikal menunjukkan amplitudo dalam mm/s.

Mode ini memungkinkan pemeriksaan diagnostik pertama dan terpenting, yang bahkan direkomendasikan dalam manual penyeimbangan. Bandingkan nilai V1s (getaran keseluruhan) dan V1o (getaran pada frekuensi putar 1x).

• Jika V1s≈V1o, artinya sebagian besar energi vibrasi terkonsentrasi pada frekuensi rotasi. Penyebab utama vibrasi kemungkinan besar adalah ketidakseimbangan.
• Jika V1s≫V1o, hal ini menunjukkan bahwa sebagian besar getaran disebabkan oleh sumber lain (ketidaksejajaran, kelonggaran, cacat bantalan, dll.). Dalam hal ini, penyeimbangan sederhana tidak akan menyelesaikan masalah, dan diperlukan analisis spektrum yang lebih mendalam.

2.3. Langkah demi Langkah: Menggunakan Mode "Grafik" (F8) untuk Analisis Detail

Untuk diagnostik serius yang membutuhkan pemeriksaan spektrum yang lebih detail, mode "Charts" jauh lebih baik. Mode ini menyediakan grafik yang lebih besar dan lebih informatif, yang memudahkan identifikasi puncak dan analisis strukturnya. Prosedur untuk memperoleh spektrum dalam mode ini:

1. Hubungkan sensor dengan cara yang sama seperti untuk mode "Vibrometer".
2. Mode mulai: Di jendela program utama, klik tombol "F8 - Grafik".
3. Pilih jenis grafik: Di jendela yang terbuka (Gambar 7.19 di manual), akan ada deretan tombol di bagian atas. Klik "F5-Spektrum (Hz)".
4. Jendela analisis spektrum akan terbuka (Gambar 7.23 dalam manual). Bagian atas akan menampilkan sinyal waktu, dan bagian bawah, bagian utama, akan menampilkan spektrum getaran.
5. Mulai pengukuran: Klik tombol "F9-Run". Perangkat akan melakukan pengukuran dan membuat grafik detail.

Spektrum yang diperoleh dalam mode ini jauh lebih mudah untuk dianalisis. Anda dapat melihat puncak pada frekuensi yang berbeda dengan lebih jelas, mengevaluasi tingginya, dan mengidentifikasi deret harmonik. Mode ini direkomendasikan untuk mendiagnosis gangguan yang dijelaskan di bagian selanjutnya.

Bagian 3: Diagnostik Kesalahan Umum berdasarkan Spektrum Getaran (hingga 1000 Hz)

Bagian ini merupakan inti praktis dari panduan ini. Di sini, kita akan belajar membaca spektrum dan menghubungkannya dengan permasalahan mekanis tertentu. Demi kenyamanan dan orientasi cepat di lapangan, indikator diagnostik utama dirangkum dalam tabel konsolidasi. Tabel ini akan berfungsi sebagai referensi cepat saat menganalisis data aktual.

Tabel 3.1: Ringkasan Indikator Diagnostik

Kesalahan	Tanda Spektral Primer	Harmonik Khas	Catatan
Ketidakseimbangan	Amplitudo tinggi pada frekuensi rotasi 1×	Rendah	Getaran radial mendominasi. Amplitudo meningkat secara kuadratik terhadap kecepatan.
Ketidakselarasan	Amplitudo tinggi pada frekuensi rotasi 2×	1×, 3×, 4×	Sering disertai getaran aksial.
Kelonggaran mekanis	Beberapa harmonik 1× ("hutan" harmonik)	1×, 2×, 3×, 4×, 5×...	Subharmonik (0,5×, 1,5×) dapat muncul pada 1/2x, 3/2x, dst. karena retakan.
Cacat bantalan	Puncak pada frekuensi non-sinkron (BPFO, BPFI, dll.)	Beberapa harmonik frekuensi cacat	Sering terlihat sebagai pita samping di sekitar puncak. Terdengar seperti "derau" pada rentang frekuensi tinggi.
Cacat jaring roda gigi	Frekuensi tinggi dari gear mesh (GMF) dan harmoniknya	Sideband di sekitar GMF pada 1x	Menunjukkan keausan, kerusakan gigi, atau eksentrisitas.

Selanjutnya, kami akan menguraikan masing-masing cacat ini secara rinci.

3.1. Ketidakseimbangan: Masalah Paling Umum

Penyebab Fisik: Ketidakseimbangan terjadi ketika pusat massa bagian yang berputar (rotor) tidak berimpit dengan sumbu rotasi geometrisnya. Hal ini menciptakan "titik berat" yang, selama rotasi, menghasilkan gaya sentrifugal yang bekerja dalam arah radial dan diteruskan ke bantalan dan pondasi.

Tanda Spektral: Tanda utamanya adalah puncak amplitudo tinggi yang hanya terjadi pada frekuensi rotasi (1x). Getaran didominasi oleh getaran radial. Ada dua jenis utama ketidakseimbangan:

Ketidakseimbangan Statis (Satu bidang)

Deskripsi Spektrum: Spektrum sepenuhnya didominasi oleh satu puncak pada frekuensi rotasi fundamental (1x). Getarannya bersifat sinusoidal, dengan energi minimal pada frekuensi lain.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Komponen utamanya adalah frekuensi rotasi 1x yang kuat. Hampir tidak ada harmonik yang lebih tinggi (nada 1x murni).

Fitur Utama: Amplitudo 1x besar di semua arah radial. Getaran pada kedua bantalan sefase (tidak ada perbedaan fase antara kedua ujung). Pergeseran fase sekitar 90° sering diamati antara pengukuran horizontal dan vertikal pada bantalan yang sama.

Ketidakseimbangan Dinamis (Dua Bidang / Pasangan)

Deskripsi Spektrum: Spektrum juga menunjukkan puncak frekuensi dominan sekali per putaran (1x), serupa dengan ketidakseimbangan statis. Getaran terjadi pada kecepatan rotasi, tanpa konten frekuensi tinggi yang signifikan jika ketidakseimbangan merupakan satu-satunya masalah.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Komponen dominan 1x RPM (sering disertai "goyangan" atau goyangan rotor). Harmonik yang lebih tinggi umumnya tidak ada kecuali terdapat gangguan lain.

Fitur Utama: 1x getaran pada setiap bantalan adalah keluar fase — terdapat perbedaan fase sekitar 180° antara getaran di kedua ujung rotor (menunjukkan ketidakseimbangan pasangan). Puncak 1x yang kuat dengan hubungan fase ini merupakan tanda ketidakseimbangan dinamis.

Apa yang harus dilakukan: Jika spektrum menunjukkan ketidakseimbangan, prosedur penyeimbangan harus dilakukan. Untuk ketidakseimbangan statis, penyeimbangan satu bidang sudah cukup (bagian manual 7.4), untuk ketidakseimbangan dinamis, penyeimbangan dua bidang (bagian manual 7.5).

3.2. Ketidaksejajaran Poros: Ancaman Tersembunyi

Penyebab Fisik: Ketidaksejajaran terjadi ketika sumbu putar dua poros yang terhubung (misalnya, poros motor dan poros pompa) tidak berimpit. Ketika poros yang tidak sejajar berputar, gaya siklik muncul pada kopling dan bantalan, yang menyebabkan getaran.

Ketidakselarasan Paralel (Poros Offset)

Deskripsi Spektrum: Spektrum getaran menunjukkan peningkatan energi pada frekuensi dasar (1x) dan harmoniknya 2x dan 3x, terutama pada arah radial. Biasanya, komponen 1x dominan dengan ketidakselarasan yang nyata, disertai dengan komponen 2x yang signifikan.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Mengandung puncak-puncak signifikan pada frekuensi rotasi poros 1x, 2x, dan 3x. Puncak-puncak ini terutama muncul dalam pengukuran getaran radial (tegak lurus terhadap poros).

Fitur Utama: Getaran 1x dan 2x yang tinggi pada arah radial merupakan indikasi. Perbedaan fase 180° antara pengukuran getaran radial pada sisi berlawanan dari kopling sering diamati, yang membedakannya dari ketidakseimbangan murni.

Ketidakselarasan Sudut (Poros Miring)

Deskripsi Spektrum: Spektrum frekuensi menunjukkan harmonik kecepatan poros yang kuat, terutama komponen kecepatan lari 2x yang menonjol selain 1x. Getaran pada 1x, 2x (dan seringkali 3x) muncul, dengan getaran aksial (sepanjang poros) yang signifikan.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Puncak yang signifikan terjadi pada kecepatan lari 1x dan 2x (dan terkadang 3x). Komponen 2x seringkali sama besar atau lebih besar daripada 1x. Frekuensi ini sangat terasa dalam spektrum getaran aksial (sepanjang sumbu mesin).

Fitur Utama: Amplitudo harmonik kedua (2x) yang relatif tinggi dibandingkan dengan 1x, dikombinasikan dengan getaran aksial yang kuat. Pengukuran aksial di kedua sisi kopling berbeda fase 180°, yang merupakan ciri khas ketidaksejajaran sudut.

Apa yang harus dilakukan: Penyeimbangan tidak akan membantu di sini. Hentikan unit dan lakukan prosedur penyelarasan poros menggunakan alat khusus.

3.3. Kelonggaran Mekanis: "Berderak" di Mesin

Penyebab Fisik: Cacat ini berkaitan dengan hilangnya kekakuan pada sambungan struktural: baut longgar, retakan pada pondasi, dan peningkatan jarak bebas pada dudukan bantalan. Akibat adanya jarak bebas tersebut, terjadi benturan, yang membentuk pola getaran yang khas.

Kelonggaran Mekanis (Kelonggaran Komponen)

Deskripsi: Spektrumnya kaya akan komponen frekuensi kecepatan putar. Berbagai kelipatan bilangan bulat 1x (dari 1x hingga orde tinggi, misalnya ~10x) dengan amplitudo yang signifikan muncul. Dalam beberapa kasus, frekuensi subharmonik (misalnya, 0,5x) juga dapat muncul.

Komponen Spektral: Dominan adalah beberapa komponen frekuensi kecepatan putar (1x, 2x, 3x ... hingga ~10x). Terkadang komponen frekuensi fraksional (setengah bilangan bulat) juga dapat hadir pada 1/2x, 3/2x, dst. akibat benturan berulang.

Fitur Utama: "Rangkaian puncak" yang khas dalam spektrum — banyak puncak yang berjarak sama pada frekuensi yang merupakan kelipatan bilangan bulat dari kecepatan putar. Hal ini menunjukkan hilangnya kekakuan atau perakitan komponen yang tidak tepat yang menyebabkan benturan berulang. Kehadiran banyak harmonik (dan mungkin subharmonik setengah bilangan bulat) merupakan indikator utama.

Kelonggaran Struktural (Kelonggaran Dasar/Pemasangan)

Deskripsi: Dalam spektrum getaran, getaran pada frekuensi dasar atau frekuensi rotasi ganda seringkali mendominasi. Biasanya, puncak muncul pada 1x dan/atau 2x. Harmonik yang lebih tinggi (di atas 2x) biasanya memiliki amplitudo yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan harmonik utama ini.

Komponen Spektral: Komponen frekuensi dominan ditunjukkan pada kecepatan poros 1x dan 2x. Harmonik lain (3x, 4x, dst.) biasanya tidak ada atau tidak signifikan. Komponen 1x atau 2x dapat mendominasi, tergantung pada jenis kelonggaran (misalnya, satu impak per putaran atau dua impak per putaran).

Fitur Utama: Puncak yang sangat tinggi pada 1x atau 2x (atau keduanya) relatif terhadap spektrum lainnya, menunjukkan kelonggaran bantalan atau struktur. Getaran lebih kuat pada arah vertikal jika mesin terpasang longgar. Satu atau dua puncak dominan orde rendah dengan sedikit harmonik orde tinggi merupakan karakteristik kelonggaran struktural atau pondasi.

Apa yang harus dilakukan: Pemeriksaan menyeluruh terhadap unit diperlukan. Periksa semua baut pengikat yang dapat diakses (bantalan, rumah). Periksa rangka dan fondasi dari keretakan. Jika terdapat kelonggaran internal (misalnya, dudukan bantalan), unit mungkin perlu dibongkar.

3.4. Cacat Bantalan Gelinding: Peringatan Dini

Penyebab Fisik: Terjadinya cacat (lubang, spall, keausan) pada permukaan rol (cincin dalam, cincin luar, elemen rol) atau pada rangka. Setiap kali elemen rol melewati cacat, impuls impak singkat terjadi. Impuls ini berulang pada frekuensi tertentu yang menjadi karakteristik setiap elemen bantalan.

Tanda Spektral: Cacat bearing muncul sebagai puncak pada frekuensi non-sinkron, yaitu pada frekuensi yang bukan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi putar (1x). Frekuensi-frekuensi ini (BPFO - frekuensi cacat lintasan luar, BPFI - lintasan dalam, BSF - elemen gelinding, FTF - sangkar) bergantung pada geometri bearing dan kecepatan putar. Bagi seorang ahli diagnostik pemula, tidak perlu menghitung nilai pastinya. Hal utama adalah belajar mengenali keberadaannya dalam spektrum.

Cacat Ras Luar

Deskripsi Spektrum: Spektrum getaran menunjukkan serangkaian puncak yang sesuai dengan frekuensi cacat lintasan luar dan harmoniknya. Puncak-puncak ini biasanya berada pada frekuensi yang lebih tinggi (bukan kelipatan bilangan bulat dari putaran poros) dan menunjukkan setiap kali elemen bergulir melewati cacat lintasan luar.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Terdapat beberapa harmonik dari frekuensi lintasan bola lintasan luar (BPFO). Biasanya, 8–10 harmonik BPFO dapat diamati dalam spektrum untuk gangguan lintasan luar yang nyata. Jarak antara puncak-puncak ini sama dengan BPFO (frekuensi karakteristik yang ditentukan oleh geometri dan kecepatan bantalan).

Fitur Utama: Rangkaian puncak yang jelas pada BPFO dan harmoniknya yang berurutan merupakan tandanya. Kehadiran sejumlah puncak frekuensi tinggi yang berjarak sama (BPFO, 2xBPFO, 3xBPFO, ...) dengan jelas menunjukkan cacat bantalan lintasan luar.

Cacat Ras Dalam

Deskripsi Spektrum: Spektrum untuk gangguan pada lintasan dalam menunjukkan beberapa puncak yang menonjol pada frekuensi gangguan pada lintasan dalam dan harmoniknya. Selain itu, setiap puncak frekuensi gangguan ini biasanya disertai dengan puncak pita samping yang berjarak pada frekuensi kecepatan lari (1x).

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Mengandung beberapa harmonik frekuensi lintasan bola dalam (BPFI), seringkali berkisar antara 8–10 harmonik. Puncak-puncak BPFI ini dimodulasi oleh pita samping pada ±1x RPM — artinya, di samping setiap harmonik BPFI, muncul puncak-puncak samping yang lebih kecil, terpisah dari puncak utama dengan jumlah yang sama dengan frekuensi putaran poros.

Fitur Utama: Tanda yang jelas adalah adanya harmonik frekuensi cacat lintasan dalam (BPFI) dengan pola pita samping. Pita samping yang berjarak pada kecepatan poros di sekitar harmonik BPFI menunjukkan bahwa cacat lintasan dalam dimuat sekali per putaran, yang mengonfirmasi masalah lintasan dalam daripada lintasan luar.

Cacat Elemen Bergulir (Bola/Rol)

Deskripsi Spektrum: Cacat elemen bergulir (bola atau rol) menghasilkan getaran pada frekuensi putaran elemen bergulir dan harmoniknya. Spektrum akan menunjukkan serangkaian puncak yang bukan kelipatan bilangan bulat kecepatan poros, melainkan kelipatan frekuensi putaran bola/rol (BSF). Salah satu puncak harmonik ini sering kali jauh lebih besar daripada yang lain, yang mencerminkan berapa banyak elemen bergulir yang rusak.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Puncak pada frekuensi cacat elemen gelinding fundamental (BSF) dan harmoniknya. Misalnya, BSF, 2xBSF, 3xBSF, dst., akan muncul. Khususnya, pola amplitudo puncak-puncak ini dapat menunjukkan jumlah elemen yang rusak — misalnya, jika harmonik kedua terbesar, hal ini mungkin menunjukkan dua bola/rol mengalami spall. Seringkali, getaran pada frekuensi kesalahan lintasan juga menyertai hal ini, karena kerusakan elemen gelinding umumnya juga menyebabkan kerusakan lintasan.

Fitur Utama: Kehadiran serangkaian puncak yang dipisahkan oleh BSF (frekuensi putaran elemen bantalan), alih-alih oleh frekuensi putaran poros, mengidentifikasi cacat elemen gelinding. Amplitudo harmonik ke-N BSF yang sangat tinggi sering kali menyiratkan adanya N elemen yang rusak (misalnya, puncak 2xBSF yang sangat tinggi mungkin menunjukkan dua bola yang cacat).

Cacat Kandang (Bearing Cage / FTF)

Deskripsi Spektrum: Cacat sangkar (separator) pada bantalan gelinding menghasilkan getaran pada frekuensi putar sangkar – Frekuensi Rangkaian Fundamental (FTF) – dan harmoniknya. Frekuensi-frekuensi ini biasanya subsinkron (di bawah kecepatan poros). Spektrum akan menunjukkan puncak pada FTF, 2xFTF, 3xFTF, dst., dan seringkali terdapat interaksi dengan frekuensi bantalan lain akibat modulasi.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Puncak frekuensi rendah yang sesuai dengan frekuensi putar sangkar (FTF) dan kelipatan bilangan bulatnya. Misalnya, jika FTF ≈ 0,4x kecepatan poros, Anda mungkin melihat puncak pada ~0,4x, ~0,8x, ~1,2x, dst. Dalam banyak kasus, cacat sangkar muncul bersamaan dengan cacat balapan, sehingga FTF dapat memodulasi sinyal cacat balapan, menghasilkan frekuensi jumlah/selisih (pita samping di sekitar frekuensi balapan).

Fitur Utama: Satu atau lebih puncak subharmonik (di bawah 1x) yang selaras dengan laju rotasi sangkar bantalan (FTF) mengindikasikan adanya masalah sangkar. Hal ini sering muncul bersamaan dengan indikasi kerusakan bantalan lainnya. Ciri utamanya adalah keberadaan FTF dan harmoniknya dalam spektrum, yang jarang terjadi kecuali sangkar mengalami kerusakan.

Apa yang harus dilakukan: Munculnya frekuensi bearing merupakan panggilan untuk bertindak. Pemantauan unit ini perlu ditingkatkan, kondisi pelumasan diperiksa, dan penggantian bearing harus segera direncanakan.

3.5. Kerusakan Gigi

Eksentrisitas Roda Gigi / Poros Bengkok

Deskripsi Spektrum: Kesalahan ini menyebabkan modulasi getaran mesh roda gigi. Dalam spektrum tersebut, puncak frekuensi mesh roda gigi (GMF) dikelilingi oleh puncak-puncak pita samping yang berjarak pada frekuensi putar poros roda gigi (1x RPM roda gigi). Seringkali, getaran 1x kecepatan lari roda gigi itu sendiri juga meningkat karena efek eksentrisitas yang menyerupai ketidakseimbangan.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Peningkatan amplitudo yang signifikan pada frekuensi mesh roda gigi dan harmoniknya yang lebih rendah (misalnya, GMF 1x, 2x, 3x). Pita samping yang jelas muncul di sekitar GMF (dan terkadang di sekitar harmoniknya) pada interval yang sama dengan 1x laju rotasi roda gigi yang terpengaruh. Kehadiran pita samping ini menunjukkan modulasi amplitudo frekuensi mesh oleh rotasi roda gigi.

Fitur Utama: Frekuensi mesh roda gigi dengan sideband yang jelas pada frekuensi roda gigi 1x merupakan ciri khasnya. Pola sideband ini (puncak-puncak berjarak sama di sekitar GMF berdasarkan kecepatan lari) sangat mengindikasikan eksentrisitas roda gigi atau poros roda gigi yang bengkok. Selain itu, getaran fundamental roda gigi (1x) mungkin lebih tinggi dari biasanya.

Keausan atau Kerusakan Gigi Roda Gigi

Deskripsi Spektrum: Kerusakan gigi roda gigi (seperti gigi yang aus atau patah) menghasilkan peningkatan getaran pada frekuensi mesh roda gigi dan harmoniknya. Spektrum sering menunjukkan beberapa puncak GMF (1xGMF, 2xGMF, dll.) dengan amplitudo tinggi. Selain itu, banyak frekuensi pita samping muncul di sekitar puncak GMF ini, yang dipisahkan oleh frekuensi putar poros. Dalam beberapa kasus, eksitasi frekuensi alami roda gigi (resonansi) dengan pita samping juga dapat diamati.

Deskripsi Singkat Komponen Spektral: Puncak yang meningkat pada frekuensi mesh roda gigi (frekuensi mesh gigi) dan harmoniknya (misalnya, 2xGMF). Di sekitar setiap harmonik GMF utama, terdapat puncak pita samping yang dipisahkan oleh kecepatan lari 1x. Jumlah dan ukuran pita samping di sekitar komponen GMF 1x, 2x, 3x cenderung meningkat seiring dengan tingkat keparahan kerusakan gigi. Dalam kasus yang parah, puncak tambahan yang sesuai dengan frekuensi resonansi roda gigi (dengan pita sampingnya sendiri) dapat muncul.

Fitur Utama: Beberapa harmonik frekuensi mesh roda gigi beramplitudo tinggi disertai pola pita samping yang padat merupakan ciri khasnya. Hal ini menunjukkan perpindahan gigi yang tidak teratur akibat keausan atau gigi yang patah. Roda gigi yang sangat aus atau rusak akan menunjukkan pita samping yang luas (pada interval kecepatan roda gigi 1x) di sekitar puncak frekuensi mesh, yang membedakannya dari roda gigi yang sehat (yang akan memiliki spektrum yang lebih bersih dan terkonsentrasi pada GMF).

Apa yang harus dilakukan: Munculnya frekuensi yang berkaitan dengan rangkaian roda gigi memerlukan perhatian lebih. Disarankan untuk memeriksa kondisi oli di kotak roda gigi untuk mencari partikel logam dan menjadwalkan inspeksi kotak roda gigi untuk menilai keausan atau kerusakan gigi.

Penting untuk dipahami bahwa dalam kondisi dunia nyata, mesin jarang hanya mengalami satu kerusakan. Seringkali, spektrumnya merupakan kombinasi tanda-tanda beberapa cacat, seperti ketidakseimbangan dan ketidaksejajaran. Hal ini dapat membingungkan bagi ahli diagnostik pemula. Dalam kasus seperti ini, aturan sederhana berlaku: atasi masalah yang berkaitan dengan puncak dengan amplitudo terbesar terlebih dahulu. Seringkali, satu kerusakan serius (misalnya, ketidaksejajaran yang parah) menyebabkan masalah sekunder, seperti peningkatan keausan bantalan atau kendornya pengencang. Dengan menghilangkan akar penyebabnya, Anda dapat mengurangi manifestasi cacat sekunder secara signifikan.

Bagian 4: Rekomendasi Praktis dan Langkah Selanjutnya

Setelah menguasai dasar-dasar interpretasi spektrum, Anda telah mengambil langkah pertama dan terpenting. Kini, Anda perlu mengintegrasikan pengetahuan ini ke dalam praktik perawatan harian Anda. Bagian ini membahas cara beralih dari pengukuran satu kali ke pendekatan sistematis dan cara menggunakan data yang diperoleh untuk membuat keputusan yang tepat.

4.1. Dari Pengukuran Tunggal ke Pemantauan: Kekuatan Tren

Spektrum tunggal hanyalah "gambaran" kondisi mesin pada suatu waktu tertentu. Spektrum ini bisa sangat informatif, tetapi nilai sebenarnya baru terungkap ketika dibandingkan dengan pengukuran sebelumnya. Proses ini disebut pemantauan kondisi atau analisis tren.

Idenya sangat sederhana: alih-alih menilai kondisi mesin berdasarkan nilai getaran absolut ("baik" atau "buruk"), Anda melacak perubahan nilai-nilai ini seiring waktu. Peningkatan amplitudo yang lambat dan bertahap pada frekuensi tertentu menunjukkan keausan sistematis, sementara lonjakan tiba-tiba merupakan sinyal alarm yang menunjukkan perkembangan cepat suatu kerusakan.

Tips Praktis:

• Buat Spektrum Dasar: Lakukan pengukuran menyeluruh pada peralatan baru, baru diperbaiki, atau yang diketahui masih dalam kondisi baik. Simpan data ini (spektrum dan nilai numerik) di arsip program Balanset-1A. Ini adalah "patokan kesehatan" Anda untuk mesin ini.
• Tetapkan Periodisitas: Tentukan seberapa sering Anda akan melakukan pengukuran kontrol. Untuk peralatan yang sangat penting, pengukuran ini dapat dilakukan setiap dua minggu sekali; untuk peralatan tambahan, sebulan sekali atau tiga bulan sekali.
• Pastikan Pengulangan: Setiap kali, lakukan pengukuran pada titik yang sama, ke arah yang sama, dan, jika memungkinkan, dalam kondisi pengoperasian mesin yang sama (beban, suhu).
• Bandingkan dan Analisis: Setelah setiap pengukuran baru, bandingkan spektrum yang diperoleh dengan nilai dasar dan sebelumnya. Perhatikan tidak hanya kemunculan puncak baru, tetapi juga peningkatan amplitudo puncak yang sudah ada. Peningkatan amplitudo yang tajam pada setiap puncak (misalnya, dua kali lipat dibandingkan pengukuran sebelumnya) merupakan sinyal yang dapat diandalkan adanya cacat yang berkembang, meskipun nilai getaran absolut masih dalam batas yang dapat diterima menurut standar ISO.

4.2. Kapan Harus Menyeimbangkan dan Kapan Harus Mencari Penyebab Lain?

Tujuan utama diagnostik bukan hanya untuk menemukan cacat, tetapi untuk membuat keputusan yang tepat tentang tindakan yang diperlukan. Berdasarkan analisis spektrum, algoritma pengambilan keputusan yang sederhana dan efektif dapat dibangun.

Algoritma Aksi berdasarkan Analisis Spektrum:

1. Dapatkan spektrum berkualitas tinggi menggunakan Balanset-1A, sebaiknya dalam mode "Grafik" (F8), dengan melakukan pengukuran pada arah radial dan aksial.
2. Identifikasi puncak dengan amplitudo terbesar. Ini menunjukkan masalah dominan yang harus ditangani terlebih dahulu.
3. Tentukan jenis kesalahan berdasarkan frekuensi puncak ini:
   • Jika puncak 1x mendominasi: Penyebab yang paling mungkin adalah ketidakseimbangan.
     Tindakan: Lakukan prosedur penyeimbangan dinamis menggunakan fungsionalitas perangkat Balanset-1A.
   • Jika puncak 2x mendominasi (terutama jika tinggi pada arah aksial): Kemungkinan terbesar penyebabnya adalah ketidaksejajaran poros.
     Tindakan: Penyeimbangan tidak efektif. Unit perlu dihentikan dan penyelarasan poros dilakukan.
   • Jika "hutan" dengan banyak harmonik (1x, 2x, 3x,...) diamati: Penyebab yang paling mungkin adalah kelonggaran mekanis.
     Tindakan: Lakukan inspeksi visual. Periksa dan kencangkan semua baut pemasangan. Periksa rangka dan fondasi dari keretakan.
   • Jika puncak non-sinkron mendominasi pada rentang frekuensi menengah atau tinggi: Penyebab yang paling mungkin adalah cacat pada bantalan gelinding.
     Tindakan: Periksa pelumasan pada unit bantalan. Mulailah merencanakan penggantian bantalan. Tingkatkan frekuensi pemantauan unit ini untuk melacak laju perkembangan kerusakan.
   • Jika frekuensi mesh roda gigi (GMF) dengan sideband mendominasi: Penyebab yang paling mungkin adalah cacat pada roda gigi.
     Tindakan: Periksa kondisi oli di kotak roda gigi. Jadwalkan inspeksi kotak roda gigi untuk menilai keausan atau kerusakan gigi.

Algoritma sederhana ini memungkinkan transisi dari analisis abstrak ke tindakan pemeliharaan yang konkret dan terarah, yang merupakan tujuan akhir dari semua pekerjaan diagnostik.

Kesimpulan

Perangkat Balanset-1A, yang awalnya dirancang sebagai alat khusus untuk penyeimbangan, memiliki potensi yang jauh lebih besar. Kemampuannya untuk memperoleh dan menampilkan spektrum getaran menjadikannya alat analisis getaran tingkat pemula yang andal. Artikel ini dimaksudkan untuk menjembatani kemampuan operasional perangkat yang dijelaskan dalam manual dan pengetahuan dasar yang diperlukan untuk menginterpretasikan data yang diperoleh dari sesi analisis getaran Anda.

Menguasai keterampilan analisis spektrum dasar bukan hanya tentang mempelajari teori, tetapi juga memperoleh alat praktis untuk meningkatkan efisiensi kerja Anda. Memahami bagaimana berbagai kerusakan—ketidakseimbangan, ketidaksejajaran, kelonggaran, dan cacat bantalan—bermanifestasi sebagai "sidik jari" unik pada spektrum getaran memungkinkan Anda untuk melihat ke dalam mesin yang sedang beroperasi tanpa perlu membongkarnya.

Poin-poin utama dari panduan ini:

• Getaran adalah informasi. Setiap puncak dalam spektrum membawa informasi tentang proses spesifik yang terjadi dalam mekanisme.
• FFT adalah penerjemah Anda. Transformasi Fourier Cepat menerjemahkan bahasa getaran yang kompleks dan kacau menjadi bahasa frekuensi dan amplitudo yang sederhana dan mudah dipahami.
• Diagnostik adalah pengenalan pola. Dengan mempelajari cara mengidentifikasi pola spektral karakteristik untuk cacat utama, Anda dapat dengan cepat dan akurat menentukan akar penyebab peningkatan getaran.
• Tren lebih penting daripada nilai absolut. Pemantauan berkala dan perbandingan data terkini dengan data dasar merupakan dasar pendekatan prediktif yang memungkinkan masalah diidentifikasi pada tahap paling awal.

Jalan menuju menjadi analis getaran yang percaya diri dan kompeten membutuhkan waktu dan latihan. Jangan takut untuk bereksperimen, kumpulkan data dari berbagai peralatan, dan buatlah pustaka "spektrum kesehatan" dan "spektrum penyakit" Anda sendiri. Panduan ini telah menyediakan peta dan kompas. Gunakan Balanset-1A tidak hanya untuk "mengobati" gejala dengan menyeimbangkannya, tetapi juga untuk membuat "diagnosis" yang akurat. Pendekatan ini akan memungkinkan Anda untuk meningkatkan keandalan peralatan secara signifikan, mengurangi jumlah penghentian darurat, dan beralih ke tingkat pemeliharaan yang baru secara kualitatif.