Memahami Keseimbangan Toleransi
Definisi: Apa itu Menyeimbangkan Toleransi?
Menyeimbangkan toleransi adalah jumlah maksimum yang diizinkan ketidakseimbangan sisa yang dapat tetap berada di rotor setelah menyeimbangkan selesai. Ini merupakan kriteria penerimaan yang menentukan apakah rotor seimbang secara memadai untuk penggunaan yang diinginkan. Toleransi keseimbangan dinyatakan sebagai massa ketidakseimbangan spesifik pada radius tertentu (dalam gram-milimeter atau ons-inci) atau sebagai amplitudo getaran (dalam mm/s atau mils).
Toleransi ditentukan oleh standar internasional, terutama ISO 21940 Seri ini menetapkan tingkat kualitas keseimbangan berdasarkan jenis rotor, kecepatan servis, dan aplikasi. Standar ini memastikan keseimbangan yang konsisten, aman, dan efektif di berbagai industri dan jenis peralatan.
Mengapa Menyeimbangkan Toleransi Itu Penting
Menetapkan toleransi keseimbangan yang tepat sangat penting karena beberapa alasan:
- Keamanan: Ketidakseimbangan sisa yang berlebihan dapat menyebabkan kegagalan mesin, sehingga menimbulkan bahaya keselamatan bagi personel dan peralatan di sekitarnya.
- Umur Panjang Peralatan: Beroperasi dalam toleransi meminimalkan keausan akibat getaran pada bantalan, segel, dan komponen struktural, sehingga memperpanjang masa pakai.
- Jaminan Kualitas: Toleransi memberikan kriteria penerimaan yang objektif untuk menyeimbangkan pekerjaan, memastikan kualitas yang konsisten.
- Keseimbangan Ekonomi: Toleransi mewakili kompromi praktis antara biaya mencapai keseimbangan sempurna (yang tidak mungkin) dan kinerja operasional yang dapat diterima.
- Kepatuhan Standar Industri: Memenuhi toleransi yang diakui menunjukkan kepatuhan terhadap praktik terbaik industri dan mungkin diwajibkan oleh peraturan atau jaminan.
ISO 21940-11: Standar Utama
ISO 21940-11 (sebelumnya ISO 1940-1) adalah standar yang diakui secara internasional untuk persyaratan kualitas keseimbangan. Standar ini mendefinisikan serangkaian tingkat kualitas keseimbangan yang disebut sebagai tingkat G, di mana G berarti "tingkat kualitas keseimbangan" dan nilai numeriknya mewakili eksentrisitas ketidakseimbangan spesifik dalam milimeter per detik.
Mutu Keseimbangan Umum (Mutu G)
Standar ini mendefinisikan tingkat G mulai dari G 0,4 (presisi tertinggi) hingga G 4000 (presisi terendah). Tingkat yang umum meliputi:
- G0,4: Spindel mesin penggiling presisi, giroskop (presisi tertinggi)
- G 1.0: Spindel alat mesin presisi tinggi, turbocharger
- G2.5: Bahasa Indonesia Turbin gas dan uap, rotor turbo-generator kaku, kompresor, penggerak peralatan mesin
- G 6.3: Sebagian besar mesin umum, rotor motor listrik (2 kutub), sentrifus, kipas angin, pompa
- G16: Mesin pertanian, penghancur, mesin diesel multi-silinder
- G 40: Peralatan yang berjalan lambat, mesin diesel empat silinder yang dipasang secara kaku
Angka G yang lebih rendah menunjukkan toleransi yang lebih ketat (ketidakseimbangan yang lebih sedikit dibolehkan), sedangkan angka G yang lebih tinggi memperbolehkan ketidakseimbangan yang lebih banyak.
Menghitung Toleransi Penyeimbangan
Ketidakseimbangan sisa yang diizinkan bergantung pada tiga faktor: massa rotor, kecepatan servisnya, dan tingkat kualitas keseimbangan yang dipilih. Perhitungannya mengikuti hubungan berikut:
Kalkulator Toleransi Online
Untuk perhitungan cepat dan akurat dari ketidakseimbangan sisa yang diizinkan, gunakan Kalkulator Toleransi Ketidakseimbangan Sisa. Kalkulator ini secara otomatis menghitung nilai toleransi berdasarkan standar ISO 1940/21940 untuk berbagai jenis mesin, massa rotor, dan kecepatan operasi, dengan opsi penyeimbangan satu bidang atau dua bidang.
Rumus Ketidakseimbangan Residu yang Diizinkan
Kamuper = (G × M) / (ω / 1000)
Di mana:
- Kamuper = Ketidakseimbangan sisa yang diizinkan (gram-milimeter atau g·mm)
- G = Nilai kualitas keseimbangan (misalnya, 6,3 untuk G 6,3)
- M = Massa rotor (kilogram)
- ω = Kecepatan sudut (radian per detik) = (2π × RPM) / 60
Rumus Sederhana Menggunakan RPM
Untuk penggunaan praktis, rumusnya dapat disederhanakan menjadi:
Kamuper (g·mm) = (9549 × G × M) / RPM
Di mana:
- M = Massa rotor dalam kilogram
- RPM = Kecepatan layanan dalam putaran per menit
- G = Nomor mutu keseimbangan
Contoh Perhitungan
Pertimbangkan rotor motor dengan spesifikasi berikut:
- Massa: 50 kg
- Kecepatan operasi: 3000 RPM
- Kualitas keseimbangan yang dibutuhkan: G 6.3
Kamuper = (9549 × 6,3 × 50) / 3000 = 100,4 g·mm
Artinya, ketidakseimbangan residual maksimum yang diizinkan untuk rotor ini adalah sekitar 100 g·mm. Jika radius bidang koreksi adalah 100 mm, ini setara dengan 1,0 gram ketidakseimbangan residual pada radius tersebut.
Anda dapat memverifikasi perhitungan ini atau menghitung toleransi untuk berbagai jenis mesin menggunakan kalkulator daring.
Toleransi Bidang Tunggal vs. Toleransi Bidang Dua
Toleransi yang dihitung berlaku untuk ketidakseimbangan total dalam satu bidang untuk penyeimbangan bidang tunggal. Untuk penyeimbangan dua bidang (dinamis), ISO 21940-11 menyediakan pedoman untuk mendistribusikan toleransi total antara dua bidang koreksi, biasanya mengalokasikan toleransi ke setiap bidang berdasarkan jarak antara bidang dan geometri rotor.
Toleransi Berbasis Getaran
Meskipun ISO 21940-11 menetapkan batas massa ketidakseimbangan, penyeimbangan lapangan sering kali menggunakan amplitudo getaran sebagai kriteria penerimaan karena diukur secara langsung. Toleransi berbasis getaran biasanya ditentukan oleh:
Seri ISO 20816
Standar ini menetapkan batas getaran yang dapat diterima untuk berbagai jenis mesin berdasarkan kecepatan RMS (mm/s atau in/s). Zona-zona umum meliputi:
- Zona A: Mesin yang baru ditugaskan (getaran sangat rendah)
- Zona B: Dapat diterima untuk operasi jangka panjang
- Zona C: Dapat diterima untuk periode terbatas, tindakan perbaikan harus direncanakan
- Zona D: Tidak dapat diterima, tindakan perbaikan segera diperlukan
Kriteria Lapangan Praktis
Banyak teknisi penyeimbangan menggunakan aturan praktis ini:
- Getaran berkurang hingga kurang dari 25% dari level awal = keseimbangan berhasil
- Getaran absolut di bawah 2,8 mm/s (0,11 in/s) = umumnya dapat diterima untuk sebagian besar peralatan industri
- Getaran sisa di bawah 1,0 mm/s (0,04 in/s) = keseimbangan yang sangat baik
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Toleransi yang Dapat Dicapai
Kemampuan untuk memenuhi toleransi keseimbangan bergantung pada beberapa faktor praktis:
1. Kemampuan Peralatan
- Presisi pengukuran instrumen penyeimbang
- Sensitivitas sensor getaran
- Resolusi penempatan beban (seberapa akurat beban dapat diposisikan)
2. Karakteristik Rotor dan Mesin
- Kondisi mekanis (kelonggaran, keausan bantalan, masalah pondasi dapat mencegah tercapainya toleransi yang ketat)
- Beroperasi di atau dekat kecepatan kritis membuat penyeimbangan yang tepat menjadi lebih sulit
- Non-linearitas dalam respons sistem
3. Kendala Praktis
- Aksesibilitas bidang koreksi
- Peningkatan berat yang tersedia (hanya dapat menambahkan berat dalam jumlah tertentu)
- Resolusi sudut lubang pemasangan atau titik lampiran
Toleransi vs. Kemampuan Menyeimbangkan
Penting untuk membedakan antara:
- Toleransi yang Ditentukan: Ketidakseimbangan sisa maksimum yang diizinkan sebagaimana didefinisikan oleh standar atau spesifikasi
- Keseimbangan yang Dapat Dicapai: Tingkat keseimbangan yang sebenarnya dapat dicapai secara praktis dengan kemampuan dan keterbatasan peralatan
- Keseimbangan Ekonomi: Titik di mana peningkatan lebih lanjut tidak lagi efektif dari segi biaya
Untuk sebagian besar penyeimbangan bidang industri, mencapai tingkat ketidakseimbangan 2-3 kali lebih baik daripada toleransi yang diperlukan merupakan pekerjaan yang sangat baik dan memastikan adanya margin untuk ketidakpastian pengukuran dan variasi operasional.
Dokumentasi dan Penerimaan
Dokumentasi yang tepat mengenai toleransi keseimbangan meliputi:
- Ditentukan Kelas G atau nilai toleransi
- Ketidakseimbangan sisa yang diizinkan yang dihitung (Uper)
- Mengukur ketidakseimbangan sisa setelah penyeimbangan
- Perbandingan yang menunjukkan kepatuhan: Terukur ≤ Diizinkan
- Tanda tangan atau notasi penerimaan
Dokumentasi ini memberikan bukti objektif bahwa pekerjaan penyeimbangan memenuhi spesifikasi dan berfungsi sebagai dasar untuk evaluasi pemeliharaan di masa mendatang.
Kapan Menggunakan Toleransi yang Lebih Ketat atau Lebih Longgar
Toleransi yang Lebih Ketat Dibenarkan Ketika:
- Operasi kecepatan tinggi (penting untuk keselamatan dan umur bearing)
- Peralatan presisi yang membutuhkan getaran minimal
- Struktur ringan atau fleksibel yang sensitif terhadap getaran
- Peralatan yang terletak di dekat proses atau instrumen yang sensitif terhadap getaran
Toleransi yang Lebih Longgar Dapat Diterima Ketika:
- Peralatan tugas berat berkecepatan rendah
- Konstruksi kokoh dengan toleransi getaran tinggi
- Peralatan jangka pendek atau jarang digunakan
- Pertimbangan ekonomi lebih penting daripada peningkatan kinerja tambahan
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 