Memahami Harmonik dalam Analisis Getaran

Definisi: Apa itu Harmonik?

Dalam analisis getaran, harmonis adalah frekuensi yang merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi fundamental. Frekuensi fundamental biasanya merupakan frekuensi penggerak utama suatu sistem, seperti kecepatan putar poros. Frekuensi fundamental ini disebut sebagai harmonik ke-1 atau 1xHarmonik selanjutnya adalah:

• The harmonik ke-2 (2x) adalah frekuensi tepat dua kali frekuensi fundamental.
• The harmonik ke-3 (3x) adalah frekuensi tepat tiga kali frekuensi fundamental.
• Dan seterusnya (4x, 5x, 6x…).

Misalnya, jika motor berputar pada 1.800 RPM (30 Hz), harmoniknya akan muncul dalam spektrum getaran pada 60 Hz (2x), 90 Hz (3x), 120 Hz (4x), dan seterusnya.

Mengapa Harmonik Dihasilkan?

Dalam sistem linear sempurna dengan fungsi pemaksaan sinusoidal murni (seperti rotor yang seimbang sempurna), hanya frekuensi fundamental 1x yang akan dihasilkan. Namun, mesin di dunia nyata tidak sepenuhnya linear. Harmonik dihasilkan ketika gerakan suatu komponen terdistorsi atau non-sinusoidal. Distorsi ini dapat disebabkan oleh berbagai kondisi mekanis dan elektrik. Oleh karena itu, keberadaan dan amplitudo harmonik tertentu merupakan indikator diagnostik yang kuat.

Penyebab Umum dan Nilai Diagnostik Harmonik

Pola harmonik dalam spektrum getaran memberikan petunjuk berharga terhadap akar penyebab kerusakan mesin.

Amplitudo 1x Tinggi (Fundamental)

Puncak dominan pada 1x paling sering dikaitkan dengan ketidakseimbanganEksentrisitas dan poros yang bengkok juga menghasilkan sinyal 1x yang kuat.

Amplitudo 2x Tinggi (Harmonik ke-2)

Harmonik ke-2 yang kuat, seringkali sebanding dalam amplitudonya dengan puncak 1x, adalah indikator klasik ketidaksejajaran porosKetidaksejajaran ini memaksa poros untuk menekuk dua kali pada setiap putaran, menghasilkan komponen frekuensi 2x yang kuat. Ketidaksejajaran paralel yang parah juga dapat menghasilkan harmonik 3x dan 4x.

“Keluarga” Harmonik (1x, 2x, 3x, 4x, 5x…)

Ketika Anda melihat serangkaian harmonik kecepatan lari, itu adalah tanda utama kelonggaran mekanisDampak dan gerakan non-linier yang dihasilkan oleh komponen yang longgar (seperti bantalan yang longgar pada rumah bantalan atau baut yang longgar pada kaki mesin) mendistorsi sinyal getaran dan menghasilkan pola harmonik yang kaya. Semakin besar kelonggarannya, semakin banyak harmonik yang akan muncul.

Penyebab Harmonik Lainnya

• Rotor yang Menggantung: Poros yang bengkok pada mesin dengan rotor yang menjorok (seperti pompa vertikal) dapat menghasilkan harmonik 1x, 2x, dan 3x yang kuat.
• Mesin Resiprokal: Gerakan non-sinusoidal piston dan poros engkol pada mesin dan kompresor secara alami menghasilkan spektrum harmonik yang kaya.
• Masalah Kelistrikan: Masalah pada motor AC dapat menimbulkan harmonik pada frekuensi saluran (misalnya, 120 Hz dalam sistem 60 Hz).
• Menggosok: Gesekan ringan dan parsial dapat menghasilkan serangkaian harmonik tingkat tinggi, terkadang hingga 10x, 20x, atau bahkan lebih.

Pertimbangan Analisis

Saat menganalisis harmonik, penting untuk mempertimbangkan:

• Harmonik manakah yang dominan? Jawabannya mengarah pada berbagai potensi kesalahan.
• Berapa banyak harmonik yang hadir? Angka yang besar menunjukkan kelonggaran atau distorsi yang parah.
• Berapakah tren amplitudonya? Peningkatan amplitudo harmonik dari waktu ke waktu menunjukkan kondisi yang memburuk.
• Apakah mereka radial atau aksial? Misalnya, ketidakselarasan sering kali menunjukkan getaran aksial yang tinggi, sedangkan ketidakseimbangan terutama bersifat radial.

Dengan memeriksa pola lengkap frekuensi fundamental dan harmonik, seorang analis getaran dapat mendiagnosis masalah mesin dengan tingkat keyakinan yang tinggi.

← Kembali ke Indeks Utama