Panduan Lengkap ISO 20816-3: Analisis Teknis Komprehensif

Pendahuluan

Standar ini menetapkan panduan untuk mengevaluasi kondisi getaran peralatan industri berdasarkan pengukuran:

1. Getaran pada bantalan, dudukan bantalan, dan rumah bantalan di lokasi tempat peralatan tersebut dipasang;
2. Getaran radial pada poros dari perangkat mesin.

Berdasarkan pengalaman operasional dengan peralatan industri, dua kriteria untuk evaluasi kondisi getaran telah ditetapkan:

• Kriteria I: Nilai absolut dari parameter getaran pita lebar yang dipantau
• Kriteria II: Perubahan nilai ini (relatif terhadap nilai dasar)

Evolusi Standar Getaran: Konvergensi ISO 10816 dan ISO 7919

Sejarah standardisasi getaran menunjukkan pergerakan bertahap dari pedoman yang terfragmentasi dan spesifik komponen menuju evaluasi mesin secara holistik. Secara historis, penilaian mesin terbagi menjadi dua:

• Seri ISO 10816: Berfokus pada pengukuran bagian yang tidak berputar (rumah bantalan, dudukan) menggunakan akselerometer atau transduser kecepatan.
• Seri ISO 7919: Menganalisis getaran poros berputar relatif terhadap bantalan, terutama menggunakan probe arus eddy non-kontak.

Perpisahan ini seringkali menyebabkan ambiguitas diagnostik. Suatu mesin mungkin menunjukkan getaran rumah mesin yang dapat diterima (Zona A menurut ISO 10816) sementara secara bersamaan mengalami penyimpangan atau ketidakstabilan poros yang berbahaya (Zona C/D menurut ISO 7919), terutama dalam skenario yang melibatkan casing berat atau bantalan film fluida di mana transmisi energi getaran teredam.

Bagian 1 — Ruang Lingkup

Standar ini menetapkan persyaratan umum untuk mengevaluasi kondisi getaran peralatan industri (selanjutnya disebut "mesin") dengan daya nominal di atas 15 kW dan kecepatan putaran dari 120 hingga 30.000 r/min berdasarkan pengukuran getaran pada bagian yang tidak berputar dan seterusnya poros berputar dalam kondisi pengoperasian normal mesin di lokasi pemasangannya.

Penilaian dilakukan berdasarkan parameter getaran yang dipantau dan pada perubahan pada parameter ini dalam operasi mesin kondisi tunak. Nilai numerik kriteria penilaian kondisi mencerminkan pengalaman operasional dengan mesin jenis ini; namun, nilai tersebut mungkin tidak berlaku dalam kasus-kasus spesifik yang terkait dengan kondisi operasi dan desain khusus dari mesin tertentu.

Standar ini Berlaku Untuk:

1. Turbin uap dan generator dengan daya hingga 40 MW (lihat Catatan 1 dan 2)
2. Turbin uap dan generator dengan daya keluaran melebihi 40 MW dan kecepatan rotasi Selain daripada 1500, 1800, 3000, dan 3600 r/min (lihat Catatan 1)
3. Kompresor putar (sentrifugal, aksial)
4. Turbin gas industri dengan daya hingga 3 MW (lihat Catatan 2)
5. Mesin turbofan
6. Motor listrik dari semua jenis dengan kopling poros fleksibel. (Ketika rotor motor terhubung secara kaku ke mesin yang tercakup dalam standar lain dalam seri ISO 20816, getaran motor dapat dinilai baik menurut standar tersebut atau menurut standar ini)
7. Mesin penggiling dan dudukan penggiling
8. Konveyor
9. Kopling kecepatan variabel
10. Kipas dan blower (lihat Catatan 3)

Standar ini TIDAK Berlaku Untuk:

11. Turbin uap, turbin gas, dan generator dengan daya melebihi 40 MW dan kecepatan 1500, 1800, 3000, dan 3600 r/min → penggunaan ISO 20816-2
12. Turbin gas dengan daya melebihi 3 MW → penggunaan ISO 20816-4
13. Perangkat mesin di pembangkit listrik tenaga air dan pembangkit listrik tenaga pompa → penggunaan ISO 20816-5
14. Mesin bolak-balik dan mesin yang terhubung secara kaku dengan mesin bolak-balik → penggunaan Standar ISO10816-6
15. Pompa rotodinamik dengan motor penggerak terintegrasi atau terhubung secara kaku dengan impeler pada poros motor atau terhubung secara kaku padanya → penggunaan ISO 10816-7
16. Instalasi kompresor bolak-balik → penggunaan ISO 20816-8
17. Kompresor perpindahan positif (misalnya, kompresor ulir)
18. Pompa celup
19. Turbin angin → penggunaan ISO 10816-21

Rincian Lingkup Aplikasi

Persyaratan standar ini berlaku untuk pengukuran getaran pita lebar pada poros, bantalan, rumah bantalan, dan dudukan bantalan dalam operasi mesin kondisi tunak dalam kisaran kecepatan putaran nominal. Persyaratan ini berlaku untuk pengukuran baik di lokasi pemasangan maupun selama pengujian penerimaan. Kriteria kondisi getaran yang telah ditetapkan berlaku baik dalam sistem pemantauan berkelanjutan maupun periodik.

Standar ini berlaku untuk mesin yang mungkin mencakup rangkaian roda gigi dan bantalan elemen gelinding; Namun, memang demikian tidak dimaksudkan untuk mengevaluasi kondisi getaran komponen spesifik ini (lihat ISO 20816-9 untuk unit roda gigi).

Bagian 2 — Referensi Normatif

Standar ini menggunakan referensi normatif terhadap standar-standar berikut. Untuk referensi bertanggal, hanya edisi yang dikutip yang berlaku. Untuk referensi tanpa tanggal, edisi terbaru (termasuk semua amandemen) yang berlaku:

Standar-standar ini memberikan dasar bagi terminologi, metode pengukuran, dan filosofi evaluasi umum yang diterapkan dalam ISO 20816-3.

Bagian 3 — Istilah dan Definisi

Untuk keperluan standar ini, istilah dan definisi yang diberikan dalam ISO 2041 menerapkan.

Istilah-istilah Kunci (dari ISO 2041)

• Getaran: Variasi besaran yang menggambarkan gerak atau posisi suatu sistem mekanik terhadap waktu.
• RMS (Akar Kuadrat Rata-rata): Akar kuadrat dari rata-rata nilai kuadrat suatu besaran selama interval waktu tertentu.
• Getaran pita lebar: Getaran yang mengandung energi yang tersebar di rentang frekuensi tertentu.
• Frekuensi alami: Frekuensi getaran bebas suatu sistem
• Operasi kondisi tunak: Kondisi pengoperasian di mana parameter-parameter yang relevan (kecepatan, beban, suhu) pada dasarnya tetap konstan.
• Nilai puncak ke puncak: Selisih aljabar antara nilai ekstrem (maksimum dan minimum)
• Transduser: Perangkat yang memberikan kuantitas keluaran yang memiliki hubungan tertentu dengan kuantitas masukan.

Bagian 5 — Klasifikasi Mesin

5.1 Umum

Sesuai dengan kriteria yang ditetapkan oleh standar ini, kondisi getaran mesin dinilai berdasarkan:

1. Jenis mesin
2. Daya nominal atau tinggi poros (lihat juga ISO 496)
3. Tingkat kekakuan pondasi

5.2 Klasifikasi berdasarkan Jenis Mesin, Daya Terukur, atau Tinggi Poros

Perbedaan jenis mesin dan desain bantalan mengharuskan semua mesin dibagi menjadi beberapa bagian. dua kelompok berdasarkan daya nominal atau tinggi poros.

Poros mesin pada kedua kelompok tersebut dapat diposisikan secara horizontal, vertikal, atau miring, dan penyangganya dapat memiliki tingkat kekakuan yang berbeda.

Grup 1 — Mesin Besar

• Peringkat daya > 300 kW
• ATAU mesin listrik dengan ketinggian poros Tinggi > 315 mm
• Biasanya dilengkapi dengan bantalan jurnal (lengan)
• Kecepatan operasi dari 120 hingga 30.000 r/min

Grup 2 — Mesin Sedang

• Peringkat daya 15 – 300 kW
• ATAU mesin listrik dengan ketinggian poros 160 mm < T ≤ 315 mm
• Biasanya dilengkapi dengan bantalan elemen gelinding
• Kecepatan operasi umumnya > 600 r/min

5.3 Klasifikasi berdasarkan Kekakuan Pondasi

Fondasi mesin diklasifikasikan berdasarkan tingkat kekakuan pada arah pengukuran yang ditentukan menjadi:

1. Pondasi kaku
2. Fondasi yang fleksibel

Dasar klasifikasi ini adalah hubungan antara kekakuan mesin dan fondasi. Jika frekuensi alami terendah dari sistem "pondasi mesin" pada arah pengukuran getaran melebihi frekuensi eksitasi utama (dalam kebanyakan kasus, ini adalah frekuensi putaran rotor) sebesar setidaknya 25%, maka fondasi semacam itu ke arah tersebut dianggap kaku. Semua yayasan lainnya dianggap fleksibel.

Contoh-contoh Umum

Mesin-mesin di atas fondasi yang kokoh Motor listrik ini biasanya berukuran besar dan sedang, umumnya dengan kecepatan putaran rendah.

Mesin-mesin di atas fondasi yang fleksibel Biasanya mencakup turbogenerator atau kompresor dengan daya melebihi 10 MW, serta mesin dengan orientasi poros vertikal.

Jika karakteristik sistem "mesin-pondasi" tidak dapat ditentukan melalui perhitungan, hal ini dapat dilakukan secara eksperimental (pengujian dampak, analisis modal operasional, atau analisis getaran saat startup).

Lampiran A (Normatif) — Batas Zona Kondisi Getaran untuk Bagian yang Tidak Berputar dalam Mode Operasi Tertentu

Pengalaman menunjukkan bahwa untuk menilai kondisi getaran berbagai jenis mesin dengan kecepatan putaran yang berbeda, pengukuran Kecepatan saja sudah cukup.. Oleh karena itu, parameter utama yang dipantau adalah nilai RMS kecepatan.

Namun, penggunaan kriteria kecepatan konstan tanpa mempertimbangkan frekuensi getaran dapat menyebabkan nilai perpindahan yang terlalu besar dan tidak dapat diterima. Hal ini terjadi khususnya pada mesin berkecepatan rendah dengan frekuensi putaran rotor di bawah 600 r/min, ketika komponen kecepatan putaran mendominasi sinyal getaran pita lebar (lihat Lampiran D).

Demikian pula, kriteria kecepatan konstan dapat menyebabkan nilai percepatan yang terlalu besar untuk mesin berkecepatan tinggi dengan frekuensi putaran rotor melebihi 10.000 r/min, atau ketika energi getaran yang dihasilkan mesin sebagian besar terkonsentrasi pada rentang frekuensi tinggi. Oleh karena itu, kriteria kondisi getaran dapat dirumuskan dalam satuan perpindahan, kecepatan, dan percepatan tergantung pada rentang frekuensi putaran rotor dan jenis mesin.

Tabel A.1 dan A.2 menyajikan nilai batas zona untuk berbagai kelompok mesin yang tercakup dalam standar ini. Saat ini, batas-batas ini hanya dirumuskan dalam satuan kecepatan dan perpindahan.

Batas zona kondisi getaran untuk getaran dalam rentang frekuensi 10 hingga 1000 Hz dinyatakan melalui nilai kecepatan dan perpindahan RMS. Untuk mesin dengan frekuensi putaran rotor di bawah 600 r/min, rentang pengukuran getaran pita lebar adalah 2 hingga 1000 Hz. Dalam kebanyakan kasus, penilaian kondisi getaran sudah cukup berdasarkan kriteria kecepatan saja; namun, jika spektrum getaran diperkirakan mengandung komponen frekuensi rendah yang signifikan, penilaian dilakukan berdasarkan pengukuran kecepatan dan perpindahan.

Mesin dari semua kelompok yang dipertimbangkan dapat dipasang pada penyangga kaku atau fleksibel (lihat Bagian 5), yang mana batas zona berbeda ditetapkan dalam Tabel A.1 dan A.2.

Tabel A.1 — Mesin Grup 1 (Besar: >300 kW atau Tinggi > 315 mm)

Tabel A.2 — Mesin Grup 2 (Sedang: 15–300 kW atau H = 160–315 mm)

Lampiran B (Normatif) — Batas Zona Kondisi Getaran untuk Poros Berputar dalam Mode Operasi Tertentu

B.1 Umum

Batas zona kondisi getaran dibangun berdasarkan pengalaman operasional dari berbagai industri, yang menunjukkan bahwa Getaran poros relatif yang dapat diterima berkurang seiring dengan meningkatnya frekuensi putaran.. Selain itu, saat menilai kondisi getaran, kemungkinan kontak antara poros yang berputar dan bagian mesin yang diam harus dipertimbangkan. Untuk mesin dengan bantalan jurnal, jarak bebas minimum yang dapat diterima pada bantalan juga harus diperhitungkan (lihat Lampiran C).

B.2 Getaran pada Frekuensi Rotasi Nominal dalam Operasi Keadaan Tunak

B.2.1 Umum

Kriteria I berkaitan dengan:

1. Membatasi perpindahan poros dari kondisi beban dinamis yang dapat diterima pada bantalan
2. Nilai celah radial yang dapat diterima pada bantalan
3. Getaran yang dapat diterima ditransmisikan ke pendukung dan yayasan

Perpindahan poros maksimum pada setiap bantalan dibandingkan dengan batas empat zona (lihat Gambar B.1 dalam standar), yang ditentukan berdasarkan pengalaman operasional dengan mesin.

B.2.2 Batas Zona

Pengalaman mengukur getaran poros untuk berbagai kelas mesin memungkinkan penetapan batas zona kondisi getaran yang dinyatakan melalui perpindahan puncak ke puncak S(pp) dalam mikrometer, berbanding terbalik dengan akar kuadrat frekuensi putaran rotor n dalam r/min.

Untuk getaran relatif poros yang diukur dengan probe kedekatan, batas zona dinyatakan sebagai perpindahan puncak ke puncak S(pp) dalam mikrometer, yang bervariasi tergantung kecepatan lari:

Di mana n adalah kecepatan operasi maksimum di r/min, dan S(pp) ada di mikrometer.

Contoh Perhitungan

Untuk mesin yang beroperasi pada 3000 r/min:

• √3000 ≈ 54,77
• A/B = 4800 / 54,77 ≈ 87,6 μm
• B/C = 9000 / 54,77 ≈ 164,3 μm
• C/D = 13200 / 54,77 ≈ 241,0 μm

Penting: Batas zona tidak boleh digunakan sebagai kriteria penerimaan, yang seharusnya menjadi subjek kesepakatan antara pemasok dan pelanggan. Namun, dengan berpedoman pada nilai batas numerik, dimungkinkan untuk mencegah penggunaan mesin yang jelas-jelas dalam kondisi buruk dan untuk menghindari penerapan persyaratan yang terlalu ketat pada getarannya.

Dalam beberapa kasus, fitur desain mesin tertentu mungkin memerlukan penerapan batas zona yang berbeda — lebih tinggi atau lebih rendah (misalnya, untuk bantalan miring yang dapat menyesuaikan diri), dan untuk mesin dengan bantalan elips, batas zona yang berbeda dapat diterapkan untuk arah pengukuran yang berbeda (menuju jarak bebas maksimum dan minimum).

Getaran yang dapat diterima mungkin berkaitan dengan diameter bantalan, karena pada umumnya, bantalan dengan diameter lebih besar juga memiliki celah yang lebih besar. Oleh karena itu, nilai batas zona yang berbeda dapat ditetapkan untuk bantalan yang berbeda dalam satu rangkaian poros. Dalam kasus seperti itu, pabrikan biasanya perlu menjelaskan alasan perubahan nilai batas dan, khususnya, memastikan bahwa peningkatan getaran yang diizinkan sesuai dengan perubahan ini tidak akan menyebabkan penurunan keandalan mesin.

Jika pengukuran dilakukan tidak di dekat bantalan, dan juga selama pengoperasian mesin dalam mode transien seperti peningkatan kecepatan dan penurunan kecepatan (termasuk melewati kecepatan kritis), getaran yang dapat diterima mungkin lebih tinggi.

Untuk mesin vertikal dengan bantalan jurnal, ketika menentukan nilai getaran batas, perpindahan poros yang mungkin terjadi dalam batas celah tanpa gaya penstabil yang terkait dengan berat rotor harus dipertimbangkan.

Bagian 4 — Pengukuran Getaran

4.1 Persyaratan Umum

Metode pengukuran dan instrumentasi harus memenuhi persyaratan umum sesuai ISO 20816-1, dengan pertimbangan khusus untuk mesin industri. Faktor-faktor berikut tidak boleh secara signifikan memengaruhi peralatan pengukuran:

• Perubahan suhu — Pergeseran sensitivitas sensor
• Medan elektromagnetik — Termasuk efek magnetisasi poros
• Medan akustik — Gelombang tekanan di lingkungan dengan tingkat kebisingan tinggi
• Variasi catu daya — Fluktuasi tegangan
• Panjang kabel — Beberapa desain probe jarak dekat memerlukan panjang kabel yang sesuai
• Kerusakan kabel — Koneksi terputus-putus atau kerusakan pelindung
• Orientasi transduser — Penyelarasan sumbu sensitivitas

4.2 Titik dan Arah Pengukuran

Untuk keperluan pemantauan kondisi, pengukuran dilakukan pada bagian yang tidak berputar atau pada poros, atau keduanya secara bersamaan. Dalam standar ini, kecuali dinyatakan secara khusus sebaliknya, getaran poros mengacu pada perpindahan relatif terhadap bantalan.

Komponen Non-Rotasi — Pengukuran Rumah Bantalan

Pengukuran getaran pada bagian yang tidak berputar mencirikan getaran bantalan, rumah bantalan, atau elemen struktural lainnya yang mentransmisikan gaya dinamis dari getaran poros di lokasi bantalan.

Konfigurasi pengukuran tipikal: Pengukuran dilakukan dengan menggunakan dua transduser dalam dua arah radial yang saling tegak lurus pada tutup atau rumah bantalan. Untuk mesin horizontal, salah satu arahnya biasanya vertikal. Jika porosnya vertikal atau miring, pilih arah untuk menangkap getaran maksimum.

Pengukuran satu titik: Transduser tunggal dapat digunakan jika diketahui bahwa hasilnya akan mewakili getaran secara keseluruhan. Arah yang dipilih harus memastikan pembacaan mendekati maksimum.

Pengukuran Getaran Poros

Getaran poros (sebagaimana didefinisikan dalam ISO 20816-1) mengacu pada perpindahan poros. relatif terhadap bantalan. Metode yang disukai menggunakan sepasang probe jarak dekat tanpa kontak dipasang tegak lurus satu sama lain, memungkinkan penentuan lintasan (orbit) poros pada bidang pengukuran.

4.3 Instrumentasi (Peralatan Pengukuran)

Untuk pemantauan kondisi, sistem pengukuran harus mengukur getaran RMS pita lebar pada rentang frekuensi setidaknya 10 Hz hingga 1000 Hz. Untuk mesin dengan kecepatan putaran tidak melebihi 600 r/min, batas frekuensi bawah tidak boleh melebihi 2 Hz.

Untuk pengukuran getaran poros: Batas rentang frekuensi atas harus melebihi frekuensi rotasi poros maksimum sebesar setidaknya 3,5 kali. Peralatan pengukuran harus memenuhi persyaratan ISO 10817-1.

Untuk pengukuran bagian yang tidak berputar: Peralatan harus memenuhi persyaratan ISO 2954. Tergantung pada kriteria yang ditetapkan, besaran yang diukur dapat berupa perpindahan, kecepatan, atau keduanya (lihat ISO 20816-1).

Jika pengukuran dilakukan menggunakan akselerometer (yang lazim dalam praktiknya), sinyal keluarannya haruslah terintegrasi untuk mendapatkan sinyal kecepatan. Mendapatkan sinyal perpindahan membutuhkan integrasi ganda, Namun, perlu diperhatikan kemungkinan peningkatan interferensi kebisingan. Untuk mengurangi kebisingan, filter high-pass atau metode pemrosesan sinyal digital lainnya dapat diterapkan.

Jika sinyal getaran juga ditujukan untuk tujuan diagnostik, rentang pengukuran harus mencakup frekuensi minimal dari 0,2 kali batas kecepatan poros bawah ke 2,5 kali frekuensi eksitasi getaran maksimum (biasanya tidak melebihi 10.000 Hz). Informasi tambahan tersedia dalam ISO 13373-1, ISO 13373-2, dan ISO 13373-3.

Persyaratan Rentang Frekuensi

Parameter Pengukuran

Parameter pengukurannya mungkin adalah pemindahan, kecepatan, atau keduanya, tergantung pada kriteria evaluasi (lihat ISO 20816-1).

• Pengukuran akselerometer: Jika pengukuran menggunakan akselerometer (paling umum), integrasikan sinyal keluaran untuk mendapatkan kecepatan. Integrasi ganda menghasilkan perpindahan, tetapi waspadai peningkatan derau frekuensi rendah. Terapkan penyaringan high-pass atau pemrosesan sinyal digital untuk mengurangi derau.
• Getaran poros: Batas frekuensi atas minimal harus 3,5 kali kecepatan poros maksimum. Instrumentasi harus sesuai dengan ISO 10817-1.
• Bagian yang tidak berputar: Peralatan harus sesuai dengan ISO 2954.

4.4 Pemantauan Berkelanjutan dan Berkala

Pemantauan berkelanjutan: Biasanya, untuk mesin-mesin besar atau yang sangat penting, pengukuran kontinu indikator getaran yang dipantau digunakan dengan transduser yang dipasang secara permanen di titik-titik terpenting, baik untuk tujuan pemantauan kondisi maupun untuk perlindungan peralatan. Dalam beberapa kasus, sistem pengukuran yang digunakan untuk ini diintegrasikan ke dalam sistem manajemen peralatan pabrik secara umum.

Pemantauan berkala: Untuk banyak mesin, pemantauan terus-menerus tidak diperlukan. Informasi yang memadai tentang perkembangan kerusakan (ketidakseimbangan, keausan bantalan, ketidaksejajaran, kelonggaran) dapat diperoleh melalui pengukuran berkala. Nilai numerik dalam standar ini dapat digunakan untuk pemantauan berkala asalkan titik pengukuran dan instrumentasi sesuai dengan persyaratan standar.

Getaran poros: Instrumen biasanya dipasang secara permanen, tetapi pengukuran dapat dilakukan secara berkala.

Bagian yang tidak berputar: Transduser biasanya hanya dipasang selama pengukuran. Untuk mesin dengan akses yang sulit, transduser yang dipasang secara permanen dengan pengarahan sinyal ke lokasi yang mudah diakses dapat digunakan.

4.5 Mode Operasi Mesin

Pengukuran getaran dilakukan setelah rotor dan bantalan mencapai kondisi optimal. suhu kesetimbangan dalam mode operasi kondisi stabil yang ditentukan oleh karakteristik seperti:

• Kecepatan poros nominal
• Tegangan suplai
• Laju aliran
• Tekanan fluida kerja
• Memuat

Mesin dengan kecepatan atau beban variabel: Lakukan pengukuran pada semua mode operasi yang menjadi ciri khas operasi jangka panjang. Gunakan nilai maksimum diperoleh di seluruh mode untuk penilaian kondisi getaran.

4.6 Getaran Latar Belakang

Jika nilai parameter yang dipantau yang diperoleh selama pengukuran melebihi kriteria penerimaan dan ada alasan untuk percaya bahwa getaran latar belakang pada mesin mungkin tinggi, maka perlu dilakukan pengukuran pada... mesin berhenti untuk menilai getaran yang disebabkan oleh sumber eksternal.

4.7 Pemilihan Jenis Pengukuran

Standar ini memberikan kemungkinan untuk melakukan pengukuran baik pada bagian yang tidak berputar maupun pada poros mesin yang berputar. Pilihan jenis pengukuran mana yang lebih disukai bergantung pada karakteristik mesin dan jenis kerusakan yang diharapkan.

Jika perlu memilih salah satu dari dua jenis pengukuran yang tersedia, hal-hal berikut perlu dipertimbangkan:

Pertimbangan dalam memilih jenis pengukuran:

• Kecepatan poros: Pengukuran bagian yang tidak berputar lebih sensitif terhadap getaran frekuensi tinggi dibandingkan dengan pengukuran poros.
• Jenis bantalan: Bantalan elemen gelinding memiliki celah yang sangat kecil; getaran poros secara efektif ditransmisikan ke rumah bantalan. Pengukuran rumah bantalan biasanya sudah cukup. Bantalan jurnal memiliki celah dan peredaman yang lebih besar; getaran poros sering memberikan informasi diagnostik tambahan.
• Jenis mesin: Mesin-mesin yang celah bantalan sebanding dengan amplitudo getaran poros memerlukan pengukuran poros untuk mencegah kontak. Mesin-mesin dengan harmonik orde tinggi (lintasan pisau, jala roda gigi, lintasan batang) dipantau melalui pengukuran rumah frekuensi tinggi.
• Rasio massa rotor / massa dudukan: Mesin-mesin yang massa porosnya kecil dibandingkan dengan massa tumpuan akan mentransmisikan sedikit getaran ke tumpuan. Pengukuran poros menjadi lebih efektif.
• Fleksibilitas rotor: Rotor fleksibel: getaran relatif poros memberikan informasi lebih lanjut tentang perilaku rotor.
• Kepatuhan alas: Dudukan fleksibel memberikan respons getaran yang lebih besar pada bagian yang tidak berputar.
• Pengalaman pengukuran: Jika terdapat pengalaman luas dengan jenis pengukuran tertentu pada mesin serupa, terus gunakan jenis pengukuran tersebut.

Rekomendasi terperinci mengenai pemilihan metode pengukuran diberikan dalam ISO 13373-1. Keputusan akhir harus mempertimbangkan aksesibilitas, masa pakai transduser, dan biaya pemasangan.

Lokasi dan Arah Pengukuran

• Pengukuran pada rumah bantalan atau alas — tidak pada penutup berdinding tipis atau permukaan yang fleksibel
• Gunakan dua arah radial yang saling tegak lurus di setiap lokasi bantalan
• Untuk mesin horizontal, salah satu arahnya biasanya vertikal.
• Untuk mesin vertikal atau miring, pilih arah untuk menangkap getaran maksimum.
• Getaran aksial pada bantalan dorong menggunakan batasan yang sama seperti getaran radial
• Hindari lokasi dengan resonansi lokal — konfirmasikan dengan membandingkan pengukuran di titik-titik terdekat

Kondisi Operasional

• Ukur dalam operasi kondisi tunak pada kecepatan dan beban nominal
• Biarkan rotor dan bantalan mencapai keseimbangan termal
• Untuk mesin dengan kecepatan/beban variabel, ukur pada semua titik operasi karakteristik dan gunakan nilai maksimum.
• Dokumentasikan kondisi: kecepatan, beban, suhu, tekanan, laju aliran.

Bagian 6 — Kriteria Evaluasi Kondisi Getaran

6.1 Umum

ISO 20816-1 memberikan deskripsi umum tentang dua kriteria untuk mengevaluasi kondisi getaran berbagai kelas mesin. Salah satu kriteria diterapkan pada nilai absolut dari parameter getaran yang dipantau dalam pita frekuensi yang lebar; yang lainnya diterapkan pada perubahan pada nilai ini (terlepas dari apakah perubahannya berupa peningkatan atau penurunan).

Biasanya, kondisi getaran mesin dinilai berdasarkan nilai RMS kecepatan getaran pada bagian yang tidak berputar, yang sebagian besar disebabkan oleh kemudahan dalam melakukan pengukuran yang sesuai. Namun, untuk sejumlah mesin, pengukuran perpindahan poros relatif puncak ke puncak juga disarankan, dan jika data pengukuran tersebut tersedia, data tersebut juga dapat digunakan untuk menilai kondisi getaran mesin.

6.2 Kriteria I — Penilaian Berdasarkan Besaran Mutlak

6.2.1 Persyaratan Umum

Untuk pengukuran poros berputar: Kondisi getaran dinilai berdasarkan nilai maksimum perpindahan getaran pita lebar puncak-ke-puncak. Parameter yang dipantau ini diperoleh dari pengukuran perpindahan dalam dua arah ortogonal yang ditentukan.

Untuk pengukuran bagian yang tidak berputar: Kondisi getaran dinilai berdasarkan nilai RMS maksimum dari kecepatan getaran pita lebar pada permukaan bantalan atau di sekitarnya.

Sesuai dengan kriteria ini, nilai batas parameter yang dipantau ditentukan yang dapat dianggap dapat diterima dari sudut pandang:

• Beban dinamis pada bantalan
• Jarak bebas radial pada bantalan
• Getaran yang ditransmisikan oleh mesin ke struktur penyangga dan fondasi.

Nilai maksimum parameter yang dipantau yang diperoleh pada setiap bantalan atau dudukan bantalan dibandingkan dengan nilai batas untuk kelompok mesin dan jenis penyangga yang diberikan. Pengalaman luas dalam mengamati getaran mesin yang ditentukan pada Bagian 1 memungkinkan penetapan batas zona kondisi getaran, yang panduannya dalam banyak kasus dapat memastikan pengoperasian mesin jangka panjang yang andal.

Zona kondisi getaran yang telah ditetapkan dimaksudkan untuk menilai getaran mesin dalam mode operasi kondisi tunak tertentu dengan kecepatan poros nominal dan beban nominal. Konsep mode kondisi tunak memungkinkan perubahan beban yang lambat. Penilaian dilakukan tidak dilakukan jika mode operasi berbeda dari yang ditentukan, atau selama mode transien seperti peningkatan kecepatan, penurunan kecepatan, atau melewati zona resonansi (lihat 6.4).

Kesimpulan umum tentang kondisi getaran seringkali dibuat berdasarkan pengukuran getaran pada bagian mesin yang tidak berputar maupun yang berputar.

Getaran aksial Getaran aksial pada bantalan jurnal biasanya tidak diukur selama pemantauan kondisi getaran berkelanjutan. Pengukuran tersebut biasanya dilakukan selama pemantauan berkala atau untuk tujuan diagnostik, karena getaran aksial mungkin lebih sensitif terhadap jenis kerusakan tertentu. Standar ini hanya menyediakan kriteria evaluasi untuk getaran aksial bantalan dorong, di mana hal itu berkorelasi dengan pulsasi aksial yang mampu menyebabkan kerusakan mesin.

6.2.2 Zona Kondisi Getaran

6.2.2.1 Deskripsi Umum

Zona kondisi getaran berikut telah ditetapkan untuk penilaian kualitatif getaran mesin dan pengambilan keputusan mengenai langkah-langkah yang diperlukan:

Zona A — Mesin yang baru dioperasikan biasanya termasuk dalam zona ini.

Zona B — Mesin yang termasuk dalam zona ini biasanya dianggap cocok untuk pengoperasian berkelanjutan tanpa batasan waktu.

Zona C — Mesin yang termasuk dalam zona ini biasanya dianggap tidak cocok untuk pengoperasian terus menerus dalam jangka panjang. Biasanya, mesin seperti itu hanya dapat berfungsi untuk jangka waktu terbatas hingga muncul kesempatan yang tepat untuk melakukan perbaikan.

Zona D — Tingkat getaran di zona ini biasanya dianggap cukup serius untuk menyebabkan kerusakan mesin.

6.2.2.2 Nilai Numerik Batas Zona

Nilai numerik yang ditetapkan untuk batas zona kondisi getaran adalah tidak dimaksudkan untuk digunakan sebagai kriteria penerimaan, Hal ini seharusnya menjadi subjek kesepakatan antara pemasok dan pelanggan mesin. Namun, batasan-batasan ini dapat digunakan sebagai panduan umum, memungkinkan untuk menghindari biaya yang tidak perlu untuk pengurangan getaran dan mencegah persyaratan yang terlalu ketat.

Terkadang, fitur desain mesin atau pengalaman operasional mungkin memerlukan penetapan nilai batas lain (lebih tinggi atau lebih rendah). Dalam kasus seperti itu, pabrikan biasanya memberikan justifikasi untuk mengubah batas tersebut dan, khususnya, menegaskan bahwa peningkatan getaran yang diizinkan sesuai dengan perubahan ini tidak akan menyebabkan penurunan keandalan mesin.

6.2.2.3 Kriteria Penerimaan

Kriteria penerimaan getaran mesin adalah selalu menjadi pokok bahasan kesepakatan antara pemasok dan pelanggan, yang harus didokumentasikan sebelum atau pada saat pengiriman (opsi pertama lebih disukai). Dalam hal pengiriman mesin baru atau pengembalian mesin dari perbaikan besar, batas zona kondisi getaran dapat digunakan sebagai dasar untuk menetapkan kriteria tersebut. Namun, nilai numerik batas zona harus bukan diterapkan secara default sebagai kriteria penerimaan.

Rekomendasi umum: Parameter getaran yang dipantau pada mesin baru harus berada di Zona A atau B, tetapi tidak boleh melebihi batas antara zona-zona tersebut lebih dari 1,25 kali. Rekomendasi ini mungkin tidak dipertimbangkan saat menetapkan kriteria penerimaan jika dasar penetapan tersebut adalah fitur desain mesin atau pengalaman operasional yang terakumulasi dengan jenis mesin serupa.

Pengujian penerimaan dilakukan di bawah kondisi operasi mesin yang ditentukan secara ketat (kapasitas, kecepatan putar, laju aliran, suhu, tekanan, dll.) selama interval waktu tertentu. Jika mesin tiba setelah penggantian salah satu rakitan utama atau perawatan, jenis pekerjaan yang dilakukan dan nilai parameter yang dipantau sebelum mesin dikeluarkan dari proses produksi akan diperhitungkan saat menetapkan kriteria penerimaan.

6.3 Kriteria II — Penilaian berdasarkan Perubahan Besaran

Kriteria ini didasarkan pada perbandingan nilai parameter getaran pita lebar yang dipantau saat ini dalam operasi mesin kondisi tunak (dengan memperbolehkan beberapa variasi kecil dalam karakteristik operasi) dengan nilai yang telah ditetapkan sebelumnya. nilai dasar (referensi).

Perubahan signifikan mungkin memerlukan tindakan yang sesuai. meskipun batas zona B/C belum tercapai. Perubahan-perubahan ini dapat berkembang secara bertahap atau bersifat tiba-tiba, sebagai konsekuensi dari kerusakan awal atau gangguan lain dalam pengoperasian mesin.

Parameter getaran yang dibandingkan harus diperoleh dengan menggunakan posisi dan orientasi transduser yang sama untuk mode operasi mesin yang sama. Ketika perubahan signifikan terdeteksi, kemungkinan penyebabnya diselidiki dengan tujuan mencegah situasi berbahaya.

6.4 Penilaian Kondisi Getaran dalam Mode Transien

Batas zona kondisi getaran yang diberikan dalam Lampiran A dan B berlaku untuk getaran pada pengoperasian mesin kondisi tunak. Mode operasi transien biasanya disertai dengan getaran yang lebih tinggi. Contohnya adalah getaran mesin pada penyangga fleksibel selama proses pemanasan atau perlambatan, di mana peningkatan getaran terkait dengan melewati kecepatan kritis rotor. Selain itu, peningkatan getaran dapat diamati karena ketidaksejajaran bagian-bagian berputar yang saling berpasangan atau kelengkungan rotor selama pemanasan.

Saat menganalisis kondisi getaran mesin, perlu diperhatikan bagaimana getaran bereaksi terhadap perubahan mode operasi dan kondisi operasi eksternal. Meskipun standar ini tidak mempertimbangkan penilaian getaran dalam mode operasi mesin transien, sebagai panduan umum dapat diterima bahwa getaran dapat diterima jika selama mode transien dengan durasi terbatas tidak melebihi batas tertentu. batas atas Zona C.

Kriteria II — Perubahan dari Garis Dasar

Sekalipun getaran tetap ada di Zona B, perubahan signifikan dari kondisi awal Menunjukkan adanya masalah yang sedang berkembang:

6.5 Batasan Tingkat Getaran pada Operasi Kondisi Stabil

6.5.1 Umum

Pada umumnya, untuk mesin yang dirancang untuk pengoperasian jangka panjang, ditetapkan tingkat getaran batas, yang jika dilampaui dalam kondisi operasi mesin stabil akan menyebabkan munculnya sinyal pemberitahuan jenis tertentu. PERINGATAN atau PERJALANAN.

PERINGATAN — Pemberitahuan untuk menarik perhatian pada fakta bahwa nilai parameter getaran yang dipantau atau perubahannya telah mencapai tingkat tertentu yang mungkin memerlukan tindakan perbaikan. Biasanya, ketika pemberitahuan PERINGATAN muncul, mesin dapat dioperasikan untuk beberapa waktu sambil menyelidiki penyebab perubahan getaran dan menentukan tindakan perbaikan apa yang harus dilakukan.

PERJALANAN — Pemberitahuan yang menunjukkan bahwa parameter getaran telah mencapai tingkat di mana pengoperasian mesin lebih lanjut dapat menyebabkan kerusakan. Ketika tingkat TRIP tercapai, tindakan segera harus diambil untuk mengurangi getaran atau menghentikan mesin.

Karena perbedaan beban dinamis dan kekakuan penopang mesin, tingkat getaran batas yang berbeda dapat ditetapkan untuk titik dan arah pengukuran yang berbeda.

6.5.2 Mengatur Tingkat PERINGATAN

Tingkat PERINGATAN dapat bervariasi secara signifikan (baik meningkat maupun menurun) dari satu mesin ke mesin lainnya. Biasanya, tingkat ini ditentukan relatif terhadap suatu nilai tertentu. tingkat dasar diperoleh untuk setiap contoh mesin tertentu pada titik dan arah pengukuran tertentu berdasarkan pengalaman operasional.

Disarankan untuk mengatur level PERINGATAN sehingga melebihi garis dasar sebesar... 25% dari nilai batas atas Zona B. Jika tingkat dasar rendah, tingkat PERINGATAN mungkin berada di bawah Zona C.

Jika tingkat dasar (baseline) tidak ditentukan (misalnya, untuk mesin baru), tingkat PERINGATAN (WARNING) ditentukan berdasarkan pengalaman operasional dengan mesin serupa atau relatif terhadap nilai yang dapat diterima yang disepakati dari parameter getaran yang dipantau. Setelah beberapa waktu, berdasarkan pengamatan getaran mesin, tingkat dasar ditetapkan dan tingkat PERINGATAN disesuaikan sesuai dengan itu.

Biasanya, level PERINGATAN diatur sedemikian rupa sehingga tidak melebihi batas atas Zona B lebih dari 1,25 kali.

Jika terjadi perubahan pada level dasar (misalnya, setelah perbaikan mesin), level PERINGATAN juga harus disesuaikan accordingly.

6.5.3 Mengatur Level TRIP

Tingkat TRIP biasanya dikaitkan dengan menjaga integritas mekanis mesin, yang pada gilirannya ditentukan oleh fitur desainnya dan kemampuannya untuk menahan gaya dinamis abnormal. Oleh karena itu, tingkat TRIP biasanya Hal yang sama berlaku untuk mesin dengan desain serupa. dan adalah tidak terkait dengan garis dasar.

Karena keragaman desain mesin, tidak mungkin memberikan panduan universal untuk pengaturan level TRIP. Biasanya, level TRIP diatur di dalam Zona C atau D, tetapi tidak lebih tinggi dari batas antara zona-zona ini lebih dari 25%.

6.6 Prosedur dan Kriteria Tambahan

Ada tidak ada metode sederhana untuk menghitung Getaran dudukan bantalan berasal dari getaran poros (atau sebaliknya, getaran poros berasal dari getaran dudukan bantalan). Perbedaan antara getaran poros absolut dan relatif berkaitan dengan getaran dudukan bantalan, tetapi pada umumnya, tidak sama dengan itu.

Implikasi praktis: Jika getaran pada rumah mesin menunjukkan Zona B (dapat diterima) tetapi getaran pada poros menunjukkan Zona C (terbatas), klasifikasikan mesin sebagai Zona C dan rencanakan tindakan perbaikan. Selalu gunakan penilaian terburuk jika tersedia dua pengukuran.

6.7 Penilaian Berdasarkan Representasi Vektor Informasi

Perubahan amplitudo komponen frekuensi getaran individual, meskipun signifikan, adalah tidak selalu disertai dengan perubahan substansial pada sinyal getaran pita lebar. Misalnya, perkembangan retakan pada rotor dapat menyebabkan munculnya harmonik frekuensi rotasi yang signifikan, tetapi amplitudonya mungkin tetap kecil dibandingkan dengan komponen pada kecepatan operasi. Hal ini tidak memungkinkan pelacakan efek perkembangan retakan secara andal hanya dengan perubahan getaran pita lebar saja.

Pemantauan perubahan amplitudo komponen getaran individual untuk memperoleh data bagi prosedur diagnostik selanjutnya memerlukan penggunaan peralatan pengukuran dan analisis khusus, biasanya lebih kompleks dan memerlukan kualifikasi khusus untuk penerapannya (lihat ISO 18436-2).

Metode yang ditetapkan oleh standar ini adalah terbatas pada pengukuran getaran pita lebar tanpa penilaian amplitudo dan fase dari masing-masing komponen frekuensi. Dalam kebanyakan kasus, ini sudah cukup untuk pengujian penerimaan mesin dan pemantauan kondisi di lokasi pemasangan.

Namun, penggunaan dalam program pemantauan kondisi jangka panjang dan diagnostik informasi vektor Analisis komponen frekuensi (terutama pada kecepatan putaran dan harmonik keduanya) memungkinkan penilaian perubahan perilaku dinamis mesin yang tidak dapat dibedakan jika hanya memantau getaran pita lebar. Analisis hubungan antara komponen frekuensi individual dan fasenya semakin banyak diterapkan dalam sistem pemantauan kondisi dan diagnostik.

Catatan: Standar ini tidak menyediakan kriteria penilaian kondisi getaran berdasarkan perubahan komponen vektor. Informasi lebih rinci mengenai hal ini terdapat dalam ISO 13373-1, ISO 13373-2, ISO 13373-3 (lihat juga ISO 20816-1).

8. Operasi Transien

Selama proses pemanasan, perlambatan, atau pengoperasian di atas kecepatan nominal, getaran yang lebih tinggi diperkirakan terjadi, terutama saat melewati kecepatan kritis.

9. Getaran Latar Belakang

Jika getaran yang terukur melebihi batas yang dapat diterima dan diduga ada getaran latar belakang, lakukan pengukuran saat mesin dihentikan. Koreksi diperlukan jika getaran latar belakang melebihi salah satu dari berikut ini:

• 25% dari nilai terukur selama operasi, ATAU
• 25% dari batas B/C untuk kelas mesin tersebut

Lampiran C (Informatif) — Batas Zona dan Jarak Bebas Bantalan

Untuk mesin dengan bantalan jurnal (lapisan fluida), Syarat mendasar untuk pengoperasian yang aman adalah persyaratan bahwa pergeseran poros pada baji oli tidak boleh memungkinkan kontak dengan cangkang bantalan. Oleh karena itu, batas zona untuk pergeseran poros relatif yang diberikan dalam Lampiran B harus diselaraskan dengan persyaratan ini.

Khususnya untuk bantalan dengan celah kecil, mungkin perlu dilakukan hal berikut: mengurangi nilai batas zona. Tingkat pengurangan bergantung pada jenis bantalan dan sudut antara arah pengukuran dan arah jarak bebas minimum.

Contoh: Turbin Uap Besar (3000 rpm, Bantalan Jurnal)

• B/C Terhitung (Lampiran B): S(pp) = 9000/√3000 ≈ 164 μm
• Celah diameter bantalan sebenarnya: 150 μm
• Karena 164 > 150, gunakan batasan berdasarkan jarak aman:
• A/B = 0,4 × 150 = 60 μm
• B/C = 0,6 × 150 = 90 μm
• C/D = 0,7 × 150 = 105 μm

Catatan aplikasi: Nilai yang telah disesuaikan ini berlaku saat mengukur getaran poros. di dalam atau di dekat bantalan. Pada lokasi poros lain dengan jarak bebas radial yang lebih besar, rumus Lampiran B standar mungkin berlaku.

Lampiran D (Informatif) — Penerapan Kriteria Kecepatan Konstan untuk Mesin Berkecepatan Rendah

Lampiran ini memberikan justifikasi atas ketidaklayakan penerapan kriteria berdasarkan pengukuran kecepatan untuk mesin dengan getaran frekuensi rendah (di bawah 120 r/min). Untuk mesin berkecepatan rendah, kriteria berdasarkan pengukuran perpindahan Penggunaan peralatan pengukuran yang tepat mungkin lebih sesuai. Namun, kriteria tersebut tidak dipertimbangkan dalam standar ini.

Dasar Historis Kriteria Kecepatan

Usulan untuk menggunakan getaran kecepatan Pengukuran pada bagian mesin yang tidak berputar sebagai dasar untuk menggambarkan kondisi getaran dirumuskan berdasarkan generalisasi dari berbagai hasil pengujian (lihat, misalnya, karya perintis oleh Rathbone TC, 1939) dengan mempertimbangkan pertimbangan fisik tertentu.

Sehubungan dengan hal ini, selama bertahun-tahun dianggap bahwa mesin-mesin tersebut setara dari sudut pandang kondisi dan pengaruh getaran jika hasil pengukuran kecepatan RMS pada rentang frekuensi 10 hingga 1000 Hz bertepatan. Keuntungan dari pendekatan ini adalah kemampuan untuk menggunakan kriteria kondisi getaran yang sama terlepas dari komposisi frekuensi getaran atau frekuensi rotasi mesin.

Sebaliknya, menggunakan perpindahan atau percepatan sebagai dasar penilaian kondisi getaran akan menyebabkan perlunya membangun kriteria yang bergantung pada frekuensi, karena rasio perpindahan terhadap kecepatan berbanding terbalik dengan frekuensi getaran, dan rasio percepatan terhadap kecepatan berbanding lurus dengannya.

Paradigma Konstanta Kecepatan

Penggunaan getaran kecepatan karena parameter utama didasarkan pada pengujian ekstensif dan pengamatan bahwa mesin-mesin tersebut "setara" dalam hal kondisi jika menunjukkan kecepatan RMS yang sama dalam rentang 10–1000 Hz, terlepas dari konten frekuensi.

Keuntungan: Kesederhanaan. Satu set batasan kecepatan berlaku di seluruh rentang kecepatan yang luas tanpa koreksi yang bergantung pada frekuensi.

Masalah pada frekuensi rendah: Perbandingan antara perpindahan dan kecepatan berbanding terbalik dengan frekuensi:

Pada frekuensi yang sangat rendah (< 10 Hz), menerima kecepatan konstan (misalnya, 4,5 mm/s) dapat memungkinkan nilai yang terlalu besar. pemindahan, yang dapat memberi tekanan pada komponen yang terhubung (pipa, sambungan) atau mengindikasikan masalah struktural yang serius.

Ilustrasi Grafis (dari Lampiran D)

Pertimbangkan kecepatan konstan sebesar 4,5 mm/s pada berbagai kecepatan lari:

Pengamatan: Saat kecepatan menurun, perpindahan meningkat secara dramatis. Perpindahan sebesar 358 μm pada 120 rpm dapat menyebabkan tekanan berlebih pada kopling atau kerusakan lapisan oli pada bantalan jurnal, meskipun kecepatannya "dapat diterima"."

Gambar D.1 mencerminkan hubungan matematis sederhana antara kecepatan konstan dan perpindahan variabel pada frekuensi rotasi yang berbeda. Namun pada saat yang sama, gambar tersebut menunjukkan bagaimana penggunaan kriteria kecepatan konstan dapat menyebabkan peningkatan perpindahan dudukan bantalan seiring dengan penurunan frekuensi rotasi. Meskipun gaya dinamis yang bekerja pada bantalan tetap berada dalam batas yang dapat diterima, perpindahan signifikan pada rumah bantalan dapat berdampak negatif pada elemen mesin yang terhubung, seperti pipa oli.

Konfigurasi Balanset-1A untuk Mesin Kecepatan Rendah

Saat mengukur mesin ≤600 rpm:

• Tetapkan batas bawah rentang frekuensi ke 2 Hz (bukan 10 Hz)
• Tampilkan keduanya Kecepatan (mm/s) dan Pergeseran (μm) metrik
• Bandingkan kedua parameter tersebut dengan ambang batas dari standar/prosedur Anda (masukkan ke dalam kalkulator).
• Jika hanya kecepatan yang diukur dan lolos, tetapi perpindahan tidak diketahui, penilaiannya adalah tidak lengkap
• Pastikan transduser memiliki respons linier hingga 2 Hz (periksa sertifikat kalibrasi).

12. Operasi Transien: Peningkatan Kecepatan, Penurunan Kecepatan, dan Kecepatan Berlebih

Batas zona dalam Lampiran A dan B berlaku untuk operasi kondisi tunak pada kecepatan dan beban nominal. Selama kondisi transien (startup, shutdown, perubahan kecepatan), getaran yang lebih tinggi diperkirakan terjadi, terutama saat melewati kecepatan kritis (resonansi).

Tabel 1 — Batas yang Direkomendasikan Selama Transien

Catatan untuk kecepatan <20%: Pada kecepatan sangat rendah, kriteria kecepatan mungkin tidak berlaku (lihat Lampiran D). Perpindahan menjadi sangat penting.

Interpretasi Praktis

• Suatu mesin dapat sesaat melampaui batas kondisi tunak selama percepatan/perlambatan.
• Getaran poros diperbolehkan mencapai 1,5× batas C/D (hingga kecepatan 90%) untuk memungkinkan melewati kecepatan kritis.
• Jika getaran tetap tinggi setelah mencapai kecepatan operasi, itu menunjukkan adanya kesalahan yang terus-menerus, bukan resonansi sementara

Analisis Mendalam Balanset-1A

Balanset-1A menyertakan fitur grafik "RunDown" (eksperimental) yang mencatat amplitudo getaran vs. RPM selama proses penurunan kecepatan:

• Mengidentifikasi kecepatan kritis: Puncak amplitudo yang tajam menunjukkan resonansi.
• Memverifikasi jalur cepat: Puncak yang sempit menegaskan mesin melewatinya dengan cepat (bagus)
• Mendeteksi kerusakan yang bergantung pada kecepatan: Peningkatan amplitudo secara terus menerus seiring dengan kecepatan menunjukkan adanya masalah aerodinamika atau proses.

Data ini sangat berharga untuk membedakan lonjakan sementara (dapat diterima menurut Tabel 1) dari getaran berlebihan kondisi tunak (tidak dapat diterima).

13. Alur Kerja Praktis untuk Kepatuhan ISO 20816-3

14. Topik Lanjutan: Teori Penyeimbangan Koefisien Pengaruh

Ketika sebuah mesin didiagnosis mengalami ketidakseimbangan (getaran tinggi 1×, fase stabil), Balanset-1A menggunakan Metode Koefisien Pengaruh untuk menghitung bobot koreksi yang tepat.

Dasar Matematika

Respons getaran rotor dimodelkan sebagai sistem linier di mana penambahan massa mengubah vektor getaran:

Prosedur Penyeimbangan Tiga Tahap (Bidang Tunggal)

1. Eksekusi awal (Eksekusi 0):
   • Mengukur getaran: A₀ = 6,2 mm/s, φ₀ = 45°
   • Vektor: V₀ = 6,2∠45°
2. Uji coba beban (Percobaan 1):
   • Tambahkan massa percobaan: M_sidang = 20 g pada sudut θ_sidang = 0°
   • Mengukur getaran: A₁ = 4,1 mm/s, φ₁ = 110°
   • Vektor: V₁ = 4,1∠110°
3. Hitung koefisien pengaruh:
   • ΔV = V₁ − V₀ = (pengurangan vektor)
   • α = ΔV / (20 g ∠ 0°)
   • α memberi tahu kita "seberapa besar perubahan getaran per gram massa tambahan""
4. Hitung koreksi:
   • M_kor = −V₀ / α
   • Hasil: M_kor = 28,5 g pada sudut θ_kor = 215°
5. Lakukan koreksi dan verifikasi:
   • Hapus beban percobaan
   • Tambahkan 28,5 g pada suhu 215° (diukur dari tanda referensi pada rotor)
   • Ukur getaran akhir: A_terakhir = 1,1 mm/s (target: <1,4 mm/s untuk Zona A)

Mengapa Ini Berhasil

Ketidakseimbangan menciptakan gaya sentrifugal F = m × e × ω², di mana m adalah massa yang tidak seimbang, e adalah eksentrisitasnya, dan ω adalah kecepatan sudut. Gaya ini menghasilkan getaran. Dengan menambahkan massa yang dihitung secara tepat pada sudut tertentu, kita menciptakan sebuah sama dan berlawanan Gaya sentrifugal meniadakan ketidakseimbangan awal. Perangkat lunak Balanset-1A secara otomatis melakukan perhitungan vektor yang kompleks, memandu teknisi melalui proses tersebut.

11. Referensi Fisika dan Rumus

Dasar-Dasar Pemrosesan Sinyal

Hubungan Antara Perpindahan, Kecepatan, dan Percepatan

Untuk getaran sinusoidal Pada frekuensi f (Hz), hubungan antara perpindahan (d), kecepatan (v), dan percepatan (a) diatur oleh kalkulus:

Wawasan utama: Kecepatan berbanding lurus dengan frekuensi × perpindahan. Percepatan berbanding lurus dengan frekuensi² × perpindahan. Inilah alasannya:

• Pada frekuensi rendah (< 10 Hz), perpindahan adalah parameter kritis.
• Pada frekuensi menengah (10–1000 Hz), kecepatan berkorelasi baik dengan energi dan tidak bergantung pada frekuensi.
• Pada frekuensi tinggi (> 1000 Hz), percepatan menjadi dominan

Nilai RMS vs Nilai Puncak

The Akar Kuadrat Rata-rata (RMS) Nilai tersebut mewakili energi efektif suatu sinyal. Untuk gelombang sinus murni:

Mengapa RMS? RMS berkorelasi langsung dengan kekuatan dan kelelahan stres Dikenakan pada komponen mesin. Sinyal getaran dengan V_RMS = 4,5 mm/s memberikan energi mekanik yang sama tanpa memperhatikan kompleksitas bentuk gelombang.

Perhitungan RMS Pita Lebar

Untuk sinyal kompleks yang mengandung banyak komponen frekuensi (seperti pada mesin nyata):

Di mana setiap V_RMS,i mewakili amplitudo RMS pada frekuensi tertentu (1×, 2×, 3×, dst.). Ini adalah nilai "Keseluruhan" yang ditampilkan oleh penganalisis getaran dan digunakan untuk evaluasi zona ISO 20816-3.

Arsitektur Pemrosesan Sinyal Balanset-1A

Contoh Praktis: Penelusuran Diagnostik

Skenario: Pompa sentrifugal 75 kW beroperasi pada 1480 rpm (24,67 Hz) di atas fondasi beton yang kokoh.

Langkah 1: Klasifikasi

• Daya: 75 kW → Kelompok 2 (15–300 kW)
• Fondasi: Kaku (terverifikasi melalui uji benturan)
• Tentukan ambang batas A/B, B/C, C/D dari salinan/spesifikasi standar Anda dan masukkan ke dalam kalkulator.

Langkah 2: Pengukuran dengan Balanset-1A

• Pasang akselerometer pada rumah bantalan pompa (bagian luar dan dalam)
• Masuk ke mode "Vibrometer" (F5)
• Rentang frekuensi yang ditetapkan: 10–1000 Hz
• Catat kecepatan RMS keseluruhan: 6,2 mm/detik

Langkah 3: Penilaian Zona

Bandingkan nilai terukur (misalnya, 6,2 mm/s RMS) dengan ambang batas yang Anda masukkan: di atas C/D → ZONA D; antara B/C dan C/D → ZONA C, dll.

Langkah 4: Diagnosis Spektral

Beralih ke mode FFT. Spektrum menunjukkan:

• 1× komponen (24,67 Hz): 5,8 mm/detik — Dominan
• Komponen 2× (49,34 Hz): 1,2 mm/detik — Kecil
• Frekuensi lainnya: Dapat diabaikan

Diagnosa: Getaran tinggi 1× dengan fase stabil → Ketidakseimbangan

Langkah 5: Penyeimbangan dengan Balanset-1A

Masuk ke mode "Penyeimbangan Bidang Tunggal":

• Eksekusi awal: A₀ = 6,2 mm/s, φ₀ = 45°
• Berat percobaan: Tambahkan 20 gram pada 0° (sudut sembarang)
• Uji coba: A₁ = 4,1 mm/s, φ₁ = 110°
• Perangkat lunak menghitung: Massa koreksi = 28,5 gram pada sudut = 215°
• Koreksi telah diterapkan: Angkat beban percobaan, tambahkan 28,5g pada suhu 215°
• Jalankan verifikasi: A_terakhir = 1,1 mm/detik

Langkah 6: Verifikasi Kepatuhan

1,1 mm/detik < 1,4 mm/s (batas A/B) → ZONA A — Kondisi sangat baik!

Pompa kini telah memenuhi standar ISO 20816-3 untuk pengoperasian jangka panjang tanpa batasan. Buat laporan yang mendokumentasikan sebelum (6,2 mm/s, Zona D) dan setelah (1,1 mm/s, Zona A) dengan plot spektrum.

Mengapa Kecepatan Merupakan Kriteria Utama

Kecepatan getaran berkorelasi baik dengan tingkat keparahan getaran di berbagai rentang frekuensi karena:

• Kecepatan berhubungan dengan energi ditransmisikan ke pondasi dan sekitarnya
• Kecepatan bersifat relatif terlepas dari frekuensi untuk peralatan industri umum
• Pada frekuensi yang sangat rendah (<10 Hz), perpindahan menjadi faktor pembatas.
• Pada frekuensi yang sangat tinggi (>1000 Hz), akselerasi menjadi penting (terutama untuk diagnosis bantalan).

Defleksi Statis dan Frekuensi Alami

Untuk memperkirakan apakah suatu pondasi bersifat kaku atau fleksibel:

Estimasi Kecepatan Kritis

Kecepatan kritis pertama dari rotor sederhana:

15. Kesalahan dan Jebakan Umum dalam Penerapan ISO 20816-3

16. Integrasi dengan Strategi Pemantauan Kondisi yang Lebih Luas

Batas getaran ISO 20816-3 adalah perlu tetapi tidak cukup untuk manajemen kesehatan mesin yang lengkap. Integrasikan data getaran dengan:

• Analisis minyak: Partikel aus, kerusakan viskositas, kontaminasi
• Termografi: Suhu bantalan, titik panas pada lilitan motor, pemanasan akibat ketidaksejajaran.
• Ultrasonografi: Deteksi dini kegagalan pelumasan bantalan, percikan api listrik.
• Analisis tanda arus motorik (MCSA): Cacat pada batang rotor, eksentrisitas, variasi beban.
• Parameter proses: Laju aliran, tekanan, konsumsi daya — korelasikan lonjakan getaran dengan gangguan proses.

Balanset-1A menyediakan pilar getaran dari strategi ini. Gunakan fitur pengarsipan dan trennya untuk membangun basis data historis. Lakukan referensi silang antara peristiwa getaran dengan catatan perawatan, tanggal pengambilan sampel oli, dan catatan operasional.

17. Pertimbangan Regulasi dan Kontraktual

Pengujian Penerimaan (Mesin Baru)

Penting: Batas zona biasanya menjadi panduan untuk evaluasi kondisi, sedangkan kriteria penerimaan Spesifikasi untuk mesin baru ditentukan oleh kontrak/spesifikasi dan disepakati antara pemasok dan pelanggan.

Peran Balanset-1A: Selama uji penerimaan pabrik (FAT) atau uji penerimaan lokasi (SAT), Balanset-1A memverifikasi tingkat getaran yang dinyatakan oleh vendor. Menghasilkan laporan terdokumentasi yang menunjukkan kepatuhan terhadap batasan kontraktual.

Asuransi dan Tanggung Jawab

Di beberapa yurisdiksi, pengoperasian mesin di Zona D Hal ini dapat membatalkan pertanggungan asuransi jika terjadi kegagalan yang bersifat bencana. Penilaian ISO 20816-3 yang terdokumentasi menunjukkan ketelitian dalam perawatan mesin.

18. Perkembangan Masa Depan: Ekspansi Seri ISO 20816

Seri ISO 20816 terus berkembang. Bagian dan revisi yang akan datang meliputi:

• ISO 20816-6: Mesin bolak-balik (menggantikan ISO 10816-6)
• ISO 20816-7: Pompa rotodinamik (menggantikan ISO 10816-7)
• ISO 20816-8: Sistem kompresor bolak-balik (baru)
• ISO 20816-21: Turbin angin (menggantikan ISO 10816-21)

Standar-standar ini akan mengadopsi filosofi batas zona yang serupa tetapi dengan penyesuaian khusus untuk setiap mesin. Balanset-1A, dengan konfigurasi yang fleksibel dan rentang frekuensi/amplitudo yang luas, akan tetap kompatibel saat standar-standar ini diterbitkan.

19. Studi Kasus

Studi Kasus 1: Kesalahan Diagnosis Dihindari Melalui Pengukuran Ganda

Mesin: Turbin uap 5 MW, 3000 rpm, bantalan jurnal

Situasi: Getaran rumah bantalan = 3,0 mm/s (Zona B, dapat diterima). Namun, operator melaporkan adanya suara yang tidak biasa.

Penyelidikan: Balanset-1A terhubung ke probe kedekatan yang ada. Getaran poros = 180 μm pp. Batas B/C yang dihitung (Lampiran B) = 164 μm. Poros di Zona C!

Akar permasalahan: Ketidakstabilan lapisan oli (pusaran oli). Getaran rumah poros rendah karena massa dudukan yang berat meredam gerakan poros. Mengandalkan pengukuran rumah poros saja akan mengabaikan kondisi berbahaya ini.

Tindakan: Tekanan suplai oli bantalan disesuaikan, celah dikurangi dengan penyetelan ulang. Getaran poros dikurangi menjadi 90 μm (Zona A).

Studi Kasus 2: Keseimbangan Menyelamatkan Seorang Penggemar yang Kritis

Mesin: Kipas hisap paksa 200 kW, 980 rpm, kopling fleksibel

Kondisi awal: Getaran = 7,8 mm/s (Zona D). Pabrik mempertimbangkan penghentian darurat dan penggantian bantalan ($50.000, pemadaman 3 hari).

Diagnosis Balanset-1A: FFT menunjukkan 1× = 7,5 mm/s, 2× = 0,8 mm/s. Fase stabil. Ketidakseimbangan, tidak mengalami kerusakan.

Penyeimbangan lapangan: Penyeimbangan dua bidang dilakukan di lokasi dalam waktu 4 jam. Getaran akhir = 1,6 mm/s (Zona A).

Hasil: Penghentian operasional berhasil dihindari, menghemat $50.000. Penyebab utama: erosi pada tepi depan bilah akibat debu abrasif. Diperbaiki dengan penyeimbangan; perbaikan bilah dijadwalkan pada pemeliharaan terencana berikutnya.

20. Kesimpulan dan Praktik Terbaik

Transisi menuju ISO 20816-3:2022 Hal ini menandai kematangan dalam analisis getaran, yang menuntut pendekatan berbasis fisika dan perspektif ganda terhadap kesehatan mesin. Poin-poin penting:

The Sistem Balanset-1A Menunjukkan keselarasan yang kuat dengan persyaratan ISO 20816-3. Spesifikasi teknisnya—rentang frekuensi, akurasi, fleksibilitas sensor, dan alur kerja perangkat lunak—memungkinkan tim pemeliharaan untuk tidak hanya mendiagnosis ketidaksesuaian tetapi juga secara aktif memperbaikinya melalui penyeimbangan presisi. Dengan menggabungkan analisis spektrum diagnostik dengan kemampuan penyeimbangan korektif, Balanset-1A memberdayakan para insinyur keandalan untuk memelihara aset industri dalam Zona A/B, memastikan umur panjang, keamanan, dan produksi yang tidak ter interrupted.

Standar Referensi dan Bibliografi

Referensi Normatif (Bagian 2 dari ISO 20816-3)

Standar Terkait dalam Seri ISO 20816

Standar Pelengkap

Konteks Historis (Standar yang Digantikan)

ISO 20816-3:2022 menggantikan standar-standar berikut:

• Standar ISO 10816-3:2009 — Evaluasi getaran mesin melalui pengukuran pada bagian yang tidak berputar — Bagian 3: Mesin industri dengan daya nominal di atas 15 kW dan kecepatan nominal antara 120 r/min dan 15.000 r/min
• ISO 7919-3:2009 — Getaran mekanis — Evaluasi getaran mesin melalui pengukuran pada poros berputar — Bagian 3: Mesin industri yang terhubung

Integrasi getaran rumah (10816) dan getaran poros (7919) ke dalam standar terpadu menghilangkan ambiguitas sebelumnya dan menyediakan kerangka evaluasi yang kohesif.

Lampiran DA (Informatif) — Kesesuaian Standar Internasional yang Dirujuk dengan Standar Nasional dan Antar Negara Bagian

Saat menerapkan standar ini, disarankan untuk menggunakan standar nasional dan antarnegara bagian yang sesuai, bukan standar internasional yang dirujuk. Tabel berikut menunjukkan hubungan antara standar ISO yang dirujuk di Bagian 2 dan standar nasional yang setara.

Catatan: Dalam tabel ini, digunakan penamaan tingkat kesesuaian konvensional sebagai berikut:

• IDT — Standar yang identik

Standar nasional mungkin memiliki tanggal publikasi yang berbeda tetapi tetap memiliki kesamaan teknis dengan standar ISO yang dirujuk. Selalu konsultasikan edisi terbaru standar nasional untuk persyaratan terkini.

Bibliografi

Dokumen-dokumen berikut dirujuk dalam ISO 20816-3 untuk tujuan informasi:

Catatan sejarah: Referensi [16] (Rathbone, 1939) mewakili karya perintis yang meletakkan dasar untuk menggunakan kecepatan sebagai kriteria getaran utama.