Memahami Getaran Lateral pada Mesin Berputar
Definisi: Apa itu Getaran Lateral?
Getaran lateral (juga disebut getaran radial atau getaran transversal) mengacu pada gerakan poros yang berputar tegak lurus terhadap sumbu rotasinya. Secara sederhana, getaran ini adalah gerakan poros dari sisi ke sisi atau ke atas dan ke bawah saat berputar. Getaran lateral adalah jenis getaran yang paling umum. getaran pada mesin berputar dan biasanya disebabkan oleh gaya radial seperti ketidakseimbangan, ketidaksejajaran, poros bengkok, atau cacat bantalan.
Memahami getaran lateral adalah hal mendasar untuk dinamika rotor karena ini merupakan mode getaran utama untuk sebagian besar peralatan berputar dan menjadi fokus sebagian besar pemantauan getaran dan menyeimbangkan kegiatan.
Arah dan Pengukuran
Getaran lateral diukur pada bidang tegak lurus terhadap sumbu poros:
Sistem Koordinat
- Arah Horizontal: Gerakan dari sisi ke sisi sejajar dengan tanah
- Arah Vertikal: Gerakan naik turun tegak lurus terhadap tanah
- Arah Radial: Segala arah tegak lurus terhadap sumbu poros (kombinasi horizontal dan vertikal)
Lokasi Pengukuran
Getaran lateral biasanya diukur pada:
- Rumah Bantalan: Menggunakan akselerometer atau transduser kecepatan yang dipasang pada tutup bantalan atau alas
- Permukaan Poros: Menggunakan probe jarak dekat non-kontak untuk pengukuran gerakan poros langsung
- Berbagai Orientasi: Pengukuran pada arah horizontal dan vertikal memberikan gambaran lengkap tentang gerakan lateral
Penyebab Utama Getaran Lateral
Getaran lateral dapat muncul dari banyak sumber, yang masing-masing menghasilkan tanda-tanda getaran yang khas:
1. Ketidakseimbangan (Paling Umum)
Ketidakseimbangan merupakan penyebab paling umum getaran lateral. Distribusi massa asimetris menciptakan gaya sentrifugal berputar yang menghasilkan:
- Frekuensi getaran 1X (sekali per putaran)
- Relatif stabil fase hubungan
- Amplitudo sebanding dengan kuadrat kecepatan
- Berbentuk lingkaran atau elips orbit poros
2. Ketidakselarasan
Ketidaksejajaran poros antara mesin yang terhubung menciptakan gaya lateral:
- Terutama getaran 2X (dua kali per putaran)
- Juga dapat membangkitkan harmonik 1X dan lebih tinggi
- Sering menunjukkan komponen aksial yang tinggi juga
- Hubungan fase berbeda dari ketidakseimbangan
3. Poros Bengkok atau Melengkung
Poros yang bengkok atau melengkung secara permanen menciptakan eksentrisitas geometris:
- Getaran 1X yang mungkin tampak mirip dengan ketidakseimbangan
- Getaran tinggi bahkan pada kecepatan putaran rendah
- Sulit untuk diperbaiki hanya dengan menyeimbangkan saja
4. Cacat Bantalan
Bantalan elemen gelinding Cacat menghasilkan getaran lateral yang khas:
- Komponen frekuensi tinggi (frekuensi kesalahan bantalan)
- Dimodulasi oleh frekuensi yang lebih rendah menciptakan pita samping
- Sering membutuhkan analisis amplop untuk deteksi
5. Kelonggaran Mekanis
Bantalan, fondasi, atau baut pemasangan yang longgar menyebabkan:
- Beberapa harmonik (1X, 2X, 3X, dst.)
- Respon non-linier terhadap pemaksaan
- Getaran tidak menentu atau tidak stabil
6. Gesekan Rotor-Stator
Kontak antara bagian yang berputar dan diam menghasilkan:
- Komponen sub-sinkron
- Perubahan tiba-tiba dalam amplitudo dan fase getaran
- Kemungkinan lengkungan termal
Getaran Lateral vs. Jenis Getaran Lainnya
Mesin yang berputar dapat mengalami getaran dalam tiga arah utama:
Getaran Lateral (Radial)
- Arah: Tegak lurus terhadap sumbu poros
- Penyebab Umum: Ketidakseimbangan, ketidaksejajaran, poros bengkok, cacat bantalan
- Pengukuran: Sensor akselerometer atau kecepatan pada rumah bantalan; probe jarak dekat pada poros
- Dominasi: Biasanya komponen getaran amplitudo terbesar
Getaran Aksial
- Arah: Sejajar dengan sumbu poros
- Penyebab Umum: Kesalahan penyelarasan, masalah bantalan dorong, masalah aliran proses
- Pengukuran: Akselerometer dipasang secara aksial
- Dominasi: Biasanya amplitudonya lebih rendah daripada lateral, tetapi diagnostik untuk kesalahan tertentu
Getaran Torsi
- Arah: Gerakan memutar pada sumbu poros
- Penyebab Umum: Masalah mesh roda gigi, masalah kelistrikan motor, masalah kopling
- Pengukuran: Memerlukan sensor getaran torsional khusus atau pengukur regangan
- Dominasi: Biasanya kecil tetapi dapat menyebabkan kegagalan kelelahan
Mode Getaran Lateral dan Kecepatan Kritis
Dalam dinamika rotor, mode getaran lateral menggambarkan pola defleksi karakteristik poros:
Mode Lateral Pertama
- Bentuk lengkung sederhana (busur tunggal atau busur)
- Frekuensi alami terendah
- Paling mudah terangsang oleh ketidakseimbangan
- Pertama kecepatan kritis sesuai dengan mode ini
Mode Lateral Kedua
- Defleksi berbentuk S dengan satu titik simpul
- Frekuensi alami yang lebih tinggi
- Kecepatan kritis kedua
- Penting untuk rotor fleksibel
Mode Lateral Lebih Tinggi
- Bentuk yang semakin kompleks dengan banyak simpul
- Hanya relevan untuk rotor berkecepatan sangat tinggi atau sangat fleksibel
- Mungkin tereksitasi oleh lintasan bilah atau eksitasi frekuensi tinggi lainnya
Pengukuran dan Pemantauan
Parameter Pengukuran
Getaran lateral dicirikan oleh beberapa parameter:
- Amplitudo: Besarnya gerak, diukur dalam perpindahan (µm, mils), kecepatan (mm/s, in/s), atau percepatan (g, m/s²)
- Frekuensi: Biasanya 1X kecepatan lari untuk getaran yang didominasi ketidakseimbangan, tetapi dapat mencakup harmonik dan frekuensi lainnya
- Fase: Waktu perpindahan maksimum relatif terhadap tanda referensi pada poros
- Orbit: Jalur sebenarnya yang dilacak oleh pusat poros sebagaimana dilihat dari ujung
Standar Pengukuran
Standar internasional memberikan panduan untuk tingkat getaran lateral yang dapat diterima:
- Seri ISO 20816: Batasan getaran untuk berbagai jenis mesin berdasarkan kecepatan RMS
- API 610, 617, 684: Standar khusus industri untuk pompa, kompresor, dan dinamika rotor
- Zona Keparahan: Tentukan tingkat yang dapat diterima, tingkat kehati-hatian, dan tingkat alarm berdasarkan jenis dan ukuran peralatan
Pengendalian dan Mitigasi
Menyeimbangkan
Menyeimbangkan adalah metode utama untuk mengurangi getaran lateral akibat ketidakseimbangan:
- Penyeimbangan bidang tunggal untuk rotor tipe cakram
- Penyeimbangan dua bidang untuk sebagian besar rotor industri
- Penyeimbangan modal untuk rotor fleksibel yang beroperasi di atas kecepatan kritis
Penyelarasan
Penyelarasan poros yang presisi mengurangi gaya lateral akibat ketidaksejajaran:
- Alat penyelarasan laser untuk posisi poros yang akurat
- Pertimbangan pertumbuhan termal dalam prosedur penyelarasan
- Koreksi kaki lembut sebelum penyelarasan
Pembasahan
Pembasahan mengontrol amplitudo getaran lateral, terutama pada kecepatan kritis:
- Bantalan film fluida memberikan redaman yang signifikan
- Peredam film tekan untuk kontrol tambahan
- Perawatan peredaman struktur pendukung
Modifikasi Kekakuan
Perubahan kekakuan sistem menggerakkan kecepatan kritis:
- Peningkatan diameter poros meningkatkan kecepatan kritis
- Pengurangan rentang bantalan meningkatkan kecepatan kritis pertama
- Pengerasan pondasi mempengaruhi respons sistem secara keseluruhan
Pentingnya Diagnostik
Analisis getaran lateral adalah landasan diagnostik mesin:
- Sedang tren: Pemantauan getaran lateral dari waktu ke waktu mengungkapkan masalah yang berkembang
- Identifikasi Kesalahan: Frekuensi dan pola getaran mengidentifikasi jenis kesalahan tertentu
- Penilaian Tingkat Keparahan: Amplitudo dibandingkan dengan standar menunjukkan tingkat keparahan masalah
- Verifikasi Penyeimbangan: Pengurangan getaran lateral menegaskan keberhasilan penyeimbangan
- Pemeliharaan Berbasis Kondisi: Tingkat getaran memicu tindakan pemeliharaan
Manajemen getaran lateral yang efektif sangat penting untuk pengoperasian mesin putar yang andal dan jangka panjang, menjadikannya fokus utama program pemantauan getaran, strategi pemeliharaan prediktif, dan pertimbangan desain dinamis rotor.
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 