Apa itu Penyeimbangan Rotor? Panduan Lengkap

Definisi: Konsep Inti Keseimbangan

Penyeimbangan rotor adalah proses sistematis untuk meningkatkan distribusi massa benda yang berputar (rotor) guna memastikan garis tengah massa efektifnya berimpit dengan garis tengah geometrisnya yang sebenarnya. Ketika rotor tidak seimbang, gaya sentrifugal dihasilkan selama rotasi, yang mengakibatkan getaran berlebih, kebisingan, berkurangnya masa pakai bantalan, dan potensi kegagalan fatal. Tujuan penyeimbangan adalah meminimalkan gaya-gaya ini dengan menambah atau mengurangi bobot yang tepat pada lokasi tertentu, sehingga mengurangi getaran ke tingkat yang dapat diterima.

Mengapa Penyeimbangan Merupakan Tugas Pemeliharaan yang Penting?

Ketidakseimbangan merupakan salah satu sumber getaran paling umum pada mesin berputar. Melakukan penyeimbangan presisi bukan hanya tentang mengurangi getaran; ini merupakan aktivitas perawatan penting yang memberikan manfaat signifikan:

• Peningkatan Umur Bantalan: Gaya ketidakseimbangan ditransmisikan langsung ke bantalan. Mengurangi gaya ini secara drastis akan memperpanjang umur bantalan.
• Peningkatan Keandalan Mesin: Getaran yang lebih rendah mengurangi tekanan pada semua komponen mesin, termasuk segel, poros, dan penopang struktural, sehingga mengurangi kerusakan.
• Keamanan yang Ditingkatkan: Tingkat getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kegagalan komponen, sehingga menimbulkan bahaya keselamatan yang signifikan bagi personel.
• Mengurangi Tingkat Kebisingan: Getaran mekanis merupakan sumber utama kebisingan industri. Mesin yang seimbang akan beroperasi jauh lebih senyap.
• Konsumsi Energi Lebih Rendah: Energi yang seharusnya terbuang sia-sia karena menciptakan getaran dan panas diubah menjadi kerja yang berguna, sehingga meningkatkan efisiensi.

Jenis-jenis Penyeimbangan: Statis vs. Dinamis

Prosedur penyeimbangan dikategorikan berdasarkan jenis ketidakseimbangan yang dikoreksi. Dua jenis utama adalah penyeimbangan statis dan dinamis.

Penyeimbangan Statis (Penyeimbangan Bidang Tunggal)

Ketidakseimbangan statis terjadi ketika pusat massa rotor bergeser dari sumbu rotasinya. Hal ini sering divisualisasikan sebagai satu "titik berat". Penyeimbangan statis mengoreksi hal ini dengan menerapkan satu pemberat koreksi yang berlawanan arah 180° dengan titik berat tersebut. Disebut "statis" karena jenis ketidakseimbangan ini dapat dideteksi saat rotor diam (misalnya, pada rol bertepi pisau). Ketidakseimbangan ini cocok untuk rotor berbentuk cakram sempit seperti kipas, roda gerinda, dan roda gila yang rasio panjang terhadap diameternya kecil.

Penyeimbangan Dinamis (Penyeimbangan Dua Bidang)

Ketidakseimbangan dinamis adalah kondisi yang lebih kompleks yang mencakup ketidakseimbangan statis dan ketidakseimbangan "kopel". Ketidakseimbangan kopel terjadi ketika terdapat dua titik berat yang sama pada ujung rotor yang berlawanan, dengan jarak 180°. Hal ini menciptakan gerakan goyang, atau momen, yang hanya dapat dideteksi saat rotor berputar. Penyeimbangan dinamis diperlukan untuk sebagian besar rotor, terutama yang panjangnya lebih besar dari diameternya (seperti jangkar motor, poros, dan turbin). Penyeimbangan dinamis memerlukan koreksi setidaknya pada dua bidang berbeda di sepanjang rotor untuk mengatasi gaya dan ketidakseimbangan kopel.

Prosedur Penyeimbangan: Bagaimana Cara Melakukannya

Penyeimbangan modern biasanya dilakukan menggunakan peralatan khusus dan pendekatan sistematis, sering kali menggunakan metode koefisien pengaruh:

1. Jalankan Awal: Mesin dijalankan untuk mengukur amplitudo getaran awal dan sudut fase yang disebabkan oleh ketidakseimbangan yang ada. Sensor getaran dan takometer (untuk referensi fase) digunakan.
2. Uji Berat Lari: Beban uji yang diketahui dipasang sementara pada rotor pada posisi sudut yang diketahui dalam bidang koreksi.
3. Putaran Kedua: Mesin dijalankan kembali, dan amplitudo serta fase getaran yang baru diukur. Perubahan getaran (selisih vektor) semata-mata disebabkan oleh berat uji.
4. Perhitungan: Dengan mengetahui bagaimana beban uji memengaruhi getaran, instrumen penyeimbang menghitung "koefisien pengaruh". Koefisien ini kemudian digunakan untuk menentukan jumlah beban koreksi yang tepat dan sudut penempatannya yang tepat untuk mengatasi ketidakseimbangan awal.
5. Koreksi dan Verifikasi: Beban uji diangkat, beban koreksi permanen yang telah dihitung dipasang, dan pengujian akhir dilakukan untuk memverifikasi bahwa getaran telah berkurang ke tingkat yang dapat diterima. Untuk penyeimbangan dua bidang, proses ini diulangi untuk bidang kedua.

Standar dan Toleransi yang Relevan

Tingkat getaran yang dapat diterima bukanlah sesuatu yang sembarangan. Tingkat getaran tersebut ditentukan oleh standar internasional, terutama ISO 21940 Seri (yang menggantikan ISO 1940 yang lebih lama). Standar-standar ini menetapkan "Tingkat Kualitas Keseimbangan" (misalnya, G 6.3, G 2.5, G 1.0) untuk berbagai kelas mesin. Angka G yang lebih rendah menunjukkan toleransi yang lebih ketat. Tingkat ini digunakan untuk menghitung ketidakseimbangan residual maksimum yang diizinkan untuk rotor tertentu berdasarkan massa dan kecepatan servisnya, untuk memastikan rotor tersebut memenuhi persyaratan operasional.

← Kembali ke Indeks Utama