Memahami Oil Whirl

Definisi: Apa itu Oil Whirl?

Pusaran minyak adalah jenis getaran tidak stabil yang tereksitasi sendiri yang terjadi pada mesin yang dilengkapi bantalan film fluida (jurnal), seperti turbin besar, kompresor, dan pompa. Ini adalah bentuk ketidakstabilan yang disebabkan oleh fluida di mana film oli yang menopang poros mulai mendorong poros di sekitar celah bantalan dalam gerakan melingkar ke depan. Gerakan "berputar" ini adalah sub-sinkron getaran, artinya getaran terjadi pada frekuensi di bawah kecepatan mesin (1X).

Karakteristik Oil Whirl

Pusaran minyak memiliki beberapa karakteristik yang berbeda dan dapat diidentifikasi dalam data getaran:

• Frekuensi: Fitur yang paling menonjol adalah puncak getaran amplitudo besar pada frekuensi sedikit kurang dari setengah kecepatan lari, biasanya antara 0,4X dan 0,48X (yaitu, 40% hingga 48% dari kecepatan putar poros). Misalnya, pada mesin yang beroperasi pada 3000 RPM (50 Hz), pusaran oli akan muncul pada sekitar 1200-1440 RPM (20-24 Hz).
• Arah: Getaran tersebut terutama bersifat radial (horizontal dan vertikal) dan sering kali sangat terarah.
• Plot Orbit: Bila dilihat pada plot orbit dari probe jarak XY, pusaran minyak tampak sebagai orbit yang besar, bergerak maju, dan sering kali terdistorsi (non-lingkaran) dengan satu putaran internal yang terdefinisi dengan baik.
• Perilaku: Pusaran oli tidak terikat pada kecepatan tertentu. Jika kecepatan mesin ditingkatkan, frekuensi pusaran juga akan meningkat, dengan rasio karakteristiknya selalu dipertahankan sekitar 0,4X – 0,48X dari kecepatan putaran yang baru. Hal ini merupakan pembeda utama dari resonansi struktural, yang terjadi pada frekuensi tetap terlepas dari kecepatan poros.

Mekanisme: Bagaimana Pusaran Minyak Terjadi?

Pusaran oli disebabkan oleh dinamika irisan oli hidrodinamik yang menopang poros pada bantalan jurnal. Dalam operasi normal, poros yang berputar menarik oli ke dalam celah berbentuk irisan, menciptakan medan tekanan yang mengangkat dan menopang poros. Poros tidak berada di tengah bantalan, tetapi sedikit bergeser.

Oli dalam irisan ini juga bersirkulasi di sekitar bantalan dengan kecepatan sekitar setengah kecepatan poros. Jika bantalan dibebani ringan atau memiliki celah berlebih, gaya stabilisasinya bisa lemah. Gangguan kecil dapat menyebabkan poros "tertangkap" oleh lapisan oli yang bersirkulasi, yang kemudian mulai mendorong poros dalam jalur melingkar di sekitar bantalan. Hal ini menciptakan getaran mandiri yang dapat meningkat hingga amplitudo yang sangat tinggi, seringkali hanya dibatasi oleh celah bantalan itu sendiri (yaitu, poros mulai membentur bantalan).

Oil Whip: Bentuk yang Lebih Parah

Jika kecepatan mesin meningkat ke titik di mana frekuensi putaran oli (~0.4X – 0.48X) bertepatan dengan salah satu frekuensi alami rotor (a kecepatan kritis), kondisinya menjadi jauh lebih parah. Ini disebut cambuk minyak.

• Frekuensi Terkunci: Getaran “terkunci” pada frekuensi alami rotor dan tidak meningkat lebih jauh seiring bertambahnya kecepatan mesin.
• Amplitudo Tinggi: Kondisi resonansi menyebabkan amplitudo getaran menjadi sangat tinggi dan sering kali merusak.
• Bahaya: Oil whip merupakan kondisi yang sangat berbahaya dan tidak stabil yang dapat mengakibatkan kegagalan mesin yang fatal.

Penyebab Umum dan Solusinya

• Penyebab: Bantalan yang terbebani ringan, jarak bebas bantalan berlebihan, viskositas oli tidak tepat (terlalu rendah), tekanan oli tinggi, atau desain mesin yang menempatkan kecepatan kritis kira-kira dua kali kecepatan lari.

– Solusi: Solusinya bertujuan untuk mengatasi lapisan oli yang tidak stabil. Hal ini dapat mencakup peningkatan beban bantalan, penggantian viskositas oli, atau desain ulang bantalan agar memiliki fitur anti-putar (misalnya, bantalan lemon-bore, pressure dam, atau tilting-pad).

← Kembali ke Indeks Utama