Memahami Rotor yang Menggantung

Perangkat

Penyeimbang portabel & Penganalisis getaran Balanset-1A

Bagian

Sensor Optik (Laser Tachometer)

Kit diagnostik dan penyeimbangan getaran lengkap dari Vibromera, meliputi empat sensor getaran beserta kabel, modul antarmuka sinyal, takometer laser dengan dudukan magnetis, timbangan digital, kabel USB, dan wadah penyimpanan. Sistem ini dirancang untuk penyeimbangan rotor lapangan dan pemantauan kondisi pada peralatan industri.

Perangkat

Penyeimbang dinamis "Balanset-1A" OEM

Definisi: Apa itu Rotor Overhung?

Sebuah rotor yang menjorok (juga disebut rotor kantilever atau rotor kantilever) adalah rotor Konfigurasi di mana massa yang berputar memanjang keluar melewati bantalan penyangga, terpasang secara kantilever. Dalam desain ini, rotor ditopang hanya pada satu sisi, dengan elemen kerja (impeller, roda kipas, roda gerinda, dll.) menggantung dari penyangga bantalan, alih-alih diposisikan di antara dua bantalan.

Konfigurasi ini umum di banyak jenis peralatan industri dan menghadirkan tantangan unik bagi menyeimbangkan karena adanya amplifikasi ketidakseimbangan gaya melalui aksi kantilever.

Contoh Umum Rotor yang Menggantung

Desain rotor yang menjorok tersebar luas dalam aplikasi industri dan komersial:

HVAC dan Kipas Industri

Impeller blower sentrifugal yang memanjang dari poros motor
Kipas pendingin aksial dipasang pada bel ujung motor
Kipas industri yang dipasang pada alas

Pompa

Impeller pompa sentrifugal satu tahap
Pompa kopling tertutup di mana impeller memanjang dari bantalan motor

Peralatan Mesin

Roda gerinda pada spindel yang menjorok
Pemotong penggilingan dan pemegang alat
Chuck bubut

Transmisi Daya

Katrol dan sheave dipasang pada poros motor
Roda gigi pada poros yang diperpanjang
Roda rantai

Peralatan Pengolahan

Pengaduk dan impeller mixer
Bilah turbin pada poros turbin

Mengapa Desainnya Menjorok?

Meskipun terdapat tantangan dalam hal keseimbangan, rotor yang menjorok menawarkan keuntungan praktis yang signifikan:

1. Aksesibilitas

Elemen kerja mudah diakses untuk pemeriksaan, pemeliharaan, dan penggantian tanpa membongkar seluruh mesin atau mengganggu bantalan.

2. Kesederhanaan dan Biaya

Menghilangkan satu dukungan bantalan mengurangi kompleksitas mekanis, jumlah komponen, dan biaya produksi.

3. Efisiensi Ruang

Desain yang ringkas membutuhkan ruang aksial yang lebih sedikit daripada pengaturan antar-bantalan.

4. Pemasangan Mudah

Komponen sering kali dapat dipasang langsung ke poros motor standar atau mesin yang ada tanpa pengaturan kopling khusus.

5. Persyaratan Proses

Dalam beberapa aplikasi (pompa, pencampur, pemrosesan kimia), memiliki elemen kerja hanya pada satu sisi diperlukan untuk mengakses cairan atau material proses.

Tantangan Penyeimbangan yang Unik

Rotor yang menjorok ke atas menghadirkan beberapa tantangan yang membuatnya lebih sensitif terhadap ketidakseimbangan dibandingkan dengan desain antar-bantalan:

1. Amplifikasi Momen

Apa saja ketidakseimbangan Rotor yang menggantung tidak hanya menghasilkan gaya sentrifugal, tetapi juga momen (torsi) terhadap tumpuan bantalan. Semakin jauh massa dari bantalan, semakin besar momen ini, sehingga memperbesar efek ketidakseimbangan sekecil apa pun. Hal ini dijelaskan oleh prinsip lengan tuas: Gaya × Jarak = Momen.

2. Beban Bantalan Tinggi

Konfigurasi kantilever memberikan beban radial dan momen yang tinggi pada bantalan, terutama bantalan yang paling dekat dengan rotor. Ketidakseimbangan memperparah beban ini, sehingga mempercepat keausan bantalan.

3. Pembengkokan dan Defleksi Poros

Poros kantilever rentan terhadap gaya tekuk, dan bahkan ketidakseimbangan kecil pun dapat menyebabkan defleksi poros yang signifikan pada ujung yang menjorok, terutama pada kecepatan tinggi atau dengan jarak menjorok yang lebih panjang.

4. Efek Kopling dan Alur Pasak

Banyak rotor yang menjorok terpasang pada poros motor melalui kunci, sekrup set, atau kopling. Sambungan ini dapat menyebabkan atau mengubah kondisi ketidakseimbangan, dan kelonggaran apa pun secara drastis memperburuk getaran.

5. Kepekaan terhadap Instalasi

Pemasangan yang tidak tepat (tidak terpasang sepenuhnya pada poros, dimiringkan, pengencang longgar) memiliki efek yang lebih nyata pada rotor yang menjorok keluar daripada pada desain antar-bantalan.

Pertimbangan Penyeimbangan untuk Rotor yang Menggantung

Single-Plane Biasanya Cukup

Sebagian besar rotor yang menjorok relatif pendek dalam arah aksial dan dapat diseimbangkan secara efektif menggunakan penyeimbangan bidang tunggal. Itu bidang koreksi biasanya terletak pada rotor itu sendiri di lokasi yang paling mudah diakses.

Keseimbangan Statis vs. Keseimbangan Dinamis

Keseimbangan Statis: Memastikan pusat massa rotor berada pada sumbu rotasi. Untuk rotor yang menjorok berbentuk cakram, keseimbangan statis seringkali memadai.
Keseimbangan Dinamis: Untuk rotor yang lebih panjang atau yang memiliki ketebalan aksial yang signifikan, penyeimbangan dinamis dalam dua bidang mungkin diperlukan untuk menghilangkan ketidakseimbangan pasangan.

Jarak Overhang Itu Penting

Semakin besar jarak overhang (jarak dari bantalan terdekat ke pusat massa rotor), semakin penting kualitas keseimbangannya. Sebagai aturan umum:

Overhang pendek (L/D < 0,3): Kurang sensitif, toleransi keseimbangan standar berlaku
Overhang sedang (0,3 < L/D < 0,7): Lebih sensitif, pertimbangkan toleransi yang lebih ketat
Overhang panjang (L/D > 0,7): Sangat sensitif, memerlukan keseimbangan yang cermat dan mungkin memerlukan keseimbangan dinamis

Dimana L adalah panjang overhang dan D adalah diameter rotor.

Praktik Terbaik untuk Menyeimbangkan Rotor yang Menggantung

1. Keseimbangan dalam Konfigurasi Akhir yang Terpasang Bila Memungkinkan

Rotor yang menjorok sangat sensitif terhadap cara pemasangannya. Idealnya, lakukan penyeimbangan lapangan dengan rotor terpasang pada porosnya, dalam konfigurasi operasi akhir.

2. Verifikasi Pemasangan yang Aman

Sebelum menyeimbangkan, pastikan:

Semua pengencang pemasangan (sekrup set, baut, kunci) dikencangkan dengan benar
Rotor terpasang sepenuhnya pada poros tanpa celah
Semua alur pasak dipasang dengan benar tanpa jarak bebas yang berlebihan
Rotor tegak lurus terhadap poros (tidak miring atau miring)

3. Gunakan Radius Koreksi yang Sesuai

Tempat bobot koreksi pada radius seluas mungkin (biasanya mendekati diameter luar). Hal ini memaksimalkan efek setiap gram bobot koreksi, sehingga memungkinkan penambahan bobot yang lebih kecil.

4. Periksa Run-Out

Mengukur poros kehabisan Sebelum menyeimbangkan. Run-out yang berlebihan (eksentrisitas, goyangan, poros bengkok) akan menghalangi tercapainya keseimbangan yang baik dan harus diperbaiki terlebih dahulu.

5. Pertimbangkan Efek Momen dalam Pengukuran Getaran

Saat mengukur getaran Pada pemasangan rotor yang menjorok, lakukan pembacaan pada bantalan ujung penggerak dan bantalan ujung non-penggerak jika tersedia. Pola getaran akan berbeda secara signifikan di setiap lokasi karena momen yang dihasilkan oleh massa yang menjorok.

6. Gunakan Toleransi yang Lebih Ketat

Karena efek amplifikasi, pertimbangkan untuk menentukan satu Kelas G lebih kencang daripada yang digunakan untuk rotor antar-bantalan yang setara. Misalnya, gunakan G 2,5, bukan G 6,3 untuk aplikasi kritis.

Masalah Umum dan Solusinya

Masalah: Getaran Kembali Setelah Penyeimbangan

Kemungkinan Penyebab:

Perangkat keras pemasangan yang longgar terlepas selama pengoperasian
Beban koreksi bergeser atau jatuh
Penumpukan material atau erosi mengubah keadaan keseimbangan
Pertumbuhan termal menyebabkan pergeseran

Solusi: Gunakan senyawa pengunci ulir, las atau pasang pemberat koreksi secara permanen, tetapkan jadwal pemeriksaan rutin.

Masalah: Tidak Dapat Mencapai Keseimbangan yang Dapat Diterima

Kemungkinan Penyebab:

Poros habis atau poros bengkok
Keausan bantalan atau jarak bebas yang berlebihan
Resonansi struktural pada kecepatan operasi
Pemasangan rotor yang buruk (miring, tidak terpasang sepenuhnya)

Solusi: Atasi masalah mekanis sebelum menyeimbangkan, periksa kelurusan poros, ganti bantalan yang aus, verifikasi pemasangan yang benar.

Pertimbangan Desain untuk Peralatan Baru

Saat merancang peralatan dengan rotor yang menjorok:

Minimalkan Overhang: Jaga jarak overhang sependek mungkin
Memperkuat Poros: Gunakan poros dengan diameter lebih besar untuk menahan pembengkokan
Gunakan Bearing yang Kuat: Tentukan bantalan dengan kapasitas beban radial dan momen yang memadai
Menyediakan Kemampuan Keseimbangan: Merancang bidang koreksi atau lokasi yang dapat diakses untuk menambahkan/menghapus bobot keseimbangan
Pertimbangkan Pra-Penyeimbangan: Seimbangkan elemen rotor sebelum pemasangan jika memungkinkan
Tentukan Toleransi yang Sesuai: Jangan terlalu spesifik, tetapi sadari bahwa desain yang menjorok membutuhkan keseimbangan yang baik

Standar dan Pedoman Industri

Walaupun rotor yang menjorok tidak memiliki standar keseimbangan terpisah, namun rotor tersebut tercakup dalam standar keseimbangan umum dengan catatan khusus:

ISO 21940-11: Memberikan panduan pemilihan tingkat G yang berlaku untuk rotor yang menjorok
API 610 (Pompa Sentrifugal): Menentukan kualitas keseimbangan untuk impeller pompa yang menjorok
Standar ANSI/AGMA: Memberikan panduan untuk menyeimbangkan roda gigi dan katrol yang menjorok

Secara umum, terapkan tingkat keseimbangan standar tetapi kenali bahwa konfigurasi yang menjorok ke atas mungkin mendapat keuntungan dari satu tingkat yang lebih ketat untuk mengimbangi efek amplifikasi.

← Kembali ke Indeks Utama

Apa itu Rotor Overhung? Desain Kantilever Penyeimbang

Diterbitkan oleh admin pada Oktober 31, 2025 Oktober 31, 2025