Memahami Rotor pada Mesin Berputar

Definisi: Apa itu Rotor?

A rotor adalah rakitan putar utama dalam sebuah mesin. Biasanya terdiri dari poros pusat tempat komponen-komponen lain—seperti impeller, sudu, magnet, atau armatur—dipasang. Seluruh rakitan ini ditopang oleh bantalan dan dirancang untuk mentransmisikan torsi dan melakukan kerja. Studi tentang bagaimana rotor berperilaku saat berputar, termasuk getaran dan defleksinya, dikenal sebagai dinamika rotor, bidang penting dalam teknik mesin.

Klasifikasi Fundamental: Rotor Kaku vs. Rotor Fleksibel

Perbedaan paling penting dalam dinamika rotor adalah apakah rotor berperilaku sebagai benda "kaku" atau "fleksibel". Klasifikasi ini tidak didasarkan pada sifat materialnya, melainkan pada hubungan antara kecepatan operasi mesin dan kecepatan rotor. kecepatan kritis (frekuensi lentur alaminya).

Rotor Kaku

Rotor dianggap kaku jika kecepatan operasinya jauh di bawah kecepatan kritis tekuk pertamanya (biasanya kurang dari 70% dari kecepatan kritis pertama). Pada kecepatan ini, poros tidak mengalami tekukan atau lenturan yang signifikan akibat gaya dinamis. Seluruh rotor dapat diasumsikan berputar sebagai satu massa yang kaku.

• Karakteristik: Cenderung lebih pendek, lebih kekar, dan beroperasi pada kecepatan lebih rendah.
• Menyeimbangkan: Dapat diperbaiki sepenuhnya menggunakan penyeimbangan dinamis dua bidang sesuai dengan prinsip mekanika benda tegar.
• Contoh: Kebanyakan motor listrik standar, kipas kecepatan rendah, roda gerinda, dan banyak impeler pompa.

Rotor Fleksibel

Rotor dianggap fleksibel jika dirancang untuk beroperasi pada kecepatan yang mendekati, pada, atau di atas satu atau lebih kecepatan kritis tekuknya. Saat rotor mendekati kecepatan kritis, poros akan mulai membelok dan menekuk secara signifikan. Bentuk tekukan ini dikenal sebagai "bentuk mode".

• Karakteristik: Cenderung panjang, ramping, dan beroperasi pada kecepatan tinggi.
• Menyeimbangkan: Penyeimbangan dua bidang tidak memadai. Rotor fleksibel memerlukan teknik penyeimbangan multi-bidang yang lebih canggih yang memperhitungkan pembengkokan poros. Ini mungkin melibatkan "penyeimbangan modal" (menyeimbangkan setiap bentuk mode secara individual) atau penyeimbangan koefisien pengaruh multi-kecepatan.
• Contoh: Turbin uap dan gas besar, kompresor berkecepatan tinggi, poros penggerak panjang, dan rotor generator.

Desain dan analisis rotor fleksibel jauh lebih rumit, karena perilaku dinamisnya berubah seiring kecepatan.

Komponen Umum Rakitan Rotor

Rotor lebih dari sekadar poros. Rakitan tipikal dapat mencakup:

• Batang: Komponen utama yang mentransmisikan torsi.
• Impeller, Blade, atau Vane: Komponen yang bekerja pada fluida (dalam pompa, kipas, turbin).
• Angker/Belitan: Bagian yang berputar dari motor listrik atau generator.
• Jurnal: Bagian poros yang dipoles halus dan berada di dalam bantalan.
• Kopling: Hub digunakan untuk menghubungkan rotor ke mesin lain.
• Kerah Dorong: Komponen yang menyerap gaya aksial apa pun.
• Cincin atau Bidang Keseimbangan: Lokasi yang ditentukan di mana bobot koreksi ditambahkan selama penyeimbangan.

Masalah Umum Terkait dengan Rotor

Analisis getaran digunakan untuk mendeteksi berbagai masalah yang berasal dari rakitan rotor:

• Ketidakseimbangan: Masalah yang paling umum, disebabkan oleh distribusi massa yang tidak merata.
• Poros Bengkok: Lengkungan atau lengkungan fisik pada poros.
• Retak Poros: Retakan lelah yang berkembang dapat mengakibatkan kegagalan fatal.
• Ketidakselarasan: Meskipun menjadi masalah antara rotor, hal itu menimbulkan tekanan tinggi dalam rakitan rotor.
• Gesekan Rotor-Stator: Kontak antara bagian mesin yang berputar dan yang diam.
• Kelonggaran: Kelonggaran suatu komponen (seperti impeller) pada poros.

← Kembali ke Indeks Utama