Memahami Getaran Eksitasi Diri

1. Definisi: Apa itu Getaran Eksitasi Diri?

Getaran yang Tereksitasi Sendiri (juga dikenal sebagai getaran yang diinduksi sendiri atau getaran tidak stabil) adalah jenis getaran yang sangat berbahaya di mana gerakan suatu sistem menginduksi gaya yang, pada gilirannya, mempertahankan atau memperkuat gerakan tersebut. Hal ini menciptakan lingkaran umpan balik di mana amplitudo getaran dapat meningkat, terkadang hingga tingkat yang dahsyat, tanpa peningkatan frekuensi gaya eksternal yang sesuai.

Hal ini pada dasarnya berbeda dari getaran paksa, seperti ketidakseimbangan atau ketidaksejajaran, di mana getaran merupakan respons langsung terhadap input periodik tertentu (frekuensi pemaksaan). Dalam sistem yang tereksitasi sendiri, getaran menciptakan gaya dorongnya sendiri.

2. Mekanisme Loop Umpan Balik

Mekanisme getaran eksitasi diri dapat diringkas sebagai berikut:

1. Suatu sistem (misalnya rotor dalam bantalan) sedang bergerak.
2. Gangguan kecil dan acak menyebabkan sedikit perpindahan atau perubahan kecepatan.
3. Perubahan gerak ini mengubah gaya yang bekerja pada sistem (misalnya, tekanan fluida dalam bantalan atau gaya pemotongan suatu alat).
4. Yang penting, gaya yang berubah ini bekerja dengan cara yang *menambah energi* ke sistem, mendorong komponen lebih jauh ke arah yang telah dituju.
5. Peningkatan gerakan ini menghasilkan gaya yang lebih besar, yang menambahkan lebih banyak energi, dan seterusnya.

Lingkaran umpan balik ini menyebabkan getaran tumbuh hingga dibatasi oleh non-linieritas dalam sistem (seperti menginjak rem mendadak) atau menyebabkan kegagalan.

3. Contoh Umum Getaran yang Tereksitasi Sendiri

Beberapa fenomena terkenal dalam diagnostik mesin adalah contoh klasik dari getaran eksitasi sendiri:

• Putaran Minyak dan Cambuk Minyak: Contoh paling umum pada mesin putar. Pada bantalan jurnal film fluida, poros yang berputar menciptakan irisan oli. Gangguan dapat menyebabkan irisan oli itu sendiri mulai berputar (berputar) di sekitar bantalan. Tekanan dari irisan yang berputar ini mendorong poros, yang menambah energi pada putaran. Getaran yang dihasilkan tidak pada kecepatan putaran, tetapi pada frekuensi subsinkron (biasanya 0,42-0,48X). kecepatan lari).
• Obrolan dalam Pemesinan: Dalam pemotongan logam (pembubutan atau penggilingan), getaran terjadi ketika alat pemotong mulai bergetar. Getaran ini menyebabkan ketebalan serpihan yang dipotong bervariasi. Ketebalan serpihan yang bervariasi ini pada gilirannya menyebabkan fluktuasi gaya potong, dan gaya yang berfluktuasi ini dapat memompa energi kembali ke getaran alat, menyebabkannya berkembang menjadi getaran yang hebat.
• Flutter Aerodinamis: Getaran sayap pesawat yang disebabkan oleh gerakan menekuk dan memutar sayap yang mengubah profil aerodinamisnya. Perubahan profil ini mengubah tekanan udara sehingga menambah energi pada gerakan sayap, yang dapat menyebabkan kegagalan fatal jika tidak dikendalikan.
• Gesekan Rotor: Kondisi di mana rotor bersentuhan dengan bagian yang diam. Gesekan akibat gesekan dapat memanaskan rotor, menyebabkannya melengkung. Lengkungan ini meningkatkan gaya gosok, yang meningkatkan panas dan lengkungan, menciptakan putaran umpan balik yang dapat menyebabkan kejang.

4. Karakteristik Utama dan Diagnosis

Getaran yang tereksitasi sendiri seringkali memiliki karakteristik yang berbeda dalam Spektrum FFT:

• Frekuensi Non-Sinkron: Getaran biasanya bukan kelipatan bilangan bulat atau harmonik dari kecepatan lari. Getaran ini sering terjadi pada sub-sinkron frekuensi.
• Ketidakstabilan: Amplitudonya dapat sangat tidak stabil dan dapat tumbuh cepat dengan perubahan kecil dalam kondisi operasi (kecepatan, suhu, beban).
• Serangan Tiba-tiba: Getaran mungkin tidak ada sama sekali sampai mesin melewati kecepatan atau ambang batas beban tertentu, pada saat itu getaran dapat muncul secara tiba-tiba dan dengan amplitudo tinggi.

Mendiagnosis getaran yang tereksitasi sendiri melibatkan identifikasi puncak-puncak nonsinkron yang khas dan pemahaman mekanisme fisik yang dapat menyebabkan ketidakstabilan tersebut pada mesin tertentu.

← Kembali ke Indeks Utama