Apa itu Analisis Torsi? Penilaian Getaran Puntir • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Analisis Torsi? Penilaian Getaran Puntir • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Analisis Torsi? Penilaian Getaran Puntir

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Analisis Torsi

Definisi: Apa itu Analisis Torsional?

Analisis torsi adalah pengukuran, evaluasi, dan pemodelan getaran torsional—osilasi memutar pada sumbu poros—pada rangkaian penggerak mesin yang berputar. Tidak seperti getaran lateral (tekukan) yang mudah diukur dengan standar akselerometer, getaran torsional memerlukan teknik pengukuran khusus (pengukur regangan, takometer ganda, vibrometri laser) dan analisis untuk mendeteksi osilasi sudut, menentukan frekuensi alami torsional, dan menilai risiko kelelahan pada poros, kopling, dan roda gigi.

Analisis torsi sangat penting untuk penggerak mesin resiprokal, poros penggerak panjang, kotak roda gigi berdaya tinggi, dan aplikasi motor VFD di mana getaran torsi dapat menyebabkan kegagalan poros atau kopling yang fatal meskipun tingkat getaran lateralnya dapat diterima. Analisis torsi merupakan kemampuan diagnostik yang khusus namun penting untuk mencegah kegagalan mendadak dan tak terduga dalam sistem transmisi daya.

Mengapa Analisis Torsi Diperlukan

Getaran Torsional vs. Getaran Lateral

  • Samping: Gerakan membungkuk, gerakan dari sisi ke sisi, diukur dengan akselerometer standar
  • Torsi: Memutar pada sumbu, tidak ada perpindahan lateral, tidak terlihat oleh sensor standar
  • Kemerdekaan: Dapat memiliki torsi yang parah dengan lateral yang rendah (dan sebaliknya)
  • Kerusakan: Torsi dapat menyebabkan kegagalan poros/kopling tanpa peringatan dari pengukuran lateral

Mode Kegagalan

  • Fraktur kelelahan poros (biasanya 45° terhadap sumbu)
  • Kegagalan elemen kopling (gigi roda gigi, elemen fleksibel)
  • Kerusakan gigi roda gigi akibat beban osilasi
  • Kerusakan kunci dan alur pasak akibat fretting

Teknik Pengukuran

1. Metode Pengukur Regangan

Pengukuran tegangan torsi langsung:

  • Pengukur regangan terikat pada sudut 45° terhadap sumbu poros (orientasi tegangan geser maksimum)
  • Mengukur regangan geser dari puntiran
  • Memerlukan cincin selip atau telemetri nirkabel untuk poros yang berputar
  • Paling akurat tetapi rumit dan mahal
  • Penelitian dan pengembangan penggunaan utama

2. Metode Takometer Ganda

  • Dua sensor optik di lokasi poros yang berbeda
  • Mengukur perbedaan fase antar lokasi
  • Perbedaan fase = putaran sudut = getaran torsional
  • Non-kontak dan praktis
  • Terbatas pada torsi frekuensi rendah (< 100 Hz biasanya)

3. Vibrometer Torsi Laser

  • Sistem Doppler laser khusus
  • Mengukur fluktuasi kecepatan sudut
  • Tanpa kontak
  • Jangkauan frekuensi lebar
  • Mahal tapi bertenaga

4. Analisis Arus Motor

  • Getaran torsional menciptakan fluktuasi arus
  • Menganalisis spektrum arus motor
  • Tidak langsung tetapi non-invasif
  • Alat skrining yang berguna

Analisis Torsi Analitis

Pemodelan Matematika

  • Model torsi massa lumped dari rangkaian penggerak
  • Hitung frekuensi alami torsional
  • Memprediksi respons terhadap sumber eksitasi
  • Mengidentifikasi kecepatan kritis dan resonansi

Sumber Eksitasi

  • Mesin Resiprokal: Pulsa penembakan menciptakan eksitasi torsional
  • Jaring Gigi: Keterlibatan gigi menciptakan torsi berosilasi
  • VFD: Harmonik frekuensi switching PWM
  • Listrik: Frekuensi lintasan kutub dan slip motor

Diagram Campbell untuk Torsional

  • Plot frekuensi alami torsional vs. kecepatan
  • Garis orde eksitasi overlay
  • Mengidentifikasi kecepatan kritis torsional (titik interferensi)
  • Panduan pemilihan kecepatan operasi

Aplikasi Kritis

Penggerak Mesin Bolak-balik

  • Generator diesel
  • Kompresor mesin gas
  • Penggerak laut
  • Pulsasi torsi besar memerlukan analisis

Poros Penggerak Panjang

  • Penggerak pabrik penggilingan
  • Poros baling-baling laut
  • Penggerak mesin kertas
  • Panjang menciptakan kekakuan torsi yang rendah

Gearbox Daya Tinggi

  • Gearbox turbin angin
  • Peredam roda gigi industri > 1000 HP
  • Eksitasi mesh roda gigi dari mode torsi

Sistem Motor VFD

  • Penggerak frekuensi variabel menciptakan eksitasi torsional
  • Harmonik PWM dapat membangkitkan resonansi torsional
  • Meningkatnya kekhawatiran terhadap proliferasi VFD

Hasil analisa

Frekuensi Alami Torsi

  • Identifikasi dari pengukuran atau perhitungan
  • Bandingkan dengan frekuensi eksitasi
  • Verifikasi pemisahan yang memadai

Tingkat Stres

  • Hitung tegangan geser bolak-balik dari getaran yang diukur
  • Bandingkan dengan batas ketahanan material
  • Menilai konsumsi umur kelelahan
  • Tentukan apakah tekanan dapat diterima

Pembasahan

  • Mengukur dari respons pada resonansi torsional
  • Biasanya sangat rendah (< 1% kritis)
  • Redaman rendah berarti resonansi tajam

Strategi Mitigasi

Pemisahan Frekuensi

  • Pastikan torsi alami terpisah dari frekuensi eksitasi
  • Ubah diameter poros, panjang, atau kekakuan kopling
  • Ubah inersia (tambahkan roda gila)

Penambahan Redaman

  • Peredam torsi (kental atau gesekan)
  • Kopling redaman tinggi
  • Mengurangi amplifikasi resonansi

Perubahan Kecepatan Operasional

  • Hindari pengoperasian terus-menerus pada kecepatan kritis torsional
  • Batasi rentang kecepatan
  • Penyetelan VFD untuk meminimalkan eksitasi

Analisis torsi adalah disiplin ilmu getaran khusus yang membahas osilasi puntir yang dapat menyebabkan kegagalan fatal yang tidak terdeteksi oleh pemantauan getaran lateral standar. Meskipun memerlukan teknik pengukuran dan analisis khusus, analisis torsi sangat penting untuk penggerak mesin resiprokal, poros panjang, kotak roda gigi berdaya tinggi, dan sistem VFD di mana getaran torsi menimbulkan risiko keandalan dan keselamatan yang signifikan.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp