Diagnostik Getaran

Kaki Lunak: Penyebab, Diagnosis, dan Koreksi

Kaki lembut merupakan salah satu penyebab getaran berlebihan pada peralatan berputar yang paling umum namun sering diremehkan. Menurut statistik layanan lapangan, hingga 80% Banyak mesin di pabrik industri beroperasi dengan masalah "soft foot" yang tidak terkoreksi. Artikel ini memberikan penjelasan rinci tentang fisika fenomena tersebut, klasifikasinya, metode deteksi — mulai dari feeler gauge hingga analisis getaran lintas fase — dan teknik koreksi praktis.

Waktu baca 15 menit ISO 20816 · ISO 18436 · ISO 1940 Balanset-1A

1. Definisi dan Sifat Fisik

Kaki lembut Kondisi ini terjadi ketika satu atau lebih kaki mesin tidak bersentuhan penuh dengan rangka fondasi (pelat dasar, pelat alas) sebelum baut pengikat dikencangkan. Ketika baut tersebut dikencangkan, casing mesin akan berubah bentuk, geometri lubang bantalan akan terdistorsi, dan sumbu rotor akan menyimpang dari posisi yang dirancang.

Secara fisik, hal berikut terjadi: gaya pengencangan baut pada kaki penyangga dengan kontak yang tidak sempurna menciptakan momen lentur pada selubung. Deformasi ini ditransmisikan ke penyangga bantalan, menyebabkan:

  • Ketidaksejajaran cincin bagian dalam bantalan gelinding
  • Distribusi beban yang tidak merata pada bantalan polos
  • Ketidaksejajaran sudut poros mesin yang terhubung
  • Ketidakseimbangan dinamis akibat defleksi rotor

Akibatnya, getaran meningkat pada frekuensi rotasi (1×), dan dalam kasus yang parah, juga pada kelipatan harmonik.

Data Lapangan

Terdapat kasus-kasus yang terdokumentasi di mana koreksi pijakan kaki yang lunak pada baut tunggal mengurangi kecepatan getaran (RMS) dari 12 mm/detik hingga 2 mm/detik — pengurangan enam kali lipat.

2. Klasifikasi Kaki Lunak

Praktik internasional membedakan empat jenis kaki lunak. Masing-masing membutuhkan pendekatan yang berbeda untuk identifikasi dan koreksi.

1

Kaki Lunak Paralel (Celah Udara)

Terdapat celah udara yang seragam di bawah kaki di seluruh permukaan bantalan. Penyebabnya meliputi: kaki yang pendek, pelat sol yang tidak rata, atau ketebalan shim yang tidak tepat.

✓ Shim kalibrasi datar
2

Kaki Lunak Bersudut

Kaki penyangga hanya menyentuh rangka di sepanjang satu sisi atau sudut. Saat baut dikencangkan, sisi yang berlawanan terangkat, sehingga merusak casing. Hal ini terjadi ketika kaki penyangga tidak tegak lurus terhadap sumbu baut atau ketika permukaan mengalami keausan berbentuk baji.

✓ Shim meruncing/bertingkat
3

Kaki Lembut dan Kenyal

Permukaan secara formal bersentuhan dengan rangka, tetapi terdapat material yang dapat dikompresi: shim tipis yang berlebihan, cat, kotoran, korosi, atau sisa paking. Penyelarasan "bergeser" seiring waktu karena mengendap. Diidentifikasi oleh pengukuran berulang yang tidak stabil.

✓ Permukaan bersih, ≤3 shim
4

Kaki Lunak yang Diinduksi

Kaki dan rangka memiliki geometri yang benar, tetapi gaya eksternal — regangan pipa, beban baki kabel, gaya pelindung, tekanan baut dongkrak — menarik selubung keluar dari bidang penyangga. Yang paling berbahaya: pengukuran statis mungkin tidak mengungkapkannya.

✓ Koreksi tegangan pipa
Klasifikasi Kaki Lunak — Diagram Penampang
Klasifikasi Kaki Lunak: paralel, angular, lembek, dan terinduksi Diagram yang menunjukkan empat jenis kaki lunak dalam penampang melintang. 1 · Paralel BINGKAI celah KAKI Celah seragam ▸ Shim datar 2 · Angular BINGKAI KAKI maks 0 Celah baji ▸ Shim tirus 3 · Kenyal BINGKAI shim/tanah KAKI Lapisan yang dapat dikompresi ▸ Bersih, ≤3 shim 4 · Terinduksi BINGKAI KAKI Pipa SELUBUNG Gaya eksternal ▸ Perbaikan pipa

CelahGaya eksternalKoreksi Pertama, tentukan jenis soft foot berdasarkan sifat kontak, kemudian pilih metode koreksi (shim, pemesinan permukaan, penghilangan beban eksternal).

3. Dampak pada Kondisi Getaran Mesin

Soft foot memiliki efek negatif yang kompleks terhadap kondisi mesin di berbagai parameter:

ParameterMekanisme Dampak
Kecepatan getaran (RMS, mm/s)Peningkatan amplitudo pada 1× frekuensi rotasi akibat defleksi dan ketidaksejajaran rotor
Fase getaranPerbedaan sudut fase antara penyangga dapat mencapai 180° — sebuah ciri khas dari pijakan kaki yang lunak.
SpektrumPenguatan 1× dengan kemungkinan adanya 2× dan frekuensi saluran (untuk motor listrik)
Umur pakai bantalanKetidaksejajaran cincin menyebabkan beban berlebih pada elemen penggulir, sehingga secara drastis mengurangi masa pakai.
Penyelarasan porosPenyelarasan tidak stabil: nilai "menyimpang" dari target setelah pengencangan baut.
SegelDeformasi selubung mengganggu geometri dudukan segel mekanis.
Aturan Praktis

Jika getaran tetap tinggi setelah melakukan penyelarasan poros yang berkualitas, maka Hal pertama yang perlu diperiksa adalah pijakan kaki yang lembut..

4. Metode Diagnostik

4.1. Deteksi Statis (Pengukur Celah dan Indikator Dial)

Metode yang paling umum digunakan selama pekerjaan penyelarasan terjadwal.

  1. Kendurkan semua baut pengikat mesin.
  2. Masukkan alat pengukur celah di antara setiap kaki dan rangka. Catat celahnya.
  3. Untuk setiap kaki dengan celah yang melebihi 0,05 mm, pilih shim yang sudah dikalibrasi.
  4. Kencangkan semua baut dengan kunci momen.
  5. Ulangi pengukuran dengan indikator dial: pasang alas pada rangka, posisikan ujung indikator pada kaki, dan kendurkan baut. Pergeseran yang diizinkan tidak lebih dari 0,05 mm (50 µm).
Keterbatasan

Metode ini tidak mendeteksi kaki lunak yang diinduksi yang terjadi di bawah beban operasi (suhu, tekanan, regangan pipa).

4.2. Deteksi Dinamis (Pengenduran Baut pada Mesin yang Sedang Beroperasi)

Metode ini mendeteksi soft foot secara langsung dalam kondisi operasi — pada suhu, tekanan, dan regangan pipa.

  1. Pasang sensor getaran (akselerometer) pada casing mesin di dekat penyangga.
  2. Hubungkan instrumen dalam mode pemantauan kecepatan getaran RMS secara real-time. Sebuah vibrometer dua saluran portabel seperti Balanset-1A dapat digunakan, memungkinkan pemantauan simultan tingkat getaran dan sudut fasa pada frekuensi rotasi.
  3. Kendurkan setiap baut pengikat secara berurutan (hingga kencang dengan jari), amati perubahan pada RMS.
  4. Segera kencangkan kembali baut setelah memeriksa dan lanjutkan ke baut berikutnya.
  5. Baut yang jika dilonggarkan mengakibatkan penurunan getaran yang signifikan menunjukkan adanya masalah pada bagian pijakan kaki yang lunak di lokasi tersebut.
Kriteria

Pengurangan kecepatan getaran RMS lebih dari 20% ketika melonggarkan satu baut saja sudah menjadi bukti pasti adanya masalah pada pijakan kaki yang lunak.

Peringatan Keselamatan

Bekerja dengan pengencang pada peralatan yang sedang beroperasi melibatkan risiko yang tinggi. Kepatuhan yang ketat terhadap persyaratan keselamatan kerja adalah wajib, termasuk penggunaan alat yang tidak menimbulkan percikan api di area berbahaya dan memerlukan izin yang tepat untuk bekerja pada peralatan yang masih beroperasi.

4.3. Analisis Getaran Lintas Fase

Metode instrumental yang paling informatif, memungkinkan identifikasi kaki yang lembut. tanpa melonggarkan pengencang pada peralatan yang sedang beroperasi.

Peralatan yang Dibutuhkan

  • Penganalisis getaran saluran ganda dengan fungsi fase silang
  • Dua akselerometer
  • Sensor referensi fase (tachometer) dan penanda reflektif pada rotor.

Vibrometer saluran ganda Balanset-1A Alat ini menyediakan pengukuran simultan amplitudo getaran pada perbesaran 1× dan sudut fasa pada dua saluran dengan akurasi ±2°, sehingga cocok untuk analisis lintas fasa di lapangan. Sensor referensi fasa fotolistrik (rentang 0–360°) disertakan sebagai perlengkapan standar.

  1. Pasang akselerometer pada dua penyangga mesin searah (misalnya, vertikal).
  2. Pasang penanda pada rotor dan arahkan sensor takometer ke penanda tersebut.
  3. Lakukan pengukuran fase silang: instrumen menentukan perbedaan sudut fase getaran antara dua titik pada frekuensi rotasi 1×.
Kriteria Diagnostik

Jika perbedaan fasa kira-kira 180° Dengan adanya perbedaan amplitudo yang signifikan secara simultan antara kedua tumpuan, ini merupakan ciri khas kaki lunak. Tumpuan dengan amplitudo yang lebih tinggi menunjukkan lokasi masalah.

Diagnosis Diferensial

CacatPerbedaan Fase Antar PenopangAmplitudo
Kaki lembut≈ 180°Perbedaan signifikan antara dukungan
Ketidakseimbangan≈ 0° (sefas)Tingkat yang sebanding
Ketidakselarasan0° atau 180°Tergantung pada jenis ketidaksejajaran
Analisis Lintas Fase: Ketidakseimbangan (0°) vs Kaki Lunak (180°)
Ketidakseimbangan — fase ≈ 0° (gerakan dukungan sefase) CH1 CH2 Δφ ≈ 0° BINGKAI MESIN Soft Foot — fase ≈ 180° (gerakan dukungan anti-fase) CH1 CH2 Δφ ≈ 180° BINGKAI MESIN SF

CH1 / CH2Δφ ≈ 0°Δφ ≈ 180° Sinyal sefase biasanya menunjukkan ketidakseimbangan; sinyal berlawanan fase menunjukkan adanya masalah pada pijakan kaki. Untuk kesimpulan yang pasti, verifikasi amplitudo, spektrum 1×/2×, dan uji kelonggaran baut.

Keunggulan metode fase silang adalah metode ini bekerja selama pengoperasian mesin normal dan tidak memerlukan pelonggaran pengencang apa pun.

5. Kaki Lunak yang Disebabkan Pipa

Ketegangan pipa pada peralatan pompa atau kompresor adalah salah satu penyebab utama — namun paling sering diabaikan — dari getaran berlebihan dan ketidakseimbangan penyelarasan.

5.1. Mekanisme Terjadinya

Jika pipa dihubungkan ke flensa mesin dalam kondisi tegang (tanpa sambungan bebas), gaya pipa terus menerus diterapkan pada casing mesin. Di bawah tekanan dan suhu operasi, gaya ini meningkat karena pemuaian termal. Pipa "menggoyangkan" mesin, yang menyebabkan:

  • Perubahan periodik pada penyelarasan poros
  • Peningkatan getaran pada frekuensi rotasi 1× dan 2×
  • Keausan dini pada bantalan dan segel mekanis
  • Pembacaan tidak stabil saat mencoba melakukan penyelarasan.
Induced Soft Foot: Ketegangan Mesin Akibat Pipa
DASAR BINGKAI POMPA (kompresor) PIPA (penghisap) PIPA (pembuangan) — dalam kondisi tegang! F (regangan) deformasi flens Pemeriksaan 4 poin 12 6 9 3

Gaya reganganDeformasi Panah merah menunjukkan gaya regangan pipa yang menarik mesin keluar dari geometrinya. Lingkaran 12–3–6–9 menunjukkan urutan pengukuran celah flensa pada empat titik sebelum penyelarasan.

5.2. Inspeksi Kondisi Pipa

Sebelum penyelarasan poros, pemeriksaan sudut dan offset flensa wajib dilakukan.

  1. Lepaskan pipa dari flensa mesin.
  2. Ukurlah celah antara flensa pipa dan flensa mesin pada empat titik: pukul 12, 3, 6, dan 9.
  3. Tentukan sudut kemiringan (perbedaan celah pada titik yang berlawanan) dan offset (ketidaksesuaian paralel garis tengah flensa).

Toleransi

  • Nilai sudut dan offset ideal: 0 mm
  • Secara praktis dapat dicapai dengan pemasangan yang cermat: 0,01–0,02 mm
  • Nilai melebihi 0,05 mm memerlukan koreksi wajib sebelum penyelarasan.

5.3. Fitting Pipa

Tujuannya adalah untuk mencapai sambungan flensa bebas tegangan tanpa menerapkan gaya eksternal. Metode yang digunakan meliputi:

  • Menyesuaikan penyangga dan gantungan pipa
  • Memangkas atau memperpanjang bagian gulungan
  • Menggunakan sambungan ekspansi
  • Memperbaiki posisi penyangga menengah
Realita Industri

Berdasarkan data praktik lapangan, hingga 80% dari organisasi pengoperasian mengabaikan verifikasi tegangan pipa., terus mencari penyebab getaran di tempat lain. Pekerjaan ini membutuhkan banyak tenaga, tetapi tanpanya, penyelarasan apa pun — bahkan penyelarasan presisi — akan menjadi tidak stabil.

6. Persyaratan Area Kontak Kaki

Luas kontak minimum antara kaki mesin dengan pelat dasar (rangka pondasi) haruslah setidaknya 80% pada area telapak kaki.

Ketika area kontak kurang dari 80%:

  • Beban terdistribusi tidak merata, sehingga menciptakan konsentrasi tegangan lokal.
  • Pelat pengganjal berubah bentuk dan penyok di zona kontak titik.
  • Pengencangan baut tidak memberikan fiksasi yang stabil — penyelarasan "bergeser" seiring waktu.
  • Risiko kegagalan akibat kelelahan pada pelat kaki atau telapak kaki meningkat.

Metode Inspeksi

  • Inspeksi visual: bekas kontak, oksidasi, goresan pada permukaan kaki dan rangka.
  • Biru Prusia (pasta penanda): Oleskan lapisan tipis pada telapak kaki, tekan kaki ke bawah, dan evaluasi pola kontak.
  • Set pengukur celah: ukur keliling bagian kaki dengan baut yang dilonggarkan

Jika kontak yang ditemukan kurang dari 80%, kerataan permukaan bantalan harus dipulihkan: dengan mengikis, menggiling, atau menggerinda pelat dasar dan/atau alas kaki.

7. Prosedur Koreksi Kaki Lunak

Urutan tindakan yang direkomendasikan ketika kaki lunak terdeteksi:

1

Siapkan Permukaan Bantalan

  • Bersihkan pelat sol dan permukaan kaki dari kotoran, cat, karat, dan sisa material paking lama.
  • Periksa kerataan dengan penggaris lurus dan alat pengukur celah.
  • Lakukan pengolahan permukaan jika perlu (penggilingan, pengikis)
2

Verifikasi Area Kontak

  • Pastikan kontak antara kaki dan pelat sol minimal 80%
  • Hilangkan semua material yang mudah dikompresi (elastis) di zona kontak.
3

Mengukur Kesenjangan

  • Kendurkan semua baut pengikat
  • Ukur celah dengan alat pengukur celah atau indikator dial pada setiap kaki.
  • Pilih shim baja tahan karat yang telah dikalibrasi. Tidak lebih dari 3 shim per kaki. (untuk menghindari efek "lembek")
4

Periksa Regangan Pipa

  • Lepaskan sambungan pipa
  • Ukur sudut dan offset flensa pada empat titik.
  • Jika toleransi terlampaui, lakukan koreksi untuk mendapatkan koneksi yang bebas tegangan.
5

Pengetatan & Verifikasi Akhir

  • Kencangkan semua baut dengan kunci momen menggunakan pola menyilang.
  • Pemeriksaan indikator putar: pergeseran ≤ 0,05 mm saat mengendurkan baut apa pun.
  • Lakukan uji coba dan verifikasi tingkat getaran.
6

Lakukan Penyelarasan Poros

Penyelarasan poros harus dilakukan hanya setelah kaki lunak telah sepenuhnya diperbaiki dan perpipaan telah dipasang. Jika tidak, hasil penyelarasan akan tidak stabil.

8. Instrumentasi

8.1. Alat untuk Diagnostik Statis

  • Set alat ukur celah terkalibrasi (dari 0,02 mm)
  • Indikator putar pada alas magnet (skala 0,01 mm)
  • Penggaris lurus
  • Pasta penanda (Biru Prusia) untuk penilaian area kontak.
  • Kunci momen terkalibrasi

8.2. Alat untuk Diagnostik Dinamis

Deteksi soft foot dinamis dan analisis fase silang memerlukan penganalisis getaran portabel dengan kemampuan pengukuran dua saluran simultan dan analisis fase.

The Balanset-1A (diproduksi oleh VibroMera) adalah alat penyeimbang-vibrometer dua saluran portabel yang cocok untuk tugas-tugas ini. Spesifikasi utama yang relevan dengan diagnosis kaki lunak:

Saluran Getaran 2 (simultan)
Rentang Kecepatan 250–90.000 RPM
Kecepatan Getaran RMS 0–80 mm/detik
Akurasi Fase 0–360°, ±2°
Sensor Fase Fotolistrik, termasuk
Analisis Spektral FFT didukung
Catu Daya USB (7–20 V)
Menyeimbangkan 1 atau 2 pesawat

Arsitektur saluran ganda Balanset-1A memungkinkan pengukuran getaran amplitudo dan fase secara simultan pada dua penyangga, yang merupakan prasyarat untuk diagnostik soft foot lintas fase. Setelah koreksi soft foot, instrumen yang sama digunakan untuk penyeimbangan rotor pada bantalannya sendiri — dalam satu atau dua bidang koreksi — tanpa pembongkaran peralatan.

9. Referensi Normatif

  • GOST R ISO 20816-1-2021 — Getaran. Pengukuran dan evaluasi getaran mesin. Bagian 1. Pedoman umum.
  • GOST R ISO 18436-2-2005 — Pemantauan kondisi dan diagnostik mesin. Pemantauan kondisi dan diagnostik getaran. Bagian 2. Persyaratan pelatihan dan sertifikasi personel.
  • Standar ISO1940-1:2003 — Getaran mekanis. Persyaratan kualitas keseimbangan untuk rotor dalam keadaan konstan (kaku). Bagian 1: Spesifikasi dan verifikasi toleransi keseimbangan.
  • ISO 10816 / ISO 20816 — Serangkaian standar untuk mengevaluasi kondisi getaran mesin.

10. Kesimpulan

Poin Penting

Soft foot adalah cacat instalasi sistemik yang perbaikannya adalah... prasyarat wajib untuk keberhasilan penyelarasan poros dan pengurangan getaran pada peralatan berputar. Mengabaikan soft foot membuat pekerjaan commissioning selanjutnya menjadi sia-sia: penyelarasan akan tidak stabil, getaran akan tetap tinggi, dan masa pakai bantalan dan seal akan berkurang.

Vibrometer portabel dua saluran modern seperti Balanset-1A Menyediakan siklus diagnostik lengkap — mulai dari deteksi soft foot melalui analisis cross-phase hingga penyeimbangan rotor di lokasi. Menggunakan metode diagnostik instrumental alih-alih inspeksi visual sangat meningkatkan keandalan deteksi cacat dan mengurangi waktu commissioning.

Alur Kerja Komisioning yang Direkomendasikan

1
Pemeriksaan dan Koreksi Kaki yang Lembut
2
Fitting Pipa
3
Penyelarasan Poros
4
Penyeimbangan Rotor
5
Pemeriksaan Getaran Akhir ✓
Diagram Alur Komisioning Peralatan Berputar
1. Pemeriksaan kaki yang lembut pengukur + indikator + fase silang SF ditemukan? >0,05 mm Ya SF yang benar: shim, pembersihan, pemesinan Tidak. 2. Sambungan pipa Sudut/pergeseran ≤ 0,02 mm 3. Penyelarasan poros indikator laser/dial 4. Penyeimbangan (Balanset-1A) 5. Pengukuran getaran akhir ✓ Balanset-1A digunakan di: ▸ langkah 1 — lintas fase ▸ langkah 4 — menyeimbangkan

Logika kerja"Cabang "Ya"Pemeriksaan akhir Aturan utama: lanjutkan penyelarasan hanya setelah koreksi kaki lunak dikonfirmasi. Kriteria praktis: perpindahan kaki ≤ 0,05 mm selama pengendoran baut kontrol dan tidak adanya getaran anti-fase.

Mengikuti urutan ini adalah dasar untuk pengoperasian peralatan berputar yang andal dan tahan lama.

Sumber: materi program pelatihan diagnostik getaran dan penyelarasan poros; GOST R ISO 20816-1-2021; GOST R ISO 18436-2-2005; ISO 1940-1:2003; dokumentasi teknis VibroMera (Balanset-1A).