VIBRATION

Getaran / Vibration
System teknik yang mengandung massa dan elastisitas akan mampu bergerak secara relatif. Apabila gerakan system tersebut berulang ulang dalam interval waktu tertentu maka gerakan itu dikenal sebagai GETARAN ( Vibration ). Pada umumnya getaran merupakan bentuk energy sisa dan pada berbagai kasus hal tersebut tidak diinginkan. Karena getaran akan menimbulkan bunyi keras, akan merusak bagian mesin , akan memindahkan gaya yang tidak diinginkan dan menggerakan benda yang ada didekatnya.
Setiap benda bergerak atau berputar yang memiliki massa dan kecepatan akan menimbulkan gaya centrifugal. Gaya gaya centrifugal pada tiap-tiap titik massa pada sudut yang berbeda akan memiliki getaran halus apabila massa dan jarak ke titik pusat-nya sama.


Coba lihat bumi kita bundar..,berputar.. dengan kecepatan sudut rotasi bumi = 0,004167 derajat / detik, setiap permukaan bumi pada sudut yang berbeda, memiliki massa yang berbeda beda, bisa anda bayangkan disatu sisi lempeng bumi penuh dengan bangunan-bangunan gedung pencakar langit, di belahan lempeng bumi yang lain adalah dataran kosong , disatu sisi dilakukan eksploitasi perut bumi besar besaran yang artinya ada perpindahan massa besar-besaran. Coba anda bayangkan apa yang terjadi…??? Bumi pasti akan mengalami getaran / vibration yang besar. Namun hal ini sudah menjadi Sunnatullah (ketetapan Allah) bahwa apabila bumi tidak seimbang (mengalami vibration yang tidak normal) maka bumi akan menyeimbangkan sendiri dengan cara melakukan pergeseran lempeng-lempeng di permukaan bumi yang ditandai dengan terjadinya GEMPA, pergeseran lempeng ini disertai juga perubahan tekanan perut bumi dibeberapa sisi, yang bisa menimbulkan gunung-gunung meletus atau munculnya gunung-gunung baru.

"Dan Dia menancapkan gunung-gunung di bumi supaya bumi itu tidak goncang bersama kamu" (An Nahl : 15)
"Dia menciptakan langit tanpa tiang yang kamu melihatnya dan Dia meletakkan gunung-gunung (di permukaan) bumi supaya bumi itu tidak menggoyangkan kamu " (Luqman : 10)

Terjadinya pergeseran lempeng (GEMPA) dan munculnya gunung-gunung baru adalah upaya bumi untuk menurunkan getaran ( menjaga keseimbangan ) atau dalam istilah teknik disebut TRIM BALANCE.



Ingat…! massa benda bergerak yang memiliki kecepatan sudut akan menimbulkan gaya centrifugal (pada prakteknya akan banyak gaya yang ditimbulkan ) ,dan kalau titik-titik massa di permukaan benda berputar tersebut memiliki gaya berbeda maka akan menimbulkan vibration, semakin tidak merata massa-nya maka semakin tinggi vibration-nya ( Hi vibration ).
Rumus :
Σ Fs = m • v² / R (F = M W^2 R)
dimana :
Σ Fs = adalah Jumlah Gaya Centrifugal
v = adalah kecepatan benda untuk mengitari lingkaran
m = adalah massa benda (kg)
R = adalah Jari-Jari Lingkaran (meter)




Bagaimana kalau kita melihat kembali gambaran kecil dari bumi dengan mencermati getaran / vibration dari mesin pesawat contoh mesin jenis CFM56. Tentu material-material yang dibuat manusia memiliki ketidaksempurnaan, sehingga material apa yang disebut dengan FAN blade tidak memiliki massa yang persis sama. Dan kalau kita rangkai (assembly) menjadi sebuah benda yang berputar tentunya akan mengalami Vibration. Vibration untuk mesin semua jenis pesawat memiliki batasan-batasan normal sesuai dengan Engine Manual yang dibuat pabrik engine tsb (Manufacture). Namun apabila engine tersebut melebihi batasan normal ( Hi Vibration ) maka harus dilakukan perbaikan dengan cara Re-Balance atau dilakukan TRIM BALANCE.


Pada CFM56 engine ,Fan dan Booster ( LPC ) adalah bagian dari engine module yang diputar oleh LPT yang berfungsi untuk menghasilkan dua aliran udara yang terpisah.Dua aliran yang terjadi kemudian kita kenal dengan “Primary and Secondary air flow” . Kekuatan FAN blade untuk menghasilkan gaya dorong sangat besar terutama yang dihasilkan lewat secondary airflow , sekitar 80 % dari gaya dorong engine keseluruhan. Bagaimana akibatnya dari getaran yang ditimbulkan, kalau benda yang berputar sebagai penghasil gaya dorong mengalami Hi Vibration, tentunya ini adalah masalah besar yang harus dihindari.
Adapun teknik untuk melaksanakan TRIM balance yaitu meng-counter arah vibration yang terjadi dengan memasang “balance weight/screw” (pemberat). Cara mengetahui seberapa berat “balance weight” yang dibutuhkan dan pada sudut berapa arah gaya vibration-nya, bisa kita tentukan dengan cara melaksanakan methode “THREE SHOT PLOT”

3-shot plot secara umum dapat dilakukan ketika melakukan pengetesan / run-up engine di Test-Cell maupun Aircraft. Dengan metoda ini diharapkan vibrasi engine berada dibawah limit maximum.
Prosedur : ( gambaran singkat ).
1. Cek rear nose bullet balance screw dan pastikan semua balance screw berukuran standard P07.
2. Ganti B/S dengan P07 untuk menentukan initial vibrasi (apabila ada yang belum standard P07.
3. Run engine dan catat peak vibration yang terjadi.
4. Plot pada Polar Graph yang sudah tersedia sebagai awal dari besar vibrasi yang terjadi.
5. Bagi polar graph menjadi tiga bagian ( 360o / 3 ) untuk menentukan penempatan B/S dalam melaksanakan trial trim balance.
6. Ganti 3 B/S P07 dengan P05 untuk first run (blade no. 2,1,38).
7. Run engine, gambar pada polar graph Peak vibration yang terjadi.
8. Lakukan no.6 dan no.7 untuk second dan third run. (blade no.13,14,15 dan 25,26,27)
9. Gambar garis dari setiap perpotongan lingkaran, yang menghasilkan arah dan resultan(R) yang terjadi.
10. Hitung besar dan arah resultan untuk menentukan berapa banyak gram-cm B/S yang harus dipasang dari hasil trim balance tsb.
MW = 1040 X ( U0 / R )
( MW=berat balance screw yg dibutuhkan, UO=Initial Hi Vibratian, R= Resultan gaya yang dihasilkan )

” Dan Dia telah menundukkan untukmu apa yang di langit dan apa yang di bumi semuanya, (sebagai rahmat) daripada-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang BERFIKIR “ Al-Jaatsiah-13

3 comments:

kusuma_dewi said...

Pak, pigimana caranya ngitung gaya axial yg timbul dari putaran disc n rotor???

nandangs said...

Sebetulnya gaya axial itu timbul krn adanya sudu/blade yg berbentuk airfoil pd turbin atau compressor.
klu anda baca artikel tentang compressor (aircraft engine theory) dikenal centrifugal compressor dan axial compressor dimana gaya yg ditimbulkan berbeda.Gaya axial ini timbul krn bentuk dari axial compressor. Sy sendiri belum pernah mencoba menghitung gaya axial secara khusus pd disc/rotor, sbb agak sedikit rumit krn harus mengukur mass air flow yg masuk, velocity,tekanan tiap2 sudu/blade dll. Umumnya gaya yg dihitung adalah gaya axial keseluruhan dari suatu engine yg dikenal dengan Thrust/ gaya dorong. ( coba lihat artikel singkat tentang gaya dorong ) search aja pd blog sy. terima kasih atas kunjungannya & mohon maaf klu sy belum bisa memberikan jawaban yg memuaskan.
Wassalaamualaikum..

Met said...

Perkenalkan nama saya Reza dari Jur. Teknik Material dan Metalurgi ITS. Saat ini saya magang d GMF AeroAsia untuk proyek TA dan saya meneliti tentang Failure Analisis pd HPT Blade. Yg ingin saya tanyakan yaitu gaya2 ap saja yang bekerja pada HPT Blade, cara menghitungnya, serta bagaimana cara untuk mengetahui life assessment dr blade itu sndri?
Sekian pertanyaan dari saya, kurang lebihnya mohon maaf