15 Masalah & Gejala Getaran Mekanis

1. Ketidakseimbangan

Karakteristik gejala kegagalan ketidakseimbangan:

• Frekuensi utama getaran sama dengan kecepatan rotor
• Getaran radial lazim terjadi
• Fase getaran stabil
• Getaran berubah dengan kuadrat kecepatan
• Arah pergeseran fase getaran sebanding dengan arah pengukuran

1) CKetidakseimbangan pasangan

Karakteristik gejala ketidakseimbangan pasangan:

• Memiliki perbedaan fase 180° pada sumbu yang sama;
• Frekuensi 1x RPM ada dan mendominasi;
• Amplitudo getaran berubah seiring dengan kuadrat peningkatan kecepatan;
• Hal ini dapat menyebabkan amplitudo getaran aksial dan radial yang besar;
• Keseimbangan dinamis perlu dikoreksi dalam dua permukaan koreksi.

2) Ketidakseimbangan rotor kantilever

Karakteristik gejala ketidakseimbangan rotor kantilever:

• Frekuensi kecepatan 1X ada dalam arah radial dan aksial;
• Pembacaan pada arah aksial berada dalam fase, tetapi pembacaan pada arah radial mungkin tidak stabil;
• Rotor kantilever sering kali memiliki ketidakseimbangan gaya dan pasangan gaya, sehingga keduanya perlu dikoreksi.

2. Ketidaksejajaran

1) Aketidaksejajaran ngular

Karakteristik gejala ketidaksejajaran sudut:

• Fitur ini adalah getaran aksial yang tinggi;
• Ini memiliki perbedaan fase 180° antara sisi kopling;
• Biasanya memiliki getaran aksial yang tinggi pada kecepatan 1X dan 2X;
• Biasanya, frekuensi 1X, 2X atau 3X RPM tidak mendominasi;
• Gejala-gejala tersebut dapat mengindikasikan kegagalan kopling.

2) Ketidaksejajaran paralel

Karakteristik gejala ketidaksejajaran paralel:

• Apabila getaran dengan perbedaan fase 180° pada arah radial sangat tidak selaras, frekuensi harmonik yang lebih tinggi akan dihasilkan;
• Amplitudo 2X RPM sering kali lebih besar daripada amplitudo 1X RPM, yang mirip dengan gejala ketidaksejajaran sudut;
• Desain kopling dapat memengaruhi bentuk dan amplitudo spektrum getaran.

3). Bantalan gelinding miring

Karakteristik gejala bantalan gelinding miring:

• Gejala getaran mirip dengan ketidaksejajaran sudut;
• Mencoba memusatkan kembali kopling atau menyeimbangkan rotor tidak akan menyelesaikan masalah;
• Ini menghasilkan pergeseran fase kira-kira 180° secara lateral;
• Ada gerakan memutar ke samping atau atas ke bawah.

3. Rotor eksentrik

Karakteristik gejala rotor eksentrik:

• Ini memiliki getaran frekuensi kecepatan maksimum 1x ke arah garis tengah rotor;
• Perbedaan fase relatif adalah 0° atau 180°;
• Mencoba menyeimbangkan dinamis akan mengurangi amplitudo getaran pada satu arah, tetapi dapat meningkatkan getaran pada arah lainnya.

4. Sumbu lentur

Karakteristik gejala sumbu lentur:

• Getaran aksial yang besar dihasilkan dari poros yang bengkok;
• Jika tikungan dekat dengan pusat bentang poros, frekuensi kecepatan 1X mendominasi;
• Jika tikungan dekat dengan kedua ujung bentang poros, frekuensi kecepatan 2X mendominasi;
• Perbedaan fase pada arah aksial cenderung 180°.

5. Pelonggaran mekanis

1) MPelonggaran mekanis (A)

Karakteristik gejala pelonggaran mekanis (A):

• Hal ini disebabkan oleh struktur kaki mesin yang longgar;
• Deformasi fondasi akan menyebabkan masalah "pijakan yang lunak";
• Analisis fase akan menunjukkan perbedaan fase vertikal sekitar 180° antara komponen pelat dasar mesin.

2) Pelonggaran mekanis (B)

Karakteristik gejala pelonggaran mekanis (B):

• Hal ini disebabkan oleh baut jangkar yang longgar;
• Struktur atau rumah yang retak dapat menghasilkan getaran pada frekuensi kecepatan 0,5X, 1X, 2X, dan 3X.

3) Pelonggaran mekanis (C)

Karakteristik gejala pelonggaran mekanis (C):

• Fase ini sering kali tidak stabil;
• Banyak frekuensi harmonik yang akan dihasilkan.

6. Gesekan rotor

Karakteristik gejala gesekan rotor:

• Spektrum getaran mirip dengan pelonggaran mekanis;
• Biasanya, ini menghasilkan serangkaian frekuensi yang dapat menggairahkan getaran yang timbul dengan sendirinya;
• Getaran frekuensi sub-harmonik kecepatan dapat terjadi;
• Gesekan dapat terjadi pada sebagian atau seluruh lingkar.

7. Resonansi

Karakteristik gejala resonansi:

• Resonansi terjadi apabila frekuensi getaran paksa bertepatan dengan frekuensi osilasi sendiri;
• Ketika poros melewati resonansi, fasa berubah 180°, dan ketika sistem berada dalam resonansi, nilai getaran yang besar akan dihasilkan.

8. Sabuk dan katrol

1) Resonansi sabuk

Karakteristik gejala resonansi sabuk:

• Jika frekuensi osilasi sendiri sabuk bertepatan dengan frekuensi kecepatan mengemudi atau kecepatan yang digerakkan, getaran besar dapat terjadi;
• Mengubah ketegangan sabuk dapat mengubah frekuensi osilasi sendiri sabuk.

2) Ikat pinggang yang sudah usang, longgar, atau tidak cocok

Ciri-ciri gejala sabuk yang aus, longgar atau tidak cocok:

• Frekuensi 2X RPM mendominasi;
• Amplitudo getaran sering kali tidak stabil, terkadang dalam pulsa, frekuensi, atau frekuensi kecepatan yang digerakkan;
• Sabuk roda gigi yang aus atau tidak sejajar akan menghasilkan nilai getaran yang besar pada frekuensi sabuk roda gigi;
• Sabuk bergetar pada frekuensi yang lebih rendah dari kecepatan mengemudi atau kecepatan yang digerakkan.

3) Katrol eksentrik

Karakteristik gejala katrol eksentrik:

• Katrol yang eksentrik atau tidak seimbang akan menghasilkan nilai getaran katrol yang besar pada frekuensi kecepatan 1x;
• Ini memiliki amplitudo getaran maksimum pada arah yang sama dengan sabuk;
• Harap berhati-hati saat mencoba menyeimbangkan katrol yang eksentrik.

4) Ketidaksejajaran sabuk/katrol

Karakteristik gejala ketidaksejajaran sabuk/katrol:

• Getaran aksial yang besar dengan frekuensi kecepatan 1X akan terjadi ketika katrol tidak sejajar;
• Amplitudo getaran terbesar pada motor sering kali merupakan frekuensi kecepatan turbin.

9. Eksitasi hidrodinamik

1) Frekuensi lintasan bilah

Karakteristik gejala eksitasi hidrodinamik:

• Jika jarak bebas antara blade dan housing tidak seragam, amplitudo getaran blade melalui frekuensi (BPF) bisa sangat tinggi;
• Getaran frekuensi lintasan baling-baling amplitudo tinggi (BPF) dapat terjadi jika cincin gesekan tersangkut pada poros;
• Rotor eksentrik dapat menghasilkan amplitudo yang berlebihan dari getaran blade passage frequency (BPF).

2) Turbulensi fluida

Karakteristik gejala turbulensi fluida:

• Pada kipas angin, karena perubahan tekanan atau perubahan kecepatan aliran udara dalam saluran aliran, aliran udara sering muncul aliran turbulen;
• Ini akan menghasilkan getaran frekuensi rendah secara acak dalam rentang frekuensi 0 hingga 30 Hz.

3) Kavitasi

Karakteristik gejala kavitasi:

• Kavitasi akan menghasilkan getaran energi pita lebar frekuensi tinggi secara acak yang ditumpangkan pada frekuensi lintasan blade (BPF);
• Biasanya, ini mengindikasikan tekanan masuk yang tidak tepat;
• Jika fenomena kavitasi dibiarkan, hal ini dapat menyebabkan korosi bilah impeler dan korosi rumah pompa;
• Suaranya seperti kerikil yang melewati pompa.

10. Mengalahkan getaran

Karakteristik gejala getaran ketukan:

• Getaran ketukan adalah hasil sintesis dari dua getaran dengan frekuensi yang sangat dekat, dalam fase dan di luar fase;
• Spektrum broadband akan muncul sebagai lonjakan di atas dan di bawah, dan fluktuasi itu sendiri adalah denyut perbedaan frekuensi antara dua lonjakan dalam spektrum broadband.

11. Rotor eksentrik

• Frekuensi daya FL (50 Hz di Tiongkok = 3000 rpm)
• Polar P
• Frekuensi lintasan batang rotor Fb = jumlah batang rotor * kecepatan rotor
• Kecepatan sinkron NS = 2XFL / P
• Frekuensi slip FS = kecepatan sinkron - kecepatan rotor

1) Eksentrisitas stator, korsleting isolasi, dan inti yang longgar

Karakteristik gejala eksentrisitas stator, isolasi pendek, dan inti longgar:

• Masalah stator menghasilkan frekuensi daya amplitudo tinggi dan getaran elektromagnetik ganda (2FL);
• Eksentrisitas stator menghasilkan celah udara yang tidak rata dan getarannya yang searah terlihat jelas;
• Kaki bersol lembut dapat menyebabkan eksentrisitas stator.

2) Motor sinkron

Karakteristik gejala motor sinkron:

• Ini dihasilkan oleh kumparan stator yang longgar pada motor sinkron;
• Kumparan amplitudo tinggi bergetar dan dapat melewati frekuensi;
• Kumparan melewati sideband di kedua sisi frekuensi yang akan disertai dengan frekuensi kecepatan 1X.

3) Kesalahan fase catu daya

Karakteristik gejala kegagalan fase catu daya:

• Masalah fase akan menyebabkan penggandaan frekuensi catu daya;
• (2FL) disertai dengan (1/3) sideband FL;
• Amplitudo getaran elektromagnetik pada dua frekuensi catu daya (2FL) dapat melebihi puncak 25 mm/s jika gangguan catu daya tidak dikoreksi;
• Kegagalan lokal konektor daya hanya merupakan kesalahan kontak yang sesekali terjadi.

4) Rotor eksentrik

Karakteristik gejala rotor eksentrik:

• Rotor eksentrik menciptakan celah udara variabel yang berputar, yang menghasilkan getaran berdenyut;
• Spektroskopi penghalusan sering kali diperlukan untuk memisahkan frekuensi harmonik dari frekuensi catu daya dua kali lipat (2F) dari kecepatan putar.

5) Bbatang rotor roken

Karakteristik gejala batang rotor yang rusak:

• Kecepatan rotasi dan frekuensi harmoniknya yang disertai dengan sideband frekuensi lintasan kutub (Fp) di kedua sisi mengindikasikan adanya gangguan pada rotor;
• Ketika batang rotor melewati kedua sisi frekuensi (RBPF), sideband frekuensi catu daya dua kali lipat (2FL) mengindikasikan bahwa batang rotor longgar.
• Seringkali, amplitudo frekuensi lintasan batang rotor (RBPF) sangat tinggi pada dua kali (2XRBPF) dan tiga kali (3XRBPF), sedangkan amplitudo RBPF sangat kecil pada frekuensi fundamental (1XRBPF)

12. Motor DC

Karakteristik gejala kegagalan motor DC:

• DC kesalahan motor dapat dideteksi dengan menggunakan frekuensi thyristor (SCR) yang lebih tinggi dari biasanya.
• Kesalahan ini termasuk kumparan lilitan yang rusak, dan kegagalan sekering dan papan kontrol yang dapat menghasilkan getaran amplitudo tinggi pada frekuensi daya 1X hingga 5X.

13. Kegagalan gigi

Spektrum Keadaan Normal:

• Spektrum keadaan normal menunjukkan frekuensi kecepatan 1X dan 2X dan frekuensi gear mesh GMF;
• Frekuensi gear mesh GMF biasanya disertai dengan sideband frekuensi kecepatan putar;
• Semua lonjakan getaran memiliki amplitudo rendah, tanpa frekuensi osilasi sendiri.

1) Pengaruh beban gigi

Karakteristik gejala dari efek beban gigi:

• Frekuensi gear mesh sering kali sensitif terhadap beban;
• Frekuensi jala gigi amplitudo tinggi GMF tidak selalu menunjukkan kegagalan gigi;
• Setiap analisis harus dilakukan pada beban maksimum.

2) Tkeausan gigi

Karakteristik gejala keausan gigi:

• Eksitasi frekuensi osilasi sendiri disertai dengan sideband yang memakai gigi pada 1X frekuensi rotasi, yang mengindikasikan keausan gigi;
• Sideband adalah indikator keausan yang lebih baik daripada frekuensi gir gear GMF;
• Amplitudo frekuensi jaring roda gigi mungkin tidak berubah seiring dengan keausan gigi roda gigi.

3) Eksentrisitas roda gigi dan perjalanan mundur

Karakteristik gejala eksentrisitas roda gigi dan jarak bebas samping:

• Amplitudo sideband yang lebih tinggi pada kedua sisi frekuensi jala roda gigi GMF menunjukkan bahwa ekskursi jarak bebas sisi eksentrik roda gigi dan poros roda gigi tidak paralel;
• Roda gigi yang rusak akan memodulasi sideband;
• Serangan balik yang tidak normal biasanya akan menyebabkan roda gigi bergetar pada frekuensi osilasi sendiri.

4) Ketidaksejajaran roda gigi

Karakteristik gejala ketidaksejajaran roda gigi:

• Ketidaksejajaran roda gigi selalu menggairahkan frekuensi harmonik dari frekuensi jala roda gigi orde kedua atau lebih tinggi, yang disertai dengan sideband frekuensi kecepatan putar;
• Besarnya frekuensi dasar frekuensi gear mesh (1XGMF) lebih kecil, sedangkan besarnya frekuensi gear mesh 2X dan 3X lebih tinggi;
• Untuk menangkap setidaknya 2X frekuensi GMF, penting untuk menetapkan nilai yang cukup tinggi dengan frekuensi analisis maksimum Fmax.

5) Gigi patah/retak

Ciri-ciri gejala gigi yang patah/ tanggal:

• Gigi yang patah atau retak akan menghasilkan getaran amplitudo tinggi pada 1X frekuensi kecepatan roda gigi tersebut;
• Ini akan menginduksi getaran frekuensi yang berosilasi sendiri dengan kecepatan rotasi sideband fundamental pada kedua sisinya;
• Alat ini menggunakan bentuk gelombang domain waktu untuk mengindikasikan kerusakan gigi yang patah atau retak;
• Interval waktu antara dua pulsa adalah kebalikan dari 1X kecepatan.

6) Tkeausan gigi

Karakteristik gejala gigi yang berosilasi:

• Getaran roda gigi yang berosilasi adalah getaran frekuensi rendah, yang sering diabaikan.

14. Bantalan gelinding

1) Fase 1 pengembangan kegagalan bantalan gelinding

Karakteristik gejala tahap pertama dari perkembangan kegagalan bantalan gelinding:

• Dari indikasi paling awal dalam rentang frekuensi ultrasonik (>250 KHz), spektrum dapat dievaluasi dengan baik menggunakan teknik amplop akselerasi getaran (vibration spike energy gSE).

2) Fase 2 pengembangan kegagalan bantalan gelinding

Karakteristik gejala dari tahap kedua pengembangan kegagalan bantalan gelinding:

• Kesalahan kecil dapat menimbulkan frekuensi alami getaran komponen bantalan gelinding.
• Frekuensi gangguan berada dalam kisaran 500-2000 Hz.
• Pada akhir tahap kedua dari pengembangan gangguan bantalan gelinding, frekuensi sideband muncul di sisi kiri dan kanan frekuensi osilasi sendiri.

3) Fase 3 pengembangan kegagalan bantalan gelinding

Karakteristik gejala Fase 3 perkembangan kegagalan bantalan gelinding:

• Ini memiliki frekuensi kegagalan bantalan gelinding dan frekuensi harmonik
• Jumlah sideband meningkat seiring dengan jumlah frekuensi harmonik di mana frekuensi gangguan terjadi dengan keausan yang berat;
• Pada tahap ini, keausan terlihat dengan mata telanjang dan menyebar di sekeliling lingkar bearing.

4) Fase 4 pengembangan kegagalan bantalan gelinding

Karakteristik gejala fase 4 perkembangan kegagalan bantalan gelinding:

• Frekuensi kegagalan bantalan gelinding diskrit menghilang dan digantikan oleh getaran acak pita lebar dalam bentuk cakrawala kebisingan;
• Menjelang akhir fase ini, bahkan memengaruhi amplitudo frekuensi kecepatan 1X;
• Malahan, besaran cakrawala derau frekuensi tinggi dan besaran total dapat dikurangi.

15. Bantalan geser

1) Ketidakstabilan osilasi film minyak

Karakteristik gejala osilasi lapisan minyak:

• Osilasi lapisan oli dapat terjadi jika mesin dioperasikan pada kecepatan rotor kritis 2X;
• Ketika rotor naik ke kecepatan rotor kritis kedua, vortisitas lapisan oli mendekati kecepatan rotor kritis, dan getaran yang berlebihan akan mencegah lapisan oli menopang poros;
• Frekuensi osilasi film oli terkunci pada kecepatan rotor kritis; Seiring dengan meningkatnya kecepatan rotasi, frekuensi osilasi film oli tidak meningkat.

2)  Ketidakstabilan

Karakteristik gejala pusaran lapisan minyak:

• Biasanya, ini terjadi pada kisaran frekuensi 42-48% kecepatan rotasi.
• Kadang-kadang, amplitudo getaran sangat besar dan vortisitas lapisan oli pada dasarnya tidak stabil, karena meningkatkan gaya sentrifugal, oleh karena itu, gaya vortisitas pun meningkat.

3) Kegagalan keausan/kegagalan pembersihan bantalan geser

Karakteristik gejala kegagalan keausan/kelonggaran bantalan geser:

• Getaran frekuensi harmonik dengan amplitudo besar pada frekuensi kecepatan rotasi dihasilkan pada fase pasca-aus pada bantalan selongsong;
• Ketika terjadi pergeseran yang berlebihan jarak bebas bantalanketidakseimbangan atau ketidaksejajaran yang kecil dapat menyebabkan nilai getaran yang besar.