Penyebab Terjadinya Vibrasi

Vibrasi atau getaran yang ditimbulkan oleh peralatan yang berputar semisal motor, pompa, fan dan sejenisnya akan memberikan petunjuk tentang kondisi dari peralatan tersebut, apakah berada dalam kondisi yang baik ataukah sebaliknya. Sehingga dengan adanya fenomena ini melalui peralatan yang disebut dengan vibrometer maka akan dapat diketahui detail penyebab terjadinya anomali getaran, tentunya setelah dilakukan analisa gelombang pada data yang telah ditangkap oleh vibrometer. Secara umum penyebab terjadinya anomali getaran pada sebuah peralatan yang berputar adalah sebagai berikut :

Unbalance atau imbalance

Unbalance adalah terjadinya pergeseran titik pusat massa dari titik pusat putarnya sehingga akan menimbulkan getaran yang tinggi. Besarnya amplitudo getaran sebanding dengan besarnya putaran (merupakan kuadrat dari putaranya).

Misalignment

Vibrasi yang disebabkan oleh penyambungan poros yang tidak simetris dan besarannya tergantung dari ketidaksimetrisan penyambunganya, semakin tidak simteris penyambungan poros pada sebuah peralatan maka menyebabkan vibrasi akan semakin tinggi. Gejala vibrasi yang diakibatkan oleh misalignment hampir sama dengan gejala unbalance akan tetapi dengan menggunakan vibrimeter yang memadai akan lebih mudah membedakan antara unbalance dan misalignment yaitu dari analisa sudut fasanya. Terdapat beberapa jenis misalignment seperti misalignment pada sambungan kopling, sabuk, rantai, roda gigi dan lain-lain.

Variasi beban

Beban besar (overload) pada mesin dapat menyebabkan vibrasi yang tinggi. Untuk melakukan analisa dari fenomena ini maka karakstristik pengoperasian mesin harus difahami, sehingga dalam mengukur getaran dasar (baseline vibration) sangat penting untuk memperhatikan variasi getaran terhadap beban, tekanan dan temperatur.

Clearance

Kelonggaran clearance (over clearance) mempunyai karakter penampilan vibrasi yang khusus yaitu ketika dilakukan analisa spectrum akan muncul pada 1 x rpm serta harmonic yang tinggi.

Resonansi

Instalasi suatu mesin biasanya terdiri dari rangka, pipa, duct, dan sebagainya, dimana komponen-komponen tersebut mempunyai frekuensi diri (natural frequency), yang didesain besarnya tidak boleh ada yang sama dengan putaran mesin. Jika salah satu atau beberapa komponen yang ada pada mesin itu mempunyai frekuensi diri yang sama besar dengan putaran mesin, maka vibrasi akan menjadi tinggi atau disebut dengan resonansi.

Mechanical looseness

Disebabkan oleh kerenggangan pada suatu mesin yang terjadi karena adanya kerenggangan baut, kerenggangan bearing, keretakan di pondasi, kerenggangan antara rotor dengan poros, dan sebagainya. Pada motor listrik dan generator, kerenggangan dapat terjadi pada rotor bar atau gulungan rotor maupun stator.

Kerusakan pada gigi

Masalah pada roda gigi adalah masalah yang sangat komplek, oleh karena itu untuk menganalisa permasalahn roda gigi diperlukan pengetahuan dan pengalaman yang memadai. Namun biasanya kerusakan gigi dapat disebabkan oleh keausan, sentuhan antar gigi tidak smooth, bentuk gigi yang tidak sesuai, pelumasan yang tidak baik dan eksentrisitas.

Kerusakan pada bearing

Ada dua jenis bearing yang memungkinkan terjadinya kerusakan yaitu anti friction bearing dan sleeve bearing. Keduanya mempunyai karakter vibrasi yang berbeda, dan juga kerusakan yang ditimbulkannya berlainan. Yang termasuk anti friction bearing ialah ball bearing dan roll bearing, sedangkan sleeve bearing adalah journal bearing.

Masalah pada kelistrikan

Vibrasi karena masalah listrik pada mesin-mesin rotasi hanya terjadi pada generator dan motor listrik. Masalah ini biasanya disebabkan oleh ketidakmerataan gaya medan magnet yang bekerja pada rotor atau stator. Hal ini bisa disebabkan karena hubung singkat pada gulungan, kerusakan pada rotor, sumbu rotor dan stator tidak segaris, stator atau rotor tidak bundar benar dan sebagainya.

Gaya Aerodinamis dan Hidrolik

Vibrasi yang disebabkan oleh gaya aerodinamis pada mesin-mesin rotasi sering terjadi pada fan atau blower. Hal ini umumnya dikarenakan adanya turbulensi fluida (udara/gas) yang berlebihan akibat dari pukulan blade dengan fluida tersebut. Sedangkan vibrasi yang disebabkan oleh gaya hidrolik terjadi pada aliran fluida cair seperti pada peralatan pompa, pipa, katup dan sebagainya. Sama seperti pada vibrasi Aerodinamik, vibrasi jenis ini dapat menjadi serius apabila disertai adanya reonansi pada peralatan yang dilalui fluida atau kesalahan desain.

Oil whirl dan oil whip

Vibrasi ini terjadi pada journal bearing yaitu pada mesin-mesin dengan sistem pelumasan minyak bertekanan, serta mesin putaran tinggi (di atas putaran kritis pertama).

Gesekan (rubbing)

Gesekan antara bagian yang berputar dengan bagian yang tetap disebut rubbing. Gesekan ini bisa terjadi secara terputus-putus (intermitent) atau secara terus menerus (continue) selama berputar.

Penambahan (beat)

Vibrasi ini terjadi karena adanya gaya-gaya vibrasi yang saling terakumulasi dan saling mengurangi secara berulang, baik dari dua buah atau beberapa mesin yang berdekatan di atas satu rangka pondasi yang sama. Kejadian ini biasanya terjadi jika putaran dari mesin-mesin tersebut tidak sama, seperti halnya terdapat dua buah pompa di atas satu rangka pondasi mempunyai putaran 3.000 rpm dan 2.500 rpm, berdasarkan fenomena ini maka vibrasi masing-masing pompa akan saling berinteraksi satu sama lain dan akan menyebabkan anomali pada vibrasi.

Pembahasan tentang detail dan ciri-ciri penyebab vibrasi yang tinggi akan dibahas perbagian pada artikel selanjutnya, insyaAllah.

Refrensi : How To Implement An Effective Condition Monitoring Program Using Vibration Analysis, James E. Berry