TUGAS AKHIR PERHITUNGAN PENAMBAHAN MASA PENYEIMBANG PAPER ROLL DRYER PM5 DI PERUSAHAAN XXX PADA MESIN BALANCING

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PERHITUNGAN PENAMBAHAN MASA PENYEIMBANG PAPER ROLL DRYER PM5 DI PERUSAHAAN XXX PADA MESIN BALANCING Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Jenjang Pendidikan StrataI (S1) Disusun Oleh : DEDE SURYA GRAHA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2008

2 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini, Nama : Dede surya graha N I M : Program Studi Fakultas Judul Skripsi : Teknik Mesin : Teknologi Industri : Perhitungan Penambahan Masa Penyeimbang Paper Roll Dryer Pm5 di Perusahaan XXX Pada Mesin Balancing Dengan ini menyatakan bahwa hasil penulisan tugas akhir yang telah saya buat ini merupakan hasil karya sendiri dan benar keasliannya. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan tugas akhir ini merupakan Plagiat atau penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggungjawabkan sekaligus bersedia menerima sanksi berdasarkan aturan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Demikianlah pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan. Penulis, Dede Surya Graha ii

3 LEMBAR PERSETUJUAN Tugas Akhir ini telah diperiksa dan di teliti oleh Dosen Pembimbing untuk di pertahankan dihadapan Dewan Penguji Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercubuana Jakarta. Pada Hari : Tanggal : Pembimbing Tugas Akhir Prof.DR. Abdul Hamid iii

4 LEMBAR PENGESAHAN PERHITUNGAN PENAMBAHAN MASA PENYEIMBANG PAPER ROLL DRYER PM5 DI PERUSAHAAN XXX PADA MESIN BALANCING Disusun Oleh : Nama : Dede surya graha N I M : Program Studi : Teknik Mesin Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik Universitas Mercubuana Jakarta Ketua Jurusan Teknik Mesin ( Ir. Yuriadi Kusuma, MT ) ( Ir. Ruli Nutranta, MT) iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkat rahmat serta hidayah-nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini. Adapun judul tugas akhir ini adalah Perhitungan penambahan Masa penyeimbang Paper Roll Dryer Pm 5 di Perusahaan xxx Pada mesin balancing Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu persyaratan didalam mengikuti Ujian Sidang Sarjana Teknik pada Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah membantu menyelesaikan tugas akhir ini, khususnya kepada : 1. Ir. Yuriadi Kusuma, M Sc., Selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta. 2. Ir. Ruli Nutranta, M Eng., Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta. 3. Prof. DR. Abdul Hamid yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan 4. Segenap dosen dan Civitas Acaademica Universitas Mercu Buana Jakarta 5. Ibu dan Bapak atas segala motivasi dan do anya serta adik Indriyani dan Musfiati. 6. Teman-teman jurusan teknik mesin Teknologi Industri Universitas Mercu Buana Jakarta. vi

6 7. Bapak, ibu, ( S. Herry Poernomo dan Siti Arpiah ), adik-adik ( Devi Febriyanto, Dian Apriyanto, Diki Meilani S ) serta saudaraku yang tercinta yang telah memberikan dorongan spiritual dan material sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini. 8. Bapak Abdul Hamid selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis. 9. Dosen Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Mesin yang telah memberikan bimbingan dan pengajaran selama penulis kuliah. 10. Ir. Sumihar Toruan. Industria Departement Manager PT. New Module International terimaksaih atas segala bantuannya. 11. Rekan - rekan Teknik Mesin PKSM angkatan XIII. 12. Civitas Akademika Universitas Mercu Buana Jakarta. Penulis menyadari di dalam penyusunan dan pembuatan tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran serta kritikan yang bersifat membangun, akhir kata penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Jakarta, Agustus 2008 Penulis vii

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PERNYATAAN...ii HALAMAN PERSETUJUAN.. iii HALAMAN PENGESAHAN...iv MOTTO.. v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR...x DAFTAR NOTASI. xii ABSTRAK xiii BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang.I-1 I.2 Tujuan dan Manfaat...I-2 I.3 Batasan Masalah..I-3 I.4 Metode penulisan.i-3 I.5 Sistematika Pembahasan..I-4 viii

8 BAB II DASAR TEORI II.1 Kondisi Taksimbang II.1.1 Definisi Kondisi Takseimbang II.1 II.1.2 Jenis-jenis Ketidakseimbangan II.I II.1.3 Kondisi Penyeimbangan.. II-5 II.1.4 klasifikasi Penyeimbangan...II-7 II.2 Skalar dan Vektor.II-11 II.2.1 Resultan dan komponen dari suatu Vektor..II-12 II.3 Metode Penyelesaian Penyeimbangan.II-13 BAB III PROSEDUR PERHITUNGAN III.1 Deskripdi Peralatan..III.1 II.1.1 Konstruksi Utama Mesin Balancing....III.1 II.1.2 Paper Roll Dryer..III.5 III.2 Langkah Langkah Perhitungan...III.5 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Perhitungan.V.1 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.1 Kesimpulan hasil perhitungan... V.1 V.2 Saran V.3 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

9 DAFTAR GAMBAR Gambar II.1 Kondisi ketidakseimbangan statis Gambar II.2 Kondisi ketidakseimbangan kopel Gambar II.3 Konidsi ketidakseimbangan quasi statis Gambar II.4 Kondisi ketidakseimbangan dinamis Gambar II.5 Proses penyeimbangan statis Gambar II.6 Vektor A, B, dan C mempunyai arah yang berbeda Gambar II.7 Resultan dan komponen dari suatu vector Gambar II.8 Kertas grafik polar Gambar II.9 Arah vektor R, F1 dan F2 Gambar III.1 Konstruksi utama mesin penyeimbang Gambar III.2 saddle bearing bridge (a), Roller bearing (b), V-Bearing bridge(c) Gambar III.3 penggerak mesin penyeimbang Gambar III.4 unit pengolah sinyal getaran Gambar. III.4 Paper roll dryer Gambar III.5 Skema prosedur penelitian Gambar III.1 Run out 1 yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance (kasus 1) Gambar IV.2 Hasil dari run out kedua (kasus 1) Gambar IV.3 Hasil run out ketiga (kasus 1) Gambar IV.4 Run out 1 yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance mulamula (kasus 2) x

10 Gambar V.5 Hasil dari run out 2 (kasus 2) Gambar V.6 Hasil Run out 3 (kasus2) Gambar V.7Run out 1 yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance (kasus 3) Gambar V.8 Hasil dari run out 2 (kasus 3) Gambar V.9 Hasil dari run out 3 (kasus 3) xi

11 DAFTAR NOTASI Notasi Keterangan Satuan- F Gaya sentrifugal N M Masa kg U Unbalance g.mm r Jari-jari mm n Putaran rpm u Masa Unbalance g v Kecepatan m/s α Sudut ( 0 ) ω Kecepatan Putar Rad/s xii

12 ABSTRAK Ketidakseimbangan (unbalance) pada sebuah komponen yang berputar (rotary equipment) akan menimbulkan getaran yang sangat besar, terutama komponen yang berputar dengan kecepatan tinggi akan berdampak besar pada optimasi sebuah sistem yang menyebabkan kerja dari sistem tersebut tidak optimal. Untuk mempermudah dalam penyeimbangan pada komponen yang berputar maka dilakukan sebuah perhitungan dengan menggunakan metode penyeimbangan sudut fasa atau metode vektor dua bidang yang di nyatakan dalam persamaan : R = ( F1 2 + F2 2 ) 0,5 Perhitungan metode sudut fasa atau metode vektor dua bidang menghasilkan ketepatan dalam melakukan penambahan masa penyeimbang sehingga getaran besar pada komponen yang berputar dapat diminimalisasi menjadi 3% dan optimasi dari sebuah sistem tidak terganggu selain itu menghemat waktu proses penyeimbangan balancing sampai 75% xiii

13 I-1 Pendahuluan / BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perawatan mesin memegang peranan yang sangat penting bagi kelangsungan produksi sebuah industri. kerusakan pada mesin-mesin tersebut dapat berdampak buruk baik secara teknis operasional maupun dari segi finansial antara lain: menurunnya efisiensi teknis produksi, kualitas dan kuantitas produksi, lamanya waktu perbaikan, yang kesemuanya menyangkut pengeluaran biaya oleh perusahaan seperti pembelian pengadaan suku cadang, biaya-biaya perbaikan, dan pemasangan kembali (assembling) komponen-komponen yang di perbaiki, belum lagi kesalahan-kesalahan teknis pada saat perbaikan seperti tidak tepatanya analisa kerusakan, kesalahan pengukuran dan kalibrasi, dan penggantian komponen-komponen yang sebenarnya tidak diperlukan untuk di ganti. Kondisi tak seimbang (unbalance) pada komponen mesin terutama untuk jenis mesin berputar (rotary) merupkan salah satu penyebab yang sangat banyak menimbulkan kerusakan pada mesin seperti timbulnya getaran yang berlebih, resonansi, keausan pada bantalan dan mengurangi efisiensi kerja mesin. penyebab umum kondisi tak seimbang ini antaralain karena kesalahan permesinan, komponen-komponen yang tidak simetris, ketidak homogenan material, pengaruh perlakuan panas dan kesalahan komulatif pada toleransi perakitan.

14 I-2 Pendahuluan / Pada pengecekan kondisi mesin melalaui perawatan predictif berbasis sinyal getaran untuk komponen mesin yang berputar (rotating equipment), kondisi tak seimbang (unballance) ini di tandai dengan meningkatnya amplitide arah radial yang penyebab utamanya di timbulkan oleh gaya sentrifugal masa tak seimbang (heavy spot). semakin besar masa tak seimbang ini semakin besar pula gaya sentrifugal yang di hasilkan. Untuk mengurangi pengaruh masa tak seimbang ini, maka diperlukan sekali proses penyeimbangan pada mesin tersebut (balancing) yang dilakukan oleh mesin penyeimbang (balancing machine). pada prinsipnya proses penyeimbangan adalah bertujuan mengurangi gaya sentrifugal pada komponen mesin dengan cara menggelimir gaya tersebut dengan memberikan gaya yang berlawanan dengan gaya sentrifugal pertama, karena gaya sentrifugal tersebut ditimbulkan oleh masa tak seimbang, maka penambahan dan pengurangan masa dengan posisi dan arah tertentu pada komponen dapat mengelimir gaya takseimbang ini Tujuan dan Manfaat Tujuan dari perhitungan ini adalah : 1. Untuk mengetahui besarnya masa penyeimbang yang di butuhkan untuk membuat paper roll dryer menjadi balance 2. Mengetahui kondisi terbaik dalam melakukan balancing 3. Sebagai salah satu syarat kelulusan sebagai sarjana pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana

15 I-3 Pendahuluan / Manfaat dari perhitungan ini adalah : 1. Sebagai dasar ilmiah untuk menyelesaikan kasus-kasus ketidakseimbangan mesin rotary dilapangan terutama in shop balancing 1.3 Batasan Masalah Skripsi ini di pusatkan pada perhitungan Penambahan masa penyeimbang pada paper roll dryer dengan menggunakan mesin balancing in shop balancing. Batasan masalah ini adalah : 1. Perhitugan, penulis melakukan perhitungan masa penyeimbang paper roll dryer yang terbagi menjadi empat kuadrant dengan berdasarkan literature- literature yang dapat di pertanggung jawabkan kebenarannya 2. Kaji eksperimental masa penyeimbang pada paper roll dengan menggunakan mesin balancing 3. Membandingkan hasil dari perhitungan dan data hasil dari kaji eksperimental penambahan masa penyeimbang pada paper roll 1.4 Metode Penulisan Dalam pembuatan dan penyusunan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mercubuana di gunakan beberapa metode yaitu : 1. Kaji eksperimental Penulis melakukan perhitungan, dan pengambilan data yang di gunakan sebagai pokok utama penulisan skripsi ini.

16 I-4 Pendahuluan / Studi Literatur Penulis merujuk dan menyimpulkan dasar-dasar penelitian dari berbagai referensi referensi yang berkaitan dan mendukung perhitungan ini seperti buku-buku, jurnal, paper yang diperoleh dari perpustakaan atau internet. 3. Konsultasi Penulis mengadakan konsultasi terutama kepada dosen pembimbing skripsi sebagai pembimbing utama dalam perhitungan ini dan juga kepada beberapa praktisi dilapangan yang bergerak di bidang engineering. 1.5 Sistematika Pembahasan Skripsi sarjana ini ditulis dengan sistematika pembahasan yang dibagi menjadi lima bagian sebagai berikut. Bab satu adalah bab pendahuluan dalam bab ini dijelaskan mengenai latar belakang masalah, tujuan dan manfaat perhitungan, batasan masalah dan sistematika pembahasaan. Dalam bab dua akan di bahas teori dari kondisi tak seimbang, definisi kondisi tak seimbang, jenis-jenis ketidakseimbangan, dasar-dasar ketidakseimbangan, skalar dan vector. Bab tiga berisi deskripsi komponen-komponen alat mesin penyeimbang beserta alat pendukungnya. Dan perhitungan serta prosedur pengambilan data Dalam bab empat di jelaskan pembahasan hasil perhitungan dan pengambilan data untuk penambahan masa penyeimbang pada paper roll dengan mengunakan mesin balancing serta analisa data hasil percobaan.

17 I-5 Pendahuluan / Terakhir bab lima merupakan penutup berisikan kesimpulan dan saran keseluruhan hasil penelitian dan analisa data.

18 II-1 Dasar Teori / BAB II DASAR TEORI I.1. Kondisi Takseimbang (Unbalance) Masa tak seimbang (unbalance) sering dijumpai pada mesin rotasi karena tidak ada rotor yang sempurna keseimbangannya. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan mesin produksi dan perangkat pengukur. Oleh karena itu sisa massa tak seimbang selalu ada pada system rotor. Penjumlahan vektor semua berat massa rotor akan menghasilkan satu vector resultan yang diasumsikan sebagai titik berat (heavy spot), jika titik berat ini tidak berimpit dengan sumbu pusat putaran maka pada saat poros berputar, titik berat tersebut menarik rotor dan poros kearah resultan vektor tersebut sehingga menimbulkan gaya sentrifugal yang konstan. Jika poros atau rotor tersebut di kekang oleh bantalan, gaya sentrifugal tersebut akan di tangkap sebagai satu kali getaran dalam satu periode putaran dalam arah radial. Hal ini dapat dilihat pada pengukuran getaran dengan menggunakan sensor pengukur getaran yang akan menunjukan kenaikan amplitude getaran pada satu kali rpm. II.2.1 Definisi Kondisi Tak Seimbang Ketidakseimbangan (unbalance) sering didefinisikan secara sederhana sebagai ketidaksamaan distribusi berat secara keseluruhan dari rotor terhadap sumbu putarnya. ketidakseimbangan dapat juga didefinisikan sebagai resultan vector dari berat

19 II-2 Dasar Teori / keseluruhan rotor yang tidak berada pada sumbu rotasinya sehingga pada saat berputar menimbulkan gaya sentrifugal. Resultan vector berat keseluruhan rotor berada pada satu sumbu yang di sebut sumbu inersia. Ditinjau dari hubungan sumbu inersia dengan sumbu rotasi poros atau rotor didapat pengertian bahwa ketidakseimbangan terjadi jika sumbu rotasi poros dan sumbu inersia dari rotor tidak segaris atau berimpit, sehingga sumbu inersia akan menarik sumbu rotasi kearah resultan vektor berat pada saat rotor atau poros berputar. Menurut international standaritation organization (ISO) ketidakseimbangan adalah suatu kondisi yang terjadi pada sebuah rotor ketika gaya atau gerakan yang berupa getaran di tangkap oleh bantalan sebagai resultan gaya sentrifugal. II.1.2 Jenis-jenis Ketidakseimbangan Sebelumnya kita mendefinisikan ketidakseimbangan sebagai distribusi berat yang tidak sama pada komponen terhadap sumbu porosnya. ketidakseimbangan dapat juga di definisikan sebagai suatu kondisi yang terjadi jika sumbu poros dan pusat sumbu inersia dari rotor tidak sama. Pusat sumbu inersia tergeser dari sumbu poros diakibatkan masa tak seimbang (unbalance). pusat sumbu inersia dapat diartikan sebagai sebuah pusat sumbu berat dari rotor dimana dari sumbu ini berat menjadi terdistribusi secara merata. Ditijau dari perbedaan posisi sumbu putar dan sumbu inersia maka kondisi ketidakseimbangan dikategorikan menjadi 4 jenis ketidakseimbangan : 1. Ketidakseimbangan Statis (Static) 2. Ketidakseimbangan kopel (Couple)

20 II-3 Dasar Teori / Ketidakseimbangan Quasi-statis (Quasi-static) 4. Ketidakseimbangan Dinamik (Dynamic) 1. Ketidakseimbangan Statis (Static) Ketidakseimbangan statis adalah kondisi ketidakseimbangan dimana sumbu porosnya terletak parallel atau sejajar dengan sumbu inersianya, dan seringkali di sebut ketidakseimbangan gaya atau ketidakseimbangan kinetik, cara mudah untuk dapat mendeteksi ketidakseimbangan static ini yaitu dengan menaruh rotor yang tidak seimbang (unbalance) di ujung mata pisau yang di sejajarkan. Sisi yang berat akan berayun kearah bawah karena pengaruh gravitasi, maka di dapatlah posisi dari penyebab massa tak seimbang rotor. Cara menyeimbangkan kondisi ketidakseimbangan statis semacam ini dengan mengurangi berat yang di bawah seperlunya. Bila berhasil penyeimbangan tadi maka rotor tidak berputar lagi bila ditaruh di ujung pisau tersebut. Gambar II.1 Kondisi Ketidakseimbangan Statis 2. Ketidakseimbangan Kopel (Couple) Ketidakseimbangan kopel adalah kondisi ketidakseimbangan dimana sumbu inersia berpotongan dengan sumbu porosnya tepat di titik pusat grafitasinya. atau

21 II-4 Dasar Teori / keadaan takseimbang ini terjadi jika ada dua gaya tak seimbang terjadi pada dua bidang bersebrangan dan berlawanan arah. Gambar II.2 Kondisi Ketidakseimbangan Kopel 3. Ketidakseimbangan Quasi-statis (Quasi-static) Adalah merupakan gabungan ketidakseimbangan terkopel dan ketidakseimbangan static akan menghasilkan ketaseimbangan quasi static. kondisi tak seimbang quasi static ini terjadi akibat salah satu masa tak seimbang terkopel terletak pada posisi angular yang sama dengan masa tak seimbang static. Gambar II.3 Kondisi ketidakseimbangan Quasi-Static

22 II-5 Dasar Teori / KetidakSeimbangan Dinamis (Dynamic) Ketidakseimbangan dinamis dapat terjadi bila terdapat gabungan ketakseimbangan terkopel dan ketidakseimbangan static namun berbeda dengan kondisi ketidakseimbangan quasi statis, ketidakseimbangan statisnya tidak berada dalam suatu garis langsung dengan salah satu kopel (ketidakseimbangan terkopel) II.4 Kondisi ketidakseimbangan dinamis 2.2 Kondisi Penyeimbangan (balancing) Penyeimbangan (balancing) adalah tindakan korektif untuk mengembalikan tititk berat benda ke sumbu putarnya. Titik berat ini merupakan somasi dari vector gaya ketidakseimbangan dan dapat di anggap terkonsentrasi dalam satu titik yang istilahnya heavy spot. Balancing atau proses penyeimbangan adalah suatu teknik untuk menentukan besar ukuran dan lokasi dari heavy spot ini sehingga sejumlah berat dapat di hilangkan dari titik yang tidak seimbang ini atau ditambahkan sejumlah berat yang sama dengan berat di titik tak seimbang ini namun pada arah yang berlawanan.

23 II-6 Dasar Teori / Penyeimbangan secara teknis dilapangan dilakukan dengan empat langkah utama yaitu inspeksi, deteksi, koreksi dan pengujian. Inspeksi adalah pemeriksaan kondisi fisik komponen yang hendak di seimbangkan. Seringkali proses penyeimbangan suatu komponen dilapangan terjadi berlarut-larut tanpa hasil dikarenakan ketidaktelitian dan terlalu terburu-buru dalam menyimpulkan hasil. Dalam tahap ini perlu di perhatikan banyak sekali penyebab ketidakseimbangan yang terjadi yang sebenarnya dapat di selesaikan atau diatasi tanpa melakukan proses penyeimbangan. Seperti penyebab masa tak seimbang dari kotoran debu yang sangat banyak, kekendoran pengikat (mechanical looseness), belt yang terlalu kencang, motor yang tidak selurus (align), keausan pada bearing dan gear atau ada komponen penyangga seperti pegas atau baut yang patah dan ikut berputar dalam rumahan motor. Dalam tahap inspeksi yang harus di lakukan adalah mengecek secara visual bagian dari komponen yang hendak diseimbangkan yaitu kelengkapan komponen. Periksa apakah kelonggaran terutama pada bantalan, letak sambungansambungan, adakah cacat fisik yang terlihat seperti retak, dan korosi atau bahkan ada komponen yang terdeformasi. Deteksi adalah menganalisa penyebab ketidakseimbangan dan sekaligus menentukan letak dan besar massa takseimbang yang perlu di koreksi atau di lakukan proses penyeimbangan. Untuk menganalisa ini diperlukan hasil pengukuran amplitudo getaran, phasa serta gejala-gejala lain yang mengarah kepada karakteristik kasus ketidakseimbangan komponen dan dengan pertimbangan kondisi fisik komponen setelah dilakukan inspeksi.

24 II-7 Dasar Teori / Koreksi adalah tahap dimana proses penyeimbangan dilakukan. Proses penyeimbangan ini sendiri di bahas secara mendetail dan menjadi pokok bahasan utama pada penulisan skripsi ini. Pada prinsipnya koreksi adalah tindakan yang di lakukan untuk mengembalikan titik berat benda ke sumbu putarnya. Pengujian adalah tahap akhir yang di lakukan dalam melakukan penyeimbangan komponen yang sudah di seimbangkan di uji kembali kadar ketidakseimbangannya, dan memang untuk mendapatkan keseimbangan yang betul-betul sempurna adalah tidak mungkin namun ada batasan standard kadar ketidakseimbangan suatu komponen yang masing dapat di tolerir. Batasan ini berbeda-beda untuk berbagai jenis mesin, secara umum standard diukur dari batas toleransi amplitudo getaran yang di ijinkan II.2.1 Klasifikasi Penyeimbangan Klasifikasi proses penyeimbangan (balancing) di lakukan untuk mendeskripsikan secara umum proses yang di lakukan pada kompnen yang hendak di seimbangkan. Proses penyeimbangan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. berdasarkan tempat dimana proses penyeimbangan di lakukan 2. berdasarkan macam jenis keseimbangan 3. berdasarkan dipakai atau tidaknya masa coba (trial weight) 4. berdasarkan banyaknya pemutaran (running) yang di butuhkan 5. berdasarkan banyaknya bidang penyeimbangan yang di gunakan 6. berdasarkan kecepatan putar poros 7. berdasarkan di gunakan tidaknya sudut fasa

25 II-8 Dasar Teori / Berdasarkan tempat penyeimbangan berdasarkan tempat penyeimbangan, proses penyeimbangan di kategorikan menjadi : o Penyeimbangan dilapangan o Penyeimbangan di begkel Penyeibangan di lapangan yang sering di istilahkan sebagai in situ balancing atau field balancing. Penyeimbangan ini dilakukan dilapangan karena bobot rotor yang biasanya beratnya lebih dari 5 ton sukar untuk di bawa ke bengkel dan memakai biaya yang tidak sedikit untuk proses pemindahkan dan overhoulnya. Proses penyeimbangan ini dapat dilakukan pada perangkat lengkap mesin itu sendiri dimana rotor yang hendak di seimbangkan dalam keadaan terpasang di mesin, atau dapat di buatkan dudukan di sekitar mesin sebagai penyangga rotor. Karena dilakukan di lapangan maka proses penyeimbangan di lakukan tanpa memakai mesin penyeimbang, untuk jenis penyeimbangan ini dilakukan massa coba (trial weight) dan biasanya perlu beberapa kali pemutaran atau running mesin guna mendapatkan hasil yang optimal. Keuntungan proses ini adalah mesin yang sudah berhasil dilakukan penyeimbangan memiliki prestasi mesin yang optimal karena proses dilakukan pada kondisi operasi mesin dilapangan. Kerugiannya adalah proses yang di lakukan lebih sulit karena tidak menggunakan mesin penyeimbang, dan diperlukan metode trial and error yang memakan waktu serta harus dilakukan beberapa kali test run out mesin, guna mengkoreksi hasil proses penyeimbangan.

26 II-9 Dasar Teori / Penyeimbangan di lakukan di bengkel atau in shop balancing biasanya dengan memakai mesin penyeimbang. Proses ini banyak di lakukan untuk jenis rotor yang memiliki bobot kurang dari 5 ton atau rotor yang tidak terlalu berat. Karena rotor harus di angkut ke bengkel. Proses ini menggunakan mesin penyeimbang yang pada umumnya tidak memerlukan masa coba (trial weight). Mesin penyeimbang ini sudah di kalibrasi dan dapat di bandingkan dengan standard ISO sehingga selain proses yang dilakukan lebih mudah di bandingkan dengan proses yang dilapangan, hasil yang didapat memiliki ketelitian lebih baik dan biasanya cukup satu kali run out mesin untuk mendeteksi dan mengkoreksi hasil penyeimbangan. Namun perlu di perhatikan kelemahanya yaitu proses over houl dan assembling kembali komponen yang sudah di seimbangkan berisiko merubah ketelitian hasil koreksi keseimbangan. 2. berdasarkan jenis ketidakseimbangan yang terjadi sebagaimana telah di kemukakan dimuka mengenai jenis-jenis ketidakseimbangan. Ketidakseimbangan static, ketidakseimbangan kopel, ketidakseimbangan quasi static dan ketidakseimbangan dinamik. Maka proses penyeimbangan yang dilakukan pun berbeda-beda. Berdasarkan jenis ketidakseimbangan yang terjadi proses penyeimbangan dibagi: o Penyeimbangan static o Penyeimbangan dinamik Penyeimbangan static sering juga disebut penyeimbangan satu bidang (single plane balancing) karena penyeimbangan yang dilakukan hanya menggunakan satu bidang saja. Atau sering juga di sebut sebagai penyeimbangan gravitasi karena memanfaatkan efek gravitasi masa tak seimbang. Biasanya penyeimbangan tak static ini

27 II-10 Dasar Teori / dilakukan untuk rotor-rotor yang memiliki panjang yang lebih pendek sehingga massa tak seimbang dapat diasumikan sebagai satu bidang saja. Metode penyeimbangan static ini hanya berlaku untuk jenis ketidaseimbangan static yaitu pada rotor yang terdapat satu resultan masa tak seimbang. Gambar II.5 Proses Penyeimbangan Statik Penyeimbangan dinamik dilakukan untuk jenis ketidakseimbangan yang terdapat lebih dari satu bidang ketidakseimbangan seperti jenis ketidaseimbangan kopel, quasi static, atau ketidaseimbangan dinamik. Penyeimbangan dinamik ini dilakukan pada rotor yang memiliki panjang relatif besar, sehingga metode penyeimbangan yang di lakukan mengguanakan lebih dari satu bidang penyeimbangan kebanyakan aplikasi penyeimbangan dilapangan dilakukan dalam kondisi dinamis dan di lakukan dengan menggunakan mesin penyeimbang. 3. berdasarkan Digunakannya Berat Coba (Trial Weight) : o Penyeimbangan langsung : di lakukan tanpa memerlukan berat coba dan penyeimbangan ini hanya dapat dilakukan di mesin penyeimbangan

28 II-11 Dasar Teori / o Penyeimbangan dengan berat coba: memerlukan berat coba 4. berdasarkan jumah pemutaran atau Running yang di lakukan : o Penyeimbangan satu run (single run balancing) o Penyeimbangan dua run (two run balancing) o Penyeimbangan empat run (four run balancing) 5. Berdasarkan jumlah bidang penyeimbangan o Penyeimbangan satu bidang (single-plane balancing) o Penyeimbangan dua bidang (two-plane balancing) o Penyeimbangan banyak bidang (multi plane balancing) 5. berdasarkan kecepatan putar motor : o Rigid rotor balancing : untuk poros-poros yang kecepatan operasinya di bawah frekwensi pribandinya ( kecepatan kritis, critical speed). o Flexible rotor balancing : untuk poros-poros yang kecepatan putarnya diatas kecepatan kritisnya. 6. Berdasarkan digunakan tidaknya sudut fasa : o Penyeimbangan yang memerlukan pengukuran sudut fasa ( jadi data yang di perlukan adalah amplitude getaran dan sudut fasa). o Penyeimbangan yang tidak memerlukan pengukuran sudut fasa ( data yang di perlukan hanya amplitudo getaran saja.

29 II-12 Dasar Teori / II.3. Skalar dan vektor Skalar adalah besaran yang memiliki besar saja misalkan ; temperatur, daya, massa dan lain-lain. Sedangkan vektor adalah besaran yang memiliki besar dan arah misalkan ; gaya, kecepatan, jarak, percepatan dan lain-lain. B A C Gambar II.6 Vektor A, B, dan C mempunyai arah yang berbeda Vector A, B dan C sama besarannya tetapi berbeda arahnya karena itu tidak sama. Dua buah vector dikatakan sama hanya bila besar dan arahnya sama. II 3.1 Resultan dan komponen dari suatu Vector R F2 Gambar II.7 Resultan dan komponen dari suatu vector. F1

30 II-13 Dasar Teori / Vector R disebut resultan (jumlah) dari vector F1 dan F2, vector F1 dan F2 disebut sebagai komponen (uraian) dari vector R. Ini berarti bawa pengaruh dari vector F1 dan F2 dapat digantikan oleh vector R. Sebaliknya, pengaruh dari vector R dapat digantikan oleh vector F1 dan F2. Dimana : R = ( F12 + F22) 0,5 = atn (F2/F1) F1 = R Coc F2 = R Sin II.4 Metode Penyelesaian Penyeimbangan Metode penyelesaian penyeimbangan yang paling umum dan praktis dipakai untuk penyeimbangan pada mesin balancing adalah dengan menggunakan metode sudut fasa atau metode vector bidang tunggal (Single plane vector method of balancing). Digunakan besaran vector untuk melukiskan besarnya perubahan amplitudo. Prosedur yang dilakukan adalah : Putar rotor (run out) pada putaran tertentu kemudian lihat pada alat ukur unbalance (measuring unit) dan catat berapa besar masa takseimbang yang di hasilkan oleh rotor tersebut. Data awal ini disebut original readings, dan ketidakseimbangan yang terjadi disebut original unbalance. Berdasarkan data hasil pengukuran yang di peroleh diatas, selanjutnya dilakukan analisa perhitungan dengan menggunakan metode vector baik dengan cara grafis atau analitis untuk mendapatkan resultan akibat pengaruh ketidakseimbangan yang sebenarnya.

31 II-14 Dasar Teori / Untuk mempermudah analisa, vector-vector yang mewakili besar amplitudo atau simpangan yang terjadi dengan masing-masing posisi pada sudut tertentu digambar pada kertas grafik yang di desain khusus untuk memepermudah pekerjaan Setelah itu lakukan run out 2 dengan menaikan putaran motor untuk memastikan hasil perhitungan tadi apakah rotor tersebut sudah memasuki daerah toleransi yang di ijinkan atau belum. Untuk memastikan run out2 lakukan lah run out ke3 dengan menambah kecepatan motor menjadi 200 rpm apakah rotor tersebut masih berada dalam toleransi yang di ijinkan atau tidak. Gambar II.8 Kertas grafik polar

32 II-15 Dasar Teori / Contoh kasus : Sebuah rotor memiliki original unbalance 40 g mm dengan sudut phasa 45 0 sedangkan pada rotor tersebut hanya boleh di lakukan penambahan di sudut-sudut tertentu saja seseuai dengan fungsi dari rotor tersebut yaitu sudut 0 0, 90 0, 180 0, tentukan berapa besar penyeimbang yang harus di berikan dan dimana harus di letakan? Penyelesaian yang dapat kita lakukan adalah dengan penyelesaian penyeimbangan menggunakan metode vektor dan dapat di lakukan dengan cara grafis. Metode vector secara grafis. Penyelesaian dengan mengunakan metode grafis adalah yang paling sederhana data- data dapat dinyatakan dalam besaran vector dengan menggunakan kertas grafik polar. Vector original unbalance R di plot dengan menggambarkan garis dari pusat 45 0 dari titik referensi panjang garis dapat di buat dengan skala yang sesuai seperti pada contoh lima garis yang kosentrik dengan pusat mewakili 1 gr mm, jadi panjang garis yang di plot sebesar 5 garis, kemudian vektor yang menyatakan original unbalance di plot karena letak original unbalance berada pada 45 0 (R) maka penambahan dapat dilakukan diantara dua tempat yaitu di sudut 0 0 (F1) dan di sudut 90 0 (F2) jadi penambahan masa 40 gr mm pada sudut 45 0 (R) tidak harus ditambah pada sudut 45 0 karena koreksi yang tersedia pada rotor hanya sudut 0 0, 90 0, 180 0, tetapi penambahan dapat dilakukan di sudut 0 0 (F1) dan sudut 90 0 (F2) dan untuk menentukan berapa besar berat koreksi yang harus di tambahkan dapat di hitung denga rumus berikut

33 II-16 Dasar Teori / Penambahan pada sudut 0 0 = F1 x cos α = 40 gr mm x cos 45 0 = 21,01 gr mm Jadi berat masa masa penyeimbang yang harus ditambah di 0 0 (F1) adalah sebesar 21,01 gr mm - Penambahan pada sudut 90 0 = F2 x sin 45 0 = 40 x sin 45 0 = 34,036 gr mm dan berat masa penyeimbang yang harus ditambah di di sudut 90 0 (F2) adalah sebesar 34,036 gr mm

34 II-17 Dasar Teori / berikut ini Hubungan antara R, F1 dan F2 tersebut dapat terlihat pada diagram vektor F1 R F2 Gambar 2.9 Arah vektor R, F1 dan F2

35 III-1 Prosedur Perhitungan / BAB III PROSEDUR PERHITUNGAN III.I Deskripsi Peralatan Peralatan yang di gunakan dalam perhitungan ini adalah sebuah alat mesin penyeimbang (balancing machine). Alat mesin penyeimbang yang dipakai berjeniskan horizontal balancing machine, karena poros penyeimbang diletakan pada posisi horizontal, dan sebuah paper roll dryer yang akan di pakai dalam pembuatan paper machine pm5 di sebuah peusahaan XXX III.2 Konstruksi utama mesin penyeimbang Konstuksi mesin penyeimbang terdiri dari beberapa bagian utama dan bagian pendukung seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini, Gambar III.1 Konstruksi utama mesin penyeimbang

36 III-2 Prosedur Perhitungan / Konstruksi utama mesin penyeimbang terdiri atas: 1. Bed Material besi cor dan mempunyai T slot untuk menuntun dan mencekam penumpu bearing, bed dapat langsung dipasang pada lantai dengan baut anchor. 2. Penumpu bearing - Saddle Bearing Bridge Untuk rotor beserta bantalan antifriksinya. Diperlukan sisipan saddle bearin untuk membuat diameter luar bearing sama dengan lubang saddle. - Roller Bearing Bridge Untuk memasang rotor langsung pada tumpuannya. - V-Roller Bridge\ Untuk rotor dengan bantalan antifriksinya tanpa adapter. Tipe ini mencakup range diameter tertentu. (a) (b) (c) Gambar III.2 Saddle bearing bridge (a), Roller bearing (b), V-Bearing bridge(c)

37 III-3 Prosedur Perhitungan / Sistem penggerak - Mekanik Untuk rotor yang ringan biasa digunakan belt, sedang untuk rotor-rotor yang berat digunakan penggerak langsung dengan transmisi multi speed yang di hubungkan oleh kopling flens. Dan mesin penyeimbang yang di gunakan dalam perhitungan penambahan masa penyeimbang paper roll dryer menggunakan penggerak kopling flens. Gambar III.3 Penggerak mesin penyeimbang - Elektrik Mesin penyeimbang biasanya digerakan oleh motor listrik AC dimana arah dan kecepatan putarannya diatur oleh sebuah kontrol kecepatan (inverter), tetapi untuk beberapa mesin penyeimbang di gunakan juga motor listrik DC. 4. Pengolah sinyal getaran - Tranducer

38 III-4 Prosedur Perhitungan / Tranducer berfungsi merubah getaran mekanik yang terjadi pada struktur menjadi tegangan lisrtik sehingga dapat diolah oleh unit pengolah sinyal baik analog maupun digital. Tranducer ini bisa berupa displacement tranducer, vibrometer, atau accelerometer dan diperlukan satu lagi sensor yang dapat memberikan sinyal setiap satu putaran sebagai sinyal referensi untuk menentukan fasa. - Band Pass Filter Filter ini berfungsi sebagai penyaring sinyal getaran yang masuk ke tranducer sehingga yang masuk hanya sinyal yang tak seimbang saja - Unit pengatur amplitudo dan fasa Alat ini digunakan untuk mengetahui besar amplitudo getaran dan beda fasanya terhadap sinyal referensi. - Unit pengolah sinyal getaran ( Computer aided balancing) Alat ini di gunakan untuk mengetahui nilai serta letak dari derajat sudut ketidakseimbangan yang sudah tersajikan dalam bentuk vektor. (a) (b) Gambar III.4 Unit pengolah sinyal getaran

39 III-5 Prosedur Perhitungan / Diagram blok pada kebanyakan instrumentasi mesin penyeimbang (a) besar ketidakseimbangan di tunjukan oleh meter analog, sedangkan sudutnya di tunjukan oleh lampu strobe. (b) kombinasi antar besar dan sudut di tunjukan dalam vector meter secara simultan untuk kedua bidang koreksi. III. 3 Paper roll dryer Paper roll dryer yang di pakai untuk melakukan perhitungan dalam mesin penyeimbang merupakan paper roll dryer yang akan di pasang langsung dalam pembuatan paper machine 5 di perusahaan XXX dimana sebelumnya paper roll dryer tersebut telah lakukan proses grinding untuk membuat permukaan paper roll dryer menjadi lebih halus yang mempunyai ukuran panjang 6500 mm, dan diameter 1600mm seperti yang terlihat pada gambar Gambar. III.4 Paper roll dryer

40 III-6 Prosedur Perhitungan / III.4 Langkah-langkah perhitungan Prosedur perhitungan proses penyeimbangan ini dibagi dalam tiga tahap 1. Persiapan 2. Run out mesin 3. Pengambilan data Hal pertama yang dilakukan adalah persiapan, pada tahap ini dilakukan pemeriksaan kondisi mesin yang akan digunakan, dan mesin penyeimbang harus dalam keadaan telah terkalibrasi, adapun hal-hal yang perlu diperiksa seperti kondisi permukaan roller bearing yang harus di beresihkan dari minyak, debu atau bendabenda yang tidak di inginkan yang dapat mempengaruhi hasil uji coba, periksa apakah alat-alat seperti sensor displacement, pick-up vibration, transducers, measuring unit, motor, belt drive dan end drive berada dalam kondisi yang baik sesuai dengan fungsinya, dan untuk melihat fungsi dari keseluruhan mesin dapat dilakukan dengan cara meletakan master rotor kalibrasi di roller bearing carriage pada pedestal mesin penyeimbang. Hidupkan mesin dan coba pada beberapa frekwensi putaran, setelah itu mesin penyeimbang simulasikan run out untuk melhat secara keseluruhan proses. Selalu lakukan kalibrasi ulang perangkat penyeimbang dan mesin penyeimbang. setelah itu mesin penyeimbang siap untuk melakukan run out sesungguhnya, Tahap kedua dan tahap ketiga dilakukan yaitu run out dan pengambilan data, run out mesin dilakukan tiga kali, run out pertama paper roll dryer yang hendak diseimbangkan. dalam keadaan tidak seimbang karena telah lama digunakan dan dan di modifikai sehingga mengalami perubahan struktur fisik di putar di mesin

41 III-7 Prosedur Perhitungan / penyeimbang hasil dari run out tersebut akan terlihat pada measuring unit yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance dari massa yang tidak seimbang yang ada pada paper roll dryer, ketidakseimbangan yang terjadi akibat masa takseimbang pada run out pertama disebut ketidakseimbangan mula-mula (original unbalance) niai dan sudut unbalance yang terbaca pada run out pertama ini di sebut pembacaan mula-mula (Original reading). Run out kedua paper roll dryer diberi berat penyeimbang tujannya untuk membuat paper roll dryer dari original unbalance menjadi seimbang ( Balancing) dengan kata lain pada run out kedua ini dilakukan proses analisa data yang digunakan untuk proses penyeimbangan paper roll dryer selanjutnya dengan melakukan penambahan pada posisi unbalance tersebut ada beberapa kemungkinan yang akan terjadi 1. Koreksi penambahaan masa penyeimbang pas ditempat di mana boleh di lakukan koresi (penambahan masa penyeimbang) pada roll paper dryer sehingga tidak mengurangi fungsi dari paper roll dryer yang mempunyai dua kemungkinan a. kemungkinan pertama Penambahan masa unbalance kita tambah tepat di posisi titik berat (heavy spot) ketidakseimbangan, penambahan massa penyeimbang yang terlalu banyak akan menyebabkan titik berat berubah ke posisi berlawanan (180 0 ) dari posisi awal dikarenakan terjadi kesalahan pada waktu melakukan penimbangan penambahan masa penyeimbang atau bergesernya tempat posisi penambahan masa penyeimbang untuk menghindari hal tersebut kalibrasi timbangan secara berkala. Dan penambahan masa penyaimbang yang terlalu banyak juga akan menyebabkan paper roll dryer tidak balance. untuk membuat paper roll dryer seimbang kita kurangi massa

42 III-8 Prosedur Perhitungan / penyeimbang di tempat yang lebih tadi sesuai dengan hasil perhitungan sampai memasuki daerah toleransi unbalance yang di ijinkan b. Kemungkinan kedua Penambahan masa unbalance kita tambah tepat diposisi heavy spot (titik berat) sesuai dengan hasil perhitungan yang benar akan menghasilkan penambahan yang membuat paper roll dryer menjadi seimbang (balance) ditandai dengan masuknya nilai unbalance terhadap toleransi yang diijinkan 2. Letak derajat penambahan masa penyeimbang tidak sesuai dengan tempat koreksi yang ada pada paper roll dryer sehinga jika kita lakukan penambahan pada tempat tersebut akan mengganggu fungsi dari paper roll dryer, untuk itu kita dapat melakukan perhitungan penambahan masa penyeimbang tersebut sesuai dengan tempat koreksi yang ada pada paper roll dryer dengan menggunakan perhitungan metode vektor Run out ketiga adalah pengecekan hasil penambahan masa penyeimbang yang telah di hitung dengan menggunakan metode vektor dengan cara memutar paper roll dryer di mesin penyeimbang. Apakah paper roll dryer tersebut sudah masuk kedalam toleransi yang di ijinkan atau tidak, jika nilai unbalance dari paper roll dryer tesebut belum masuk toleransi maka lakukan kembali run out kedua sampai di diadapat nilai unbalance yang masuk toleransi pada run out ketiga.

43 III-9 Prosedur Perhitungan / Berikut adalah skematis prosedur penyeimbangan rotor Cek kondisi fisik mesin Penyeimbang & kondisi paper roll dryer Kalibrasi semua alat ukur Mulai Run out 1 Paper roll dryer di putar dimesin penyeimbang untuk mendapatkan original unbalance Run out 2 Dilakukan perhitungan untuk penambahan massa penyeimbang pada paper roll dryer dengan menggunakan metode vector Koreksi kembali Run out 3 Paper roll dryer di putar di mesin penyeimbang untuk mengecek hasi dari run out2. Hasil Selesai Gambar III.5 Skema prosedur penelitian

44 IV-1 Hasil dan Pembahasan / BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian proses penyeimbangan (balancing) dengan metode vector pada dua bidang (two plane balancing machine) rotor jenis paper roll dryer dengan menggunakan alat peraga mesin penyeimbang (balancing machine) menghasilkan nilai unbalance yang memasuki daerah toleransi yang diijinkan akibat penambahan masa penyeimbang yang di berikan. Sebelum melakukan perhitungan alat mesin penyeimbang di uji dulu keseimbangannya dan dinyatakan dalam kondisi seimbang dengan menggunakan master rotor standard (menurut ISO 2953), hal ini ditandai dengan tidak bergesernya rotor standard dari titik referensi ketidakseimbangan, setelah itu rotor yang sudah setimbang diberi masa takseimbang sebagai simulasi dari sebuah rotor yang mengalami ketidakseimbangan (unbalance) pengaruh ketidakseimbangan inilah yang di uji untuk di setimbangkan melalui prosedur perhitungan seperti yang dijelaskan pada bab terdahulu Pengujian dilakukan sebanyak 3 kasus dengan kecepatan motor bervariasi 120 rpm, 180 rpm dan 200 rpm. Sama halnya dengan kecepatan motor paper roll dryer juga mempunyai masa tak seimbang yang bervariasi. Hal-hal yang perlu diperhatikan disini bahwa posisi berat unbalance atau berat takseimbang dinyatakan dalam derajat sudut titik referensi pada rotor yang terbagi menjadi 2 bidang (2 plane balancing) Data yang diambil pada run out pertama adalah berat takseimbang mula-mula yang dinyatakan sebagai original reading dari paper roll dryer yang di akibatkan oleh

45 IV-2 Hasil dan Pembahasan / modifikasi bentuk dan hasil penggrindingan untuk membuat permukaan paper roll dryer menjadi halus, dengan kecepatan motor 120 rpm Run out kedua adalah perhitungan penambahan masa penyeimbang paper roll dryer dan melakukan langkah koresi di tempat dimana nilai unbalance dan derajat dari masa tak seimbang tersebut. Pada run out kedua kecepatan motor di naikan menjadi 180 rpm dengan asumsi nilai unbalance dari paper roll dryer telah berkurang dan masuk atau mendekati niai tolerance yang di ijinkan Run out ketiga adalah pengecekan apakah nilai unbalance dari paper roll dryer sudah memasuki toleransi yang di ijinkan atau tidak, dengan menaikan kecepatan putar dari motor menjadi 200 rpm, dan biasanya hasil dari pengecekan run out ketiga tidak jauh beda dengan run out kedua. Data dari hasil perhitungan adalah sebagai berikut : Kasus 1 Gambar IV.1 Run out 1 yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance.

46 IV-3 Hasil dan Pembahasan / Berikut adalah data dari paper roll dryer pada kasus 1 Rotor data Setup 1 a: 380 mm b: 4670 mm c: 380 mm r1: 570 mm 2-plane r2: 570 mm m1 : + Polar kg m2 : + Polar kg Toleransi : kgmm Toleransi : kgmm Set speed : 120 rpm Readout :20 run1 Actual Speed : 121 rpm Pl 1 : 17.4 kg Pl 2 : 13.5kg 322 deg 32 deg 18.2 x tol 14.1 x tol Correction in toll units : xxxxx kgmm xxxxxkgmm Run out 1 Kecepatan operasi = 120 rpm Unbalance pada plane 1 Berat mula-mula paper roll dryer = 17,4 kg Posisi berat takseimbang = Nilai unbalance pada plane 2 Berat mula-mula paper roll dryer = 13,5 kg Poisi berat tak seimbang = 32 0

47 IV-4 Hasil dan Pembahasan / Pembahasan kasus 1 : Untuk tempat koreksi yang tersedia pada paper roll dryer hanya terletak di tempat-tempat tertentu saja yaitu pada posisi 0 0, 90 0, 180 0, sehingga masa tak seimbang (unbalance) yang terlihat pada measuring unit (computer aided balancing )tidak dapat langsung di koreksi di tempat munculnya nilai unbalance terkecuali nilai unbalance berada tepat di sudut-sudut yang yang telah tersedia pada paper roll dryer untuk dilakukan koreksi. Dan untuk menyelesaikan permasalahan tersebut dilakukanlah perhitungan penambahan masa penyeimbang pada paper roll dryer. Pada run out 1 di dapat hasil dari unbalance dengan sudut derajat yaitu : 17,4 kg pada sudut derajat (Plane 1) dan 13,5 kg pada sudut derajat 32 0 (Plane 2), letak derajat unbalance pada plane 1 terletak di sudut derajat dan pada kesempatan terdahulu telah diberitahukan bawa koreksi penambahan masa penyeimbang roll paper dryer hanya boleh di lakukan di 0 0, 90 0, 180 0, jadi penambahan masa tak seimbang pada plane 1 dapat di lakukan di dua tempat yaitu di derajat dan derajat (0 0 ), sedangkan untuk plane 2 masa takseimbang sebesar 17.4 kg terletak di derajat sehingga penambahan masa penyeimbang dapat di lakukan di sudut 0 0 dan sudut 90 0, karena sudut 32 0 berada di antar sudut dan seberapa besarkah penambahan masa penyeimbang yang harus di tambahkan di plane 1 dan Plane 2 untuk membuat roll paper dryer menjadi balance, sehingga masuk area toleransi yang di ijinkan. Perhhitungan penambahan masa penyeimbang pada Plane 1 - Penambahan masa penyeimbang pada sudut = 17.4 kg x sin 38 = 17,4x 0,296 = 5,15 kg

48 IV-5 Hasil dan Pembahasan / Penambahan masa penyeimbang pada sudut = 17,4 x cos 38 = 17,4 x = kg Perhitungan penambahan masa penyeimbang pada Plane 2 - penambahan masa penyeimbang pada sudut 0 0 = 13,5 x sin 58 = 13,5 x = 13,392 kg - Penambahan masa penyeimbang pada sudut 90 0 = 13,5 x cos 58 = 13,5 x 0,119 = 1,606 kg Sesuai hasil perhitungan diatas maka penambahan masa penyeimbang pada plane 1 dan plane 2 roll paper dryer dapat di kerjakan dan setelah koreksi penambahan masa penyeimbang selesai dikerjakan lakukan run out kedua untuk mengecek hasil dari perhtungan dan koreksi penambahan masa penyeimbang lalu naikan putaran motor menjadi 180 rpm untuk mengetahui kestabilan paper roll dryer

49 IV-6 Hasil dan Pembahasan / Gambar IV.2 Hasil dari run out kedua Setelah run out kedua selesai di lakukan dan paper roll dryer berada dalam daerah toleransi yang di ijinkan, maka lakukan run out ketiga untuk mengecek hasil dri run out kedua dengan menaikan kecepatan motor menjadi 200 rpm. Dan hasil dari run out ketiga tidak mempunyai perbedaan nilai unbalance yang jauh dengan hasil run out 2 masih berada dalam area toleransi yang di ijinkan.

50 IV-7 Hasil dan Pembahasan / Gambar IV.3 Hasil run out ketiga Memang sangat sulit untuk mendapatkan keseimbangan yang benar-benar sempurna, karena banyak faktor yang mempengaruhi ketidakseimbangan termasuk dalam aplikasi penyeimbangan dilapangan, untuk itulah diadakan toleransi yang mana membolehkan ketidaseimbangan dalam kadar tertentu. Toleransi itu tergantung dari jenis rotor dan pemakaiannya. Dalam skala perhitungan banyak juga faktor yang menyebabkan rotor tidak dapat diseimbangkan secara sempurna namun apabila ada kecendrungan proses penyeimbangan menunjukan penurunan masa penyeimbang maka perhitungan tersebut dianggap berhasil.

51 IV-8 Hasil dan Pembahasan / Kasus 2 Gambar IV.4 Run out 1 yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance mula-mula

52 IV-9 Hasil dan Pembahasan / Berikut adalah rotor data untuk paper roll dryer pada kasus 2 Rotor data Setup 1 a: 380 mm b: 4670 mm c: 380 mm r1: 570 mm 2-plane r2: 570 mm m1 : + Polar kg m2 : + Polar kg Toleransi : kgmm Toleransi : kgmm Set speed : 120 rpm Readout :59 Run1 Actual Speed : 121 rpm Pl 1: 8.15 kg Pl 2 : 12.9kg 244 deg 70 deg 8.5 x tol 13.5 x tol Correction in toll units : xxxxx kgmm xxxxxkgmm Run out 1 Kecepatan operasi = 120 rpm Unbalance pada plane 1 Berat mula-mula paper roll dryer = 8,15 kg Posisi berat takseimbang = Nilai unbalance pada plane 2 Berat mula-mula paper roll dryer = 12,9 kg Poisi berat tak seimbang = 70 0

53 IV-10 Hasil dan Pembahasan / Pembahasan kasus 2 : Seperti telah di jelaskan pada kasus pertama untuk tempat koreksi yang tersedia pada paper roll dryer hanya terletak di tempat-tempat tertentu saja yaitu pada posisi 0 0, 90 0, 180 0, sehingga masa tak seimbang (unbalance) yang terlihat pada measuring unit (computer aided balancing )tidak dapat langsung di koreksi di tempat munculnya nilai unbalance terkecuali nilai unbalance berada tepat di sudut-sudut yang yang telah tersedia pada paper roll dryer untuk dilakukan koreksi. Dan untuk menyelesaikan permasalahan tersebut dilakukanlah perhitungan penambahan masa penyeimbang pada paper roll dryer. Pada run out 1 di dapat hasil dari unbalance dengan sudut derajat yaitu : 8.15 kg pada sudut derajat (Plane 1) dan 12,9 kg pada sudut derajat 70 0 (Plane 2), letak derajat unbalance pada plane 1 terletak di sudut derajat jadi penambahan masa tak seimbang pada plane 1 dapat di lakukan di dua tempat yaitu di derajat dan derajat 270 0, sedangkan untuk plane 2 masa takseimbang sebesar 12,9 kg terletak di derajat sehingga penambahan masa penyeimbang dapat di lakukan di sudut 0 0 dan sudut 90 0, karena sudut 70 0 berada di antar sudut dan seberapa besarkah penambahan masa penyeimbang yang harus di tambahkan di plane 1 dan Plane 2 untuk membuat roll paper dryer menjadi balance, sehingga masuk area toleransi yang di ijinkan. Perhhitungan penambahan masa penyeimbang pada Plane 1 - Penambahan masa penyeimbang pada sudut = 8,15 kg x sin 26 = 8,15 kg x 0,762 = 6,21 kg

54 IV-11 Hasil dan Pembahasan / Penambahan masa penyeimbang pada sudut = 8.15 kgx cos 26 = 8,15 kg x = 5,26 kg Perhitungan penambahan masa penyeimbang pada Plane 2 - penambahan masa penyeimbang pada sudut 0 0 = 12,9 kg x sin 20 = 12,9 kg x 0,912 = 11,76 kg - Penambahan masa penyeimbang pada sudut 90 0 = 12,9 kg x cos 20 = 12,9 kg x 0,408 = 5,26 kg Berikut merupakan hasil dari run out kedua yang telah memaasuki area tolransi yang di ijinkan Gambar IV.5 Hasil dari run out 2

55 IV-12 Hasil dan Pembahasan / Untuk mengecek hasil run out 2 maka lakukan lah run out 3 apakah ada perpedaan yang signifikan antara run out kedua dan ketiga. Gambar IV.6 Hasil Run out 3 Hasil dari run out 3 masih berada dalam daerah toleransi yang di ijinkan. Walaupun run out ketiga mempunyai nilai unbalance yang berbeda dengan run out kedua.

56 IV-13 Hasil dan Pembahasan / Kasus 3 Gambar IV.7 Run out 1 yang menunjukan nilai dan derajat dari unbalance. Berikut data untuk Paper roll dryer pm5 untuk kasus 3 Rotor data Setup 1 a: 380 mm b: 4670 mm c: 380 mm r1: 570 mm 2-plane r2: 570 mm m1 : + Polar kg m2 : + Polar kg Toleransi : kgmm Toleransi : kgmm Set speed : 120 rpm Readout :06 Run1 Actual Speed : 121 rpm Pl 1: 22.2 kg Pl 2 : 25.6 kg 321 deg 352 deg 23.2 x tol 26.7 x tol Correction in toll units : xxxxx kgmm xxxxxkgmm

57 IV-14 Hasil dan Pembahasan / Run out 1 Kecepatan operasi = 120 rpm Unbalance pada plane 1 Berat mula-mula paper roll dryer = 22,2 kg Posisi berat takseimbang = Nilai unbalance pada plane 2 Berat mula-mula paper roll dryer = 25,6 kg Poisi berat tak seimbang = Pembahasan kasus 3: Sama seperti kasus-kasus sebelumnya untuk tempat koreksi yang tersedia pada paper roll dryer hanya terletak di tempat-tempat tertentu saja yaitu pada posisi 0 0, 90 0, 180 0, sehingga masa tak seimbang (unbalance) yang terlihat pada measuring unit (computer aided balancing )tidak dapat langsung di koreksi di tempat munculnya nilai unbalance terkecuali nilai unbalance berada tepat di sudut-sudut yang yang telah tersedia pada paper roll dryer untuk dilakukan koreksi. Dan untuk menyelesaikan permasalahan tersebut dilakukanlah perhitungan penambahan masa penyeimbang pada paper roll dryer. Pada run out 1 di dapat hasil dari unbalance dengan sudut derajat yaitu : 22,2 kg pada sudut derajat (Plane 1) dan 25,6 kg pada sudut derajat (Plane 2), letak derajat unbalance pada plane 1 terletak di sudut derajat seperi pada kasus terdahulu telah diberitahukan bawa koreksi penambahan masa penyeimbang roll paper dryer hanya boleh di lakukan di 0 0, 90 0, 180 0, jadi penambahan masa tak seimbang pada plane 1 dapat di lakukan di dua tempat yaitu di derajat dan derajat

58 IV-15 Hasil dan Pembahasan / , sedangkan untuk plane 2 masa takseimbang sebesar 25,6 kg terletak di derajat sehingga penambahan masa penyeimbang dapat di lakukan di sudut dan sudut 270 0, karena sudut berada di antar sudut dan seberapa besarkah penambahan masa penyeimbang yang harus di tambahkan di plane 1 dan Plane 2 untuk membuat roll paper dryer menjadi balance, sehingga masuk area toleransi yang di ijinkan. Perhhitungan penambahan masa penyeimbang pada Plane 1 - Penambahan masa penyeimbang pada sudut = 22,2 kg x sin 39 = 22,2 kg x 0,963 = 21,39 kg - Penambahan masa penyeimbang pada sudut = 22,2 kg x cos 39 = 8,15 kg x = 2,173 kg Perhitungan penambahan masa penyeimbang pada Plane 2 - penambahan masa penyeimbang pada sudut 0 0 = 25,6 kg x sin 19 = 25,6 kg x 0,149 = 3,81 kg - Penambahan masa penyeimbang pada sudut 90 0 = 25,6 kg x cos 19 = 25,6 kg x = 25,3 kg

59 IV-16 Hasil dan Pembahasan / Gambar IV.8 Hasil dari run out 2 Gambar IV.9 Hasil dari run out 3

60 IV-17 Hasil dan Pembahasan / Hasil run out kedua dan ketiga masih berada dalam batas toleransi yang di ijinkan, ada pun perbedaan nilai yang terjadai di sebabkan pada run aut ketiga kurangnya pelumasan atau adanya kotoran atau debu yang menempel pada bearing yang menyebabkan nila unbalance mempunyai sedikit perbedaan

61 V-1 Kesimpulan dan saran / BAB V KESIMPULAN DAN SARAN V.I Kesimpulan hasil evaluasi perhitungan Hasil perhitungan penambahan masa penyeimbang di buat berdasarkan perbandingan keakuratan data yang diambil dari perhitungan penambahan masa penyeimbang pada paper roll dryer dengan analisa secara teoritis dan practical. Hasil evaluasi adalah sebagai berikut : Untuk skala perhitungan bagi pemula hasil yang di dapat dari perhitungan ini sudah dapat menjadi bahan referensi untuk memahami prinsip dasar penyeimbangan (balancing) hal ini di dukung dengan data sebagai berikut : a. Setelah run out pertama pada measuring unit (computer aided balancing) keluar nilai dan derajat dari masa takseimbang yang ada pada paper roll dryer. kemudian dilakukan perhitungan dan langkah koreksi penambahan masa penyeimbang untuk membuat paper roll dryer menjadi seimbang (balance) sesuai dengan tempat koreksi yang ada pada paper roll dryer. Lakukan (run out 2) untuk mengecek hasil prhitungan dan penambahan serta mengetahui kondisi keseimbangan dari paper rooll dryer. setelah run out 2 di dapat kondisi dari paper roll dryer berada pada daerah toleransi yang di ijinkan. Hal ini menujukan bahwa perhitungan penambahan masa penyeimbang hampir seratus prsen mendekati kebenaran. b. Dengan variasi berat dari paper roll dryer seharusnya nilai toleransi selalu berubah-ubah semakin kecil berat paper roll dryer semakin kecil toleransi yang

62 V-2 Kesimpulan dan saran / c. di ijinkan. setiap paper roll dryer yang telah dilakukan perhitungan dan dilakukan langkah koreksi penambahan masa penyeimbang selalu berada pada daerah toleransi yang di ijinkan. d. Kecepatan putaran motor yang bervariasi pada run out kedua dan ketiga tidak menyebabkan nilai unbalance paper roll dryer keluar dari daerah toleransi yang di ijinkan walaupun ada sedikit perubahan nilai unbalance. Adapun kesimpulan yang dapat diambil setelah pelaksanaan perhitungan dan di peroleh hasil adalah sebagai berikut : a. Prinsip dasar penyeimbangan (balancing) adalah mereduksi berat takseimbang (unbalance) dengan cara menambah berat pada posisi yang berlawanan dengan posisi takseimbang atau mengurangi berat takseimbang itu sendiri. b. Besar ketidakseimbangan sebuah rotor yang berputar di pengaruhi oleh tiga factor ; berat massa (M), jarak dari sumbu putar, (r) dan kecepatan operasi (ω 2 ) hal ini dinyatakan dengan rumus gaya sentri fugal : Fs = M. r. ω 2 dalam perhitungan kali ini yang dapat diamati adalah penempatan penambahahan masa penyeimbang yang tadinya hanya di tambah di satu tempat yaitu di titik berat terbagi menjadi dua tempat dikarenakan kondisi dari benda kerja c. Inti dari perhitungan penambahan masa penyeimbang ini adalah resultan dan komponen suatu vector yang dinyatakan dengan rumus : R = (F12 + F22) 0.5 F1 = R cos α F2 = R sin α

63 V-3 Kesimpulan dan saran / Untuk mendapat hasil perhitungan yang optimal, alat mesin penyeimbang harus dilakuakan optimasi. Langkah-langkah yang dilakukan antara lain : a. Pemasangan komponen-komponen yang membutuhkan ketelitian tinggi seperti bearing, puli, bearing insert, dan pedestal harus menggunakan alat ukur kalibrasi kelurusan berupa dial indicator. Dan ketika memasang bearing usahakan digunakan alat khusus sehingga kelurusan dapat diperoleh. b. Perhatikan keberesihan dari permukaan bearing, karena bearing merupakan tempat terjadinya gesekan langsung dengan benda kerja yang akan di balancing. Kurang bersihnya permukaan bearing akan berpengaruh terhadap pengukuran masa takseimbang. c. Perhatikan kelongaran bearing, apakah kelonggaran tersebut masih berada dalam toleransi atau tidak, jika tidak segera ganti dengan bearing yang baru. d. Gunakan kunci pengencang dengan pengukur tekanan utuk mengetahui seberapa besar pengencangan yang di berikan. V.2 Saran Setelah melakukan perhitungan penambahan masa penyeimbang pada paper roll dryer penulis menyarankan : 1. Agar dilakukan pengembangan terus menerus dalam perhitungan penambahan masa penyeimbang paper roll dryer dalam mesin penyeimbang sehingga benarbenar valid untuk dijadikan referensi. 2. Penggunaan alat-alat ukur kalibrasi dapat menunjang hasil penelitian yang benar-benar tepat dan ilmiah, untuk itu harus diusahakan memperbaharui alat-

64 V-4 Kesimpulan dan saran / alat penunjang tersebut dengan alat yang baru yang benar-benar dapat di jamin kualitas pengukurannya. d. Ketelitian, kesabaran dan sanggup gagal dalam percobaan adalah kunci sukses untuk memperoleh hasil yang maksimal dan memuaskan.

65 DAFTAR PUSTAKA 1. Hatto Schneider, 1991, Balancing Technology, Hapenheim 2. Schenck treble, April 1990 Fundamental of balancing, New york 3. ITB, April 2004, Kursus Singkat Balancing Of Rotating Equipment, Bandung 4. A.R Holowenko, 1955, Dinamika Permesinan, Associate Professor of Mechanical Engineering, Purdue University

66 LAMPIRAN

67