IDENTIFIKASI KERUSAKAN ROLLING BEARING PADA HAMMER CLINKER COOLER BERBASIS ANALISA PEAKVUE DAN KURTOSIS

Transkripsi

1 Tugas Akhir (TM 1486) IDENTIFIKASI KERUSAKAN ROLLING BEARING PADA HAMMER CLINKER COOLER BERBASIS ANALISA PEAKVUE DAN KURTOSIS LUQMAN PURWADANI Pembimbing : Ir. Suwarmin, PE

2 PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Hammer Clinker Cooler Salah satu equipment yang paling penting dalam produksi semen Proses kerjanya adalah impact pada putaran rendah Perlu adanya sistem maintenance yang baik Menyebabkan kerusakan lokal & terdistribusi pada bearing Vibrasi /Getaran Indikator yang paling baik untuk mendiagnosa sebuah kerusakan

3 PENDAHULUAN HIPOTESA 1. Proses Hammer Clinker adalah impact pada putaran rendah sehingga kerusakan lokal (retak) dan terdistribusi (keausan) bisa terjadi bersamaan. 2. Sistem pelumasan mempunyai pengaruh yang besar pada kerusakan terdistribusi (keausan). 3. Analisa kerusakan lokal polanya berbeda dengan analisa kerusakan terdistribusi, karena karakteristik kerusakan terdistribusi tidak kelihatan pada saat identifikasi kerusakan lokal sehingga memerlukan metode pendekatan lain.

4 PENDAHULUAN PERUMUSAN MASALAH PERUMUSAN MASALAH: Kerusakan bearing (bantalan) pada umumnya terdiri dari dua jenis yaitu kerusakan terdistribusi dan lokal. Identifikasi yang paling efektif selama ini adalah melalui pengukuran vibrasi dalam bentuk waveform atau time series. Hasil pengukuran vibrasi tersebut tidak dapat langsung mengidentifikasi dua jenis kerusakan bearing (bantalan). Dalam kajian ini akan digunakan metode PeakVue (Peak Value) untuk mengidentifikasi kerusakan lokal dan nilai indeks kurtosis untuk mengidentifikasi kerusakan terdistribusi.

5 PENDAHULUAN BATASAN MASALAH BATASAN MASALAH : 1. Data yang digunakan sebagai bahan analisa adalah data dari pengukuran vibrasi dalam format waveform atau time series. 2. Kajian tidak membahas sistem pelumasan dan karakteristik minyak pelumas. 3. Peralatan sebagai obyek kajian adalah Rolling Bearing pada Hammer Clinker Cooler.

6 PENDAHULUAN TUJUAN & MANFAAT PENELITIAN TUJUAN PENELITIAN : 1. Mengetahui kerusakan bearing baik kerusakan terdistribusi maupun lokal. 2. Pemilihan metode yang tepat dalam mengidentifkasi pola kerusakan bearing (bantalan). 3. Memprediksi pola kerusakan bearing (bantalan) berdasarkan trend dari nilai kurtosis dan level vibrasi pada komponen bearing. MANFAAT PENELITIAN : 1. Penggunaan metode analisa yang tepat dalam mengevaluasi kerusakan bearing (bantalan) pada kondisi riil. 2. Pemahaman jenis kerusakan fisik berdasarkan pola vibrasi. 3. Pemahaman implementasi preventive maintenance dan predictive maintenance dalam industri.

7 Tinjauan Pustaka Hammer Clinker Cooler memecah ukuran clinker yang besar menjadi kecil Proses kerjanya impact dan putaran rendah terdiri dari segment rotor disk yang diantaranya dipasangkan hammer dengan posisi seimbang dan di ujung-nya dipasangkan bearing (bantalan) Impact antara hammer dan clinker dapat menyebabkan kerusakan lokal pada bearing (bantalan), sedangkan putaran rendah membuat hammer bekerja pada beban/torsi yang besar sehingga menyebabkan keausan pada bearing (bantalan).

8 Tinjauan Pustaka Parameter-parameter dalam identifikasi kerusakan Macam-macam Parameter Diagnosa Failure : Unbalance Defect Vibrasi Temp Pelumas Tekanan Flow Misalignment v v Poros melengkung v v Rolling bearing rusak v v v v Journal bearing rusak v v v v v Roda gigi rusak v v Looseness Cracking Noise v v v Dari tabel di atas, vibrasi merupakan indikator kondisi mekanikal dan indikator awal dari adanya cacat (defect) pada suatu mesin secara keseluruhan.

9 PK Velocity in mm /Sec Velocity in mm/sec Tinjauan Pustaka PRINSIP VIBRASI PENGUKURAN VIBRASI : HAMMER COOLER 442 CR-2 -B3H BEARING HAMMER Route Waveform 04-AUG :31:09 PK = 3.34 DAMP = RPM = 562. RPS = PK(+ ) = 5.88 PK(-) = 7.00 CRESTF= Revolution Number Waveform (time series) Proses FFT Hasil Pengukuran vibrasi adalah berupa time series (waveform), kemudian dirubah menjadi spektrum vibrasi (frequency domain) oleh proses FFT HAMMER COOLER 442 CR-2 -B3H BEARING HAMMER Route Spectrum 04-AUG :31:09 OVRALL= 3.10 V-DG PK = 3.04 DAMP = RPM = 562. RPS = Frequency in Hz Spektrum (frequency domain)

10 Tinjauan Pustaka PRINSIP VIBRASI BESARAN VIBRASI : I. FREKUENSI Berupa CPM (Cycle per Minute), Hertz, atau Orde (1x rpm, 2x rpm, 3x rpm, dsb). II. AMPLITUDO 1. Displacement Digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada frekuensi rendah yaitu dibawah 10 Hz. 2. Velocity Digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada frekuensi menengah antara Hz. 3. Acceleration Digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada frekuensi tinggi yaitu diatas 100 Hz.

11 Tinjauan Pustaka kerusakan pada bearing (bantalan) : Kerusakan yang terjadi pada bearing (bantalan) terdiri dari kerusakan lokal dan kerusakan merata pada frekuensi tertentu. FREKUENSI ELEMEN BEARING (BANTALAN) : Nb BPFI 1 2 Bd Pd Cos rpm Nb BPFO 1 2 Bd Pd Cos rpm BSF Pd 2Bd 1 Bd Pd 2 Cos 2 rpm 1 Bd FTF 1 Cos rpm 2 Pd Dimana : Nb : Jumlah bola atau roller Bd : Diameter bola atau roller (inch atau mm) Pd : Bearing Pitch Diameter (inch atau mm) : Sudut kontak

12 Tinjauan Pustaka Metode identifikasi kerusakan pada bearing (bantalan), antara lain: Metode Enveloping (SKF) Metode PeakVue (CSI) Metode Shock Pulse (SPM) Metode Spike Energy (gse) Metode Acoustic Emission (AE) Metode Spectral Emitted Energy (SEE) Analisa PeakVue: PeakVue adalah sebuah metode analisa yang digunakan untuk mengidentifikasi kerusakan lokal pada bearing (misalnya retak) Tingkat kerusakan diidentifikasi menggunakan Spektrum PeakVue. Dalam spektrum PeakVue akan terlihat bahwa nilai peak yang sangat tinggi menunjukkan terjadinya kerusakan lokal.

13 Tinjauan Pustaka Analisa Kurtosis: Analisa Kurtosis adalah sebuah metode pendekatan statistik yang digunakan untuk mendeteksi adanya kerusakan merata (dalam hal ini adalah keausan). Dengan nilai indeks kurtosis kita dapat melihat seberapa besar kerusakan merata yang terjadi. Pada kondisi tertentu, nilai indeks kurtosis bisa naik kemudian turun kembali. Hal ini disebabkan keausan yang terjadi semakin merata. Di bawah ini adalah contoh nilai indeks kurtosis pada hasil pengukuran vibrasi :

14 Tinjauan Pustaka Analisa Kurtosis: kajian yang dilakukan oleh Lorenzo (2003) : Lorenzo menitikberatkan kerusakan bearing pada inner dan outer race. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada nilai kurtosis 3 bearing sudah mulai terjadi kerusakan seperti pada gambar : K=2.99 K=3.23 K=5.78 K=5.28

15 Metodologi FLOWCHART PENELITIAN

16 Metodologi TITIK PENGUKURAN VIBRASI Terdapat 4 titik pengukuran vibrasi menggunakan metode PeakVue yang digunakan khusus untuk mengidentifikasi kerusakan pada bearing (bantalan), baik bearing pada motor maupun bearing pada hammer, yaitu: P1H, P2H, P3H, dan P4H

17 Metodologi FLOWCHART ANALISA DATA

18 Analisa DATA HASIL PENGUKURAN VIBRASI Data waveform (Lampiran B-1) Data spektrum (Lampiran B-2) Kurtosis = 0,659 FTF, BSF, BPFO, BPFI

19 Analisa TRENDING DATA & GRAFIK KURTOSIS

20 Analisa Contoh: Nilai kurtosis tertinggi (K=54,1) TRENDING DATA & GRAFIK KURTOSIS