TUGAS METODOLOGI PENELITIAN (3 JURNAL)

1.        Jurnal : “PERANCANGAN ALAT DAN ANALISIS EKSPERIMENTAL GETARAN AKIBAT MISALIGNMENT POROS”

Metodologi Penelitian

Penelitian bertempat di Laboratorium Konversi Energi Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Kendari.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian terdiri dari : motor listrik, yang digunakan untuk memutar poros, dial gauge yang digunakan untuk pengukuran jarak misalignment poros, vibration meter yang digunakan untuk mengukur    getaran dan komputer untuk mengolah data getaran dari vibration meter.

Gambar 1. Alat uji misalignment poros

Bahan yang digunakan untuk pembuatan alat uji dalam penelitian ini adalah  besi kanal C digunakan  untuk  membuat  dudukan  alat  uji baut dan mur, bantalan, poros dan kopling untuk penyambung antara dua buah poros.

Pengambilan Data dan Teknik Analisa Data

Adapun data yang diambil pada penelitian ini yaitu data primer yang berupa data alignment poros, data paralel misalignment, data angular  misalignment. Pada  penelitian  ini  data  yang  diolah  merupakan data eksperimental yang diambil langsung dari setiap pengukuran getaran dengan tiga arah pengukuran yaitu axial, vertikal dan horizontal. Pengukuran respon getaran dilakukan dengan mengambil data displacement (penyimpangan), velocity (kecepatan), acceleration (percepatan), untuk arah aksial, vertikal dan horizontal.

Tabel 1. Hasil pengukuran respon getaran dengan menggunakan alignment poros.

Tabel 2. Hasil pengukuran respon getaran dengan menggunakan parallel misalignment poros.

Tabel 3. Hasil pengukuran respon getaran dengan menggunakan angular misalignment poros

Hasil dan Pembahasan

Tabel 1-3 memperlihatkan hasil pengukuran respon  getaran dengan  menggunakan   alignment poros, hasil pengukuran respon getaran dengan menggunakan parallel misalignment poros dan hasil pengukuran respon getaran dengan menggunakan angular misalignment poros. Gambar 2-3 memperlihatkan hasil penelitian tentang hubungan arah dengan displacement, arah dengan velocity dan arah dengan acceleration.

Gambar 2. Arah vs Displacement

Gambar 3. Arah vs Velocity

Gambar 3. Arah vs Acceleration

Kesimpulan yang dapat diambil pada penelitian ini, adalah getaran dengan  nilai tertinggi dari ketiga pengukuran tersebut adalah angular misalignment dengan nilai simpangan getaran sebesar 0.301x m, nilai kecepatan getaran sebesar 1.55 m/s, dan nilai percepatan getaran sebesar 63.7 m/. Hal ini disebabkan  karena putaran poros akibat angular misalignment membentuk sebuah sudut tertentu yang membuat bantalan menerima gaya aksial yang besar.

2.        Jurnal : “PEMODELAN, PENGUJIAN, dan ANALISIS GETARAN TORSIONAL dari PERANGKAT UJI SISTEM POROS-ROTOR”

Metodologi Penelitian

Penelitian ini dilakukan pada perangkat uji yang berupa sistem poros-rotor seperti terlihat pada Gambar 1. Pada gambar ini tampak bahwa perangkat uji sistem poros-rotor terdiri dari sebuah motor DC dan sebuah poros rotor yang keduanya dihubungkan oleh sebuah kopling fleksibel.  Sistem poros rotor ini ditumpu oleh dua buah bantalan gelinding, sedangkan rotor dari motor DC juga ditumpu oleh dua buah bantalan gelinding yang berada dalam badan motor. Pada masing-masing ujung motor maupun ujung rotor ditempelkan sebuah enkoder inkrimental (increemental encoder) dengan resolusi 1000 pulsa per putaran. Seluruh sistem ini ditumpu oleh landasan (base) yang cukup kaku.

Gambar 1. Perangkat Uji Sistem Poros Rotor

  

Penyusunan Model Perangkat Uji

Langkah awal yang dilakukan dalam penelitian adalah pemodelan untuk memperkirakan frekuensi pribadi torsional perangkat uji. Pemodelan elemen hingga ini dilakukan pada sistem poros-rotor dengan menggunakan dua jenis kopling fleksibel yang berbeda, yaitu kopling selang dan kopling cakar.

Pemodelan dimulai dengan penggambaran sistem poros-rotor pada perangkat lunak Autodesk Inventor 11 Proffesional. Gambar 2 memperlihatkan model elemen hingga dari perangkat uji sistem poros-rotor. Gambar ini kemudian ditransfer menjadi sebuah model elemen hingga dengan bantuan perangkat lunak ANSYS Workbench 11. Tidak semua komponen pada perangkat uji perlu dimodelkan di Inventor, karena hanya bagian tertentu yang dianggap berkontribusi pada getaran torsional saja yang perlu dimodelkan. Bagian yang kemungkinan berkontribusi terhadap getaran torsional adalah rotor motor DC, sistem poros-rotor dan kopling fleksibel.

Pada pemodelan ini, jenis elemen yang digunakan adalah elemen solid. Elemen solid merupakan elemen dasar yang membentuk model tiga dimensi. Adapun jenis kondisi batas yang digunakan adalah tumpuan silindris yang diterapkan pada keempat tumpuan perangkat uji seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Tumpuan silindris ini menyebabkan sistem poros-rotor hanya dapat bergerak dalam arah torsional tetapi tidak dapat bergerak dalam arah aksial maupun lateral.

Gambar 2. Model Elemen Hingga Perangkat Uji Sistem Poros-Rotor

Pemodelan dinamik untuk sistem poros-rotor, baik menggunakan kopling selang maupun kopling cakar, dibatasi sampai sampai tiga frekuensi pribadi torsional pertama. Hasil dari pemodelan ini ditampilkan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Tiga Frekuensi Pribadi Torsional Hasil Pemodelan

Dari tiga buah frekuensi pribadi yang diperoleh dari hasil pemodelan, hanya frekuensi pribadi pertama saja yang patut mendapatkan perhatian karena modus getar torsionalnya akan dapat diukur dengan perangkat uji yang digunakan. Selain itu, motor yang digunakan juga memiliki kecepatan putar hanya sampai kira-kira 1500 rpm sehingga frekuensi pribadi kedua maupun ketiga besar kemungkinan tidak akan tereksitasi.

3.        Jurnal : “ANALISA GETARAN PADA POMPA SENTRIFUGAL SISTEM PENYAMBUNGAN KOPLING SABUK UNTUK MONITORING KONDISI”

Metodologi Penelitian

Subjek penelitian ini adalah poros pompa sentrifugal yang terhubung dengan poros motor dengan sistem penyambungan kopling sabuk yang diikat dengan baut dan mur, dipasang sesuai model instalasi sederhana. Spesifikasi pompa penelitian sebagai berikut :

•   Merk                 :   Grundfos

•   Head                 :   70  m

•   Kapasitas          :   30 ltr / det

•   Daya                 :   3700 watt

•   Voltage             :   380 volt

•   Putaran             :   2950 rpm

Prinsip kerjanya dimulai dengan daya dan putaran dari motor listrik  diteruskan ke poros motor dengan sistem penyambungan kopling sabuk yang diikat dengan baut dan mur diteruskan ke poros pompa sentrifugal. 

Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini antara lain :

A.    Motor listrik Marelli Motori yang digunakan dalam penelitian ini adalah peralatan yang  sudah ada atau akan dibuat oleh peneliti. Alat pengujian ini merupakan satu kesatuan dari komponen berikut poros motor dan flens yang terhubung dengan poros dengan daya 3700 watt dan putaran 2950 rpm, yang digunakan untuk meneruskan putaran keporos pompa .

B.     Pompa sentrifugal Grundfos  yang digunakan dalam penelitian ini adalah peralatan yang sudah ada atau akan dirancang oleh peneliti. Pengujian ini merupakan satu kesatuan dari komponen berikut : motor dan flens yang terhubung dengan poros dengan daya 3700 watt dan putaran 2950 rpm terhubung dengan sistem penyambungan kopling sabuk yang meneruskan keputaran poros pompa dengan kapasitas aliran 30 liter/s, yang digunakan untuk memompa dan mensirkulasikan fluida air.

C.     Poros motor yang digunakan ø43 mm dengan panjang 90 mm, digunakan meneruskan putaran ke poros pompa sentrifugal.

D.    Poros pompa yang digunakan ø32 mm dengan panjang 90 mm, digunakan meneruskan putaran dari poros ke impeller pompa untuk memompa dan mensirkulasikan fluida air.

E.     Flens motor dan pompa yang digunakan ø165 mm dengan 25 mm

F.      Sabuk digunakan dalam penelitian ini adalah sabuk yang terdiri dari tiga tipe ukuran seperti terlihat pada gambar 10,  yang diikat dengan baut dan mur pada flens.

G.    Kamera digital Canon dan HP Nokia C2, yang akan digunakan untuk mengabadikan eksperimental.

H.    Digital Photo Contact Tachometer, digunakan untuk mengukur putaran poros pompa.

Set up peralatan pengujian dilakukan untuk memperoleh data eksperimental sebagai berikut:

A.    Hubungkan Vibrometer dengan power supplay dan labjack.

B.     Hubungkan Labjack Vibrometer dengan menggunakan probe analog.

C.     Hubungkan labjack ke PC dengan mengunakan USB cable.

D.    Pasang dan operasikan vibrometer dengan  tegangan 12 Volt/1A yang arusnya diatur melaui power supplay.

E.     Kondisikan jarak antara vibrometer dengan poros pompa dengan jarak 24 cm

F.      Operasikan motor dan pompa dan biarkan bekerja berputar sekitar 20 menit untuk kestabilan putaran

G.    Arahkan vibrometer laser keporos pompa dan mulai lakukan pengukuran dan pengamatan sesuai dengan variabel yang di inginkan dan labjack dapat digunakan converter untuk memonitor dan mengontrol  kerja dari PC laptop.

Gambar 1. Tachometer dan vernier caliper

Gambar2. Vibration meter dan cara mengukur

Gambar 3. Labjack

Gambar 4. Probe Analog dan USB Cable

Metode pengujian yang dilakukan yaitu pengujian langsung, dimana pada pengujian ini, seluruh variabel nilainya didapat dari hasil pengukuran dan digunakan sebagai bahan pengamatan atau analisis. Pada pengujian ini variabel yang digunakan terdiri dari respon getaran dan fenomena getaran.

Penyelidikan getaran yang timbul akibat variasi jarak kopling, konfigurasi posisi pemasangan sabuk ke kopling, lebar dan tebal sabuk dengan titik pengukuran searah sumbu horizontal. Pengukuran dilakukan pada titik yang telah ditentukan yaitu dengan pengambilan berdasarkan time domain, dan frekuensi domain dimana titik berat pengukuran berada pada poros pompa yang berputar.

Secara eksperimental pengujian dan pengambilan data dilakukan untuk memperoleh karakteristik getaran akibat dari sistem penyambungan kopling sabuk pada poros pompa.

Gambar 5. Hubungan pengukuran dan monitoring obyek pemantauan dengan analisis data

Gambar 6. Data Pengamatan

Sesuai dengan maksud  penelitian, variabel ini menjadi fokus perhatian yang perlu dikondisikan untuk pengolahan data guna mendapatkan suatu hasil yang mendekati sempurna.

Adapun variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah :

a)      Putaran input dari motor

b)      Putaran output dari motor keporos pompa

c)      Jarak antara kedua  kopling

d)     Lebar dan tebal sabuk yang dipasang

e)      Posisi pemasangan sabuk ke kopling