34 BAB II PERATAAN (LEVELLING) DAN PENJAJARAN (ALIGNMENT) Tujuan Pelajaran 4 Menyetel kerataan rakitan mesin, dengan memperhatikan prosedur keselamatan kerja. Kriteria Penilaian Mendemonstrasikan prosedur yang benar ketika menyetel kerataan rangka dan pelat dasar (bedplate) mesin.
2.1 Perataan (Levelling) Meja/Landasan (Bedplate ) Proses penyetelan dan pemerataan memastikan titik-titik pemasangan mesin tetap rata. Bedplate harus dipasang pada machine flat dimana mesin dipasang dan ini dapat dibuat sebagai acuan dalam proses perataan. Apabila tidak perlu terlalu datar maka permukaan datar horizontal yang ada pada Bedplate dapat digunakan. Untuk sebagian besar mesin, kedataran suatu alas dapat ditentukan dengan menggunakan alat spirit level, tetapi untuk peralatan yang besar, atau diperlukan ketepatan yang khusus, maka alat level surveyor dapat digunakan. 1.
Penggunaan Shim Bed plate dapat diratakan dengan menggunakan shimlogam (metal shim) yang dapat
disetel saat proses pemerataan. Bahan shimsebaiknya anti karat dan cukup besar untuk menahan beban mesin. Apabila shimtidak dapat menahan beban maka penjajaran akan rusak. Shimbisa dibuat dari bahan yang rata atau yang berbentuk lekukan dan harus selalu diletakkan di anchor bolt (jangkar fondasi) dimana beban mesin terkonsentrasi. Apabila shimyang tipis digunakan, maka dianjurkan agar melapisi jangkar fondasi.
Gambar 2.1 Shim yang tipis yang dapat melingkari jangkar fondasi
[email protected]
35 Gambar 2.2 Shim yang diletakkan di jangkar fondasi (A) saat penjajaran
2.
Menyetel Kerataan dan Meluruskan Mesin Mesin yang tidak lurus atau penyetelan kerataannya dilakukan secara kurang tepat,
merupakan
penyebab
bergetarnya
mesin
dan
sering
menimbulkan
masalah.
Ketidaklurusan dan penyetelan kerataan yang kurang tepat merupakan masalah pemeliharaan (maintenance) karena masalah tersebut dapat diperbaiki dan dicegah dengan menggunakan prosedur pemeliharaan yang benar.
Dengan demikian, setiap
orang yang terlibat dalam pemasangan dan pemeliharaan mesin harus mengerti tentang berbagai macam prosedur dan harus mampu memilih dan mengimplementasikan prosedur tersebut secara tepat untuk aplikasi-aplikasi tertentu. Setelah mesin diletakkan pada pondasi, pertama kali Bedplate
harus disetel kerataannya, kemudian baru
komponen-komponen mesin. 3.
Menyetel Kerataan Bedplate Bedplate
untuk mesin dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran.
Beberapa
Bedplate sudah menyatu dengan mesin utama, sedangkan yang lain hanya berupa titiktitik pemasangan (mounting point) untuk perlengkapan lain, seperti pompa dan penggeraknya. Penyetelan kerataan Bedplate tergantung pada kemampuan menemukan titik-titik kerataan yang cukup. Beberapa Bedplate memiliki permukaan yang halus untuk membantu penyetelan kerataan, ada pula yang tidak. Jika penyetelan kerataan sangat diperlukan dan Bedplate tidak rata, maka mesin perlu dilepaskan dan gunakan titik-titik pemasangan yang sudah halus sebagai acuan penyetelan kerataan. A. Prosedur Penyetelan bedplate Prosedur ini berlaku bila anda menyetel langsung kerataan Bedplate , tetapi berlaku juga untuk penyetelan secara langsung kerataan mesin. 1. Tempatkan spirit level pada permukaan halus Bedplate untuk mengukur permukaan. 2. Dengan menggunakan, Baut jangkar (Adjuster Bolt), pasak (wedge) atau dongkrak, naikkan ujung bawah hingga dicapai tingkat kerataan Bedplate yang diperlukan. Catatan: Kedua sisi Bedplate perlu diperiksa.
[email protected]
36
Gambar 2.3 Memeriksa kedua sisi Bedplate
3. Putar spirit level untuk mengukur pada posisi tegak lurus terhadap pembacaan pertama dan pasang pada permukaan halus Bedplate 4. Dengan menggunakan pasak (wedge) atau dongkrak, naikkan sisi bawah hingga Bedplate mencapai kerataan yang diperlukan. 5. Putar spirit level kembali ke arah asalnya dan periksa lagi setelan pertamanya. Jika perlu, ulangi pemeriksaan hingga kedua pembacaan benar. Catatan:Kedua ujung Bedplate juga perlu diperiksa untuk memastikan bahwa Bedplate tersebut sudah rata dari seluruh arah. 6. Kencangkan baut jangkar dan periksa kembali kerataan. Penyetelan lebih lanjut mungkin saja diperlukan. Jika demikian, kendurkan baut jangkar dan tambahkan lagi packing di bawah sisi bawah. jika perlu. Jika wedge telah digunakan untuk menyetel kerataan Bedplate , prosedur berikut ini perlu digunakan: 7. Ukur tinggi antara kaki Bedplate
dan pondasi. Ini dapat dilakukan degan
menggunakan penggaris baja atau jangka sorong (vernier caliper) 8. Pilih sebuah pelat logam atau jenis pelat lainnya untuk mengisi celah yang sudah terukur di bawah setiap kaki. Gunakan pelat sesedikit mungkin. 9. Potong pelat sesuai dengan ukuran yang diperlukan. 10. Jika perlu, potong atau buat slot di dalam pelat untuk dipaskan dengan baut jangkar. 11. Pastikan bahwa pelatnya rata dan hilang setiap benjolan. 12. Geser pelat di bawah Bedplate sampai posisinya benar. Catatan: Wedge harus diposisikan pada salah satu sisi bidang ini. 13. Setelah pelat berada pada posisinya, lakukan pemeriksaan untuk melihat apakah masih ada celah yang tertinggal. Jika ada, potong shim setebal celah tersebut agar menutupi celah tersebut. 14. Naikkan Bedplate, letakkan masing-masing shim pada bagian atas potongan pakingnya dan geser setiap paking di bawah kakinya masing-masing.
Lepaskan
wedge 15. Turunkan Bedplate sampai pada posisinya pada paking dan periksa apakah sudah rata. Setel dengan menambahkan shim di bawah kaki yang masih rendah. B. Meratakan Bedplate di fondasi Prosedur yang berikut ini dapat diikuti untuk meratakan Bedplate pada fondasi
[email protected]
37 1. Bersihkan fondasi dan hilangkan semua kotoran dari daerah sekitar fondasi. Pastikan jangkar fondasi sudah terpasang dengan benar. 2. Letakkan Bedplate yang sudah dipasang mesin diatas fondasi. Letakkan shim dekat masing-masing jangkar fondasi dan shim pertama dibawah Bedplate. Jumlah shimyang dipakai dibawah jangkar fondasi bervariasi tergantung dari ukuran dan berat mesin. Shim harus cukup kuat untuk menahan beban Bedplate dan mesin. 3. Base plate yang mempunyai permukaan mesin untuk meratakan dapat diperiksa dengan memasang spirit level pada permukaan yang datar.
4. Atur shimyang ada di bawah jangkar fondasi sampai Bedplate rata pada kedua arah. Hal ini dapat dicocokkan dengan mengkalkulasi hasil dalam Gbr. 2.4
Gambar 2.4 Menentukan ukuran dengan menggunakan feeler gauge
5. Dengan menggunakan feeler gauge (Gbr. 2.4), tentukan besarnya pencocokan yang diperlukan agar spirit level menjadi horizontal. Pencocokan di titik mounting dapat dikalkulasi dengan cara sebagai berikut:
S Shim = × L l Dimana
S = ukuran feeler gauge dalam mm. L = jarak tengah antara jangkar fondasi B, B dalam mm. l = panjangnya spirit level dalam mm.
6. Kencangkan jangkar fondasi dan periksa spirit level sekali lagi. Atur spirit level jika perlu. 7. Ulangi langkah-langkah diatas. Apabila semua sudah berada dalam batas-batas yang dapat diterima, kencangkan semua jangkar fondasi untuk memastikan semua shimberada pada posisi yang benar. 4.
Prosedur Kaki Lunak (Soft Foot) Bila pondasi sudah dibuat, permukaan yang betul-betul rata hampir tidak mungkin
dicapai. Ini dapat menyebabkan satu atau lebih kaki pada mesin atau Bedplate tidak tertopang sepenuhnya ketika mesin ditempatkan pada posisinya. Bahkan, pada pondasi yang sudah dirancang sempurna pun, faktor-faktor seperti pengerutan beton, distorsi karena perubahan temperatur, dan penurunan tanah dasar dapat mengubah bentuk atau
[email protected]
38 melengkungkan
pondasi
pada
titik-titik
kontaknya
denganrumah
mesin
yang
menyebabkan perlengkapan duduk tidak rata pada dasarnya. Ini hanya dapat terjadi pada mesin yang mempunyai empat atau lebih kaki dan biasanya dikenal dengan istilah “kaki lembut” (soft foot). Masalah yang dihadapi dengan soft foot adalah bila baut jangkar dikencangkan, Bedplate
dapat terpuntir, sehingga
menyebabkan kopeling dan alat-alat mekanis lainnya menjadi tidak lurus. Jika dilakukan pemeriksaan yang sempurna selama pemasangan mesin, maka masalah soft foot dapat dihilangkan. Untuk mengetahui apakah masalah masih ada, beberapa langkah sederhana atau mudah dapat dilakukan, sehingga dengan demikian, dapat diketahui apakah kaki-kaki mesin sudah mengemban beban secara merata. Prosedur 1 1. Pastikan bahwa baut jangkar Bedplate sudah longgar. 2. Dengan menggunakan feeler gauge, lakukan pengujian untuk mengetahui apakah terdapat celah di antara bagian atas paking shim dan bagian dasar Bedplate. Jika terdapat celah, maka harus ditambahkan lebih banyak shim di bawah kaki ini untuk menutup celah tersebut. 3. Periksa kembali untuk memastikan bahwa Bedplate masih rata pada kedua arah. Prosedur 2 1. Pastikan bahwa baut jangkar sudah longgar. 2. Pasang dial indicator seperti anda akan meluruskan kopeling. 3. Putar kopeling ke posisi pukul 12 dan setel dial pada angka nol. 4. Putar kopeling ke posisi pukul 3, 6, dan 9 dan catat pembacaan pada lokasi-lokasi tersebut. Kencangkan lagi baut jangkar. 5. Periksa pembacaan pada dial indicator, pada posisi pukul 12, 3, 6, dan 9.
Jika
ternyata posisi poros mengalami defleksi lebih dari 0,05 mm, hal ini menunjukkan adanya distorsi atau perubahan bentuk pada Bedplate 6. Kendurkan baut jangkar dan gunakan sebuah feeler gauge untuk mengetahui apakah terdapat clearance di antara Bedplate dan shim. 7. Setel shim dan periksa kembali seperti sebelumnya hingga defleksi yang tercatat pada kopeling kurang dari 0,05 mm. 8. Ketika penyetelan kerataan sudah selesai, pastikan agar semua baut jangkar sudah kencang. 9. Pemeriksaan
akhir
terhadap
menyelesaikan latihan ini. Prosedur 3
[email protected]
kelurusan
kopeling
harus
dilakukan
setelah
39 1. Pasang dial indicator pada pondasi di dekat setiap pojok elemen mesin, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Periksa apakah terjadi ‘soft foot’ perubahan bentuk rangka/rumah mesin
2. Kencangkan semua baut pondasi sampai pada besaran torsi yang diperlukan, dengan paking shim terpasang di bawah setiap kaki, dan nolkan semua dial indicator pada setiap pojok.
3. Mulai dari satu pojok/sudut elemen mesin, kendurkan baut pondasi pada sudut tersebut dan amati pembacaan pada dial indicator untuk mengetahui apakah kaki tersebut mengangkat. Atau tergantung. Catat pembacaan dan kencangkan kembali jangkar sebelum melanjutkan prosedur berikutnya..
4. Lanjutkan sekeliling mesin, kendorkan baut sudut, dan periksa setiap dial indicator jika baut pondasi sudah telah dikendurkan.
5. Jika setiap kaki telah diangkat lebih dari 0,05 mm, letakkan sebuah shim di bawah kaki sama dengan besaran gerakan yang ditunjukkan oleh dial indicator. Ada kemungkinan permukaan Bedplate berbentuk melengkung di sepanjang satu sisi atau pada sudut-sudut terdekat, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6 atau Gambar 2.7 Jika dial indicator sedang menunjukkan pembacaan 0,12 atau lebih, ini menandakan adanya masalah serius, dan pemeriksaan tambahan harus dilakukan untuk mengetahui penyebab yang pasti dari masalah tersebut.
[email protected]
40
Gambar 2.6 Kondisi Bedplate yang melengkung
Gambar 2.7 Kondisi baseplate yang miring Pada pondasi untuk mesin-mesin besar seperti mesin stasioner besar atau kompresor yang ditopang dengan papan penopang, mesin sangat sulit disetel kerataannya dengan ketiga metode tersebut di atas. Jika kerataan mesin tidak disetel secara benar, terpuntirnya crankcase, atau rangka akan menyebabkan poros engkol terdefleksi, yang akan sangat merusak poros engkol (crank shaft) dan bearing. Langkah 1. Pada pondasi dengan pelat miring (mungkin ada 4, 6 atau lebih) tempatkan shim dengan ketebalan sekitar ½ inci (12 mm). Langkah 2. Dengan menggunakan mechanist level dan straight edge (pisau perata, setel kerataan keempat sudut luar seakurat mungkin dengan metode ini.
Setel kerataan sekeliling
perimeter serta bidang horizontalnya. Langkah 3 Jika ada pelat alas pusat, pertahankan agar shim lebih rendah dari sudut-sudut. Akan disetel setelah prosedur tersebut dilakukan. Langkah 4 Letakkan kompresor atau engine besar pada pondasi. Karena beratnya dan sesuai dengan rancangannya, mesin tersebut akan duduk pada shim walaupun terjadi kemiringan sedikit. Langkah 5. Dari Gambar dengan empat sudut yang sudah diberi nomor, kencangkan kedua baut penahan ujung untuk mengencangkan mesin. (1 dan 2 atau 3 dan 4).
[email protected]
41
Gambar: 2.8 Urutan Pengencangan Mesin
Langkah 6 Untuk gambar tersebut, anggaplah 3 dan 4 sudah dikencangkan. Kemudian dengan dua dial indicator, yang dicekam dengan menggunakan magnet stand, yang ditempatkan pada sudut 1 dan 2 dan disetel agar membaca setiap gerakan vertikal, kita akan melanjutkan prosedur penyetelan kerataan.
Gambar 2.9 Penggunaan Dial Dalam mengukur kerataan
Langkah 7. Dengan menggunakan baut pendongkrak (jacking bolt) pada sudut nomor satu, naikkan hingga dial indicator pada sudut nomor 2 menunjukkan angka 0,025 Pada titik ini di dalam prosedur, kita telah mengangkat mesin tepat lurus dengan ujung pondasi.
Catat
pembacaan pada dial indicator nomor satu. Langkah 8. Turunkan mesin dengan baut pendongkrak. (jacking bolt). Nolkan dialnya jika lurus dan lakukan prosedur yang sama dengan prosedur penggunaan baut pendongkrak (jacking bolt) pada sudut nomor 2. Langkah 9 Naikkan mesin hingga dial pada sudut nomor satu menunjukkan angka 0,025. Catat pembacaan pada dial indicator nomor dua. Langkah 10. Kurangkan pembacaan kecil dari pembacaan besar. Jika masih tersisa kurang dari 0,05 mm masih dianggap berada dalam batas-batas kelurusan. Jika lebih besar dari 0,05 mm maka bagi angka tersebut dengan dua dan tempatkan sejumlah shimming di bawah sudut yang mempunyai pembacaan terbesar.
[email protected]
42 Langkah 11 Dengan mesin-mesin seukuran ini, para pabrik pembuat akan memberikan crankcase sag yang sudah diketahui. Oleh karena itu ukurlah ruang di bawah rangka sampai shim dan tambahkan sag yang sudah diketahui tersebut dengan ukuran ini. Naikkan mesin dan tambahkan besaran shimming di bawah pad masing-masing. Langkah 12 Mesin siap dipasang dengan spesi semen. 2.2 Penjajaran Poros terhadap Bidang Datar dan tegak Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dalam setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros. Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanan yaitu; 1.
Poros transmisi, jenis poros ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan melalui kopling, roda gigi, pulli sabuk atau sproket rantai.
2.
Spindel, jenis poros ini relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran.
3.
Gandar, jenis poros ini tidak mendapatkan beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, sehingga hanya mendapatkan beban lentur Poros transmisi yang diperuntukkan pada putaran kerja yang cukup tinggi perlu
diperhatikan proses pengerjannya, sehingga diperoleh tingkat toleransi bentuknya (kelurusan, bentuk kebulatan, konsentrisitas, dan silindrisitasan). Buruknya kelurusan suatu poros akan menyebabkan kerusakan terutama pada mesin rotari. Memperbaiki pelurusan suatu poros merupakan bentuk perawatan pencegahan (preventif maintance) yang efektif. Bentuk penjajaran yang buruk suatu poros disebabkan oleh kesalahan paralel dan kesalahaan sudut. Dalam praktek dua bentuk kesalahan tersebut selalu terjadi bersamasama. Tujuan penjajaran adalah meluruskan dua bagian mesin yang berputar sedemikian rupa, sehingga kedua poros terpasang pada satu garis lurus. Kelurusan poros yang buruk menyebabkan gaya tambahan pada bantalan poros, sehingga menyebabkan umur bantalan menjadi sangat kurang. Ketidak lurusan poros akan menyebabkan: 1. Meningkatkan beban bantalan 2. Mengurangi umur bantalan 3. Meningkatkan keausan sil 4. Meningkatkan suara (kebisingan) 5. Meningkatkan penggunaan energi
[email protected]
43 6. Meningkatkan getaran mesin 2.3 Penjajaran dan kerataan dua poros Dalam bidang teknik pengukuran selalu dilakukan sebelum senuah motor harus dihubungkan dengan sumbu, misalnya pada sebuah baling-baling kapal yang harus dihubungkan pada sebuah motor dengan bantuan sumbu/poros. Sumbu-sumbu harus diukur dengan cermat. Adapun prinsip pengukuran terdiri dari tiga macam penanganan yaitu: 1. Mengukur posisi dari sumbu-sumbu 2. Menimbang/menilai hasil pengukuran 3. Menyetel salah satu mesin dengan sumbu pada posisi yang tepat 2.3.1 Ketidaklurusan pada poros Secara umum kesalahan penjajaran/ketidaklurusan (misalignment) posisi poros ada dua jenis: 1.
Ketidaklurusan paralel/offset (parallel misalignment) Hal ini terjadi jika garis sumbu dari kedua poros terletak sejajar tetapi berjarak, jadi
kedua garis sumbu tidak memotong dan hal ini terjadi secara horisontal maupun vertikal.
Gambar 2.10 Ketidaklurusan paralel/offset (parallel misalignment)
2.
Ketidaklurusan sudut (angular misalignment) Hal ini terjadi jika garis sumbu kedua poros saling berpotongan dan hal ini juga
dapat terjadi baik secara horisontal maupun vertikal.
α
Gambar 2.11 Ketidaklurusan sudut (Angular misalignment)
[email protected]
44 Dalam kondisi sebenarnya kesalahan/ketidaklurusan tersebut bisa terjadi secara bersamaan atau disebut ketidaklurusan/kesalahan kombinasi
Gambar 2.12 Ketidaklurusan Kombinasi (Combination misalignment)
Mesin modern, karena kecepatannya lebih tinggi dan memiliki landas poros dan diameter shaft yang lebih kecil, memerlukan penjajaran yang tepat. Penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi ketepatan penjajaran, semakin lama usia mesin tersebut dan hampir 50% dari semua kerusakan pada peralatan rotasi adalah akibat salah penjajaran. Proses penjajaran termasuk koreksi vertikal dan horizontal. Jangan menggunakan lebih dari tiga shimper kaki. Toleransi vertikal sampai dengan 3 mm dapat dilakukan dengan hanya menggunakan tiga shim. Shim seperti ini dapat dipakai kembali. Untuk memastikan bahwa kedudukan pelat fondasi rata dan tidak merusak fondasi, tombol indikator dan prosedur straight edge dapat digunakan seperti halnya penggunaan coupling alignment. Prosedur semacam ini memerlukan peralatan yang benar, waktu, dan pengetahuan tentang trigonometri. Tombol indikator mempunyai tombol yang besar dan setiap kali membuat satu revolusi menunjukkan 0.100” (skala british). Jam tangan kecil yang ada pada permukaan tombol besar menunjukkan berapa banyak revolusi yang telah dilalui jam tangan besar.
Gambar 2.13 Meratakan dan meletakkan bedplate di fondasi dengan meluruskan shaft menggunakan tombol indikator dan straight edge
[email protected]
45 Dengan adanya tombol indikator kita dapat memeriksa posisi relatif shaft mesin sebelum dan sesudah jangkar fondasi bedplate dikencangkan. Apabila posisinya berubah, maka ini berarti bedplate rusak saat baut dikencangkan. Masalah ini dapat diatasi dengan melepaskan jangkar fondasi satu per satu dan menggunakan feeler gauge untuk mencari bagian mana yang memerlukan shim dibawah bedplatenya sehingga tidak terjadi kerusakan.
2.3.2
2.3.3
Sebab-sebab ketidaklurusan
fondasi tidak stabil
plat dasar tidak rata ketika dipasang
perubahan bentuk akibat temperatur
pipa melar akibat lelah
poros bengkok
bearing rusak
coupling rusak
faktor bar sag/kelgnkungan batang dial
dial indicator macet
pembacaan dial indicator tidak sampai 3600
dial indikator tidak menyentuk atau terlalu menekan
pembacaan metoda cross dial tidak persis 1800 berseberangan
aksial float dapat mempengaruhi metoda rim and face
tidak cukup ruang untuk menggeser mesin
getaran
baut tanam kendor atau rusak/patah
kesalahan pembacaan dial baik positif ataupun negatif
kesalahan pembacaan dengan penyeimbangan dial indikator
penghitungan yang salah
kurang pengalaman lapangan
Gejala-gejala poros yang tidak lurus:
bergetar
bearing rusak
coupling rusak
baut tanam patah
bagian-bagian dalam pengencang retak
[email protected]
46 2.3.4
Penggunaan Tombol Indikator pada Penjajaran poros (Shaft)
1. Tombol Indikator Cara kerja indikator harus dimengerti sepenuhnya sebelum digunakan pada penjajaran shaft. Hal-hal yang perlu diingat adalah saat plunger (torak pipa) dilepas, gauge menunjukkan angka negatif, dan apabila ditekan maka hasilnya positif.
Gambar 2.14 Membaca tombol indikator
Penting untuk diingat bahwa apabila tombol indikator disetel ke nol sebelum dibaca hasilnya, juga torak harus berada dalam posisi tengah agar dapat bergerak ke arah manapun. 2. Total Indicator Run-out (TIR) Apabila pembacaan saat tombol indikator 180°, yaitu dari atas ke bawah atau dari kiri ke kanan, perbedaan hasil dikenal dengan total indicator run-out. Agar hasilnya dapat ditafsirkan dengan benar, harus dimengerti bahwa total indicator runout adalah dua kali shaft centre-line offset. Pada saat indikator diputar menjadi 180°, shaft offset berlipat ganda di skala indikator, seperti dapat dilihat dibawah ini:
[email protected]
47
Gambar 2.15 Total indicator run-out
TOTAL INDICATOR RUN-OUT (TIR) = A - B = (X + R) - (X- R) = 2R
Gambar 2.16 Total indicator run-out = 2 × shaft run-out
[email protected]
48
[email protected]
