BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS 4.1 Perhitungan Frekuensi Cacat Bantalan Spesimen Uji Perhitungan frekuensi cacat spesimen bantalan uji dilakukan dengan memanfaatkan fitur GUIDE yang terdapat pada perangkat lunak MATLAB 7.3. pada tugas sarjana ini digunakan bantalan FAG6211 yang dioperasikan pada kecepatan 900 rpm dan 1200 rpm.
Gambar 4.1 Hasil perhitungan frekuensi cacat bantalan pada kecepatan putar 900 rpm.
Gambar 4.2 Hasil perhitungan frekuensi cacat bantalan pada kecepatan putar 1200 rpm.
21
4.2
Implementasi metoda peakvue menggunakan MATLAB Berikut ini merupakan contoh ilustrasi grafik hasil perhitungan tahapan metoda
peakvue seperti telah dijabarkan pada Gambar 2.5. Pada ilustrasi ini, bantalan uji memiliki cacat lintasan dalam diputar pada kecepatan 900 rpm dengan arah peletakan sensor horizontal.
Gambar 4.3 Grafik Bantalan cacat BPFI 900 rpm arah sensor horizontal (Raw Signal).
Gambar 4.4 Grafik Bantalan cacat BPFI 900 rpm arah sensor horizontal (Filtered Signal).
22
Gambar 4.5 Grafik Bantalan cacat BPFI 900 rpm arah sensor horizontal (Rectified Signal).
Gambar 4.6 Grafik Bantalan cacat BPFI 900 rpm arah sensor horizontal (Amplified Signal).
23
Gambar 4.7 Grafik Bantalan cacat BPFI 900 rpm arah sensor horizontal (Amplified Signal hasil deteksi puncak).
Berdasarkan ilustrasi Gambar 4.3 sampai 4.7 yang merupakan rangkaian tahapan analisis metoda peakvue, disimpulkan bahwa nilai peakvue bantalan tersebut yaitu sebesar 7,865G. Prosedur serupa dilakukan sebanyak lima kali, kemudian hasil perhitungan dirataratakan. Hasil pengujian masing-masing bantalan kemudian diakumulasikan dalam Tabel 4.1 sampai 4.6.
4.2.1
Analisis getaran bantalan bola tanpa cacat
Pengujian dilakukan pada kecepatan putar 900 rpm dan 1200 rpm sebanyak lima kali masing-masing dengan arah penempatan sensor baik vertikal maupun horizontal. Seluruh hasil analisis kemudian ditampilkan pada Tabel 4.1 dan 4.2.
Tabel 4.1 Hasil perhitungan bantalan tanpa cacat dengan kecepatan putar 900 rpm. Kecepatan putar [rpm]
900
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
0
0
Pengujian 2
0
0
Pengujian 3
0
0
24
Pengujian 4
0
0
Pengujian 5
0
0
Rata-rata
0
0
Tabel 4.2 Hasil perhitungan bantalan tanpa cacat dengan kecepatan putar 1200 rpm. Kecepatan putar [rpm]
1200
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
0
0
Pengujian 2
0
0
Pengujian 3
0
0
Pengujian 4
0
0
Pengujian 5
0
0
Rata-rata
0
0
Seluruh hasil perhitungan nilai peakvue seperti tertera pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 menunjukkan bahwa bantalan uji memang belum memiliki cacat. Kesimpulan ini didapat dengan membandingkan nilai rata-rata tiap kecepatan putar terhadap standar yang ditunjukkan pada Tabel 2.1.
4.2.2 Analisis getaran bantalan bola dengan cacat BPFO Pengujian dilakukan pada kecepatan putar 900 rpm dan 1200 rpm sebanyak lima kali masing-masing dengan arah penempatan sensor baik vertikal maupun horizontal. Seluruh hasil analisis kemudian ditampilkan pada Tabel 4.3 dan 4.4. Tabel 4.3 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFO dengan kecepatan putar 900 rpm. Kecepatan putar [rpm]
900
Penempatan sensor
Horizontal [G]
Vertikal [G]
Pengujian 1
0
0
Pengujian 2
0
0
Pengujian 3
0
0
Pengujian 4
0
0
Pengujian 5
0
0
Rata-rata
0
0
25
Tabel 4.4 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFO dengan kecepatan putar 1200 rpm. Kecepatan putar [rpm]
1200
Penempatan sensor
Horizontal [G]
Vertikal [G]
Pengujian 1
0
0
Pengujian 2
0
0
Pengujian 3
0
0
Pengujian 4
0
0
Pengujian 5
0
0
Rata-rata
0
0
Seluruh hasil perhitungan nilai peakvue seperti tertera pada Tabel 4.3 dan Tabel 4.4 menunjukkan bahwa bantalan uji belum memiliki cacat. Nilai ini tidak sesuai dengan Tabel 2.1 yang menyatakan bahwa jika suatu bantalan memiliki cacat pada lintasan luar memiliki nilai peakvue minimum sebesar 6G, berlaku baik pada kecepatan putar 900 rpm maupun 1200 rpm. Kesalahan ini salah satunya dapat disebabkan karena perbedaan tingkat kekencangan baut yang selalu diatur ketika hendak melakukan penggantian bantalan. Perbedaan ini dapat menyebabkan terjadinya kasus kelonggaran mekanik. Kasus kelonggaran mekanik biasanya timbul pada nilai kecepatan putar sub-harmonik (1/2 x RPM ) atau inter-harmonik (3/2 x RPM).
Gambar 4.8 Baut pengencang bantalan.
26
4.2.3 Analisis getaran bantalan bola dengan cacat BPFI Pengujian dilakukan pada kecepatan putar 900 rpm dan 1200 rpm sebanyak lima kali masing-masing dengan arah penempatan sensor baik vertikal maupun horizontal. Seluruh hasil analisis kemudian ditampilkan pada Tabel 4.5 dan 4.6.
Tabel 4.5 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFI dengan kecepatan putar 900 rpm. Kecepatan putar [rpm]
900
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
7,865
18,926
Pengujian 2
14,855
7,765
Pengujian 3
12,942
17,746
Pengujian 4
9,694
19,105
Pengujian 5
16,155
19,520
Rata-rata
12,302
16,612
Tabel 4.6 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFI dengan kecepatan putar 1200 rpm. Kecepatan putar [rpm]
1200
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
24,634
24,298
Pengujian 2
29,735
29,637
Pengujian 3
21,656
29,493
Pengujian 4
17,166
25,311
Pengujian 5
21,362
24,040
Rata-rata
22,910
26,556
Seluruh hasil perhitungan nilai peakvue seperti tertera pada Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 menunjukkan bahwa bantalan uji dengan cacat lintasan dalam memiliki cacat yang cukup serius karena melalui hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai peakvue sudah jauh melebihi batas minimum sebesar 3G. Berdasarkan pengujian ini dapat disimpulkan bahwa bantalan ini sudah tidak layak jika seandainya hendak dioperasikan. Fenomena lain yang juga bisa terbukti melalui pengujian ini adalah nilai peakvue akan meningkat seiring dengan kenaikan nilai kecepatan putar.
27
4.3
Implementasi metoda peakvue menggunakan mikrokontroler ATMEGA32 4.3.1 Pengaturan compiler CodevisionAVR 1.25.3 Sebelum
penerapan
metoda
peakvue
dilakukan,
pengujian
menggunakan
mikrokontroler didahului dengan beberapa pengaturan dan sedikit pengujian sederhana untuk menguji fitur-fitur yang hendak digunakan. Berikut ini ditampilkan beberapa pengaturan untuk fitur-fitur yang akan dipakai dalam menerapkan metoda peakvue.
Gambar 4.9 Pengaturan awal compiler CodevisionAVR 1.25.3
4.3.2 Pengujian fitur ADC Mikrokontroler ATMEGA 32 Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan peralatan bantu Signal Generator yang mampu membangkitkan sinyal sinusoidal. Pada percobaan ini, beberapa fitur yang dapat diuji yaitu fitur ADC dan Timer0 yang digunakan untuk mengatur frekuensi cuplik. Sebelum sinyal sinusoidal dicuplik oleh mikrokontroler, sinyal terlebih dahulu dilewatkan pada dua buah resistor bernilai sama. Skema rangkaian dapat dilihat pada bagian lampiran. Pemakaian dua buah resistor yang bernilai sama ini ditujukan untuk menggeser nilai sinyal tegangan negatif karena mikrokontroler hanya mampu mencuplik sinyal yang berkisar antara 0 Volt sampai dengan 5 Volt. Pengujian sederhana ini dilakukan dengan memberikan sinyal sebesar 2V dan frekuensi 20 Hz yang dicuplik dengan frekuensi cuplik 100 Hz..
28
sinyal 2V 20 Hz
2.5 2 1.5 V input [V]
1 0.5 0 -0.5 0
20
40
60
80
100
-1 -1.5 -2 -2.5
data [-]
Gambar 4.10 Hasil pencuplikan sinyal 2V 20 Hz
Pengujian dilanjutkan dengan memberikan sinyal masukan sebesar 100mV frekuensi 20 Hz dan frekuensi cuplik tetap bernilai 100 Hz. sinyal 100m V 20 Hz
0.3 0.25
V input [V]
0.2 0.15 0.1 0.05 0 -0.05
0
20
40
60
80
100
-0.1 Data [-]
Gambar 4.11 Hasil pencuplikan sinyal 100mV 20 Hz.
Hasil pengujian menunjukkan adanya pergeseran sumbu horizontal sebesar 0,12 Volt. Hal ini salah satunya disebabkan karena efek pemakaian dua buah resistor guna mendeteksi sinyal diferensial. Pengujian dilanjutkan dengan nilai tegangan sinyal serupa, tetapi dengan melewatkan sinyal melalui elemen amplifier diferensial penguatan 10 kali.
29
sinyal 100m V 20 Hz am plifier 10x
2 1.5
V input [V]
1 0.5 0 -0.5 0
20
40
60
80
100
-1 -1.5 -2
data [-]
Gambar 4.12 Hasil penguatan sinyal 10 kali
Melalui pengujian sederhana ini, dapat diambil kesimpulan bahwa fitur ADC mikrokontroler ATMEGA32 kurang begitu baik jika dipakai untuk mendeteksi sinyal dengan nilai tegangan di bawah 1 Volt. Walaupun elemen penguatan dapat dilakukan oleh amplifier diferensial, hasil penguatan belum bisa diyakinkan mewakili seluruh kondisi sinyal asli mengingat karakteristik ATMEGA32 yang kurang baik dalam mendeteksi sinyal di bawah 1 Volt.
4.3.3 Analisis getaran bantalan bola tanpa cacat. Pengujian dilakukan pada kecepatan putar 900 rpm dan 1200 rpm sebanyak lima kali masing-masing dengan arah penempatan sensor baik vertikal maupun horizontal. Seluruh hasil analisis kemudian ditampilkan pada Tabel 4.7 dan 4.8. Berikut ini merupakan contoh grafik hasil perhitungan mikrokontroler bantalan tanpa cacat yang diputar pada kecepatan 900 rpm dengan arah sensor vertikal. Berbeda dengan analisis menggunakan MATLAB, Implementasi metoda peakvue menggunakan board ATMEGA32 dilakukan langsung di dalam chip mikrokontroler sehingga hasil yang didapat merupakan sinyal keluaran Amplified Signal seperti tertera pada Gambar 2.5. Data hasil perhitungan mikrokontroler kemudian dilewatkan pada program deteksi puncak dan diplot menggunakan MATLAB.
30
Gambar 4.13 Contoh grafik bantalan tanpa cacat 900 rpm arah sensor vertikal (Amplified Signal hasil deteksi puncak).
Tabel 4.7 Hasil perhitungan bantalan tanpa cacat dengan kecepatan putar 900 rpm Kecepatan putar [rpm]
900
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
3,297
3,377
Pengujian 2
3,320
3,431
Pengujian 3
3,332
3,093
Pengujian 4
3,041
3,265
Pengujian 5
3,593
3,516
Rata-rata
3.316
3,336
Tabel 4.8 Hasil perhitungan bantalan tanpa cacat dengan kecepatan putar 1200 rpm Kecepatan putar [rpm]
1200
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal log G]
Pengujian 1
3,521
4,368
Pengujian 2
3,962
3,845
Pengujian 3
3,851
3,662
Pengujian 4
4,214
3,502
Pengujian 5
4,164
3,841
Rata-rata
3,942
3,844
31
Seluruh hasil perhitungan nilai peakvue seperti tertera pada Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 menunjukkan bahwa bantalan uji sudah memiliki cacat dan dinyatakan rawan untuk beroperasi. Melalui ilustrasi di atas, terlihat bahwa hasil simulasi metoda peakvue menggunakan mikrokontroler tidak sama dengan hasil simulasi MATLAB. Berdasarkan pengujian ini, bantalan uji dapat dikatakan sudah memiliki kerusakan karena nilai peakvue berkisar di atas 3G.
4.3.4 Analisis getaran bantalan bola dengan cacat BPFO Pengujian dilakukan pada kecepatan putar 900 rpm dan 1200 rpm sebanyak lima kali masing-masing dengan arah penempatan sensor baik vertikal maupun horizontal. Seluruh hasil analisis kemudian ditampilkan pada Tabel 4.9 dan 4.10.
Tabel 4.9 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFO dengan kecepatan putar 900 rpm Kecepatan putar [rpm]
900
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
4,761
4,764
Pengujian 2
4,705
4,698
Pengujian 3
4,779
4,700
Pengujian 4
4,745
4,723
Pengujian 5
4,718
4,749
Rata-rata
4,741
4,726
Tabel 4.10 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFO dengan kecepatan putar 1200 rpm Kecepatan putar [rpm]
1200
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
4,847
4,940
Pengujian 2
4,833
4,729
Pengujian 3
4,786
4,955
Pengujian 4
4,860
4,922
Pengujian 5
4,741
4,916
Rata-rata
4,813
4,885
32
Berdasarkan hasil pengujian yang ditampilkan dalam Tabel 4.9 dan Tabel 4.10, bantalan dengan cacat lintasan luar masih dianggap layak untuk beroperasi. Hal ini dapat dikatakan demikian mengingat batas rawan untuk bantalan dengan cacat lintasan luar adalah 6G sesuai dengan Tabel 2.1.
4.3.5 Analisis getaran bantalan bola dengan cacat BPFI Pengujian dilakukan pada kecepatan putar 900 rpm dan 1200 rpm sebanyak lima kali masing-masing dengan arah penempatan sensor baik vertikal maupun horizontal. Seluruh hasil analisis kemudian ditampilkan pada Tabel 4.11 dan 4.12.
Tabel 4.11 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFI dengan kecepatan putar 900 rpm Kecepatan putar [rpm]
900
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
5,546
5,350
Pengujian 2
5,429
4,815
Pengujian 3
5,230
4,815
Pengujian 4
4,980
5,087
Pengujian 5
4,867
5,185
Rata-rata
5,210
5,051
Tabel 4.12 Hasil perhitungan bantalan cacat BPFI dengan kecepatan putar 1200 rpm Kecepatan putar [rpm]
1200
Penempatan sensor
Horizontal [log G]
Vertikal [log G]
Pengujian 1
5,146
5,546
Pengujian 2
5,305
5,345
Pengujian 3
5,248
5,331
Pengujian 4
5,363
5,379
Pengujian 5
5,013
4,843
Rata-rata
5,215
5,289
Seluruh hasil perhitungan nilai peakvue seperti tertera pada Tabel 4.11 dan Tabel 4.12 menunjukkan bahwa bantalan uji dengan cacat lintasan dalam memang memiliki cacat. mencapai 5G, melebihi batas aman yang diizinkan berdasarkan Tabel 2.1 yaitu 3G. 33
