Tugas Akhir (TM 1486)
IDENTIFIKASI KERUSAKAN ROLLING BEARING PADA HAMMER CLINKER COOLER BERBASIS ANALISA PEAKVUE DAN KURTOSIS
LUQMAN PURWADANI 2102 100 004 Pembimbing : Ir. Suwarmin, PE
PENDAHULUAN Hammer Clinker Cooler
Vibrasi /Getaran
LATAR BELAKANG
Salah satu equipment yang paling penting dalam produksi semen
Perlu adanya sistem maintenance yang baik
Proses kerjanya adalah impact pada putaran rendah
Menyebabkan kerusakan lokal & terdistribusi pada bearing
Indikator yang paling baik untuk mendiagnosa sebuah kerusakan
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.
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.
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.
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.
Tinjauan Pustaka Hammer Clinker Cooler
memecah ukuran clinker yang besar menjadi kecil
terdiri dari segment rotor disk yang diantaranya dipasangkan hammer dengan posisi seimbang dan di ujung-nya dipasangkan bearing (bantalan)
Proses kerjanya impact dan putaran rendah
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).
Tinjauan Pustaka Parameter-parameter dalam identifikasi kerusakan Macam-macam Parameter Diagnosa Failure : Defect
Vibrasi
Temp
Pelumas
Tekanan
Flow
Unbalance Misalignment Poros melengkung Rolling bearing rusak Journal bearing rusak
v v v v v
v v v v
v v
v
v
Roda gigi rusak
v
Looseness
v
Cracking
v
Noise
v
v
Dari tabel di atas, vibrasi merupakan indikator kondisi mekanikal dan indikator awal dari adanya cacat (defect) pada suatu mesin secara keseluruhan.
Tinjauan Pustaka
PRINSIP VIBRASI
PENGUKURAN VIBRASI : 442 - HAMMER COOL ER 442 CR-2 -B3H BEARING HAMMER
8
Rou te Wavefo rm 04-AUG -05 08:31:09
6 PK = 3.34 DAMP = 100.0 RPM = 562. RPS = 9.36
Velo c ity in m m /Sec
4
PK(+ ) = 5.88 PK(-) = 7.00 CREST F = 2.96
2
0
-2
-4
-6
-8 0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Revo lutio n Nu mb er
Hasil Pengukuran vibrasi adalah berupa time series (waveform), kemudian dirubah menjadi spektrum vibrasi (frequency domain) oleh proses FFT.
Proses FFT 442 - HAMMER COOL ER 442 CR-2 -B3H BEARING HAMMER
1.8
Rou te Spectru m 04-AUG -05 08:31:09
1.6 OVRAL L = 3.10 V-DG PK = 3.04 DAMP = 100.0 RPM = 562. RPS = 9.36
1.4
PK Ve lo city in m m /Se c
Waveform (time series)
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0 0
40
80
120
160
200
F requ en cy in Hz
Spektrum (frequency domain)
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 10 – 100 Hz. 3. Acceleration Digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada frekuensi tinggi yaitu diatas 100 Hz.
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) :
BPFI
Nb 2
1
Bd Pd
BPFO
Nb 2
1
Bd Pd
BSF
Pd 2 Bd
1
Bd Pd
Cos
rpm
Cos
rpm
2
Cos
2
rpm
1 Bd 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
FTF
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.
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 :
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
Metodologi
FLOWCHART PENELITIAN
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
Metodologi
FLOWCHART ANALISA DATA
Analisa
DATA HASIL PENGUKURAN VIBRASI
Data waveform (Lampiran B-1)
Data spektrum (Lampiran B-2)
Kurtosis = 0,659
FTF, BSF, BPFO, BPFI
Analisa
TRENDING DATA & GRAFIK KURTOSIS
Analisa Contoh: Nilai kurtosis tertinggi (K=54,1)
TRENDING DATA & GRAFIK KURTOSIS
