PRAKTIKAL VIBRASI MEKANIK Teori dan Praktik Oleh
: Dr. Abdul Hamid, B.Eng, M.Eng.
Edisi Pertama Cetakan Pertama, 2012 Hak Cipta2012 pada penulis, Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit.
Ruko Jambusari No. 7A Yogyakarta 55283 Telp. : 0274-889836; 0274-889398 Fax. : 0274-889057 E-mail :
[email protected]
Hamid, Abdul., Dr. B.Eng, M.Eng. PRAKTIKAL VIBRASI MEKANIK; Teori dan Praktik/Dr. Abdul Hamid, B.Eng, M.Eng. - Edisi Pertama – Yogyakarta; Graha Ilmu, 2012 xii + 228 hlm, 1 Jil. : 23 cm. ISBN:
978-979-756-884-9
1. TEKNIK
I. Judul.
PENGANTAR Sebelumnya, penulis mengucapkan puji syukur ke Hadirat Allah S.W.T. atas rahmat dan hidayah-NYA dalam menulis dan menyelesaikan buku referensi Praktikal Vibrasi Mekanik khususnya bagi para mahasiswa dan para praktisi yang ingin memperdalam tentang ilmu vibrasi. Buku referensi ini penulis kembangkan dari dua makalah penulis yang berjudul “Penggunaan Persamaan Diferensial Linear Tingkat Dua” dan “Resonansi oleh Alunan Gelombang Terhadap Badan (Hull) Kapal” pada tahun 1999. Setelah penulis mengikuti Penataran Dosen PTS dalam rangka peningkatan tenaga bidang MIPA Kopertis Wilayah I-XII Angkatan I pada tanggal 20-25 September 1999 di Cisarua, Bogor yang diselenggarakan oleh Direktorat Perguruan Tinggi Swasta, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Bab pertama menjelaskan definisi-definisi umum tentang vibrasi dan macam-macam vibrasi. Dalam bab ini, juga diperkenalkan caracara membaca time domain dan frequency domain dari Fast Fourier Transform (FFT). Bab kedua menjelaskan tentang monitoring vibrasi sebagai salah satu aplikasi dari vibrasi bagi predictive maintenance suatu peralatan permesinan (rotating machine).
Bab ketiga menguraikan tentang mekanisme free vibration dan forced vibration, yaitu menjelaskan konsep dasar vibrasi. Bab keempat menguraikan tentang vibrasi harmonik, juga diuraikan tentang analisa Fourier dan analisa numeric Fourier. Dalam mempelajari bab ini, penulis sarankan agar para pembaca dapat menggunakan MATLAB Programming dengan baik. Beberapa contoh kurva-kurva vibrasi, penulis lukiskan dengan penggunaan MATLAB Programming. Bab kelima penulis berikan contoh-contoh soal yang pada umumnya adalah sistem satu derajat kebebasan dengan pemecahan soal menggunakan metode energi, metode Rayleigh, juga hukum Newton II. Besar harapan penulis, mudah-mudahan buku referensi ini dapat bermanfaat bagi para mahasiswa, juga bagi para praktisi yang ingin mendalami bidang vibrasi dan praktikal vibrasi mekanik. Jakarta, 25 Maret 2011 Penulis DR. Ir. H. Abdul Hamid, M.Eng.
vi
Praktikal Vibrasi Mekanik Teori dan Aplikasi
DAFTAR ISI PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR NOTASI BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Macam-macam Vibrasi 1.2 Vibrasi Rectilinear 1.3 Vibrasi Rotational 1.4 Definisi Umum
v vii ix 1 1 1 3 4
BAB 2
13
TEKNIK PEMELIHARAAN VIBRASI
2.1 Teknik Pemeliharaan Prediktif 2.2 Analisis Vibrasi (Detection Mode) 2.3 Analisis Vibrasi – Manfaat atau Keuntungan. 2.4 Batas Vibrasi dan Standard Vibrasi 2.4.1 ISO 2372 2.4.2 American Petroleum Institute (API Spesifikasi) 2.4.3 IRD Mechanalysis Standard Vibrasi 2.4.4 Keseluruhan Amplitudo 2.4.5 Terminology Vibration
13 15 16 20 21 23 25 27 28
BAB 3
KONSEP DASAR PERSAMAAN GERAK VIBRASI MEKANIK 35
3.1 3.2 3.3 3.4
Pendahuluan Getaran Bebas (Free Vibration) Getaran Bebas Teredam (Damped Free Vibration) Getaran Tidak Teredam Paksa (Undamped Forced Vibration) 3.5 Getaran Teredam Paksa (Damped Forced Vibration) 3.5.1 Studi Kasus. 3.6 Vibrasi Eksitasi Tidak Seimbang 3.6.1 Studi Kasus Misalignment
BAB 4
VIBRASI HARMONIK DAN PERIODIK
4.1 Vibrasi Harmonik 4.1.1 Gerak Harmonik 4.1.2 Parameter Getaran 4.1.3 Frekuensi Natural. 4.1.4 Energy Vibrasi. 4.1.5 Besaran Komplek 4.2 Gerak Periode 4.2.1 Jumlah Beberapa Gerak Periodik 4.2.2 Analisa Harmonik 4.2.3 Metode Numerik bagi Analisa Harmonik 4.2.4 Vibrasi Modulasi BAB 5
viii
35 40 42 50 53 66 69 77 77 77 78 82 83 84 87 87 92 98 102
SISTEM SATU DERAJAT KEBEBASAN
109
5.1 Pendahuluan 5.2 Persamaan Gerak— Metode Energi 5.2.1 Rectilinear System (Gerak Translasi) 5.2.2 Rotational System (Gerak Rotasi) 5.2.3 Rayleigh method
109 112 112 115 118
Praktikal Vibrasi Mekanik Teori dan Aplikasi
5.3 Soal-Soal yang Dipecahkan 124 5.3.1 Metode Perhitungan Frekuensi Natural dari Sistem Vibrasi Secara Umum 200 DAFTAR PUSTAKA
225
Daftar Isi
ix
