Vibrasi pada Motor & Structure

"Setiap rotating machinary dan jika ada struktur didekatnya pasti akan mengalami vibrasi bersama. Yg perlu dhindari adalah jgn sampai frekuensi natural struktur dan sama dg frekuensi eksitasinya (dlm hal ini motor). Vibrasi wajar terjadi jika masih dalam batas toleransi. Yg perlu dkalkulasi adalah apakah vibration velocity arah x,y,z (inch per second) masih dbwah allowable vibration velocity? Jika masih dbawahnya ya oke2 aja.. Tp jika diatas allowable maka hal yg mungkin kita lakukan adalah menambah nilai kekauan (stifness) dr struktur tersebut."

Tanya - Nugroho Agung P radeon9660


Selamat Pagi semua,

Mohon bantuan Bapak dosen, alumni, rekan2, senior ato siapa saja yg barangkali pernah mengalami masalah yang sama.

Saya bekerja untuk suatu persh HExchanger, pada salah satu produk kami (Air Cooler HEx) mengalami sedikit masalah terhadap vibrasi yang terdapat pada motor yang turut mempengaruhi vibrasi dari structure secara keseluruhan.
Dimana vibrasi tersebut hanya terjadi pada saat motor berada pada rated power 60 - 70% dari rated power normal motor (18.5kW, 35A, cos phi = 0.84, rpm 1460/min).Akan tetapi setelah mencapai rated power 76%, vibrasi tersebut hilang dengan sendirinya.
Yang ingin saya tanyakan, :
1. Bagaimana cara mengatasi adanya getaran tersebut
2. Apabila ada referensi, kalau boleh mohon untuk dishared

Terimakasih atas perhatian&bantuannya.



Tanggapan 1 - badaruddin kendari


Pak Nugroho,

Sepertinya mechanical natural frequensi (MNF) dari struktur air cooler tersebut nilainya sama dengan putaran motor saat power 60% sd 70%, sehingga saat motor di run pada power tersebut struktur mengalami resonansi dan menaikan nilai dari vibration level struktur.

Usaha yang bisa dilakukan adalah dengan menaikan nilai MNF struktur tersebut sehingga melebihi nilai 2.4 dari frequensi putaran engine (as beta machinery recomendation). Untuk menaikan Nilai MNF dari struktur dapat dilakukan dengan menaikan nilai kekakuan struktur serta menurunkan nilai masa dari struktur, secara gampang formula dari MNF = sqrt(K/M).

semoga sedikit mencerahkan


Tanggapan 2 - Teguh Santoso


Untuk kasus ini tidak mungkin mengurangi massa (memotong struktur), yang mungkin dilakukan adalah menambah kekakuan struktur. Baiknya dilakukan pengambilan vibration signaturenya terlebih dulu sehingga jelas di frekuensi berapa dia bergetar. Dengan demikian penguatan struktur secara modeling (dengan bantuan finite element) dapat dilakukan dengan lebih baik (untuk mengetahui frekuensi naturalnya naik menjadi 2.4 x putaran motor)
Semoga bermanfaat,


Tanggapan 3 - uci sanusi


Ya

Kalau saya setuju juga sama pa Teguh, resonance ratio sebesar 2.4 itu sudah berada pada daerah landai pada grafik resonance ratio versus DAF jadi DAF (pembesaran dinamik) sudah tidak begitu dominan. Tergantung juga pada asumsi damping dari strukturnya. biasanya damping diambil 2%-5% untuk struktur.

Memperkaku struktur dapat menggunakan cara penambahan bracing2. Saya pernah ada pengalaman, memang dengan ditambahkan bracing kekakuan meningkat dan nilai resonance ratio semakin menjauh dari 1.

Dari software2 struktur kita dapat melakukan run dynamic frequency analyses dan akan keluar nilai2 natural frequency untuk beberapa mode (ragam) dengan metoda determinan eigen vector dan eigen value. eigen value nya adalah natural frekwensi, sedangkan eigen vectornya adalah modal matrix.

Dan setiap natural frekwensi dibandingkan dengan RPM motor tersebut. RPM/60 = Hertz. Hal ini kita pernah diskusikan di milis tahun 2007. kebetulan waktu itu saya yang tanya dan banyak feedback dari rekan2 mekanikal engineer yang mantap.
Berapa mode struktur yang harus kita tinjau? kalau mass participation ratio 90% atau lebih, sampai di situlah mode yang kita tinjau. karena setelah itu mode2 yang lain tidak akan mempengaruhi struktur secara signifikan alias ignore them.

thanks


Tanggapan 4 - Hendra, Ronny


Pak Nugroho,

Saya kira harus jelas dulu root cause-nya. Apakah vibrasi motor yang terlalu besar sehingga structure HE-nya ikut "bergoyang hebat" yang berarti masalah ada pada motor dan penyelesaiannya mestinya dilakukan di motor, atau vibrasi pada motor sebenarnya biasa2 aja, hanya natural
frequency structure yang kebetulan "beradu" dengan operating speed-nya motor. Untuk kasus yang kedua ini, saya rasa akan bisa diselesaikan dengan mengubah stiffness dari structure tersebut. Bukankah Nres= (K/m)^1/2 dimana K= stiffeness, m = mass

Apakah sudah pernah di ukur vibrasinya ?

Demikian, mudah2an membantu.



Tanggapan 5 - buddy cahyono


Dear Pak Agung,

Saya coba menjawab permasalahan yg sedang Bpk alami,
Mengapa pd rate power 60-70% motor terjadi high vibrasi bisa disebabkan pada saat itu frekeunsi yg ditimbulkan oleh equipment tsb (motor sbg driver dan driven-nya jg) menyamai frekuensi pribadi (natural frekuensi) dari structure/pondasi equipment tsb sehingga terjadi resonansi. Hal ini bisa kita analogikan kalau kita menghidupkan motor atau mobil, ada saat2 dimana getarannya terasa sekali setelah itu hilang dengan sendirinya.
Cara termudah yg mungkin Bpk lakukan pertama kali adalah mengukur frekuensi natural dari structure tsb dan mungkin diperlukan jg modifikasi structure supaya frekuensi naturalnya berbeda dengan yg sekarang.

Semoga dapat membantu, dari anggota milist yg lain bisa menambahkan atau mengoreksi.



Tanggapan 6 - Puji Harjono


Pak Nugroho,

Sudah diukur berapa overall vibrasi motor tersebut?, structure nya seperti apa pak? mounting motornya vertikal atau horizontal pak? sistem motor DOL?YD? atau pake VSD pak? driven nya apa pak? centrifugal pump? stroke pump ? sistem kopelnya direct atau pake belt atau pakai gear, pak?

Kalau menurut keterangan bapak, sepertinya ada resonansi pak...dimana frekuensi critical speed dari si motor berdekatan dengan nf dari strukture...kalo mau repot dikit sih bisa di lakukan bump test untuk mencari nf motor dan si strktur....kalo mau enak sih..bisa juga dengan tracking analisis pak.

Kalau bapak mau, japri saja pak, saya pernah ada kasus seperti bapak, sudah saya solve..cuman output motor saya lebih besar dari bapak ( 200 kW)

Tanggapan 7 - Vladimir Medio Sentosa


Dear pak Nugraha Agung..

Sy mencoba menjawab ptanyaan bpk. Sebelumnya tolong dspesifikan lg struktur yg anda maksud itu apa dan eksitasi motornya jg apa?

intinya sebenarnya sdh dterangkan oleh2 bpk2 dsini yg lebih berpenglaman. Setiap rotating machinary dan jika ada struktur didekatnya pasti akan mengalami vibrasi bersama. Yg perlu dhindari adalah jgn sampai frekuensi natural struktur dan sama dg frekuensi eksitasinya (dlm hal ini motor). Vibrasi wajar terjadi jika masih dalam batas toleransi. Yg perlu dkalkulasi adalah apakah vibration velocity arah x,y,z (inch per second) masih dbwah allowable vibration velocity? Jika masih dbawahnya ya oke2 aja.. Tp jika diatas allowable maka hal yg mungkin kita lakukan adalah menambah nilai kekauan (stifness) dr struktur tersebut.
Demikian mungkin yg lain bs menambahkan.


Tanggapan 8 - ajat sudrajat


Mas Nugroho,

Sedikit shearing saja semoga bermanfaat.
Kalau ada equipment (motor) yang berputar kemudian mengganggu pada bagian yang lainnya, secara praktis saja bahwa motor tsbt tdk dalam keadaan seimbang (unbalance), So, solusinya lakukan balancing pada motor tersebut.