Bab ini membahas tinjauan pustaka tentang analisis getaran pada mesin. Analisis getaran penting untuk mendeteksi masalah mekanik awal dan merupakan alat predictive maintenance yang sering digunakan. Karakteristik getaran seperti frekuensi, perpindahan, kecepatan, dan percepatan digunakan untuk menganalisis kondisi mesin dan masalahnya.

1. 6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Getaran banyak dipakai sebagai alat untuk melakukan analisis terhadap mesin-mesin
baik dengan rotasi maupun translasi. Pengetahuan akan getaran dan data-data
yang dihasilkan sangat penting untuk perawatan maupun troubleshooting.
Kemampuan ini bisa membantu perusahaan mereduksi terjadinya down time dan
dapat meningkatkan keuntungan baik dari segi produksi maupun dari umur mesin
yang lebih panjang.
2.1. Analisa Getaran
2.1.1 Getaran
Getaran secara teknik didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu objek
terhadap posisi awalnya Pain (2005), karakteristik getaran adalah :
1) Frekuensi, digunakan untuk menggambarkan getaran
2) Perpindahan, mengindikasikan berapa jauh suatu objek bergetar
3) Kecepatan, mengindikasikan berapa cepat objek bergetar
4) Percepatan, mengindikasikan suatu objek bergetar terkait dengan gaya
penyebabnya
5) Phase, mengindikasikan suatu bagian bergetar relatif terhadap bagian yang
lain

2. 7
Tingkat getaran dan jenis persoalan secara analisis :
1. Tingkat Getaran secara menyeluruh dapat berubah dengan beban dan kecepatan,
sehingga dapat memberikan gambaran yang menyesatkan tentang kondisi mesin.
Analisis spektrum getaran akan mengarahkan pengambilan kesimpulan tentang
terjadinya persoalan serius, sehingga tindakan yang tepat terhadap mesin dapat
dilakukan.
2. Adalah tidak mudah menghentikan suatu mesin tampa mengganggu proses
produksi. Oleh karena itu sangatlah penting untuk mengetahui parah tidaknya
suatu persoalan. Analisis dapat menentukan apakah suatu mesin dapat tetap
dijalankan sampai jadwal pemberhentian pabrik berikutnya.
3. Waktu perbaikan dapat diperkecil karena jenis permasalahannya telah diketahui
berdasarkan analisis getaran. Suku cadang dapat dibeli/disediakan sebelum mesin
dibongkar.
Analisa getaran merupakan cara yang paling handal untuk mendeteksi awal
gejala kerusakan mekanik, elektrikal pada peralatan, sehingga analisa getaran saat ini
menjadi pilihan teknologi predictive maintenance yang paling sering digunakan
(Scheffer, 2004).
Suatu peralatan yang berputar sebaiknya memiliki suatu nilai getaran standart
dan batasan getaran yang diperbolehkan (dibuat oleh pabrik) sehingga apabila nilai
getaran yang terjadi diluar batasan yang diizinkan maka peralatan tersebut harus
menjalani tindakan perawatan.

3. 8
Semua mesin memiliki tiga sifat fundamental yang berhubungan untuk
menentukan bagaimana mesin akan bereaksi terhadap kekuatan-kekuatan yang
menyebabkan getaran-getaran, seperti sistem pegas-massa yaitu:
1) Massa (m) : merupakan inersia untuk tetap dalam keadaan semula
atau gerak. Sebuah gaya mencoba untuk membawa perubahan dalam keadaan
istirahat atau gerak, yang ditentang oleh massa dan satuannya dalam kg.
2) Kekakuan/stiffness (k) : ada kekuatan tertentu yang dipersyaratkan
membengkokkan atau membelokkan struktur dengan jarak tertentu. Ini
mengukur gaya yang diperlukan untuk memperoleh defleksi tertentu disebut
kekakuan, satuannya dalam N / m.
3) Damping/redaman (c) : setelah memaksa set bagian atau struktur ke dalam
gerakan, bagian atau struktur akan memiliki mekanisme inheren untuk
memperlambat gerak (kecepatan). Karakteristik ini untuk mengurangi
kecepatan gerakan disebut redaman, satuannya dalam N /(m/s).
Sebagaimana disebutkan di atas, efek gabungan untuk menahan pengaruh kekuatan
karena massa, kekakuan dan redaman menentukan bagaimana suatu sistem akan
merespon yang diberikan kekuatan eksternal. Sederhananya, cacat dalam mesin
membawa gerakan getaran. Massa, kekakuan dan redaman mencoba untuk melawan
getaran yang disebabkan oleh cacat. Jika getaran akibat cacat jauh lebih besar
daripada tiga karakteristik tersebut maka getaran yang dihasilkan akan lebih tinggi
dan cacat dapat terdeteksi.

4. 9
Bantalan Keausan
poros
Gambar 2.1 Kerusakan akibat getaran
2.1.2 Karakteristik Getaran
Getaran secara teknik didefenisikan sebagai gerak osilasi dari suatu objek
terhadap posisi objek awal/diam, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.2 Sistem Getaran Sederhana (Mobley, 2008)
Kondisi suatu mesin dan masalah-masalah mekanik yang terjadi dapat diketahui
dengan mengukur karakteristik getaran pada mesin tersebut. Karakteristik getaran
yang penting antara lain adalah (Pain, 2005) :

5. 10
1) Frekuensi adalah karakteristik dasar yang digunakan untuk mengukur dan
menggambarkan getaran.
2) Perpindahan mengindikasikan berapa jauh suatu objek bergetar
3) Kecepatan mengindikasikan berapa cepat objek bergetar
4) Percepatan mengindikasikan suatu objek bergetar terkait dengan gaya
penyebab getaran
5) Phase mengindikasikan bagaimana suatu bagian bergetar relatif terhadap
bagian yang lain, atau untuk menentukan posisi suatu bagian yang bergetar
pada suatu saat, terhadap suatu referensi atau terhadap bagian lain yang
bergetar dengan frekuensi yang sama.
Dengan mengacu pada gerakan pegas, kita dapat mempelajari karakteristik
suatu getaran dengan memetakan gerakan dari pegas tersebut terhadap fungsi waktu.
Gerakan bandul pegas dari posisi netral ke batas atas dan kembali lagi ke posisi netral
dan dilanjutkan ke batas bawah, dan kembali lagi ke posisi netral, disebut satu siklus
getaran (satu periode). Setiap karakteristik ini menggambarkan tingkat getaran,
hubungan karakteristik ini dapat dilihat pada gambar 2.2 dan 2.3.

6. 11
Gambar 2.3 Hubungan Antara Perpindahan, Kecepatan dan Percepatan Getaran
(Mobley, 2008)
Gambar 2.4 Skematik Phase Getaran (Mobley, 2008)

7. 12
Tabel 2.1 Satuan yang digunakan Tiap Karakteristik
Karateristik Getaran
Satuan
Metrik British
Perpindahan
microns peak to peak
( 1 μm = 0.001 mm )
mils peak to peak
(0.001 in )
Kecepatan mm/s in/s
Percepatan
G
( lg = 980 cm/s2 )
G
( lg = 5386 in/s2 )
Frekuensi cpm, cps, Hz cpm, cps, Hz
Pase derajat derajat
(Sumber : Maintenance Engineering Handbook, Mobley, 2008)
2.1.3. Gerak Harmonik
Getaran dari sebuah mesin merupakan resultan dari sejumlah getaran individu
komponen yang muncul oleh gerak ataupun gaya pada komponen mekanikal ataupun
proses pada mesin ataupun sistem yang saling terkait. Setiap komponen individu yang
bergetar ini memiliki gerak periodik. Gerakan akan berulang pada periode waktu
tertentu. Waktu pengulangan τ dimana getaran berulang disebut perioda osilasi
biasanya diukur dalam satuan waktu yaitu detik dan kebalikannya adalah frekuensi
(Scheffer, 2004).

8. 13
Setiap frekuensi komponen mesin dapat dihitung dengan rumus berikut ini :
푓 = 1
휏
(2.1)
dan frekuensi lingkaran atau kecepatan sudut dapat dihitung dengan rumus
휔 = 2휋 1
휏
= 2휋푓 (2.2)
Besaran ω biasanya diukur dalam radian per detik atau rps. Bentuk sederhana dari
gerak periodik adalah gerak harmonik, pada gerak harmonik, hubungan antara
perpindahan maksimum dan waktu dapat dinyatakan oleh :
푥 = 퐴 sin 휔푡 (2.3)
Amplitudo getaran dapat dinyatakan dalam tiga istilah dasar yaitu perpindahan,
kecepatan, dan percepatan. Kecepatan dalam gerak harmonik berdasarkan persamaan
(2.3) dapat diperoleh dari hasil diferensial perpindahan terhadap waktu, yaitu:
푑푥
푑푡
= 푥̇ = 휔퐴 cos 휔푡 (2.4)
Sedangkan percepatan harmonik dapat diturunkan dari persamaan (2.4) sehingga :
푑2
푑 푡2 = 푥̈ = −휔2퐴 sin 휔푡 (2.5)

9. 14
2.1.4. Gerak Periodik
Gerak yang berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik.
Gerak periodik ini selalu dapat dinyatakan dalam fungsi sinus atau cosinus, oleh
sebab itu gerak periodik disebut gerak harmonik. Jika gerak yang periodik ini
bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama disebut getaran atau osilasi. Getaran
mesin pada umumnya memiliki beberapa frekuensi yang muncul bersama-sama.
Gerak periodik dapat dihasilkan oleh getaran bebas sistem dengan banyak derajat
kebebasan, dimana getaran pada tiap frekuensi natural memberi sumbangan. Getaran
semacam ini menghasilkan bentuk gelombang kompleks yang diulang secara periodik
seperti ditunjukkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Gerak Periodik Gelombang Sinyal Segi empat dan Gelombang
Pembentukannya Dalam Domain Waktu (Scheffer, 2004).

10. 15
 Gelombang pertama yang harus kita amati adalah gelombang (1). Hal ini
diwakili oleh satu siklus. Sebagai skala waktu adalah 1 s, ia memiliki
frekuensi 1 Hz.
 Gelombang berikutnya untuk dipertimbangkan adalah gelombang (3). Hal ini
dapat dilihat bahwa ia memiliki tiga siklus pada periode yang sama dari
gelombang pertama. Jadi, ia memiliki frekuensi 3 Hz.
 Ketiga adalah gelombang (5). Berikut lima siklus dapat ditelusuri, dan
tentunya memiliki frekuensi dari 5 Hz.
 Berikutnya adalah gelombang (7). Ia memiliki tujuh siklus dan karena itu
frekuensi 7 Hz.
 Gelombang (9) adalah berikutnya dengan sembilan siklus dan akan memiliki
frekuensi 9 Hz.
Gerak periodik pada gambar 2.5, dapat dinyatakan dalam deretan sinus dan cosinus
yang dihubungkan secara harmonik. Jika x(t) adalah fungsi periodik dengan periode τ,
maka fungsi ini dapat dinyatakan oleh deret Fourier (Pain, 2005) sebagai:
푥(푡) =
1
2
푎0 + 푎1 cos 휔1 푡 + 푎2 cos 휔2 푡 + ⋯ + 푎푛 cos 휔푛 푡
+ 푏1 sin 휔1 푡 + 푏2 sin 휔2 푡 + ⋯ + 푏푛 sin 휔푛푡 (2.6)
dengan 휔1 = 2휋
휏
; 휔푛 = 2휔1
Pada gelombang segiempat berlaku x(t) = ±A pada t = 0, dan t = τ, dan seterusnya.
Deret ini menunjukkan nilai rata-rata dari fungsi yang diskontinu.

11. 16
2.1.5 Getaran Bebas (Free Vibration)
Dalam gerak translasi, perpindahan didefinisikan sebagai jarak linier, dalam
gerak rotasi, perpindahan didefinisikan sebagai gerakan sudut (Harris dan Piersol,
2002).
Gambar 2.6 Pegas Linier (Harris dan Piersol, 2002).
Pada gambar 2.6 menunjukan perubahan panjang pegas proporsional dengan
gaya yang bekerja sepanjang panjangnya, atau :
퐹 = 푘(푥 − 푢) (2.7)
Pegas dianggap tidak memiliki massa, sehingga gaya yang bekerja pada salah
satu ujungnya sama dan berlawanan dengan gaya yang bekerja pada ujung yang lain
sehingga konstanta proporsional adalah konstan.
Gambar 2.7 Benda Tegar (Harris dan Piersol, 2002).

12. 17
Massa adalah benda tegar (gambar 2.7) dengan percepatan 푥̈, menurut hukum
kedua Newton sebanding dengan resultan semua gaya yang bekerja pada massa
퐹 = 푚푥̈ (2.8)
Gambar 2.8 Redaman (Harris dan Piersol, 2002).
Konstanta c adalah koefisien redaman, redaman yang ideal dianggap tidak
memiliki massa sehingga besarnya gaya pada kedua ujungnya sama namun arahnya
berlawanan, sehingga
퐹 = 푐(푥̇ − 푢̇) (2.9)
Free vibration tanpa redaman
Gambar 2.9 Sistem 1 DOF Tanpa Redaman (Harris dan Piersol, 2002).

13. 18
Persamaan Newton untuk massa. Gaya 푚푥̈ yang diberikan oleh massa dan
pegas massa yang berlawanan dengan gaya 푘푥 diterapkan oleh pegas pada massa.
푚푥̈ + 푘푥 = 0 (2.10)
dimana x = 0 karena posisi kesetimbangan massa. Sehingga solusi untuk penyelesaian
diatas adalah
푥 = 퐴 sin √ 푘
푚
푡 + 퐵 cos √ 푘
푚
푡 (2.11)
dimana √ 푘
푚
adalah sudut frekuensi natural.
휔푛 = √ 푘
푚
푟푎푑/푠푒푐 (2.12)
Osilasi sinusoida massa berulang terus menerus, dan interval waktu untuk
menyelesaikan satu siklus periode :
휏 = 2휋
휔푛
(2.13)
Dan kebalikan periode adalah frekuensi natural.
푓푛 = 1
휏
= 휔푛
2휋
= 1
2휋
√ 푘
푚
= 1
2휋
√푘푔
푊
(2.14)

14. 19
Free vibration dengan redaman
Gambar 2.10 Sistem Pegas Massa dan Diagram Benda Bebas
(Harris dan Piersol, 2002).
Hukum Newton kedua adalah dasar untuk meneliti gerak sistem, pada gambar
2.10 perubahan bentuk pegas pada posisi kesetimbangan adalah Δ dan gaya pegas kΔ
adalah sama dengan gaya gravitasi w yang bekerja pada massa m.
푘Δ = 푤 = 푚푔 (2.15)
Hukum Newton kedua untuk gerak diterapkan pada massa m :
푚푥̈ = Σ퐹 = 푤 − 푘(Δ + 푥) (2.16)
dan karena kΔ = w, diperoleh :
푚푥̈ = −푘푥 (2.17)
frekuensi lingkaran 휔2 = 푘
푚
; sehingga persamaan dapat ditulis :

15. 20
푥̈ + 휔2푥 = 0 (2.18)
sehingga persamaan umum dari persamaan diferensial linier orde kedua yang
homogen :
푥 = 퐴 sin 휔푡 + 퐵 cos 휔푡 = 0 (2.19)
Perioda natural osilasi dibentuk dari 휔푛휏 = 2휋; atau
휏 = 2휋√
푚
푘
(2.20)
dan frekuensi natural adalah :
푓푛 = 1
휏
푚
푘
= 2휋√
(2.21)
Persamaan homogen untuk gambar 2.9 adalah :
푚푥̈ + 푐푥̇ + 푘푥 = 0 (2.22)
dan koefisien redaman kritis
푐푐 = 2√푘푚 = 2푚휔 (2.23)
sehingga rasio redaman adalah :
휁 = 푐
푐푐
(2.24)
Sehingga
푐
2푚
= 휁 ( 푐푐
2푚
) = 휁휔 (2.25)

16. 21
2.1.6 Getaran paksa (Force vibration)
Force vibration tanpa redaman
Gambar 2.11 Sistem Teraksitasi Akibat Gaya Tanpa Redaman
(Harris dan Piersol 2002).
Getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar disebut getaran paksa
seperti pada gambar 2.11. Eksitasi ini biasanya dihasilkan oleh ketidak seimbangan
pada mesin-mesin yang berputar.
푚푥̈ + 푘푥 = 퐹0 푠푖푛 휔푡 (2.26)
Force vibration dengan redaman
Gambar 2.12 Sistem Teraksitasi Akibat Gaya dengan Redaman (Harris dan Piersol, 2002).

17. 22
Gambar 2.12 sistem yang teredam karena kekentalan dengan eksitasi harmonik,
persamaan diferensial geraknya adalah :
푚푥̈ + 푐푥̇ + 푘푥 = 퐹0 sin 휔푡 (2.27)
Solusi khusus persamaan diatas adalah keadaan tunak (steady state) dengan frekuensi
ω yang sama dengan frekuensi eksitasi, sehingga dapat diasumsikan menjadi :
푥 = 퐴 sin(휔푡 − 휙) (2.28)
푥 = 퐴 sin 휔푡 + 퐵 cos 휔푡 (2.29)
dengan A adalah amplitudo osilasi dan ф adalah beda fase simpangan terhadap gaya
eksitasi, maka diperoleh :
퐴 = 퐹0
√(푘−푚휔2 )2+(푐휔)2 (2.30)
dan
휙 = 푡푎푛−1 푐휔
푘−푚휔2 (2.31)
Dengan membagi pembilang dan penyebut persamaan (2.30) dan (2.31) dengan k,
diperoleh :
퐴 =
퐹0
푘
푚휔2
푘
√(1 −
)
2
+(푐휔
푘
2
)
(2.32)
tan 휙 =
푐휔
푘
1−(푚휔2
푘
)
(2.33)

18. 23
2.1.7. Penentuan Indikator
Proses penentuan indikator tranduser yang akan digunakan harus
mempertimbangkan parameter apa yang kita inginkan untuk diukur. Biasanya
parameter-parameter tersebut adalah perpindahan, kecepatan dan percepatan.

19. 24
Tabel 2.2 Panduan Pemilihan Parameter Pengukuran
Parameter Faktor pemilihan
Perpindahan
(displacement)
a) frekuensi rendah, dibawah 600 cpm
b) pengukuran getaran shaft pada mesin berat dengan rotor yang
relatif ringan.
c) menggunakan transduser velocity dan tranduser acceleration.
d) transduser velocity, untuk mengukur displacement dengan
rangkaian single integrator.
e) transduser accelerometer, dapat digunakan untuk mengukur
diplacement getaran dengan rangkaian double integrator.
Kecepatan
(velocity)
a) range frekuensi antara 600 – 100.000 cpm
b) pengukuran over all level getaran mesin
c) untuk melakukan prosedur analisa secara umum
Perpindahan
(acceleration)
a) pengukuran pada frekuensi tinggi/ultrasonic sampai 600000 cpm
atau lebih
b) untuk pengukuran spike energy pada roll bearing, ball bearing,
gear, dan sumber getaran aerodinamis dengan frekuensi tinggi
Sumber : http://vibrasi.wordpress.com/category/teori-vibrasi

20. 25
2.1.8 Standart Pengukuran Getaran
Nilai efektif kecepatan getaran digunakan untuk menilai kondisi mesin. Nilai
ini dapat ditentukan oleh hampir semua pengukuran perangkat getaran konvensional.
Standart yang digunakan untuk pengukuran getaran antara lain ASTM D3580-95
(Standart Test Methods For Vibration), ANSI S3.40 (Mechanical Vibration and
Shock), DIN 31692-3 (Vibration Monitoring) dan ISO 10816 dengan perincian
sebagai berikut (www.mantenimientoplanificado.com) :
ISO 10816-1 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin oleh non-rotating bagian
umum
ISO 10816-2 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian base
turbin uap dan generator yang melebihi 50 MW dengan operasi
kecepatan 1500 rpm, 1800 rpm, 3000 rpm, 3600 rpm.
ISO 10816-3 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian
industri mesin dengan daya nominal di atas 15 kW dan nominal
kecepatan antara 120 rpm dan 15 rpm.
ISO 10816-4 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian turbin
gas didorong tidak termasuk pesawat dan turunannya.
ISO 10816-5 : Pengukuran getaran untuk evaluasi mesin non-rotating bagian
mesin hydraulic power generating dan pompa.

21. 26
ISO 10816-6 : Mesin reciprocating dengan rating daya 100 kW.
Gambar 2.13 ISO 10816-3 Vibration
Zona A : Hijau, vibrasi dari mesin sangat baik dan dibawah vibrasi yang diizinkan.
Zona B : Kuning, vibrasi dari mesin baik dan dapat dioperasikan karena masih
dalam batas yang diizinkan.
Zona C : Orange, vibrasi dari mesin dalam batas toleransi dan hanya dioperasikan
dalam waktu terbatas.
Zona D : Merah, vibrasi dari mesin dalam batas berbahaya dan kerusakan dapat
terjadi pada mesin.

22. 27
Analisis data dimulai dengan pembahasan informasi hasil pengukuran dalam
domain waktu. Data ini merupakan data awal yang cukup penting karena perilaku
sinyal mencerminkan kondisi mesin dan data ini merupakan data paling hulu. Data ini
dapat diolah lebih lanjut menjadi data dalam domain frekuensi. Data ini dapat
dihubungkan dengan putaran yang terjadi pada poros pompa tersebut. Untuk
keperluan diagnosis digunakan berbagai teknik pengolahan data lanjutan misalnya :
peta spectrum frekuensi dan order-tracking.
Masalah resonansi bisa dipahami lebih baik bila frekuensi pribadi suatu
struktur dapat diketahui. Salah satu cara untuk mengetahui frekuensi pribadi tersebut
adalah dengan melakukan pengukuran fungsi respon frekuensinya. Pengukuran ini
melibatkan beberapa aspek penunjang diantaranya adalah teknik eksitasi getaran yang
dikenakan pada struktur.
2.2 Kopling sabuk
2.2.1 Kopling
Kopling adalah suatu elemen yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya
dari poros penggerak keporos yang digerakkan tampa terjadi slip, dan kedudukan
kedua sumbu poros dalam satu garis atau boleh berbeda sedikit. Kopling dapat
dibedakan menurut sifat penyambungan kedua porosnya, yaitu kopling tetap dan
kopling tidak tetap. Kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung, sedangkan
kopling tidak tetap dapat dilepaskan bila diperlukan (Suryanto, 1995).

23. 28
Kopling harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Mudah dihubungkan atau dilepaskan
2. Mampu meneruskan daya dan putaran sepenuhnya tampa slip
3. Kuat terpasang pada porosnya
4. Tak terdapat bagian yang miudah lepas
2.2.2 Kopling Sabuk
Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan sabuk yang diikat dengan
menggunakan baut dan mur. Dengan demikian pembebanan yang berlebihan pada
poros penggerak pada waktu dihubungkan, dapat dihindari dengan adanya sabuk yang
terbuat dari bahan yang fleksibel, maka kopling menjadi tidak kaku, sehingga
ketaksebarisan poros waktu pemasangan dimungkinkan.
Gambar 2.14 Kopling dan sabuk

24. 29
2.3 Pompa
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu fluida
dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut.
Standart pompa sesuai dengan API 610, ISO 5199, DIN 24256 (www.truflo.com).
Gambar 2.15 Pompa Sentrifugal
Gambar 2.16 Komponen Pompa Sentrifugal

25. 30
Gambar.2.17 Poros pompa
poros
Komponen pompa antara lain :
a) Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros
pompa menembus casing.
b) Packing digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing
pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.
c) Shaft/poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama
beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.
d) Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan
pada stuffing box.
e) Vane sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.
f) Casing merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai
pelindung elemen yang berputar.
g) Eye of Impeller bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

26. 31
h) Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi
kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada
sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat
perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.
i) Casing wear ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati
bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara
memperkecil celah antara casing dengan impeller.
j) Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar
dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga
memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada
tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.
k) Discharge nozzle merupakan nosel pada sisi keluar.
2.3.1 Karakteristik Pompa
Karakteristik pompa adalah prestasi pompa dalam bentuk grafik hubungan
antara head (H), daya (N) dan efisiensi (η) terhadap debit (Q) seperti terlihat pada
gambar 2.18.

27. 32
Gambar 2.18 Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal
Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk
mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi
pompa, atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang dinyatakan dalam
satuan panjang.
Menurut Bernoully ada tiga macam energi (head) fluida yaitu energi tekanan,
energi kinetik dan energi potensial. Hal ini dinyatakan pada persamaan (2.46) sebagai
berikut (Sularso, 2006) :
퐻 = 푃
훾
+ 푉2
2푔
+ 푍 (2.46)
dimana :

28. 33
H : head total pompa (m)
푃
훾
: head tekanan (m)
푉2
2푔
: head kecepatan (m)
Z : head statis total (m)
Selain ketiga head tersebut pada instalasi terjadi losses yang disebut head
losses. Head losses akibat adanya perlengkapan pipa disebut head minor sedangkan
akibat turbulensi dan gesekan disebut head mayor. Kerugian head minor dapat dicari
dengan persamaan (2.47).
ℎ푚 = 푓 푉2
2푔
(2.47)
dimana ;
ℎ푚 : head loss minor (m)
푓 : koefisien kerugian dari perlengkapan pipa
Head losses mayor dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Darcy-
Weisbach pada persamaan (2.48).
ℎ푓 = 푓 퐿
퐷
푉2
2푔
(2.48)
dimana :

29. 34
ℎ푓 : head loss mayor (m)
L : panjang pipa (m)
D : diameter dalam pipa (m)
V : kecepatan aliran (m/s)
g : percepatan gravitasi (m/s2)
Koefisien untuk pipa licin adalah :
푓 = 0,316
푅푒
1
⁄2 (2.49)
Sedangkan total losses adalah penjumlahan loss mayor dan loss minor yang
dinyatakan pada persamaan (2.50).
ℎ = ℎ푓 + ℎ푚 (2.50)
2.4. Pengolahan Data Vibrasi
2.4.1. Time Domain
Pengolahan data secara time domain melibatkan data hasil pengukuran objek
pemantauan respon getaran, tekanan fluida kerja, temperatur fluida kerja maupun
aliran fluida kerja. Dalam kasus pengukuran temperatur dengan thermometer yang
konvensional karena karakteristik alat ukurnya, maka tidak dapat dilakukan
pengukuran temperatur secara dinamik. Demikian pula halnya dengan pengukuran
aliran fluida kerja, sehingga untuk memungkinkan pengukuran objek pemantauan

30. 35
berupa sinyal dinamik, maka diperlukan sensor yang memiliki karakteristik dinamik
tertentu.
Gambar 2.19 Karakteristik Sinyal Statik dan Dinamik
Hasil pengukuran objek pemantauan dalam domain waktu seperti gambar 2.19 dapat
berupa sinyal :
1) Sinyal statik, yaitu sinyal yang karakteristiknya (misal: amplitudo, arah
kerjanya) tidak berubah terhadap waktu.
2) Sinyal dinamik, yaitu sinyal yang karakteristiknya berubah terhadap waktu,
sehingga tidak konstan.
Sinyal dinamik yang sering ditemui dalam praktek berasal dari sinyal getaran, baik
yang diukur menggunakan accelerometer, vibrometer, maupun sensor simpangan
getaran. Untuk keperluan pengolahan sinyal getaran dalam time domain, perlu

31. 36
diperhatikan karakteristik sinyal getaran yang dideteksi oleh masing-masing sensor
percepatan, kecepatan, dan simpangan getaran (displacement).
2.4.2. Frekuensi Domain
Pengolahan data frekuensi domain umumnya dilakukan dengan tujuan :
a) Untuk memeriksa apakah amplitudo suatu frekuensi domain dalam batas yang
diizinkan oleh standart
b) Untuk memeriksa apakah amplitudo untuk rentang frekuensi tertentu masih
berada dalam batas yang diizinkan oleh standart.
c) Untuk tujuan keperluan diagnosis
Secara konseptual, pengolahan frekuensi domain dilakukan dengan
mengkonversikan data time domain ke dalam frekuensi domain. Dalam praktiknya
proses konversi ini dilakukan menggunakan proses FFT (Fast Fourier Transfer) atau
Transformasi Fourier Cepat seperti terlihat pada gambar 2.20.
Time Domain
Frekuensi Domain
F
F
T
F
F
T
Gambar 2.20 Hubungan Time Domain dengan Frekuesi Domain

32. 37
Data domain waktu merupakan respon total sinyal getaran, sehingga karakteristik
masing-masing sinyal getarannya tidak terlihat jelas. Dengan bantuan konsep deret
Fourier, maka sinyal getaran ini dapat dipilah-pilah menjadi komponen dalam bentuk
sinyal sinus yang frekuensinya merupakan frekuensi-frekuensi dasar dan
harmoniknya.