Engine Plus: CONTOH SRIPSI BAB II TEKNIK MESIN

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pendahuluan

Tingkat getaran yang terjadi dikapal berubah sesuai dengan kondisi kapal. Seiring dengan pengoperasian kapal, tingkat getaran yang dihasilkan akan berubah terkait dengan perubahan tingkat keausan, titik berat atau munculnya ketidak seimbangan pada permesinan, gesekan berlebih yang muncul, kemunduran performance dari permesinan. Apabila permesinan mendapatkan perbaikan baik di motor induk, reduction gear, sistem perporosan dan propeller maupun peralatan lainnya, maka tingkat getaran yang dihasilkan juga akan berubah.

Getaran timbul akibat transfer gaya siklik melalui elemen-elemen mesin yang ada, dimana elemen – elemen tersebut saling beraksi satu sama lain dan energi didesipasi melalui struktur dalam bentuk getaran. Kerusakan atau keausan serta deformasi akan merubah karakteristik dinamik sistem dan

cenderung meningkatkan energi getaran. Sedangkan gaya yang menyebabkan getaran ini dapat ditimbulkan oleh beberapa sumber kontak/benturan antara komponen yang bergerak/berputar, putaran dari massa yang tidak seimbang (unballance mass), missalignment dan juga karena kerusakan bantalan (bearing fault).

2.2 Pengertian Getaran

Getaran adalah suatu gerakan yang berulang dengan sendirinya pada suatu selang waktu tertentu yang dapat terjadi pada sistem dimana memiliki massa dan sifat elastis serta padanya bekerja gangguan. Getaran juga didefenisikan sebagai gerakan berosilasi dari suatu sistem yang dapat berupa gerakan beraturan dan berulang secara kontinu atau dapat juga berupa gerakan tidak beraturan atau acak. Pada umumnya getaran terjadi akibat adanya gaya yang berpariasi dengan waktu.

Gambar 2.1 Getaran sederhana

2.3 Ciri – cirri getaran

Getaran merupakan jenis gerak yang mudah kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari, baik gerak alamiah maupun buatan manusia. Semua getaran memiliki ciri-ciri tertentu. Apa ciri-ciri getaran itu?
Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali getaran disebut periode getar yang dilambangkan dengan (T). Banyaknya getaran dalam satu sekon disebut frekuensi (f). Suatu getaran akan bergerak dengan frekuensi alamiah sendiri. Hubungan frekuensi dan periode secara matematis ditulis sebagaiberikut:

T =

dengan ;

T = periode (s)
f = banyaknya getaran per sekon (Hz)
dimana :

Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu siklus.

Frekuensi adalah banyaknya siklus dalam satu satuan waktu. f = siklus/detik.

2.4 Jenis - jenis Getaran

2.4.1 Getaran Bebas

Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang ada dalam sistem itu sendiri (inherent) dan jika tidak ada gaya luar yang bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih frekuensi naturalnya yang merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk oleh distribusi massa dan kekakuannya. Semua sistem yang memiliki massa elastic dapat mengalami getaran bebas atau getaran yang terjadi tanpa ransangan luar.

Gambar 2.2 Sistem pegas massa dan diagram benda bebas

2.4.2 Getaran Paksa

Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar, jika rangsangan tersebut berisolasi dengan sistem sehingga sistem dipaksa untuk bergetar pada frekuensi rangsangan. Bila sebuah sistem dipengaruhi oleh eksitasi harmonik paksa, maka respon getarannya akan berlangsung pada frekuensi yang sama dengan frekuensi eksitasinya. Sumber-sumber eksitasi harmonik adalah ketidak seimbangan pada mesin-mesin yang berputar, gaya-gaya yang dihasilkan oleh mesin torak atau gerak mesin itu sendiri. Eksitasi ini mungkin tidak digunakan oleh mesin karena dapat mengganggu operasinya atau menggangu struktur mesin itu apabila amplitudo getaran yang besar.

Dalam banyak hal resonansi harus dihindari dan untuk mencegah berkembangnya amplitudo yang besar maka sering kali digunakan peredam (damper) dan penyerap (absorbers). Getaran paksa biasanya terjadi pada getaran pondasi karena mesin yang bertumpu di atasnya bergetar. Apabila frekuensi angsangan sama dengan frekuensi natural sistem, akan menimbulkan resonansi, dan osilasi besar yang berbahaya mungkin terjadi.

Gambar 2.3 Getaran paksa dengan peredam

2.4.3 Gerak Harmonik Sederhana

Gerak osilasi dapat berulang secara teratur atau dapat juga tidak teratur, jika gerak itu berulang dalam selang waktu yang sama maka gerak itu disebut gerak periodik. Waktu pengulangan tersebut disebut perioda osilasi dan kebalikannya disebut frekuensi. Jika gerak dinyatakan dalam fungsi waktu x (t), maka setiap gerak periodik harus memenuhi hubungan (t) = x (t + τ).

Ganbar 2.4 Rekaman gerak harmonik sederhana

2.4.4 Prinsip D’Alembert

Sebuah alternatif pendekatan untuk mendapatkan persamaan adalah penggunaan Prinsip D’Alembert yang menyatakan bahwa sebuah sistem dapat dibuat dalam keadaan keseimbangan dinamis dengan menambahkan sebuah gaya fiktif pada gaya-gaya luar yang biasanya dikenal sebagai gaya inersia.

· Persamaan Diffrensial Gerak

Model fisik dari getaran bebas tanpa peredam dapat dilihat pada gambar di bawah ini :