balancing 1
TRANSCRIPT
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 1/14
D Y N A M
I C B A L A N C I N G R
E F I S O 1
9 4 0
The photo’s document were taken from my
experiences during services of Electro
Mechanical apparatuses, including for
Turbines, Generators , Electric Motors
SiswantoPower Generation Services
Specialist Engineer
www.sispowergeneration.blogspot.com
[email protected], [email protected]
Mobile: +62 81 311 422270
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 2/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
Prinsip Unbalance
Amplitudo tertinggi vibrasi selalu terjadi didaerah dimana terdapat sumber vibrasi.
1. Difinisi Unbalance
Unbalance secara umum didifinisikan sebagai:
“distribusi berat dari benda berputar yang tidak merata terhadap centerline –nya”, dengan kata l
bahwa shaft axis dan central principal axis rotor tidak simetris.
Yang disebut dengan central principal axis: adalah garis pendistribution berat rotor
Pada koreksi balancing yang baik : apabila antara central principal axis dan shaft axis terletak pada
sumbu.dan apabila kedua axis tersebut tidak terletak dalam satu sumbu maka akan timbul unbalance
Sumbu putar terletak pada titik tengah shaft, dan titik berat rotor terletak di tengah rotor
Fig.1 . Rotor Balance
Fig.2 . Rotor unbalance
Center of massCenter of rotation
Center ofRotation
Original Center ofmass
New Center of mass
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 3/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
2. Type unbalance
Type unbalance dapat diklasifikasikan sesuai dengan letak central principal axis dengan axis shaft.
Static unbalance
Couple unbalance
Quasi-static unbalance
Dynamic unbalance
2.1 Static unbalance
Static unbalance adalah kondisi dimana central principal axis terletak sejajar dengan shaft axis, sta
unbalance disebut juga sebagai kinetic unbalance.
Static unbalance dapat diidentifikasi dengan menempatkan suatu benda kerja secara paralel deng
shaft dan gravitasi bumi tidak menyebabkan berputarnya rotor kebawah
Fig. 3. Static unbalance
2.2 Couple unbalance
Couple unbalance adalah kondisi dimana central principal axis berpotongan dengan shaft axis pa
center gravity rotor.
Couple unbalance tidak dapat diidentifikasi seperti pada static unbalance, couple unbalance ak
tampak pada saat rotor diputar dan akan menunjukan beda phase 1800 antara kedua ujung rotornya
Fig. 4. Couple unbalance
Mass DistributionAxis
Rotaional Axis
Central principal Axis
Mass DistributionAxis
Rotational Axis
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 4/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
2.3 Quasi-Static unbalance
Hanya sedikit rotor yang betul-betul memiliki kasus unbalance seperti disebut diatas (static d
couple), normalnya rotor memiliki unbalance gabungan dari static dan couple, gabungan terse
disebut dengan Quasi-Static unbalance.
Central principal axis berpotongan dengan shaft axis tetapi tidak pada center gravity rotor.
Quasi-Static unbalance akan terlihat pada saat rotor diputar dan diidentifikasikan dengan amplitu
vibrasi dengan beda phase yang tetap, amplitudo vibrasi akan tampak sangat signifikan antara uju
rotor yang satu dengan yang lainnya dengan beda phase mendekati 1800.
2.4 Dynamic unbalance
Hampir semua kasus vibrasi dari benda berputar yang disebabkan oleh unbalance memilki karakteri
Dynamic unbalance.
Dynamic unbalance didifinisikan sebagai central principal axisnya tidak berpotongan dengan shaft a
dan hampir mendekati paralel.
Dynamic unbalance mempunyai beda phase yang hampir sama dan atau mempunyai beda phase yamendekati 1800.
Fig. 5. Dynamic unbalance
2.5 Overhung unbalance
Overhung unbalance terjadi jika rotor ditopang pada ujung shaftnya. Pada kondisi normal vibrasi a
pada bearing sebelah atas akan berbeda phase dengan bearing yang terletak dibawahnya. Gaya ya
ditimbulkan oleh unbalance akan menyebabkan bearing bergerak didalam rumahnya.
Seperti terlihat pada ilustrasi dibawah ini, pada saat rotor mendorong bearing no.1 kearah atas, ma
bearing yang no.2 akan terdorong kebalikannya, dengan demikian kedua bearing akan memiliki be
phase sebesar 180 derajat.
MassDistribution Axis
Rotaional Axis
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 5/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
Fig. 6. Overhung unbalance
3. Rotor Rigid dan Rotor Flexible.
Difinisi
Natural Frequency: Semua komponen termasuk didalamnya rotor, bearing, shaft, frame
mempunyai “natural frequency”, Natural frequency adalah frequency yang dibangkitkan oleh set
material.
Resonance : adalah gabungan dari dua atau lebih dari frequency natural , ditimbulkan oleh pengagaya dari luar dengan frequency yang sama besar
Rotor dapat diklasifikasikan sebagai rotor rigid atau flexible tergantung pada karekteristik d
hubungan nya dengan putaran rotor dengan natural frequencynya.
Kondisi dimana natural frequency dari part berputar equivalen dengan putarannya dan jika kon
tersebut menimbulkan vibrasi , maka kondisi ini disebut sebagai “resonance”.
Putaran yang menimbulkan kondisi “resonance” disebut sebagai “critical speed”
Critical speed dapat diidentifikasi pada saat benda diputar, mulai pada putaran tertentu akan terj
vibrasi dengan amplitudo dengan tendensi naik, dan pada putaran tertentu amplitudonya mencamax, kemudian bila putaran mesin dinaikan amplitudo vibrasinya akan menurun dan menuju steady.
Kondisi dimana diperoleh amplitudo vibrasi max, disebut “critical speed” .
Critical speed dapat dibedakan atas:
1. Rigid rotor
2. Flexible rotor
Bearing 2
Bearing 1
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 6/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
Rigid Rotor
Rigid rotor adalah kondisi dimana timbul nya resonansi (critical speed) pertama pada benda berpu
yang dapat menimbulkan vibrasi pada benda tersebut.
Flexible rotor
Adalah kondisi dimana dijumpai timbulnya resonsnsi (critical) kedua yang menimbulkan vibrasi pa
benda tersebut.
Untuk menghindari kerusakan pada rotating parts , biasanya benda diputar antara 30% diatas r
rotor dan 30% dibawah flexible rotor.
Semua mesin berputar tidak boleh diputar pada area rigid dan flexible rotor.
Fig: 7 Critical speed
Figure critical speed
Fig. 8 Ilustrasi Critical speed
First Critical Speed Second Critical Speed Third Critical Speed
Rigid
OPRT 2Flexible
1 2
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 7/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
Residual Unbalance Std ISO 1940.
Where:
ReU = Final unbalance in grams. Ub = Residual unbalance in gr-mm/kg
2R = Diamter of correction balancing object
2Rx WUb ReU
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 8/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
Balance Quality ISO 1940
Balance Quality Menurut Standard ISO 1940
G100 Crankshaft fast diesel engine (piston velocity > 9 m/s) 6 or more cylinders
G40 Car wheels, crankshaft (car / truck / locomotive)
G 16
Propeller shaft, garden shaft, parts crushing machine, parts agricultural
machine, individual component of engine (gasline or diesel) for car, truck,
locomotive
G 6.3
Normal Electrical Armature (small, medium large electric armature), marine
main turbine gear, centrifuge drum, paper machinery rolls, print rolls, fan,
flywheel, pump impeller
G 2.5
Gas and steam turbine, incl. marine main turbine, rigid turbo generator rotor,
turbo compressor, machine tool drive, medium and large electric armature with
special requirement, turbo drive pump
G 1.0 Precision Balancing Tape recorder and phonograph, grinding machine,
small electric armature with special requirement
G 0.4 High Precision Balancing Spindle, disk, armature of precision grinder,
Gyroscope
Contoh1:
Balancing Electric Armature G. 6.3
Berat benda berputar yang akan di balancing = 500 kg
Diameter tempat menempatkan Correction Balancing = 450 mm
Kecepatan putaran mesin = 1000 RPM
Maka residual unbalance yang di izinkan di setaip sisi tumpuan (bearing adalah)
ReU min = 16 gr-mm / kg lihat grafik diatas
Berat = 500 kgs
Diameter = 450 mm
Total residual unbalance yang di izinkan :
ReU = ( 16 gr – mm /kg x 500 kg ) / 450 mm = 17.7 gram
Residual unbalance di setiap tumpuan = 17.7 gram / 2= 8.9 gram
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 9/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
ReU max = 63 gr-mm / kg lihat grafik diatas
Berat = 500 kgs
Diameter = 450 mm
Total residual unbalance yang di izinkan :
ReU = ( 63 gr – mm /kg x 500 kg ) / 450 mm = 70 gram
Residual unbalance di setiap tumpuan = 70 gram / 2= 3.5 gram
Contoh 2:
Kita akan melakukan balancing roda mobil G.40
Jika spesifikasi Roda = Pelek + Ban
Berat Roda = 25 kg
Pelek = 17” = 431.8 mm
Ketebalan Ban = 60 mm
Diameter Roda = (2x60) mm + 431.8 mm = 611.8 mm
Radius Roda = 305.9 mm
Perimeter roda = 2∏R = 1,921 mm
Max speed yang di izinkan pada ban = 140 km /jam = 2.3 km / menit
Perhitungan RPM roda terhadap kecepatan mobil:
Untuk menempuh jarak 1 km, roda akan berputar sebanyak = 10^6 mm / 1,921 mm = 520.5 putaran
Jadi putaran roda pada kecepatan mobil 140 km/jam = 1,215 RPM
Maka residual unbalance yang di izinkan di setaip sisi tumpuan (bearing adalah)
ReU min = 315 gr-mm / kg lihat grafik diatas
Berat = 25 kgs
Diameter = +/- 428 mm dalam contoh ini diameter pelek 17” jad kira2 jarak dimana correction
weight akan di tempelkan +/- 428mm untuk pelek 17”)
Total residual unbalance yang di izinkan :
ReU = ( 315 gr – mm /kg x 25 kg ) / 428 mm = 18.4 gram
Residual unbalance di setiap tumpuan = 18.4 gram / 2= 9.2 gram
ReU max = 1000 gr-mm / kg
lihat grafik diatasBerat = 25 kgs
Diameter = 428 mm
Total residual unbalance yang di izinkan :
ReU = ( 1000 gr – mm /kg x 25 kg ) / 428 mm = 58.4 gram
Residual unbalance di setiap tumpuan = 58.4 gram / 2= 29.2 gram
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 10/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Pa
Contoh, hal hal yang dapat menimbulkan unbalance rotor
Key way yang tidak terpasang sesuai dengan standardnya akan menyebabkan unbalancepada saat rotor diputar. Level vibrasi yang disebabkan oleh unbalance akan naik sebandingdengan kenaikan putaran.
Bent
Machining
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 11/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Page
Balancing Gas Turbine Rotor 30 MW, weight 25 Tones
Balancing couple DC Rotor 3 MW, weight 28 Tones
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 12/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Page
Balancing Fan, weight 10 Tones
Balancing Roller, weight 18 tones
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 13/14
DYNAMIC BALANCING
Siswanto Page
Balancing screw compressor rotor, weight 400 kg
Preparation for balancing electric rotor
5/10/2018 Balancing 1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/balancing-1 14/14
Siswant
Balancing
correction on GE Rotor enerator 18
D
MW, weight
YNAMI
42 Tones
C BAL NCING
Page