Balancing 1

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



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



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



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



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



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



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



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



DYNAMIC BALANCING

Siswanto Pa

ReU max = 63 gr-mm / kg lihat grafik diatas

Berat = 500 kgs

Diameter = 450 mm


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”)




ReU max = 1000 gr-mm / kg

lihat grafik diatasBerat = 25 kgs

Diameter = 428 mm






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



DYNAMIC BALANCING

Siswanto Page

Balancing Gas Turbine Rotor 30 MW, weight 25 Tones

Balancing couple DC Rotor 3 MW, weight 28 Tones



DYNAMIC BALANCING

Siswanto Page

Balancing Fan, weight 10 Tones

Balancing Roller, weight 18 tones



DYNAMIC BALANCING

Siswanto Page

Balancing screw compressor rotor, weight 400 kg

Preparation for balancing electric rotor



Siswant

Balancing

correction on GE Rotor enerator 18

D

MW, weight

YNAMI

42 Tones

C BAL NCING

Page

Documents

Balancing 1