## Analisa Karakteristik Getaran Mesin Stone Crusher Kapasitas 50 Ton/Jam Batu Koral Pada Daerah Horizontal, Vertikal dan Longitudinal Berdasarkan Time Domain
Suriady Sihombing 1) , Waldemar Naibaho 1) , Wilson Nababan 1) , Reinhart Butar-Butar 2) , Amran Sinaga 2)
1 Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas HKBP Nommensen
2 Mahasiswa Prodi Teknik Mesin, Fak. Teknik, Universitas HKBP Nommensen, Medan email: surihombing@gmail.com

## Abstract
Stone  Crusher  Machine  is  one  type  of  machine  that  is  very  popularly  used among road construction in Indonesia, whether it is used for road or building transportation  purposes  where  it  is  necessary  to  know  how  to  analyze  the vibration characteristics of the Stone Crusher machine based on the capacity of breaking coral in horizontal, vertical and longitudinal areas. based on the time domain.  The  research  method  is  carried  out  by  collecting  data  on  the magnitude of the deviation, speed and acceleration that arise due to the process of breaking coral so that it produces several dimensions of the size of crushed stone. This study conducted tests at three points, namely the primary crusher, secondary crusher and tertiary crusher with a capacity of 50 tons/hour. Based on the measurement results, it is found that the highest vibration occurs in the horizontal  direction  of  the  secondary  crusher  machine  seat  where  the displacement is 125.3 µm in the horizontal direction at 15 seconds, the largest velocity (Velocity) is 4.79 mm/s in the primary crusher. horizontal direction at the 45th second. and the magnitude of Acceleration (Acceleration) 1236 mm/s2 is found in the tertiary crusher vertical direction at the 45th second. According to the ISO 10816-3 standard, the vibration response results at the highest speed are  4.79  mm  /s,  categorized  in  zone  B  is  light  green,  the  vibration  of  the machine is good and can be operated without restrictions.
Keywords: stone crusher machine, machine stand, primary crusher, secondary crusher, tertiary crusher and machine vibration

## 1. PENDAHULUAN
Perbandingan  kapasitas  pada  mesin  biasanya  dapat  menjelaskan  tingkat  getaran yang dihasilkan oleh mesin tersebut, sehingga  dapat diketahui apakah mesin itu masih memiliki  tingkat  kenyamanan  untuk  dioperasikan.  Getaran  mesin  atau  yang  bergetar adalah pergerakan  bolak-balik dari  sebuah mesin yang  bekerja atau sebuah  komponen mesin.  Sehingga,  setiap  komponen  yang  bergerak  bolak-balik  atau  berosilasi  disebut bergetar.  Getaran  pada  mesin  bisa  dalam  beberapa  bentuk  seperti  getaran  mesin  baik yang kategori mesin kapasitas berat , mesin medium maupun mesin kapasitas ringan .
Sebuah komponen mesin bisa bergetar dengan kuat, kecil, cepat atau lambat , atau tanpa  suara  serta  menimbulkan  panas.  Getaran  mesin  tidak  selamanya  bisa menimbulkan kerusakan, namun ada beberapa getaran mesin yang memang dirancang untuk  keperluan  khusus  seperti  mesin  penyaring  ( vibration  screen ),  mesin  pemadat ( compactor ).
Mesin  stone  crusher  adalah  salah  satu  jenis  mesin  yang  sangat  popular dipergunakan  dikalangan  konstruksi  jalan  di  Indonesia,  baik  itu  digunakan  untuk
keperluan  transportasi  jalan  maupun  bangunan.  Pengukuran  getaran  adalah  salah  satu cara yang dapat dilakukan untuk memantau tingkat kelayakan di dalam pengoperasian dan lebih jauh lagi dengan analisis getaran dapat diketahui dengan tepat apabila terjadi gangguan selama dalam pengoperasian.
Oleh sebab itu peneliti ingin mengetahui  bagaimana analisa  karakteristik getaran pada  mesin  Stone  Crusher    berdasarkan  kapasitas  pembuatan  batu  koral  jalan  untuk ukuran  dimensi  yang  dibutuhkan  pada  daerah  horizontal,  vertikal  dan  longitudinal berdasarkan time domain Dari latar belakang keadaan diataslah maka dipandang perlu kiranya perlu dilakukan suatu penelitian analisa  karakteristik getaran  pada mesin Stone Crusher SHAN BAO type JC PEX 250 x 1200  berdasarkan kapasitas  pembuatan batu koral  50  ton/jam  pada  daerah  horizontal,  vertikal  dan  longitudinal  berdasarkan  time domain pada PT. Mitra Enginering Grup di desa paku, Galang.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Getaran Bebas (Free Vibration)
Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang ada dalam sistem itu sendiri (inherent) dan apabila tidak ada gaya luar yang bekerja.
Secara umum gerak harmonik dapat dinyatakan dengan persamaan : X = A sin 2π   1/ τ (1) dimana : A adalah amplitudo osilasi yang diukur dari posisi setimbang massa.
τ  adalah priode dimana gerak diulang pada  t  = τ.
Gerak  harmonik  sering  di  nyatakan  sebagai  proyeksi  suatu  titik  yang  bergerak melingkar  dengan  kecepatan  yang  tetap  pada  suatu  garis  lurus  seperti  terlihat  pada gambar 2.1 dengan kecepatan  sudut garis OP sebesar ω, maka perpindahan simpangan x dapat dituliskan sebagai:
x  = A sin ωt (2) Oleh karena gerak berulang dalam 2 π radian, maka didapat ω = 2 π  / = 2 π . f (3) Dengan menggunakan notasi titik untuk turunannya, maka didapat : x = ω A cos ωt   = ωA sin (ωt  + π/2) (4)
. x = - ω A sin ωt   = ω 2 A sin (ω t + π) (5)
Gambar 1. Gerak harmonik sebagai proyeksi suatu titik yang bergerak pada lingkaran.

## 2.2 Getaran Paksa (Forced Vibration)
Eksitasi harmonik sering dihadapi dalam sistem rekayasa yang biasanya dihasilkan oleh  ketidak  seimbangan  pada  mesin  mesin  yang  berputar.  Eksitasi  harmonik  dapat berbentuk gaya atau simpangan beberapa titik dalam sistem. Getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar disebut getaran paksa.
Gambar 2. Sistem yang teredam karena kekentalan dengan eksitasi harmonic
Persamaan differensialnya adalah :
t Sin Fo kx x c x m     . .. . . (6)
Solusi khusus persamaan  keadaan lunak (steady state) dengan frekwensi ω yang sama dengan frekwensi eksitasi  dapat diasumsikan berbentuk :
x  =  X sin ( ωt  -  ) (7)

## 2.3. Landasan Teori Pengujian Getaran Mesin
Getaran  yang  timbul pada mesin Stone  Crusher  SHAN BAO type JC  PEX  250 x 1200 berdasarkan pembuatan batu koral berdasarkan dimensi yang dibutuhkan.
Dalam  kondisi  ini  dapat  diasumsikan  bahwa  akan  terjadi  torsi  yang  dihasilkan motor melalui mekanisme koupling. Untuk memudahkan analisa gerak, maka gambar 3 dapat disederhanakan menjadi:
Gambar 3. Model pendekatan  getaran
Pengolahan data time domain melibatkan data hasil pengukuran objek pemantauan sinyal getaran, tekanan fluida kerja, temperatur fluida kerja maupun aliran fluida kerja. Hasil pengukuran objek pemantauan dalam domain waktu dapat berupa sinyal :
a. Sinyal statik, yaitu sinyal yang karakteristiknya tidak berubah terhadap waktu.
b. Sinyal  dinamik,  yaitu  sinyal  yang  karakteristiknya  berubah  terhadap  waktu sehingga tidak konstan.
Sinyal  dinamik  yang  ditemui  dalam  prakteknya  berasal  dari  sinyal  getaran,  baik  yang diukur menggunakan accelerometer, vibrometer, maupun sensor simpangan getaran .
A A Statik Dinamik + + 0            _           waktu 0            _           waktu
Gambar 4. Karakteristik sinyal statik dan dinamik
Untuk keperluan pengolahan sinyal getaran dalam Time Domain , perlu diperhatikan karakteristik  sinyal  getaran  yang  dideteksi  oleh  masing  –  masing  sensor  percepatan ( Acceleration ) , kecepatan ( Velocity ) dan simpangan getaran ( Displacement ).

## 2.4. Mesin Stone Crusher Pembuatan Batu Koral
Mesin Stone Crusher adalah sebuah  alat yang digunakan untuk memecahkan batu dari  ukuran  yang  besar  menjadi  ukuran  lebih  kecil.  Selain  untuk  memecahkan  batu batuan  stone  crusher  juga  berfungsi  untuk  memisahkan  butir-butir  batuan  yang  telah dipecahkan  menggunakan  screen  atau  saringan.  Dengan  screen,  batuan  dapat dikelompokkan menjadi sesuai ukuran yang kita inginkan. Batu-batu yang besar dapat dimanfaatkan  sebagai bahan bangunan yang lebih kecil dulu. Pemanfaatan batu koral / batu  split  atau  agregrat  dalam  bangunan  sangatlah  banyak.  Salah  satu  contoh  adalah sebagai  campuran  dalam  pembuatan  beton  dan  campuran  aspal.  Selain  itu  juga berfungsi sebagai dasar jalan atau permukaan jalan. Pada  pengerjaan  crushing  ini biasanya  diperlukan  beberapa  kali  pengerjaan  pemecahan.  Tahap-tahap  pengerjaan berikut jenis crusher yang digunakan antara lain:
1. Pemecahan tahap pertama oleh jenis primary crusher.
2. Pemecahan tahap kedua oleh secondary crusher.
3. Pemecahan- pemecahan selanjutnya  jika memang diperlukan oleh tersier crusher.

## 3.  METODE PENELITIAN

## 3.1. Bahan dan Peralatan
Dalam penelitian ini subjek penelitian adalah  mesin Stone Crusher SHAN BAO type JC PEX 250 x 1200 seperti terlihat pada gambar dibawah ini.

## Gambar 5. Mesin Stone Crusher
Untuk melakukan  pengukuran terhadap tingkat vibrasi yang terjadi pada dudukan mesin dan block kabin  digunakan instrumen pengukur sinyal vibrasi, yaitu vibrometer digitalHandheld 908B . Setting instrumen pengukur vibrasi ini dilakukan pada saat akan melakukan pengukuran sinyal vibrasi.
Gambar 6. Vibrometer Handheld

## 3.2.   Variabel Yang Diamati
1. Displacement atau simpangan dari satu titik dan tiga arah pengukuran.
2. Velocity atau kecepatan dari satu titik dan tiga arah pengukuran.
3. Acceleration atau percepatan dari satu titik dan tiga arah pengukuran.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Hasil Penelitian
Penelitian ini memperoleh data pengukuran getaran pada mesin dan dudukan mesin Stone Crusher SHAN BAO type JC PEX 250 x 1200 sebagai berikut:
4.1.1 Perhitungan  respon  getaran  pada  dudukan  mesin primary  crusher dengan kapasitas 50 ton/jam.

## Percobaan 1
Kecepatan  sudut  untuk  masing-masing  arah  dapat  dihitung  dari  tabel  lampiran  1 percobaan 1 yaitu :
a. Arah Horizontal
Kecepatan sudutnya : = 3,145 rad/s .t = arc.tan = arc tan Sehingga diperoleh perioda : Amplitudo adalah = 34,25 µm b. Arah Vertikal Kecepatan sudutnya : = 3,376 rad/s .t = arc.tan = arc tan Sehingga diperoleh perioda : Amplitudo adalah = 40,02 µm c. Arah Longitudinal Kecepatan sudutnya : = 3,891 rad/s .t = arc.tan = arc tan
Sehingga diperoleh perioda : Amplitudo adalah = 94,244  µm Tabel 1. Respon getaran pada dudukan mesin primary crusher dengan kapasitas 50 ton/jam; Simbol Arah Horizontal Vertikal Longitudinal 3,145 3,376 3,891 89,678 88,053 89,219 28,514 26,082 20,332 34,25 40,02 94,244
Dari  tabel  1  diatas  dapat  diperoleh  simpangan,  kecepatan  dan  percepatan  dari rumus :
Arah Horizontal :
Arah Vertikal :
Arah Longitudinal :
4.1.2  Perhitungan  respon  getaran  pada  dudukan  mesin  secondary  crusher dengan kapasitas 50 ton/jam

## Percobaan II
Kecepatan  sudut  untuk  masing-masing  arah  dapat  dihitung  dari  tabel  lampiran  2 percobaan 2 dengan melihat hasil tabel dibawah ini:
Tabel 2. Respon getaran pada dudukan mesin secondary crusher dengan kapasitas 50 ton/jam. Simbol Arah Horizontal Vertikal Longitudinal 1,621 1,597 1,240 130,713 89,713 89,582
80,637 56,175 72,24 107,48 86,699 83,864
Dari  tabel  2  diatas  dapat  diperoleh  simpangan,  kecepatan  dan  percepatan  dari rumus :
Arah Horizontal :
Arah Vertikal :
Arah Longitudinal :
4.1.3 Perhitungan  respon  getaran  pada  dudukan  mesin tertiary  crusher dengan kapasitas 50 ton/jam
Percobaan III
Kecepatan  sudut  untuk  masing-masing  arah  dapat  dihitung  dari  tabel  lampiran  3 percobaan 3 yaitu dengan melihat hasil tabel dibawah ini: :
Tabel 3. Respon getaran pada dudukan mesin tertiary crusher dengan beban 50 ton/jam.
Simbol Arah Horizontal Vertikal Longitudinal 7,858 4,671 7,616 89,591 89,655 89,502 11,4 11,40 11,75 15,354 43,528 16,226
Dari tabel 3 diatas dapat diperoleh simpangan, kecepatan dan percepatan dari rumus:
Arah Horizontal :
Arah Vertikal :
Arah Longitudinal :

## 4. KESIMPULAN
 Dari  hasil  pengukuran  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil  respon  getaran  pada simpangan paling tinggi adalah 125,3 µm yang terdapat pada secondary crusher arah horizontal kapasitas 50 ton/jam pada detik yang ke 15.
 Dari  hasil  pengukuran  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil  respon  getaran  pada kecepatan yang paling tertinggi adalah 4,79 mm/s terdapat pada primary crusher arah horizontal   untuk kapasitas 50 ton/jam pada detik yang ke 45.
 Dari  hasil  pengukuran  dapat  disimpulkan  bahwa  hasil  respon  getaran  pada percepatan  yang  paling  tertinggi  adalah  1236  mm/s 2 terdapat  pada  tertiary crusher arah vertikal  untuk kapasitas 50 ton/jam pada detik yang ke 45.
 Berdasarkan standar ISO 10816-3 diperoleh hasil respon getaran pada kecepatan yang  paling  tertinggi  adalah  4,79  mm/s,  dikategorikan  pada  zona  B  berwarna hijau muda, getaran dari mesin baik dan dapat dioperasikan tanpa larangan.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Acoustical  System And Tecnologies , Saint Petersburg, Russia ,2004. Bagiasna, K., “ Analisis Sinyal Getaran, “ PT. Krakatau Engineering.
Barkov, A. V, Barkova, N.A, “ Artificial Inteligence  System For Machine Condition and       Diagnosties by vibration,” Proccedings of the SaintPeterburg, USA, 1991 Bodre, R,”The Principles of Vibration theory and Analysis,” DLI Engineering Corp Bainbridge Island, W A 98110.
B.H Amstead ,Teknologi Mekanik jilid 1 dan 2 , Penerbit Erlangga ,1986. Dynamometer, < http://www. Asynchronous dynamometer.com > Dynaseq, Monitoring group, 12 Juli 2006, , http: // www. Dynaseq.co.uk.>. VibrationTesting Equipment  For “ Jenis Material Pemecah Batu Stone Crusher http://arparts.id/mengenal-mesin-stone- crusher/
Proses Produksi Stone Crusher http://eprints.undip.ac.id/34213/6/1746_chapter_II.pdf Thomsom,TW, (1986), Teori Getaran dengan Penerapan, Edisi ke 2, Penerbit Erlangga,     Jakarta