## ANALISA KERUSAKAN  BEARING SUSPENTION PREHEATER FAN BERBASIS DATA TEMPERATUR DAN VIBRASI
Budi Hartono dan Setya Permana Sutisna 1
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Ibn Khaldun Bogor Email : bo3di_hartono@yahoo.co.id
Abstrak
Salah  satu  upaya  mengurangi  kerugian  akibat  berhentinya  proses  produksi  clinker/cement  secara mendadak akibat kerusakan alat adalah memonitor kondisi peralatan secara terus menerus. Suspention preheater fan adalah salah satu peralatan yang sangat vital pada proses pembuatan clinker dimana salah satu komponennya adalah bearing. Untuk memantau kondisi bearing selama beroperasi maka di pasang peralatan pemantau getaran dan temperatur yang digunakan untuk memantau amplitudo getaran dan temperatur  bearing.  Berdasarkan  hasil  pengamatan,  amplitudo  getaran  bearing  yang  nilainya  dibawah 4,5 mm/s dan temperatur dibawah 70 0 menunjukan kondisi bearing yang masih dalam batas aman untuk beroperai.  Sedangkan  nilai  amplitudo  getaran  yang  mencapai  8,7mm/s  dan  temperatur  120 0 C menunjukan kondisi bearing yang sudah tidak aman untuk beroperasi. pada kondisi ini di dapati bearing rusak  dan  harus  diganti. Berdasarkan  hasil  penelitian  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  ketika  terjadi kerusakan  pada  bearing  besar  getaran  pada  mesin  SP  Fan  melonjak  hingga  melebihi  batas  aman  dan pada  saat  bersamaan  juga  terjadi  lonjakan  temperatur.  Terdapat  hubungan  antara  nilai  getaran  dan temperatur yang disebabkan oleh gesekan antar komponen dalam bearing
Kata kunci : suspention preheater fan, bearing, amplitudo getaran, temperatur

## 1. PENDAHULUAN
Seiring dengan meningkatnya kompetisi dalam industri, khususnya industri semen di dalam negeri. Maka  untuk  dapat  meningkatkan  daya  saing diperlukan  kelancaran  dalam  proses  produksinya. Salah  satu  aspek  untuk  meningkatkan  kelancaran produksi  adalah  kehandalah  peralatannya.  Banyak peralatan yang digunakan dalam industri ini. Salah satunya  adalah Suspension  preheater Fan ( SP Fan ). Suspenstion preheater fan ini berfungsi untuk menarik gas panas hasil pembakaran bahan bakar di dalam kiln. Sifat pyroprosesor dalam pembuatan semen,  mengharuskan SP  fan yang  dapat beroperasi  secara  terus  menerus.  Apabila peralatan  ini  rusak  maka  operasi  pembuatan clinke r  /semen  dapat  terganggu,  gangguan  pada proses operasi dapat mengakibatkan kerugian yang cukup  besar.  Sebagai  ilustrasi,  harga clinker USA adalah $40 per ton ( menurut situs belanja daring ),    jika  satu  hari  sebuah  pabrik  semen memproduksi  clinker  6944  ton  perhari,  maka kerugian  yang  timbul  akibat  berhentinya  produksi adalah  $277,760  perhari.  Jika  proses  penggantian bearing SP Fan membutuhkan waktu 2 hari, maka kerugiannya menjadi $555,520.
Salah satu komponen suspension preheater fan adalah bearing /bantalan  .  Bearing  ini  berfungsi untuk  menumpu  poros SP  fan .  Diagnosis  awal kegagalan  bearing  sangat  penting  khsusnya  pada mesin  yang  berputar,  hal  ini  dapat  mengurangi dampak  kerugian  apa  bila  terjadi  kerusakan  alat secara  mendadak  [1].  Kerusakan  pada  bearing dapat    menyebabkan  kegagalan  fungsi SP  fan secara keseluruhan. Oleh karena untuk mencegah kerusakan SP Fan , maka kondisi bearing pada saat beroperasi  perlu  dimonitor.    Terdapat  beberapa parameter    bearing  yang  perlu  dimonitor,  salah satunya  adalah temperatur dan vibrasi.
Komponen  utama bearing terdiri  dari inner ring , outer  ring,  rolling  elements, dan cage. Beberapa bearing menggunakan  komponen tambahan  seperti seals dan guide  ring [2] . Beberapa  hal  yang  dapat  mengakibatkan keruasakan  pada bearing antara  lain  kesalahan manufaktur,  pemasangan  yang  tidak  benar, misalignment pada  poros,  beban  yang  berlebih, serta umur produk.
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mencari hubungan  antara  temperatur  dan  vibrasi  bearing terhadap  kondisi  bearing,  sehingga  dapat mencegah  kerusakan  SP  Fan  yang  diakibatkan
kerusakan bearing. Suspension Preheater Fan yang dianalisis  dalam  penelitian  ini  menggunakan roller bearing FAG 2226-E1C3 dengan pelumasan oli.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  di  lakukan  di  salah  satu  plant  di PT.  ITP  dan  di  Laboratorium  Mekanika  Struktur, Program  Studi  Teknik  Mesin,  Universitas  Ibn Khaldun  Bogor.  Mesin SP  Fan yang  digunakan dalam  penelitian  ini  merupakan  SP  Fan  yang terpasang  pada  unit  produksi  semen  PT.  ITP.  Alat ini  bekerja  terus  menerus  selama  24  jam  dalam sehari  dan  akan  dihentikan  saat  dilakukan perawatan/maintenance.  Data-data  pengukuran getaran  dan  suhu  diperoleh  dari  sensor-sensor yang  telah  dipasang  di  sekitar bearing mesin  SP fan. Sensor yang digunakan antara lain yaitu sensor getaran tipe B&K vibro vs-068, Thermocouple tipe K,  dan  pyrometer.  Keseluruhan  data  direkam menggunakan  recorder  RSG30  yang  kemudian dianalisis  menggunakan  personal  computer. Pemasangan  sensor  pada  mesin  SP  fan  dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Pemasangan sensor pada SP fan
Pemasangan  sensor  dilakukan  saat  pergantian bearing baru  pada  mesin  SP  fan  kemudian dilakukan  perekaman  data  dalam  kurun  waktu tertentu  hingga  bearing  pada  mesin  SP  fan  ini mengalami  kerusakan.  Variabel  yang  digunakan pada penelitian ini yaitu velocity getaran dan suhu pada bearing .  Penelitian  sebelumnya  di  PT.  ST  [3] telah  menunjukkan  bahwa  terdapat  hubungan yang  linier  antara  nilai velocity getaran  dan  suhu bearing .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  hasil  pengukuran  nilai  getaran pada bearing mesin SP Fan pada keadaan normal rata-rata nilai getaran bearing berkisar pada angka 0.35  mm/s  dengan  suhu  44 o C  dengan  putaran mesin  sebesar  672.9  rpm.  Nilai  besaran  getaran tersebut  termasuk  dalam  nilai  besaran  getaran aman.  Berdasarkan  ISO  10816-3  nilai  ambang batas  maksimum  getaran  sebesar  4.5  mm/s. Sedangkan,  nilai  temperatur bearing juga  berada pada nilai di bawah batas maksimal suhu yaitu 70 o C. Dengan demikian bearing mesin SP Fan berada dalam kondisi kerja yang aman sehingga kerusakan yang  terjadi  diakibatkan  oleh keausan bearing  itu sendiri.
Hasil  perekaman  data  getaran  pada bearing sesaat  ketika  terjadi  kerusakan  dapat  dilihat  pada Gambar 2.
Gambar  2  Grafik  perekaman  nilai  vibrasi  pada

## bearing
Pada  gambar  tersebut  terlihat  perubahan signifikan  terhadap  nilai  getaran  yang  pada awalnya  berada  pada  kisaran  angka  0.35  mm/s berubah  melonjak  tajam  hingga  mencapai  angka 8.78 mm/s (ditunjukkan oleh garis merah).
Saat  yang  bersamaan  pada  perekaman  nilai temperatur bearing juga  menunjukkan  perubahan yang  signifikan.  Pada  kondisi  normal  temperatur bearing berkisar  pada  angka  44 o C  berubah melonjak  tajam  hingga  melebihi  120 o C  dan  terus naik.  Pada  Gambar  3  dapat  terlihat  perubahan temperatur bearing (garis  merah)  yang  melonjak tajam sesaat ketika bearing mengalami kerusakan.
Gambar 2 Grafik perekaman nilai temperatur pada
bearing
Thermocouple Sensor vibration Bearing SP fan Bearing SP fan
Berdasarkan  kedua  data  tersebut  terlihat bahwa  terdapat  hubungan  antara  besar  getaran terhadap  temperatur  ketika  tejadi  kerusakan bearing .  Ketika  kerusakan  terjadi  keseimbangan poros  menjadi  hilang  sehingga  timbul  lonjakan getaran  yang  tinggi,  selain  itu  mengakibatkan gesekan  yang  tinggi  oleh  bagian inner dan outer bearing [4].  Keausan  pada bearing salah  satunya dapat  terjadi  karena  berkurangnya  lubrikasi  antar komponen di dalam bearing . Gesekan yang terjadi meningkatkan suhu bearing sehingga mempercepat terjadinya proses pengrusakan.
Hubungan  temperatur  dan  getaran  dapat dijadikan  parameter  dalam  pendugaan  kerusakan bearing .  Penelitian  sebelumnya  Malik  dkk.  telah membuat  Adaptive  Neuro-Fuzzy  Inference  System (ANFIS)  dalam  menduga  kerusakan bearing pada induced  motor [5].  Parameter  yang  digunakan dalam membangun ANFIS tersebut adalah getaran, temperatur,  dan  arus  listrik  motor.  Dari  hasil penelitian tersebut diperoleh bahwa selain getaran dan  suhu  yang  meningkat  pada  saat  kerusakan bearing juga  terjadi  lonjakan  konsumsi  arus  listrik pada motor induksi.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  ini  dapat disimpulkan  bahwa  ketika  terjadi  kerusakan  pada bearing besar getaran pada mesin SP Fan melonjak hingga  melebihi  batas  aman  dan  pada  saat bersamaan  juga  terjadi  lonjakan  temperatur. Terdapat  hubungan  antara  nilai  getaran  dan temperatur  yang  disebabkan  oleh  gesekan  antar komponen dalam bearing .

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Tse  P  W, Peng  Y  H,  dan  Yam  R.  2001. Wavelet Analysis and Envelope Detection For Rolling  Element  Bearing  Fault  Diagnosis- Their  Effectiveness  and  Flexibilities. Journal of Vibration and Acoustics 123 303-310.
[2] McInerny  S  A  dan  Dai  Y.  2003.  Basic Vibration Signal Processing for Bearing Fault Detection. IEEE Transactions on Education 46 149-156.
[3] Samnur,  Ilham  J,  dan  Ridwan  D  M.  2010.
Analisis Hubungan Getaran dengan Temperatur Kerja pada Mesin Mill Fan 412 di PT. Semen Tonasa. Teknologi 11 (3) 173-180.
[4] Natu  M.  2013.  Bearing  Fault  Analysis  Using Frequency  Analysis  and  Wavelet  Analysis.
Journal  of  Innovation,  Management  and Technology, 4 (1) 72-74.
[5] Malik  S  Y  dan  Emine  A.  2009.  Adaptive Neuro-Fuzzy  Inference  System  For  Bearing Fault  Detection  In  Induction  Motors  Using Temperature,  Current,  Vibration  Data. IEEE EURO CON 1140-1145.