## Jurnal Dinamis
Vol. 9, No. 1 , Bulan Tahun | 06- 21 ISSN : 0216-7492, e-ISSN : 2809-3410
Homepage :  https://talenta.usu.ac.id/dinamis

## ANALISIS KARAKTERISTIK VIBRASI PADA CASING BAGIAN TRANSMISI SLUDGE SEPERATOR DENGAN FEA
Donal Fresly P Napitupulu 1* , Muhammad Sabri 2 , Prakarsa A P Surbakti 3 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jalan Dr. T. Mansyur No. 9, Padang Bulan, Kec. Medan Baru, Kota Medan, Sumatera Utara 20222, Indonesia *Email: Donalnapit16@gmail.com

## ABSTRAK
Transmisi ( sludge separator ) berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar roda gigi ( worm gear ) pada sludge separator poros yang menuju bowl disck . Tingkat  getaran  yang  terjadi dalam  transmisi  sangat  penting  agar  tidak  terjadi kegagalan.  Tujuan  penelitian yaitu untuk mengetahui fenomena getaran dan mode getaran yang terjadi pada transmisi. Material dan kondisi batas  yang  digunakan  mempengaruhi  frekuensi  natural  dan  mode  getaran  yang  terjadi.  Metode  yang  akan digunakan  dalam  analisis  getaran  ini  adalah  dengan  menggunakan  analisis  modal  berdasarkan  FEA. Perangkat  lunak  digunakan  dalam  membangun  bentuk  CAD  dan  proses  FEA.  Model  numerik  bercirikan matriks  kekakuan  struktur  dibangun  untuk  menyelidiki  getaran  transmisi  beserta casing .  Hasil  yang didapatkan  pada  penelitian  ini  yaitu  frekuensi  natural  pada casing  sludge  separator percobaan  pertama (138,26-366,14) Hz, percobaan kedua (139,45-675,54) Hz, percobaan ketiga (243,65-761,10) Hz, percobaan keempat (243,64-764,67) Hz, percobaan kelima (243,75-786,34) Hz, percobaan ke enam (243,75-786,34) Hz, pada  penelitian  ini  didapatkan  frekuensi  natural  terkecil  terjadi  pada  percobaan  pertama    yaitu  138,26  Hz, sedangkan frekuensi natural terbesar terbesar pada percobaan keenam 786,34 Hz. Hal ini terjadi dikarenakan hubungan kontak yang  terjadi pada  percobaan ke  enam  diberikan  rpm  lebih  besar  yaitu  6500  rpm  sehingga kontak antar roda gigi lebih besar dan menghasilkan frekuensi natural yang lebih besar.
Kata kunci: Transmisi ( worm gear ), Casing , Frekuensi Natural, Analisis Modal, Mode Getar, FEA

## ABSTRACT
The transmission (sludge separator) functions to move and change the power from the rotating motor, which is used to rotate the gear (worm gear) on the shaft sludge separator leading to the bowl disck. The level of vibration  that  occurs  in  the  transmission  is  very  important  so  that  failure  does  not  occur.  The  research objective  is  to  determine  the  phenomena  of  vibration  and  vibration  modes  that  occur  in  transmission.  The material and boundary conditions used affect the natural frequency and mode of vibration that occurs. The method to be used in this vibration analysis is to use modal analysis based on the FEA. Software is used in building CAD forms and in the FEA process. A numerical model characterized by a structural stiffness matrix was  constructed to  investigate  the  transmission  vibration and  the  casing.  The  results obtained  in this  study are the natural frequency in the casing of the sludge separator, the first experiment (138,26-366,14) Hz, the second experiment (139,45-675,54) Hz, the third experiment (243,65-761,10) Hz, fourth experiment (243.64- 764.67)  Hz,  fifth  experiment  (243.75-786.34)  Hz,  sixth  experiment  (243.75-786.34)  Hz,  in  this  study  the smallest  natural  frequency  occurs  in  the  first  experiment,  it  was  138.26  Hz,  while  the  largest  natural frequency was in the sixth experiment, 786.34 Hz. This happens because the contact relationship that occurs in  the  sixth  experiment  is  given  a  greater  rpm,  namely  6500  rpm  so  that  the  contact  between  the  gears  is greater and produces a greater natural frequency.
Keywords: transmission (worm gear), casing, natural frequency, modal analysis, mode of vibration, FEA

## PENDAHULUAN
Seiring  Kelapa  sawit  (Elaeis)  adalah  tumbuhan  industri  penting  penghasil  minyak  masak, minyak  industri,  maupun  bahan  bakar  (biodiesel).  Perkebunannya  menghasilkan  keuntungan  besar sehingga banyak hutan dan perkebunan lama dikonversi menjadi perkebunan kelapa sawit. Di Indonesia penyebaran  kebun  kelapa  sawit  meliputi  daerah  Aceh,  pantai  timur  Sumatra,  Jawa,  Kalimantan,  dan Sulawesi.  Kelapa  sawit  menjadi  salah  satu  komoditas  yang  bernilai  tinggi.  Indonesia  adalah  salah  satu negara  yang  mampu  menyediakan  kebutuhan  minyak  sawit  dunia,  angkanya  bahkan  bisa  mencapai  80 persen  dari  kebutuhan  global.  Bisnis  di  bidang  kelapa  sawit  tumbuh  pesat  ke  arah  yang  positif  bukan
tanpa  alasan,  permintaan  olahan  kelapa  sawit  berupa  crude  palm  oil  atau  CPO  yang  terus  meningkat setiap tahunnya menjadi faktor utama yang membuatnya terus berkembang.
Fungsi  dari Sludge  Seperator  /  Low  Speed  Sludge  Centrifuge adalah  untuk  mengambil  minyak yang masih terkandung dalam sludge dengan prinsip gaya sentrifugal. Dengan gaya sentrifugal, minyak yang  berat  jenisnya  (BJ)  lebih  kecil  akan  bergerak  menuju  poros  dan  terdorong  keluar  melalui  sudut  – sudut ruang tangki pisah ( separating tank ). Sludge Separator ada terdiri atas: Low Speed (sering disebut juga Sludge Centrifuge ) dan High Speed Separator .
Mesin  ini  adalah  salah  satu  bagian  dari  mesin  untuk  proses  pengolahan  limbah  pabrik  kelapa sawit  /  proses  pengolahan  limbah  cair  pabrik  kelapa  sawit.  Adapun  cara  kerjanya  dapat  dilihat  pada gambar dibawah ini :
Gambar 1.1 Bagian dalam Sludge Separator

## TEORI DASAR

## 2.1 Sludge Seperator
Sludge  separator bekerja  untuk  memisahkan  elemen  padat  dan  cair.  Model  dari  alat  ini  adalah sentrifugal  dengan  mangkuk  berbentuk  padat  dan  selalu  berotasi  selama  proses  pemisahan.  Kinerjanya dengan  memanfaatkan  sistem  putaran  mangkuk  yang  telah  dipasang  dan  dilepaskan  keluar  melalui discharge  nozzle .  Tingkat  keberhasilan  memisahkan  minyak  dari  elemen  padat  akan  tergantung  dari kualitas  alat  yang  digunakan.  Dengan  menggunakan wastewater  sludge  centrifuge ,  proses  dalam  pabrik kelapa sawit akan berjalan lebih lancar. Dimana sludge yang memiliki berat jenis (bj) > 1,0 (heavy phase ) akan  terlempar  keluar  sedangkan  minyak  yang  memiliki  berat  jenis  lebih  ringan  ( light  phase )  akan terkumpul  di  tengah bowl melalui discharge  pipe untuk  dikirim  kembali  ke continuous  settling  tank . (Mesin PKS. 2020).
Gambar 2.1 Cara Kerja Sludge Separator

## Gambar 2.2 Sistem Transmisi pada Sludge Seperator

## 2.2 Jejak Kegagalan Sludge Seperator
Ditunjukkan  pada  Gambar  2.2 worm  gear mengalami  keausan.  Menurut  Zainuri  (2011) worm gears banyak digunakan untuk mentransmisikan daya pada rasio kecepatan yang tinggi antar poros yang secara  umum  tidak  saling  memotong.  Rasio  kecepatan worm  gears mencapai  300  :  1  atau  lebih  tetapi mempunyai efisiensi yang rendah.
Berikut  ini  akan  sedikit  diuraikan  jenis-jenis  kerusakan  akibat  tegangan  pada  permukaan  gigi akibat adanya beban geser yang berlebih :
a. SCUFFING (lecet) Scuffing adalah goresan pada permukaan gigi dikarenakan efek las ( welding effect ) dan gesekan dari sisi  gigi  yang  kontak.  Bentuknya  seperti  goresan  garis  melengkung.  Ini  terjadi  ketika  lapisan  film  oli sangat minim sehingga tidak mampu melapisi kekasaran permukaan dari gigi kontak dan gesekan metal ke  metal  pun  terjadi. Scuffing muncul  karena  dua  hal  :  Pertama  adalah,  gagalnya  pelumas  melapisi permukaan gigi sehingga terjadi kontak metal ke metal, Kedua adalah, panas yang tinggi pada saat terjadi kontak gigi.
b. WEAR (aus)
Aus dikategorikan sebagai hilang / berpindahnya logam dari permukaan gigi. Aus dapat mengurangi ketebalan  modul  gigi  atau  bahkan merubah bentuknya.  Ini  dapat  terjadi  akibat  reaksi  mekanik,  elektrik, dan kimiawi. Kualitas oli pelumas sangat menentukan tingkat keausan dari permukaan gigi.
c. MICROPITTING (cacat kecil)
Micropitting adalah  factor  kelelahan  ( fatigue )  akibat  kontak  gulung ( rolling )  berkecepatan  tinggi. Karena ukurannya (yang kecil), jenis cacat ini sulit ditemukan (dengan mata telanjang)

## 2.3 Getaran Vibrasi
Getaran  adalah  suatu  gerakan  bolak  –  balik  yang  mempunyai  amplitudo  yang  beragam (Rao,2004).  Getaran  biasa  terjadi  saat  mesin  atau  alat  dijalankan  dengan  motor,  hal  ini  mempunyai pengaruh yang bersifat mekanis. Getaran merupakan gerak osilasi disekitar sebuah titik yang disebabkan oleh getaran udara atau mekanis, misalnya mesin atau alat - alat mekanis lainnya. Oleh sebab itu getaran banyak  dipergunakan  untuk  menganalisis  mesin-mesin  baik  dari  gerak  rotasi  atau  translasi.  Grafik frekuensi vs hari ditunjukkan pada gambar 2.3.

## 2.4 Frekuensi Natural
Dalam ilmu mekanika, ada sebuah istilah  fisika yang disebut sebagai frekuensi natural ( natural frequency ). Fenomena yang berkaitan erat dengan frekuensi natural adalah peristiwa resonansi, yaitu ikut bergetarnya  sebuah  benda  karena  getaran  benda  lain  di  sekitarnya.  Frekuensi  natural  adalah  frekuensi dimana sistem berosilasi ketika sistem itu terganggu.
Frekuensi  pribadi  dipengaruhi  oleh  massa  dan  kekakuan.  Kekakuan  adalah  sifat  dari  material. Pegas  memiliki  konstanta  pegas  k,  sedangkan  material  memiliki  modulus  elastisitas  yang  merupakan perbandingan tegangan regangan.
Frekuensi  natural  didefinisikan  sebagai  frekuensi  pada  saat  sistem  akan  bergetar  ketika mengalami  getaran  bebas.  Pada  waktu  frekuensi  yang  bekerja  pada  sebuah  mesin  mendekati  frekuensi natural  fondasinya,  amplitudo  cenderung  menjadi  besar.  Sistem  dikatakan  berada  dalam  keadaan resonansi ketika dua frekuensi tersebut menjadi sama. Pada resonansi ditemukan bahwa sebagai tambahan pada  amplitudo  yang  berlebihan/lebih  besar  terjadi  juga  hasil  yang  besar.  Frekuensi  yang  terjadi  ketika nilai amplitudo mencapai nilai maksimum disebut frekuensi resonansi. Dalam desain permesinan, kriteria yang penting adalah menghindari resonansi dengan maksud bahwa amplitudo getaran kecil.

## 2.5 Diagnosa Kegagalan Transmisi
Diagnosa kegagalan pada transmisi dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4 Analisa Frekuensi Transmisi [4]
Kegagalan  yang  dapat  terjadi  pada worm  gear  sludge  seperator yang  diakibatkan  oleh  vibrasi yaitu : 1. Unbalance Unbalance adalah  terjadinya  pergeseran  titik  pusat  massa  dari  titik  pusat  putarnya  sehingga  akan menimbulkan getaran yang tinggi. Dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Unbalance [3]

## 2. Misalignment
Vibrasi  yang  tinggi  disebabkan  oleh  penyambungan  poros  yang  tidak  simetris  dan  besarannya tergantung dari ketidaksimetrisan  penyambungannya, disebut Misalignment seperti pada Gambar 2.13.

## Gambar 2.13 Misalignment [3]
Pada  gambar  2.14  dapat  dilihat  pengukuran missalignment pada transmisi dengan  menggunakan transducer kecepatan.
Gambar 2.14 Pengukuran Missalignment Worm Gear [3]

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada usulan penelitian ini, objek yang dianalisa adalah worm gear mesin sludge separator pada pabrik kelapa  sawit.  Objek  mesin  diamati  dan  dianalisa  selama  kurun  waktu  tertentu  menggunakan  alat komputasi dan eksperimental.
Gambar 3.1 Casing Sistem Transmisi Slugde Separator Sebagai Objek Penelitian
Untuk mengamati dan memprediksi getaran yang terjadi pada transmisi ,maka dilakukan dengan membangun  kaidah  numerik  yang  akan  mensimulasikan  frekuensi  natural  dan  mode  getar  yang  terjadi. Dalam  penelitian  ini  kedua  kaidah  tersebut  akan  ditinjau  untuk  mendapatkan  karakteristik  getaran  yang nyaman pada saat mesi beroperasi. Untuk itu langkah awal yang perlu dilakukan adalah mengidentifikasi desain parameter dari objek getaran yang akan diteliti.

## 3.1 Desain Parameter Analisis (Design Of Analysis)
Tabel komponen dan fungsi memaparkan detail bagian penelitian mana yang difokuskan untuk dilakukan  peninjauan,  hal  ini  mencakup  komponen  apa  saja  yang  diteliti,  fungsi  dari  komponen  dalam sistem,  perubahan  fenomena  fisik  yang  dialami  komponen,  parameter  yang  ditinjau  dalam  komponen serta  menetapkan  rumus  empirik  yang  digunakan  dalam  membahas  perubahan  parameter  yang  dialami komponen.
Komponen  yang  akan  dibahas  hanya  mencakup  bagian  transmisi  dikarenakan  pada  transmisi terjadi  putaran  dan  kontak  antar  roda  gigi  sehingga  dapat  melahirkan  getaran.  Komponen  –  komponen yang  berada  didalam  sistem  transmisi menjadi  acuan  penelitan  karena  merupakan  didalam  sistem transmisi terdapat komponen yang kompleks dan bergesekan antar roda gigi. Frekuensi natural dan mode getar  yang  terjadi  dijadikan  sebagai  tolak  ukur  getaran  dalam  transmisi.  Perbedaan  hasil  antara  setiap sistem  dikarenakan  perbedaan  kontak ketika  pergantian  transmisi  dilakukan.  Pada  tabel 3.1  ditunjukkan komponen dan fungsi yang diteliti.
Tabel 3.1 Komponen Material Worm Gear Sludge Separator No.
Material Load stress factor (K) N/mm 2 Worm Worm gear 1 Steel (B.H.N.250) Phosphor bronze 0.415 2 Hardened steel Cast iron 0.345 3 Hardened steel Phosphor bronze 0.550 4 Hardened steel Chilled phosphorbro nze 0.830 5 Hardened steel Antimony bronze 0.830 6 Cast iron Phosphor bronze 1.035
Sifat mekanik material yang digunakan dalam analisis adalah sebagai berikut :
1. Roda gigi : Gray cast iron Modulus Elastisitas (E) =1,1E+11 Pa Poisson ratio = 0,28 Densitas = 7.200 kg mm -3 2. Bantalan : Bearing steel (Sumber : AHR Internasional) Modulus Elastisitas (E) = 2,08E+11 Pa Poisson ratio = 0,3 Densitas = 7,85 g cm -3
3. Roda gigi cacing dan poros : Mild steel Modulus Elastisitas (E) = 2,1E+11 Pa
Poisson ratio = 0,303 Densitas = 7.850 kg mm -3 Gray  cast  iron merupakan  bahan  dengan  peredam  dipilih  sebagai material  worm  gear Sifat material  seperti  modulus  elastisitas, poisson  ratio dan  densitas  diperlukan  untuk  analisis  vibrasi. Gray cast iron memiliki modulus elastisitas sebesar 1,1E+11 Pa ; poisson ratio 0,28 dan densitas 7.200 kg mm - 3 (Sumber: Ansys). Material roda gigi ( worm gear ) dan bearing menggunakan mild steel dengan modulus elastisitas sebesar 2,1E+11 Pa; poisson ratio 0,303 dan densitas 7.850 kg mm -3 (Sumber: Ansys). Material untuk bantalan digunakan bearing steel dengan modulus elastisitas  sebesar 2,08E+11 Pa ; poisson ratio 0,3  dan  densitas  7,85  g  cm -3 (Sumber:  AHR  Intenasional).  Kondisi  batas  yaitu  berupa  konstrain  tanpa perpindahan  diberlakukan  dalam casing . Fixed  support diberikan  di  bawah,  di  kiri  dan di  kanan.  Dapat dilihat  pada  gambar  3.3  posisi  diletakkan fixed  support . Frictionless  support diletakkan  pada  bantalan sebagai tempat bergantungnya poros sludge seperator .

## Gambar 3.3 Proses Input Kondisi Batas pada Sistem Transmisi
= Fix support = Momen inersia

## 3.2 Hasil Simulasi
Pada  modal  analisis  beban  yang  diberikan  diatur  secara  otomatis  dari  program,  dengan menetapkan kondisi batas.

## 3.2.1 Frekuensi natural Pada Worm Gear Sludge Seperator
1. Frekuensi natural pada putaran 1000 RPM

## Gambar 3.4 Fn (1613,6 Hz)
Pada  gambar  3.4  merupakan  mode  pertama  dengan  putaran  1000  rpm.  Dapat  dilihat  terjadi frekuensi  natural  sebesar  1613,6  Hz.  Mode  getar  yang  terjadi  yaitu  terjadi  vibrasi  aksial  defleksi  pada roda gigi bawah dan torsional pada sistem. Vibrasi yang terjadi dapat menyebabkan beban impact terjadi antara  poros output dengan  poros input .  Beban impact yang  berlebihan  dapat  menyebabkan  kegagalan transmisi.
2. Frekuensi natural pada putaran 2000 RPM

## Gambar 3.5 Fn (1656,8 Hz)
Pada  gambar  3.5  merupakan  mode  ke-dua  dari.  Dapat  dilihat  terjadi  frekuensi  natural  sebesar 1656,8  Hz.  Mode  getar  yang  terjadi  yaitu  terjadi  vibrasi  aksial  defleksi  pada  gear  bawah  dan  torsional pada sistem. Resonansi getaran yang terjadi dapat mengakibatkan kegagalan dalam transmisi.
3. Frekuensi natural pada putaran 3000 RPM

## Gambar 3.6 Fn (1805,1 Hz)
Pada gambar 3.6 merupakan mode ketiga. Dapat dilihat terjadi frekuensi natural sebesar 1805,1 Hz.  Mode  getar  yang  terjadi  yaitu  vibrasi  aksial  defleksi  pada  gear  bagian  luar.  Getaran  yang  terjadi menyebabkan resonansi pada bagian poros input . Mode getar yang terjadi seperti ini dapat menyebabkan tidak sejajarnya poros ketika bekerja.
4. Frekuensi natural pada putaran 4000 RPM

## Gambar 3.7 Fn (2094,7 Hz)
Pada  gambar  3.7  merupakan  mode  keempat.  Dapat  dilihat  terjadi  frekuensi  natural  sebesar 2094,7  Hz.  Mode  getar  yang  terjadi  yaitu  vibrasi  aksial  defleksi.  Getaran  yang  terjadi  dapat mengakibatkan poros tidak sejajar.
5. Frekuensi natural pada putaran 5000 RPM

## Gambar 3.8 Fn (2993,2 Hz)
Pada gambar 3.8 Merupakan mode kelima. Dapat dilihat terjadi frekuensi natural sebesar 2993,2 Hz. Mode getar yang terjadi yaitu getaran berupa defleksi pada hampir semua bagian gear . Vibrasi yang terjadi dapat menyebabkan beban impact terjadi antara casing dengan transmisi yang berada didalamnya.
6. Frekuensi natural pada putaran 6500 RPM
Pada  gambar  3.9  Merupakan  mode  keenam.  Dapat  dilihat  terjadi  frekuensi  natural  sebesar 3445,7 Hz. Mode getar yang terjadi yaitu getaran berupa defleksi pada seluruh gear . Vibrasi yang terjadi dapat menyebabkan beban impact terjadi antara casing dengan transmisi yang berada didalamnya.

## 3.2.2 Frekuensi Natural Pada Casing Sludge Seperator
Pada worm gear dapat  dilihat jenis getaran dan frekuensi natural yang terjadi sebesar (138,26– 651,66) Hz. Dapat dilihat pada gambar – gambar tiap mode (titik pengukuran eksperimental berdasarkan rujukan komputasional) yang terjadi pada worm gear pada 1000-6500 rpm 1. Sistem transmisi sludge seperator percobaan pertama(1000 RPM)

## Gambar 3.10 Mode 1 (f1=138,26 Hz)
Dapat dilihat pada gambar 3.10 merupakan percobaan pertama dari worm gear terjadi frekuensi natural sebesar 138,26 Hz. Frekuensi yang didapat 138,26-802,18 Hz. Mode getar yang terjadi pada mode pertama  yaitu  terjadi  vibrasi  aksial  defleksi  pada  poros input .  Dimana  deformasi  terbesar  terjadi  pada bagian  gigi  gigi  transmisi  dan  menyebabkan  resonansi  getaran  menjalar  ke  bagian  poros input .  Mode getar yang terjadi seperti ini dapat menyebabkan tidak sejajarnya poros ketika bekerja.

## Gambar 3.11 Grafik Eigen Value Pada Titik Pertama
Gambar  3.11  menunjukkan  titik  gelombang  tertinggi  ( eigen  value )  berada  pada  11,3  mm  pada posisi nomor ragam sekitar 2,9 mm 2. Sistem transmisi sludge seperator percobaan kedua
Gambar 3.12 Mode (f2=541,54 Hz)
-5 0 5 10 15 0 2 4 6 e ig e n val u e (m m ) nomor ragam (mm) titik 1 titik 1
Hz.  Frekuensi  yang  didapat  139,45-675,54  Hz.  Mode  getar  yang  terjadi  pada  mode  kedua  yaitu  vibrasi aksial defleksi. Getaran yang terjadi menyebabkan resonansi pada bagian casing sludge seperator .

## Gambar 3.13 Grafik Eigen Value Pada Titik Kedua
Gambar 3.13 menunjukkan grafik titik gelombang tertinggi ( eigen value ) berada pada 11,2 mm pada posisi nomor ragam sekitar 2,6 mm 3. Sistem transmisi sludge seperator percobaan ketiga

## Gambar 3.14 Mode (f3 =541,54 Hz)
Pada gambar 3.14 Merupakan mode ketiga dari sistem transmisi sludge seperator . Dapat dilihat terjadi  frekuensi  natural  sebesar  541,54  Hz.  Frekuensi  yang  terjadi  berdasarkan  ragam  putaran  243,65- 761,10 Hz. Mode getar yang terjadi yaitu getaran berupa defleksi pada casing bagian atas .
Gambar 3.15 grafik eigen value pada titik ketiga
Gambar 3.15 menunjukkan grafik titik gelombang tertinggi ( eigen value ) berada pada 13,6 mm pada posisi nomor ragam sekitar 1,9 mm 4. Sistem transmisi sludge seperator percobaan keempat
0 5 10 15 0 2 4 6 ei gen va lu e (m m ) nomor ragam (mm) titik 2 titik 2 0 10 20 0 2 4 6 e ig e n val u e (m m ) nomor ragam (mm) titik 3 titik 3

## Gambar 3.16 Mode (f4 559,56 Hz)
Pada  gambar  3.16  Merupakan  mode  ke-empat  dari worm  gear .  Dapat  dilihat  terjadi  frekuensi natural  sebesar  559,56  Hz. Damped frekuensi  sebesar  234,64-764,67  Hz.  Mode  getar  yang  terjadi  yaitu vibrasi  aksial  defleksi  pada casing  sludge  seperator dan  terjadi  vibrasi  torsional  dari  sistem.  Deformasi terbesar terjadi pada bagian luar casing
Gambar 3.17 Grafik Eigen Value Pada Titik Keempat
Gambar 3.17 menunjukkan grafik titik gelombang tertinggi ( eigen value ) berada pada 13,9 mm pada posisi nomor ragam sekitar 1,1 mm 5. Sistem transmisi sludge seperator percobaan kelima
Gambar 3.18 Mode 5 (f5 =631,12 Hz)
Pada  gambar  3.18  merupakan  mode  ke-lima  dari worm  gear .  Dapat  dilihat  terjadi  frekuensi natural  sebesar  631,12  Hz.  Damped  frekuensi  243,75-786,34  Hz.  Mode getar  yang  terjadi  yaitu  getaran berupa defleksi pada casing bagian tengah atas. Vibrasi yang terjadi dapat menyebabkan total deformasi yang menyebabkan resonansi pada worm gear .
0 5 10 15 0 2 4 6 e ig e n val u e (m m ) nomor ragam (mm) titik 4 titik 4

## Gambar 3.19 Grafik Eigen Value Pada Titik Kelima
Gambar 3.19 menunjukkan grafik titik gelombang tertinggi ( eigen value ) berada pada 13,99 mm pada posisi nomor ragam sekitar 2,02 mm
6. Sistem transmisi sludge seperator percobaan keenam

## Gambar 3.20 Mode 6 (f5 =651,66 Hz)
Pada  gambar  3.20  merupakan  mode  ke-enam  dari worm  gear .  Dapat  dilihat  terjadi  frekuensi natural sebesar  651,66   Hz. Damped frekuensi 243,68-786,09 Hz. Mode getar yang terjadi yaitu vibrasi aksial  defleksi  pada  poros output dan  terjadi  getaran  torsional  yang  minim  pada  sistem.  Getaran  yang terjadi  paling  signifikan  pada  belakang casing  worm  gear .  Getaran  yang  terjadi  dapat  mengakibatkan tidak sejajarnya poros.
Gambar 3.21 Grafik Eigen Value Pada Titik Keenam
Gambar 3.21 menunjukkan grafik titik gelombang tertinggi ( eigen value ) berada pada 13,8 mm pada posisi nomor ragam sekitar 1,1 mm
0 20 0 2 4 6 e ig e n val u e (m m ) nomor ragam (mm) titik 5 titik 5 -10 0 10 20 0 2 4 6
e ig e n val u e (m m ) nomor ragam (mm) titik 6 titik 6
Gambar 3.22 Grafik Eigen Value Dari Semua Titik Percobaan
Gambar  3.22  menunjukkan  grafik  dari  ragam  mode  berbanding  dengan eigen  value yang menunjukkan  pada  semua  sistem  percobaan  pada casing  sludge  separator .  Grafik  gelombang  pada percobaan 6 menunjukkan gelombang dari eigen value berada pada titik paling atas sedangkan pada titik ter-rendah  ditunjukan  pada  grafik  gelombang eigen  value pada  percobaan  kedua  dimana  setiap  grafik gelombang  dari  setiap  percobaan  bervariasi  sesuai  dengan  hasil  nilai  frekuensi  yang  didapat  dari  hasil simulasi pada sistem transmisi beserta casing .

## KESIMPULAN DAN SARAN

## 4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil simulasi dari analisis, maka dapat diambil kesimpulan dari hasil penelitian ini yaitu:
1. Pada  simulasi  dihasilkan  frekuensi  natural  sebesar  pada  sistem  transmisi  titik  pertama  dengan kecepatan  putar  (1000-6500  rpm)  adalah  (138,26-651,66)  Hz,  sistem  transmisi  pada  titik  kedua (139,45-675,54) Hz, sistem transmisi pada titik ketiga (234,65-761,10) Hz, sistem transmisi pada titik keempat (243,64-764,67) Hz, sistem transmisi pada titik kelima (243,75-786,34) Hz, sistem transmisi pada titik keenam (243,68-786,09) Hz.
2. Vibrasi tertinggi terjadi pada worm gear sludge separator pada titik ke enam dengan kecepatan putar roda gigi menuju bowl disck sebesar 6500 rpm berada pada rentang 243,68-786,09 Hz. Dikarenakan roda  gigi  mengalami  perputaran  tertinggi  pada  simulasi  dan  terjadi  lebih  banyak  kontak  antar  gigi sehingga massa dari roda gigi menjadi lebih berat.
3. Moda  getar  yang  terjadi  pada casing berupa  getaran  defleksi,  pada  transmisi  terjadi  getaran  aksial defleksi dan torsional. Pada 6 posisi defeleksi seperti pada Gambar 3.4 sampai 3.9
4. Setelah  dilakukan  simulasi,  didapatkan  hasil  resultan velocity amplitudo  dan  frekuensi  natural cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan eksperimental dikarenakan kondisi desain dari transmisi dalam  keadaan  ideal.  Dimana  hasil  resultan velocity amplitudo  eksperimental  1.000-6500  RPM system transmisi titik satu 2,001 mm/s; sistem transmisi titik dua 2,215 mm/s; sistem transmisi titik tiga 4,798 mm/s; sistem transmisi titik empat 5,436 mm/s; sistem transmisi titik lima 5,67 mm/s dan sistem  transmisi  titik    enam  5,721  mm/s.  Sedangkan  hasil  simulasi  pada  sistem  transmisi  titik  satu 3,315  mm/s;  sistem  transmisi  titik  dua  4,915  mm/s;  sistem  transmisi  titik  tiga  5,585  mm/s;  sistem transmisi  titik  empat  5,315  mm/s;  sistem  transmisi  titik  lima  5,915  mm/s  dan  sistem  transmisi  titik enam 6,315 mm/s.

## 4.2 Saran
Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan, saran yang dapat diberikan dari peneliti adalah sebagai berikut :
1. Melakukan penelitian selanjutnya, yaitu pada bagian bowl disck sludge separator dikarenakan lebih rentan terhadap bagian tersebut.
2. Sebaiknya dapat juga ditambahkan pelumasan dalam melakukan simulasi.
3. Untuk  penelitian  selanjutnya  data  eksperimental  dari  transmisi  sebaiknya  dilakukan  eksperimental dengan menggunakan test rig .

## REFERENSI
[1] Meirovitch,  l., Manual  Book  Sludge  Seperator,  Components  Sludge  Seperator ,  McGraw-Hill, New York, 1970
-10 0 10 20 0 2 4 6 eige n v alu e(m m ) nomor ragam eigen value dari semua titik percobaan 1 2
3 4
[2] Fu,  Z.F.  He,  J.  (2001).  Modal  Analysis.  Butterworth-Heinemann,  Oxford.  Krodkiewski.J.M. (2008).  Mechanical  Vibration.  The  University  of  Melbourne,  Department  of  Mechanical  and Manufacturing Engineering.
[3] Pennock. G. R, Shigley. J. E, Uicker.J.J. (2003). Theory of Machines and Mechanisms (3rd ed.) . New York: Oxford University Press. ISBN 9780195155983.
[4] Strang, G. and Fix,  G. I., An Analysis of the Finite Element Method , Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1973
[5] Turner,  M.I.,  Clough,  R.W.  Marthin,  H.C.  and  Topp,  L.,’’Stiffnes  and  Defflection  Analysis  of Complex Structures,’’ Journal of Aeronautical Sciences , Vol. 23,1956, pp.805-823
[6] Crandal,  S.  H.  and  Mark,  W.  D., Random  Vibration  in  Mechanical  Systems ,  Academic  Press, Inc., New York, 1963
[7] Mathews,  J.  h., Numerical  Methods  for  Computer  Science,  Engineering,  and  Mathematics ,  2 nd ed., Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1992.
[8] Bendat,  J.  S.  and  Piersol,  A.  G., Random:  Analysis  and  Measurement  Procedures ,  Wiley- Interscience, Newyork,1971
[9] Patil,  M.  S.,  Patil,  J.  G.  (2015). Vibration  Analysis  of  Gearbox  Casing  using  Software  tool ANSYS and FFT Analyze . Volume 3, IJRAME. p.: 12-19.
[10] Shrenik  M.  Patil,  Prof.  S.  M.  Pise.  (2013). Modal  and  Stress  Analysis  of  Differential  Gearbox Casing with Optimization .Volume 3, Ijera. p.:188-193
[11] Surbakti,  Prakarsa  (2020).  Deteksi  Dini  Kegagalan  pada  Transmisi sludge  seperator dengan Menggunakan Analisis Vibrasi. Fakultas Teknik USU. p.: 28-65.
[12] Walpole, Ronald E. (1993). Pengantar Statistika. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.