Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022

## ANALISA GETARAN DAN KOEFISIEN KORELASI ANTARA GETARAN PADA
MESIN (ENGINE) DAN TEMPAT DUDUK OPERATOR (SEAT) DENGAN VARIASI

## TINGKAT KEBISINGAN MESIN FORKLIFT TYPE FD 30 PA SUMITOMO

## Tony Siagian
Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia Jalan Teladan No 15  Medan  Sumatera Utara  20227
E-mail: siagiantony@yahoo.com

## ABSTRAK
Penelitian ini dilakukan untuk  mengetahui tingkat getaran yang terjadi pada berbagai variasi tingkat kebisingan  mesin  forklift  dengan  dudukan  operator  dan  mendapatkan  koefiesien  korelasi  tingkat getaran yang terjadi pada mesin serta pengaruhnya terhadap tingkat getaran pada daerah tempat duduk operator.  Dari  hasil  penelitian  didapat  bahwa  pada  amplitudo  arah  vertikal  pada  tingkat  kebisingan paling  rendah  (87  dB)  menghasilkan  amplitudo  paling  tinggi  25.5  mm/s  pada  mesin  dan  2.8  mm/s pada tempat duduk dan pada kebisingan 93 dB terjadi amplitudo paling rendah 0.7 mm/s pada tempat duduk,  sementara  untuk  arah  horizontal  pada  kebisingan  87  dB  terjadi  amplitudo  paling  tinggi  17.0 mm/s  pada  mesin  dan  4.8  mm/s  pada  tempat  duduk  dan  pada  kebisingan  93  dB  terjadi  amplitude paling  rendah  13.5  mm/s  pada  mesin  dan  0.8  mm/s  pada  tempat  duduk.  Sementara  untuk  nilai koefisien korelasi, didapat nilai paling tinggi pada arah vertikal (rxy = 0.805) dan paling rendah pada arah  horizontal  (rxy  =  0.48).  Maka  secara  umum  dari  hasil  penelitian  diketahui  bahwa  fluktuasi tingkat  geteran  yang  timbul  lebih  banyak  pada  horizontal  dibanding  vertikal  dan  tingkat  koefisien korelasi  getaran  yang  paling  kuat  terjadi  pada  pengukuran  arah  vertikal  dan  yang  paling  lemah korelasinya pada arah horizontal.
Kata kunci : Getaran, Amplitudo, Koefisien Korelasi ,

## ABSTRACT
This study was conducted to determine the level of vibration that occured in various of the noise level of  forklift  engine  with  the  operator's  seat  and  to  obtain  the  correlation  coefficient  of  the  vibration level that occured in the engine and the effect on the vibration level in the operator's seat area. From the  results  of  the  study,  it  was  found  that  the  vertical  amplitude  at  the  lowest  noise  level  (87  dB) produced the  highest amplitude  of 25.5  mm/s  on the engine  and  2.8  mm/s  on  the  seat  and  at  93  dB noise level  the lowest amplitude was occured 0.7 mm/s on the seat, while for the horizontal direction at 87 dB noise level is the highest amplitude 17.0 mm/s on the engine and 4.8 mm/s on the seat and at 93  dB  noise  occurs  the  lowest  amplitude  was  13.5  mm/s  on  engine  and  0.8  mm/s  on  the  seat. Meanwhile,  for  the  correlation  coefficient,  the  highest  value  was  obtained  on  the  vertical  direction (rxy = 0.805) and the lowest value on the horizontal direction (rxy = 0.48). So, in general, found that the  fluctuations  of  vibration  level  in  horizontal  direction  is  more  than  vertical  direction  and  the stongest vibration coefficient correlation was accoured in the vertical direction measurement and the weakest correlation was in the horizontal direction.
Key words: Vibration, Amplitude, Coeficient Corelation
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Merujuk  pada  mesin  alat  berat,  masalah getaran  ini  salah  satu  yang  menjadi  perhatian khususnya  mengenai  kenyamanan  operator terhadap  getaran  yang  timbul  pada  bagian dudukan  operator  akibat  getaran  yang ditimbulkan dari mesin.

## Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan  permasalahan  yang  dijadikan kajian  studi  atau  penelitian  adalah: “ Analisa Getaran  dan  koefisien  korelasi  antara  getaran pada mesin ( Engine ) dan tingkat getaran pada dudukan  Operator  ( Seat )  dengan  variasi tingkat kebisingan mesin Forklift Type FD 30 PA Sumitomo 202”.

## Batasan Masalah
Penelitian  memfokuskan  pada  analisa pengaruh getaran pada bagian mesin terhadap tingkat getaran pada daerah dudukan operator dengan  variasi  putaran  baik  arah  vertikal, horizontal  dan  juga  mendapatkan  tingkat koefisien  korelasi  antara  getaran  pada  mesin dan dudukan operator.

## Tujuan dan Manfaat Penelitian
1. Mengetahui  pengaruh  tingkat  getaran pada  mesin  Forklift  dengan  variasi tingkat  kebisingan  engine  terhadap tingakat getaran yang timbul pada tempat duduk Operator.
2. Mendapatkan  tingkat  koefisien  korelasi getaran yang timbul pada mesin terhadap tempat duduk operator.

## TINJAUAN PUSTAKA

## 1. Bagian Utama Forklift
Konstruksi  mesin  secara  umum  dalam  2 bagian  yaitu  konstruksi  tidak  dapat  bergerak dan  konstruksi  bergerak.  Bagian-bagian  dari konstruksi  tidak  bergerak  dan  bergerak tersebut  pada  Forklift  dapat  di  lihat  pada Gambar 1.

## 2. Getaran pada Konstruksi Mesin
Pada  dasarnya  getaran  pada  mesin adalah  hal  yang  tidak  mungkin  dihilangkan
sama  sekali  akibat  gerakan  mekanisme  yang terjadi pada mesin tersebut. Namun permasalah  akan  timbul  bila  getaran  yang dihasilkan  melebihi  batas  aman  yang  dapat menyebabkan  kerusakan  pada  komponen mesin  tersebut  sehingga  dapat  menimbulkan kerusakan  pada  komponen  permesinan  dan juga  meningkatnya  biaya  perawatan  dan perbaikan  mesin  dan  juga  ketidaknyamana terhadap  si  pengguna  peralatan  bahkan  bisa sampai  menimbulkan  PAK  (Penyakit  Akibat Kerja) .

## Gambar 1. Bagian Utama Forklift
Penyebab  Kegagalan  Akibat Getaran Berlebih.
Kegagalan  atau  kerusakan  mesin  dapat didefinisikan sebagai
terjadinya penyimpangan  dalam  komponen  mesin  yang dapat  menyebabkan  mesin  tersebut  tidak mampu mencapai unjuk kerja.
Pada  dasarnya  sumber  utama  dari penyebab kerusakan komponen bias
diklasifikasikan  menjadi  empat  kelompok besar yaitu :
a. kesalahan rancang ( cacat rancangan)
b. kesalahan material (cacat bahan),
c. kesalahan fabrikasi (cacat proses)
d. kesalahan operasional (cacat pemasangan).

## 3. Pengertian Getaran
Getaran  adalah  gerakan  bolak-balik dalam  suatu  interval  waktu  tertentu.  Getaran berhubungan  dengan  gerak  osilasi  benda  dan gaya  yang  berhubungan  dengan  gerak tersebut.  Semua  benda  yang  mempunyai massa  dan  elastisitas  mampu  bergetar,  jadi kebanyakan  mesin  dan  struktur  rekayasa (engineering)  mengalami  getaran  sampai derajat  tertentu  dan  rancangannya  biasanya memerlukan pertimbangan sifat osilasinya.
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022
Ada  dua  kelompok  getaran  yang  umum yaitu:
(1). Getaran Bebas.
Getaran  bebas  terjadi  jika  sistem berosilasi  karena  bekerjanya  gaya  yang  ada dalam  sistem  itu  sendiri  (inherent),  dan  jika ada  gaya  luas  yang  bekerja.  Sistem  yang bergetar  bebas  akan  bergerak  pada  satu  atau lebih  frekuensi  naturalnya,  yang  merupakan sifat  sistem  dinamika  yang  dibentuk  oleh distribusi  massa  dan  kekuatannya.  Semua sistem  yang  memiliki  massa  dan  elastisitas dapat  mengalami  getaran  bebas  atau  getaran yang terjadi tanpa rangsangan luar.
Gambar 2. Sistem Diagram Pegas-Massa
Sistem  diagram  Pegas  –  Massa  bisa dilihat pada Gambar 2. Hukum Newton kedua adalah  dasar  pertama  untuk  meneliti  gerak sistem,  pada  Gambar  2  perubahan  bentuk pegas pada posisi keseimbangan adalah △ dan gaya  pegas  k △ adalah  sama  dengan  gaya gravitasi w yang bekerja pada massa m
….….... 1
Dengan  mengukur  simpangan  x  dari posisi  kesetimbangan  statik,  maka  gaya-gaya yang bekerja pada m adalah k ( △ + x) dan w. Dengan  x  yang  dipilih  positif  dalam  arah kebawah, semua besaran gaya, kecepatan dan percepatan juga positif dalam arah kebawah.
Sekarang  Hukum  Newton  kedua  untuk gerak diterapkan pada massa m :

## ……… 2
Dan karena k △ = w maka diperoleh :
……….. 3
Dengan mendefinisikan Frekuensi lingkaran ω n 2 =      sehingga persamaan dapat ditulis :
………. 4
Sehingga  persamaan  umum  diferensial linier orde kedua yang homogen adalah :
... 5
Dengan A dan B adalah kedua konstanta yang  perlu.  Konstanta-konstanta  ini  dihitung dari  kondisi  awal dan (0),  dan
persamaan 5 dapat ditunjukkan menjadi
..... 6

## Periode Natural osilasi dibentuk dari
atau
…… 7
Dan frekuensi natural adalah :
………. 8
(2). Getaran Paksa.
Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan  gaya  luar, jika rangsangan tersebut berosilasi maka sistem dipaksa untuk bergetar  pada  frekuensi  rangsangan.  Jika frekuensi  rangsangan  sama  dengan  salah  satu frekuensi  natural  sistem,  maka  akan  didapat keadaan  resonansi  dan  osilasi  besar  yang berbahaya  mungkin  terjadi.  Kerusakan  pada struktur  besar  seperti  jembatan,  gedung ataupun sayap pesawat terbang.
Gambar 3. Getaran Paksa
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022
Gambar  3  adalah  sistem  yang  teredam karena kekentalan dengan eksistansi harmonik,  persamaan  diferensial  geraknya adalah ditunjukkan pada rumusan berikut :
…. 8
Solusi  khusus  persamaan  diatas  adalah keadaan tunak (steady state) dengan frekuensi ω yang sama dengan frekuensi eksitasi. Solusi khusus dapat diasumsikan berbentuk :
t– )                         …... 9
Dengan X adalah amplitude osilasi dan adalah  beda  fase  simpangan  terhadap  gaya eksitasi.
Amplitudo  dan  fasa  pada  persamaan diatas  diperoleh  dengan  mensubsitusikan persamaan 9 kedalam persamaan diferensial 8. Dengan  mengingat  bahwa  dalam  gerak harmonic  fasa  kecepatan  dan  percepatan masing-masing  mendahului  fasa  simpangan dengan  90 o dan  180 o ,  maka  suku-suku persamaan diferensial tadi juga dapat ditunjukkan  secara  grafik  seperti  Gambar  4. Dan  dari  gambar  tersebut  dapat  diketahui bahwa
…........ 10 dan ……..... 11 Gambar  4.  Hubungan    Vektor    Getaran  Paksa Dengan Redaman Dengan membagi pembilang dan menyebut  persamaan  diatas  dengan  k,  maka diperoleh:
………... 12
……….. 13
Persamaan-persamaandiatas  selanjutnya akan dapat dinyatakan dalam besaran berikut:
= frekuensi natural osilasi
tanpa redaman
= redaman kritis
= faktor redaman
Jadi persamaan amplitudo dan fasa menjadi:
……… 14

## Dan
.………. 15

## 4. Analisa Getaran
Analisa  getaran  merupakan  salah  satu cara  yang  sangat  bermanfaat  sebagai  prediksi awal terhadap adanya masalah pada mekanikal, elektrikal dan proses pada peralatan,  mesin-mesin  dan  sistem  proses yang kontinu di pabrik Teknik analisa getaran juga digunakan sebagai teknik untuk mendiagnosa, yang  dapat  diaplikasikanantara  lain  untuk:
acceptance testing , pengendalian mutu, mendeteksi bagian yang mengalami kelonggaran, pengendalian kebisingan, mendeteksi  adanya  kebocoran,  desain  dan rekayasa mesin, dan optimasi produksi.

## 5.  Koefisien Korelasi
Koefisien  Korelasi  adalah  suatu  angka indeks yang  melukiskan hubungan antara dua rangkaian  data  yang  dihubungkan.  Dengan kata  lain,  koefisien  korelasi  adalah  ukuran
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022
atau indeks dari hubungan antara dua variable, koefisien  korelasi  besarnya  antara  +1  sampai -1.
Rumusan  koefisien  korelasi  sebagai berikut :
rxy = Koefisien korelasi Variabel X dan Y x    = selisih antara X dengan rata-rata X y    = selisih antara Y dengan rata-rata Y

## METODOLOGI PENELITIAN
Berisi  langkah-langkah  sistematis  yang dilakukan  dalam  penelitian,  yaitu  mengenai persiapan penelitian, mengidentifikasi permasalahan akan dibahas, pengumpulan dan pengolahan  data  hasil  penelitian,  pengujian dan penelusuran pustaka , analisa dan pembahasan, serta kesimpulan dan saran.

## Lokasi Penelitian
Lokasi  penelitian  akan  dilakukan  pada suatu pabrik pengguna Forklift Diesel dengan bantuan pengujian tingkat getaran yang terjadi baik dengan menggunakan berbagai peralatan vibration  gauge  yang  sesuai  dalam  hal  ini vibration pen, digital vibration tool dll.

## Metode Pengumpulan Data
Dalam  penelitian  ini  pengumpulan  dan pengambilan  data  dilakukan  dengan  melalui beberapa metode:
a. Data  primer,  yaitu  data-data  yang diperoleh melalui:
 Data dari laporan hasil perawatan
 Pengamatan saat pengoperasian
 Pembacaan putaran mesin
b. Data  sekunder,  yaitu  pengumpulan  data yang  diperoleh  dari  hasil  penelusuran terhadap berbagai literatur.

## Objek Penelitian
Objek  penelitian  adalah  sebuah  mesin Forklift Type  FD  30  PA  Sumitomo  2021 yaitu pada bagian mesin dan juga pada bagian kursi pengemudi.
Gambar 5. Posisi Pengukuran ( Engine )
Gambar 6. Posisi Pengukuran ( Seat )
Posisi Vertikal:
Posisi Horizontal:

## PEMBAHASAN

## 1. Pengolahan Data Amplitudo
Data  yang  telah  dikumpulkan  diolah untuk  digunakan  sebagai  bahan  evaluasi sesuai  dengan  metodologi  penelitian  yang digunakan  serta  interpretasi  terhadap  hasil yang diperoleh tersebut. Berikut data pengukuran  tingkat  amplitudo  pada  mesin arah  horizontal  (Tabel  1)  dan  vertikal  (Tabel 2)  sedangkan  grafik  nya  dapat  dilihat  pada Gambar 7 dan 8.
Tabel 1. Amplitudo Mesin Arah  Horizontal

## rxy
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022
Gambar 7.  Grafik Amplitudo Horizontal Tabel 2. Amplitudo Mesin  Arah Vertikal
Gambar 8. Grafik Amplitudo Vertikal
Pada Gambar 7  untuk tingkat Amplitudo pada  arah  horizontal  terlihat  tren  penurunan tingkat  getaran  pada  mesin  posisi  kebisingan 90-93  dB,  kemudian  ada  kenaikan  sedikit tingkat  getaran  pada  posisi  93-99  dB  dan tingkat  getaran  terbesar  terjadi  pada  tingkat kebisingan  90  dB  yaitu  sebesar    17  mm/s.
Sementara  pada  tempat  duduk  ( seat )  terjadi penurunan getaran yang signifikan dari tingkat kebisingan 87-90 dB dan setelah itu melandai dengan      sedikit  kenaikan  getaran  di  posisi kebisangan 99 dB yaitu 2 mm/s.
Sedangkan pada Gambar 8 untuk  tingkat getaran pada arah Vertikal pada bagian mesin ( engine )  terlihat  getaran  paling  tinggi  berada pada  tingkat  kebisingan  87dB  sebesar  25.5 mm/s  dan  menurun  dengan  tajam  pada  posisi 90  dB  dan  setelah  itu  terjadi  kenaikan  yang tidak  begitu  signifikan.  Sementara  getaran yang  terjadi  pada  tempat  duduk  (seat)  terjadi penurunan  tingkat  getaran dari 87dB  samapai 93dB  yaitu  dari  2.8  mm/s  menjadi  0.7mm/s dan  setelah  itu  terjadi  Kembali  kenaikan getaran sampai posisi 99 dB.

## 2. Perhitungan Koefisien Korelasi
Koefisien korelasi dari Engine dan Seat pada arah horizontal dapat dilihat pada Tabel 3 sedangkan untuk arah vertical terlihat pada Tabel 4.
Tabel 3.  Koefiesen Korelasi Arah Horizontal
Tabel 4.  Koefiesen Korelasi Arah Vertikal
Pada  Tabel  tersebut  diatas  terlihat  nilai koefisien korelasi antara Engine dan seat yang
Jurnal Al Ulum LPPM Universitas Al Washliyah Medan Vol. 10 No. 2, Tahun 2022
terbesar yaitu pada arah vertikal sebesar 0,805 sedangkan arah horizontal sebesar 0.480.

## KESIMPULAN
1. Untuk getaran arah vertikal dan
horizontal diperoleh karakteristik
getaran  yang  timbul  modelnya  berbeda, dimana  fluktuasi  getaran  lebih  banyak pada arah horizontal dibanding pada arah vertikal.
2. Didapat korelasi (rxy) yang paling tinggi terjadi  pada  getaran  antara  mesin ( Engine )  dan  dudukan  ( Seat )  pada  arah vertikal  (0.805)  yang  menunjukkan korelasi  antar  perubahan  getaran  pada mesin  dan  tempat  duduk  pada  arah vertikal  tersebut  lebih  kuat  dibanding arah horizontal.

## DAFTAR PUSTAKA
Holowenko,  A.R.  dan  Prapto,  C.  1984, Dinamika Permesinan,
Penerbit Erlangga. Karmiadji,  D.W.,    Bahan  Kuliah  Getaran Mekanis, S2-T. Mesin Institut Sain dan
Teknologi Nasional (ISTN), Jakarta
Krodkiewski,
J.M. 2008, Mechanical
Vibration, The University of Melbourne
–  Department  of  Mechanical  and Manufacturing Engineering.
Ritonga,  A.  2004.  Statistika  Terapan  Untuk
Penelitian,  Universitas  Indonesia  Edisi
III.
Shigly,  J.E.  1989  ,  Mechanical  Engineering Design, 5th Edition McGraw-Hill Book Company.