Pemodelan dan analisa reduksi respon getaran translasi pada sistem utama dan energi listrik yang dihasilkan oleh mekanisme Dynamic Vibration Absorber Metode Cantilever

Efendy, Wahyu Rachma (2017) Pemodelan dan analisa reduksi respon getaran translasi pada sistem utama dan energi listrik yang dihasilkan oleh mekanisme Dynamic Vibration Absorber Metode Cantilever. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

[img]
Preview
Text
2112100083-Undergraduate-Theses.pdf - Published Version

Download (7MB) | Preview

Abstract

Getaran banyak terjadi pada mesin-mesin di industri. Akan tetapi, getaran yang berlebihan dapat mengakibatkan kinerja mesin menurun dan membuat mesin cepat rusak. Maka dari itu diperlukan suatu cara untuk mengurangi getaran tersebut. Salah satu solusi untuk mereduksi getaran berlebih adalah dengan menambahkan Dynamic Vibration Absorber (DVA). Prinsip kerja dari Dynamic Vibration Absorber adalah penambahan massa absorber dan pegas pada sistem utama. DVA akan mereduksi getaran sistem utama dengan menghasilkan getaran yang arahnya berlawanan dengan arah getar dari sistem utama. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Pachpute [1], penggunaan DVA telah terbukti dapat mereduksi getaran dari sistem utama yang dioperasikan di frekuensi natural secara signifikan. Dalam penelitian Tugas Akhir ini telah dirancang sebuah mekanisme alat vibration absorber dan energy harvester metode Cantilever Piezoelectric Vibration Absorber (CPVA). Sistem utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah plat datar yang ditopang oleh empat pegas. Plat tersebut akan menerima gaya eksitasi dari pegas dibawahnya yang dihubungkan dengan massa eksentrik pada motor DC. Koefisien pegas yang digunakan untuk menumpu plat datar memiliki nilai yang sama, yaitu sebesar 300 N/m. Sehingga eksitasi yang terjadi pada plat datar hanya ke arah translasi. Pemodelan sistem utama disederhanakan dengan menggunakan sumbu vertikal sebagai arah displacement. Sehingga pegas dari massa utama yang diidentifikasi hanya berjumlah dua buah, yaitu pegas ekuivalen di sisi kiri dan kanan. Sedangkan untuk pemodelan pada sistem CPVA, digunakan ekuivalensi massa dan koefisien pegas dari piezoelectric karena perpindahan dan arah eksitasinya dianggap sama. Pada penelitian ini, dilakukan analisa dengan variasi amplitudo massa eksentrik sebesar 0.025 m, 0.030 m, dan 0.035 m. Kecepatan putaran motor sebesar 20.61 rad/s (frekuensi natural), 22.05 rad/s (frekuensi panen), dan 25 rad/s (frekuensi lembah). Sedangkan variasi jumlah cantilever piezoelectric yang digunakan adalah 2600, 2800, dan 3000 buah. Dari simulasi yang telah dilakukan, daya bangkitan dan nilai persentase reduksi terbesar dari CPVA terjadi ketika sistem dioperasikan di frekuensi naturalnya, yaitu sebesar 3.52E-7 watt dan 20.36%. Selain itu, dari simulasi juga didapatkan karakteristik CPVA dengan memvariasikan jumlah piezoelectric, didapatkan rentang jumlah piezoelectric optimum adalah 1400 hingga 2400 buah. Pada rentang tersebut, daya bangkitan dan persentase reduksi perpindahan massa utama terbesar yang dapat dicapai CPVA sebesar 5.78E-7 watt dan 22.75%. ========================================================================== Vibrations occur on the machines in the industry. However, excessive vibration can result in decreased engine performance and make the engine broken sooner than expectation. Therefore we need a way to reduce the vibration. One of the solution to reduce excessive vibration is to add Dynamic Vibration Absorber (DVA). The working principle of Dynamic Vibration Absorber is the addition of mass absorber and spring in the main system. Then DVA will reduce the main system's vibration by generating vibrations that have opposite direction to the direction of vibration of the main system. Based on research conducted by Pachpute [1], the use of DVA has been shown to reduce the vibration of the main system operated at the natural frequency significantly. This final project research has designed a mechanism and tool for vibration absorber and energy harvester using Cantilever Piezoelectric Vibration Absorber (CPVA) method. The main system used in this study is a flat plate supported by four springs. The plate will receive excitation force of the spring underneath the eccentric mass attached by a DC motor. Spring coefficients used to rivet flat plate have the same value, which is amounted to 300 N / m. So that the excitation occurs in flat plate only in the translational direction. The main system modeling is simplified by using the vertical axis as the direction of displacement. So that spring from the main mass is identified only amounts to two, that is the equivalent spring on the left and right. While modeling on CPVA system, the equivalence of mass and spring of piezoelectric coefficients for the movement and direction of the excitation are considered equal. In this study, the analysis of amplitude variations eccentric mass is 0.025 m, 0030 m and 0035 m. The analysis of operational frequency is 20.61 rad / s (natural frequency), 22.05 rad / s (harvesting frequency), and 25 rad / s (valley frequency). Moreover, the variation of the number of piezoelectric cantilever used was 2600, 2800, and 3000 pieces. From the simulations approach that have been carried out, the largest power generation and percentage of reduction of the CPVA occurs when the system is operated on its natural frequency, that is equal to 3.52E-7 watt and 20.36%. In addition, the simulation also obtained CPVA characteristics by varying the number of piezoelectric, optimum number of piezoelectric range obtained is 1400 to 2400 pieces. At this range, power generation and the percentage reduction of the largest main mass transfer that can be achieved CPVA of 5.78E-7 watts and 22.75%.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Dynamic Vibration Absorber (DVA); cantilever piezoelectric; persentase reduksi; amplitudo massa eksentrik; frekuensi; jumlah piezoelectric; energy density; percentation of reduction; input amplitude; frequency; number of piezoelectric
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > (S1) Undergraduate Theses
Depositing User: WAHYU RACHMA EFENDY
Date Deposited: 01 Mar 2017 03:20
Last Modified: 01 Mar 2017 03:20
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/2149

Actions (login required)

View Item View Item