Safei, Imam (2017) Rancang bangun dan analisis mekanisme Cantilever Piezoelectric Vibration Absorber (CPVA) sebagai peredam getaran translasi dan rotasi yang dapat menghasilkan listrik. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Preview |
Text
2115105049-Undergraduate_Thesis.pdf - Published Version Download (5MB) | Preview |
Abstract
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering bekerja dengan menggunakan bantuan mesin, dimana mesin merupakan salah satu sumber penghasil getaran. Getaran pada mesin dapat terjadi ke segala arah, namun untuk mesin-mesin tertentu getaran yang terjadi cenderung ke arah translasi dan rotasinya. Kehadiran getaran tersebut sering menyebabkan keausan berlebihan pada bantalan, keretakan, dan kerusakan mekanik lainnya. Apalagi jika getaran yang ditimbulkan secara berlebihan karena frekuensi operasinya mendekati atau bahkan sama dengan frekuensi natural dari sistem tersebut. Salah satu cara untuk meredam atau bahkan menghilangkan getaran pada suatu sistem yaitu dengan menggunakan DVA (Dynamic Vibration Absorber). Pada beberapa penelitian yang dilakukan sebelumnya untuk memanfaatkan energi kinetik getaran menjadi energi listrik. Adapun metode yang dilakukan untuk mengkonversinya menggunakan cantilever piezoelectric.
Dalam penelitian Tugas Akhir ini dilakukan rancang bangun dan analisis mekanisme alat vibration absorber dan energy harvester metode cantilever piezoelectric vibration absorber (CPVA) dalam skala laboratorium. Dalam penelitian ini terdapat 2 sistem yaitu sistem utama dan sistem CPVA. Sistem utama dengan dimensi (50 x 50 x 96)cm terdiri dari motor listrik sebagai sumber gaya luar dengan frekuensi putaran yang divariasikan sebesar f_1(5.8 hz), f_2(6.4 hz), dan f_3 (7.1 hz). Batang penekan sebagai penerus gaya dari motor ke massa utama, dimana massa utama 7kg berupa meja datar yang ditumpu empat buah pegas dengan konstanta k_1=4700 N/m dan k_2=7200 N/m sehingga meja dapat bergerak translasi dan rotasi. CPVA berbentuk box dengan dimensi (13 x 10 x 22) cm diletakkan di atas massa utama sebagai peredam yang memiliki massa absorber 0.875 kg dan pegas absorber 1428 N/m dengan variasi jarak peletakan dari titik tengah massa utama sejauh b_1 (0 cm), b_2 (10 cm), dan b_3 (20 cm). CPVA terdiri dari massa tambahan, pegas tambahan, poros pengarah gerak massa absorber, dan piezoelectric model cantilever yang dipasang pada massa absorber dengan variasi jumlah sebanyak n_1 (4), n_2 (6), dan n_3 (8) buah PZT.
Dari penelitian yang dilakukan, nilai persentase redaman terbesar pada frekuensi natural awal sistem (6.4 hz) terjadi pada jarak peletakan CPVA sejauh b_2 dengan redaman yang sangat signifikan 96,63 % untuk respon translasi dan 99,37 % untuk respon rotasi. Selain itu, dari hasil pengujian dengan melakukan variasi jumlah piezoelectic diperoleh hasil bahwa semakin banyak jumlah PZT yang digunakan maka semakin besar pula tegangan listrik yang dihasilkan dan semakin besar getaran yang terjadi pada massa absorber maka tegangan listrik yang dihasilkan juga semakin besar. Pada peletakan CPVA sejauh b_2 listrik yang dihasilkan sebesar 0.05 V untuk penggunaan 8 buah PZT pada frekuensi kerja 6.4 hz.
=============================================================================
In everyday life we often work with the help of machines,
where the machine is one source of vibration producer. Vibration
on the engine can occur in all directions, but for certain machines
the vibrations that occur in the direction of translation and
rotation. The presence of vibration often causes excessive wear
on bearing, cracking, and other mechanical damage. Be if the
vibrations generated in general. One way to dampen or even a
system using DVA (Dynamic Vibration Absorber). In some
previous studies to use the kinetic energy of vibration into
electrical energy. The method used to convert it using a
piezoelectric cantilever.
In this final project, design and analysis of vibration
absorbing mechanism and harvesting method of piezoelectric
vibration absorption energy (CPVA) in laboratory scale. In this
research there are 2 system that is main system and CPVA
system.The main system dimension (50 x 50 x 96) cm consists of
an electric motor as an outer force source with varying rotation
frequencies of f_1 (5.8 hz), f_2 (6.4 hz), and f_3 (7.1 hz). Pressure
rod as the successor force from the motor to the main mass,
where the main mass 7kg is a flat table mounted by four springs
with constant k_1 = 4700 N / m and k_2 = 7200 N / m so that the
table can move translations and rotations. CPVA is boxed with
dimensions (13 x 10 x 22) cm placed over the main mass as a
damper having a mass of 0.875 kg absorber and an absorber
spring of 1428 N / m with variations in the distance of the main
mass as far as b_1 (0 cm), b_2 (10 cm), and b_3 (20 cm). CPVA
consists of auxiliary mass, auxiliary springs, driven mass motion
absorber shaft, and cantilever piezoelectric model mounted on
absorber mass with variations in numbers of n_1 (4), n_2 (6), and
n_3 (8) PZT.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 620.37 Saf r |
| Uncontrolled Keywords: | Cantilever Piezoelectric Vibration Absorber (CPVA), energy harvester, frequency, CPVA location, translation and rotation |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Safei Imam |
| Date Deposited: | 06 Oct 2017 07:23 |
| Last Modified: | 08 Mar 2019 02:44 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/46629 |
Actions (login required)
 |
View Item |