Firdausi, Kartika (2018) Studi Eksperimental Mekanisme Electromagnetic Vibration Absorber (EMVA) terhadap Reduksi Getaran dan Energi Listrik Bangkitan. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02111440000077 - Undergraduate_Thesis.pdf Download (6MB) | Preview |
Abstract
Sebagian energi dari mesin-mesin di industri yang bekerja terbuang menjadi getaran. Getaran yang terjadi akan menimbulkan kerusakan pada elemen-elemen mesin dan mengurangi umur penggunaan dari mesin tersebut. Sehingga, diperlukan cara untuk mengurangi getaran yang terjadi pada mesin-mesin tersebut, salah satunya dengan menggunakan Electromagnetic Vibration Absorber (EMVA). EMVA akan mereduksi getaran dan mengubahnya menjadi energi listrik yang selanjutnya dapat dimanfaatkan. EMVA bekerja sesuai dengan metode induksi listrik dan medan magnet.
Penelitian pada tugas akhir ini mengenai studi eksperimental mekanisme vibration absorber untuk energy harvesting dengan prinsip kerja elektromagnetik yang disebut sebagai Electromagnetic Vibration Absorber (EMVA). Mekanisme EMVA dirancang untuk skala laboratorium dengan sistem utama yang diwakili oleh simulator getaran. Sistem utama terdiri dari massa utama berupa plat datar dan empat buah pegas dengan 2 variasi yang berbeda yaitu 3300 N/m untuk sisi kiri dan 2500 N/m untuk sisi kanan. Hal ini menyebabkan sistem mengalami gerak translasi dan pitching. Empat buah pegas tersebut dikenai gaya eksitasi di bawah plat yang bersumber dari motor DC (direct current) 24 volt, 250 watt. Eksperimen dalam penelitian dilakukan pada frekuensi operasi sebesar 40,6941 rad/s atau 6,4448 Hz dengan variasi jumlah lilitan kumparan sebesar 1300, 2600, dan 3500. Variasi lainnya yaitu amplitudo eksitasi sebesar 0,02 m, 0,03 m, 0,04 m dan posisi peletakan EMVA. Mekanisme EMVA dirancang dengan massa berupa magnet neodymium dan lempeng baja yang ditopang oleh pegas dengan rasio konstanta pegas sebesar 1:20 dari konstanta pegas ekivalen sistem utama, kemudian dibungkus oleh tabung akrilik yang dilengkapi dengan kumparan yang bervariasi jumlah lilitannya.
Pada penelitian ini, dihasilkan prototype EMVA sesuai rancangan yang telah dibuat. Eksperimen dalam penelitian ini dilakukan untuk sistem utama tanpa dan dengan penambahan EMVA yang diletakkan di atas plat exciter. Dari eksperimen yang telah dilakukan, didapatkan hasil berupa respon percepatan arah translasi dan pitching serta tegangan bangkitan untuk setiap variasi amplitudo eksitasi, jumlah lilitan kumparan EMVA dan posisi peletakannya pada plat exciter. Reduksi getaran sistem utama yang optimal didapatkan dari eksperimen untuk sistem utama dengan penambahan EMVA variasi jumlah lilitan 2600 yang diletakkan pada posisi 2 yaitu di antara pusat massa sistem utama dan pegas dengan konstanta pegas terkecil. Reduksi yang dihasilkan untuk arah translasi sebesar 71,04% dan 71,60% untuk arah pitching pada eksperimen menggunakan amplitude eksitasi 0,04 m. Sedangkan, energi listrik optimal yang dihasilkan sebesar 0,0266 volt.
================================================================================================
Some of the energy from machinery in the industry that works is wasted into vibration. Vibration that occurs will cause damage to the machinery elements and reduce the lifetime of the machine. So, a method is needed to reduce the vibration that occurs in these machines, one of them is by using the Electromagnetic Vibration Absorber (EMVA). EMVA will reduce vibration and convert it into electrical energy which can then be utilized. EMVA works according to the method of electric induction and magnetic fields.
The research in this final project is about an experimental study of the mechanism of vibration absorber for energy harvesting by using the electromagnetic working principle that called as Electromagnetic Vibration Absorber (EMVA). The mechanism of EMVA is designed for laboratory scale with the main system represented by a mechanical vibration exciter as a simulator. The main system consists of the main mass in the form of a flat plate and four springs with 2 different variations, namely 3300 N / m for the left side and 2500 N / m for the right side. This causes the system moving on translational and pitching. The four springs are subjected to an excitation force under the plate sourced from a 24 volt DC (direct current) motor. Experiments in this study were carried out at operating frequencies of 40.6941 rad / s or 6.4448 Hz with variations in the number of coil turns of 1300, 2600, and 3500. Other variations were excitation amplitude of 0.02 m, 0.03 m, 0, 04 m and EMVA laying position. The mechanism of the EMVA is designed with masses in the form of neodymium magnets and steel plates which are supported by springs with a spring constant ratio of 1:20 of the equivalent spring main system, then wrapped by an acrylic tube equipped with coils that vary the number of its turns.
In this study, an EMVA prototype was produced according to the design that had been made. Experiments in this study were carried out for the main system without and with the addition of EMVA placed on the exciter plate. From the experiments that have been done, the results obtained in the form of a response acceleration direction of translation and pitching and generation voltage for each variation of excitation amplitude, turn’s number of EMVA coils and placement position on the exciter plate. The optimal main system vibration reduction is obtained from experiments for the main system with the addition of EMVA variations in the number of turns 2600 placed in position 2 which is between the center of mass of the main system and the spring with the smallest spring constant. The resulting reduction for the translation direction is 71.04% and 71.60% for pitching directions in the experiment using an excitation amplitude of 0.04 m. Meanwhile, the optimal electrical energy produced is 0.0266 volts.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 621.811 Fir s-1 2108 |
| Uncontrolled Keywords: | Getaran, Elektromagnetik, Frekuensi, Amplitudo, Energi Listrik, Kumparan, Magnet, Electromagnetic Vibration Absorber (EMVA) |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA355 Vibration. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Kartika Firdausi |
| Date Deposited: | 27 Jul 2021 08:05 |
| Last Modified: | 27 Jul 2021 08:05 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/61076 |
Actions (login required)
 |
View Item |