Tutorial ANSYS Design Modeler

Salah satu langkah dalam pemodelan masalah rekayasa menggunakan metode elemen hingga dengan ANSYS, adalah membangun bentuk geometri benda yang akan kita analisa. Design Modeler adalah fasilitas dalam ANSYS Workbench yang digunakan untuk membangun geometri model yang akan dianalisa. Juga dapat digunakan untuk memodiifikasi hasil gambar dari perangkat lunak CAD.

Dalam tutorial ini saya akan membangun poros (sangat) sederhana.

ANSYS Workbench

ANSYS Workbench adalah salah satu perangkat lunak berbasiskan metode elemen hingga yang dipakai untuk menganalisa masalah-masalah rekayasa (engineering). ANSYS Workbench menyediakan fasilitas untuk berinteraksi antar solvers famili ANSYS. ANSYS Workbench juga dapat berintegrasi dengan perangkat lunak CAD

Sistem Penomoran AISI, SAE, dan UNS

Awalnya AISI (The American Iron & Steel Institue) memiliki standard yang diterima luas di Amerika serikat dan Negara lainnya. Tetapi standard AISI tidak mencakup semua jenis logam/metal, dan tidak begitu informatif megenai properties beberapa logam.

Metals Code: Standard Untuk Logam

Metal Standard adalah kesepakatan dalam dunia industri tentang bagaimana mendefinisikan logam/metal. Logam didefinisikan dalam bentuk informasi komposisi kimianya, proses manufakturnya, proses perlakuan panas yang diterima, dan informasi lainnya. Standard biasanya disajikan dalam bentuk rangkain huruf dan atau angka yang masing-masing memiliki informasi dari logam tersebut.

Metode Elemen Hingga (Finite Element Methode)

Finite Element Method (FEM) atau biasanya disebut Finite Element Analysis (FEA), adalah prosedur numeris yang dapat dipakai untuk menyelsaikan masalah-masalah dalam bidang rekayasa (engineering), seperti analisa tegangan pada struktur, frekuensi pribadi dan mode shape-nya, perpindahaan panas, elektromagnetis, dan aliran fluida (Moaveni).

Metode ini digunakan pada masalah-masalah rekayasa dimana exact solution/analytical solution tidak dapat menyelsaikannya. Inti dari FEM adalah membagi suatu benda yang akan dianalisa, menjadi beberapa bagian dengan jumlah hingga (finite). Bagian-bagian ini disebut elemen yang tiap elemen satu dengan elemen lainnya dihubungkan dengan nodal (node). Kemudian dibangun persamaan matematika yang menjadi reprensentasi benda tersebut. Proses pembagian benda menjadi beberapa bagian disebut meshing.

Oil whirl & Oil Whip

Salah satu masalah dalam rotating equipment yang memakai journal bearing adalah oil whirl dan oil whip. Fenomena ini tidak di temukan pada mesin yang memakai bantalan gelinding (roller element bearing). Pada journal bearing yang memikul beban rotor adalah lapisan pelumas yang bertekanan yaitu dengan adanya oil wedges. Mengenai prinsip kerja bearing hidrodinamis baca hidrostatic bearing dan hydrodynamic bearing.

Oil whirl

Gambar 1. Cara kerja bearing hidrodinamis.

Oil whirl adalah terjadi getaran dimana yang mengeksitasi adalah lapisan tipis minyak pelumas (oil film) pada journal bearing.

Hydrostatic bearing dan Hydrodynamic bearing

Fluid Film bearing adalah jenis bearing dimana beban rotor ditopang oleh lapisan tipis (film) fluida/pelumas yang berada di antara rotating (rotor) dan non-rotating (bearing) element. Jenis bearing ini antara lain journal bearing untuk menahan beban radial dan thrust bearing untuk menahan beban aksial. Berdasarkan prinsip kerjanya fluid film bearing dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Hydrostatic bearing
2. Hydrodynamic bearing

Metode Static Detection: Suatu Cara untuk Mendeteksi dan Menghilangkan Softfoot

Buruknya interface kaki mesin dengan fondasi ditandai dengan adanya gap atau celah di antara keduanya. Fenomena ini biasanya disebut softfoot. Mengenai softfoot untuk jelasnya baca softfoot.

Metode pemeriksaan dan perbaikan static detection menggunakan dial indicator dan feeler gauge, secara garis besar terbagi menjadi tiga tahap: tahap pemeriksaan, tahap perbaikan/koreksi, dan tahap verifikasi. Tulisan dan gambar saya sarikan dari buku Shaft Alignment Handbook 3rd edition-John Piotrowski

Tahap Pemeriksaan Softfoot:

Gambar 1. Ilustrasi tahapan pengenduran, pengambilan dan pembersihan softfoot pada masing-masing baut.

Bearing atau Bantalan

Bearing adalah salah satu komponen yang penting dalam mesin. Fungsinya adalah menahan beban rotor baik beban arah radial dan juga aksial. Bearing pada umumnya dikategorikan menjadi dua, yaitu Fluid Film bearings dan Rolling contact bearings.

Fluid Film bearings adalah jenis bearing dimana beban rotor ditopang oleh lapisan tipis (film) fluida yang berada diantara rotating (rotor) dan non-rotating (bearing) element. Bearing yang termasuk jenis bearing ini adalah: journal bearing (menahan beban radial) dan thrust bearing (menahan beban aksial).

Gambar 1. Journal bearing dan thrust bearing sedang di-disassembly pada pompa sentrifugal.

Kelonggaran mekanik (Mechanical Looseness)

Kelonggaran mekanik adalah salah satu fenomena yang terjadi di mesin. Pada rotating equipment kelonggaran mekanik dapat terjadi dalam bentuk:

1. Internal assembly looseness
2. Kelonggaran pada struktur (Structure looseness)

Internal Assembly Looseness

Gambar 1. FFT menunjukan kekendoran mekanik pada Induced Draft Fan di salah satu PLTU. (dokumentasi pribadi)

Jenis kelonggaran mekanik ini terjadi disebabkan longgarnya bearing liner terhadap tutupnya/casing (gambar), kekendoran antara impeller atau fan terhadap poros.