Perpustakaan Digital ITB

Mesin rotasi di industri, khususnya yang bersifat kritikal, umumnya merupakan sistem rotor dengan bantalan luncur hidrodinamik. Analisis dinamik sistem tersebut diperlukan untuk memastikan kestabilan operasi serta mencegah kegagalan akibat getaran berlebih. Namun, analisis eksperimental terhadap sistem ini sulit dilakukan karena kompleksitas geometri dan kebutuhan presisi tinggi dalam manufaktur bantalan luncur. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan pendekatan numerik melalui pemodelan matematis untuk menganalisis perilaku sistem rotor berbantalan luncur dengan derajat kebebasan yang cukup guna merepresentasikan sistem kontinu dalam kondisi aktual. Penelitian diawali dengan memodelkan sistem rotor tunggal dengan delapan derajat kebebasan untuk merepresentasikan getaran lateral pada rotor fleksibel. Model terdiri atas tiga titik massa (lumped mass) yang mewakili dua bantalan dan satu disk. Persamaan gerak sistem diturunkan menggunakan metode Lagrange dengan mempertimbangkan energi kinetik dan energi potensial sistem. Kekakuan poros dirumuskan dari formulasi energi regangan balok dalam kondisi bending. Komponen gaya lainnya, seperti gaya bantalan, momen giroskopik, dan massa tak balans yang berputar, diperlakukan sebagai gaya eksternal. Model kemudian divalidasi dengan membandingkan frekuensi natural pertama dalam dua kondisi, yaitu saat disk berada di tengah dan saat bergeser dari posisi tengah. Selanjutnya, karakteristik bantalan luncur diperoleh dari literatur dan dimasukkan ke dalam model untuk menghasilkan parameter kekakuan dan redaman yang bergantung pada kecepatan putar. Hasil simulasi mencakup respons dalam domain waktu, orbit bantalan, spektrogram, plot spektrum, dan peta spektral. Hasil menunjukkan bahwa model yang dikembangkan mampu memprediksi perilaku dinamis rotor dengan baik, khususnya pada konfigurasi disk di tengah hingga pergeseran 20%. Pergeseran lebih dari 20% tersebut menghasilkan deviasi signifikan terhadap nilai frekuensi natural teoretis. Dalam studi kasus bantalan luncur, model menunjukkan kesesuaian terhadap referensi numerik maupun teori, baik pada fase percepatan awal (startup) maupun kondisi tunak.