Apa itu Getaran Torsi?

Getaran torsional terjadi karena ketidakseimbangan dalam sistem berputar, seperti misalignment poros berputar atau kopling lemah yang memungkinkan gerakan kecil yang tidak diinginkan sepanjang sumbu rotasi. Bagian dirancang untuk berputar dengan kecepatan konstan atau, kadang-kadang, diperlukan untuk mempercepat atau memperlambat. Semakin sedikit getaran mendadak atau acak yang dialami bagian yang berputar saat beroperasi, semakin lama umurnya. Banyak komponen torsi dirancang dengan bahan yang dapat menahan kerusakan torsional jangka panjang, juga dikenal sebagai kelelahan torsional. Tanpa pengujian yang memadai di bawah beban getaran, bagian-bagian yang berputar mungkin retak, gagal total, menyebabkan kerusakan periferal — bahkan membunuh operator mesin.

Batang yang berputar, biasanya bagian dari power train, seperti poros transmisi, poros bubungan, poros engkol, poros penggerak, dan poros mengalami getaran torsional saat mereka mentransmisikan daya dari beberapa bentuk perangkat pembangkit. Poros berputar tersebut dibuat dari bahan ulet, seperti logam yang memiliki ketangguhan patah yang lebih besar — ​​ketahanan terhadap retak. Bagian logam yang berputar gagal melalui retak lambat dari permukaan di mana tegangan torsi terbesar dialami dan di mana retakan paling mudah diidentifikasi. Retak juga dapat tumbuh dari kopling yang berputar, dari cacat permukaan di dalam lubang pengikat. Retak terminal pada permukaan runtuh tumbuh pada bidang perkiraan tegak lurus terhadap panjang poros yang berputar dan sekitar sumbu pusat.

Contoh sederhana dari getaran torsional adalah rambu lalu lintas dalam angin yang stabil. Pemasangan dan braket yang menahan rambu pada kondisi normal tidak dirancang untuk menahan gerakan rotasi. Dalam badai, rambu-rambu jalan akan bergerak bolak-balik tertiup angin di bawah pengaruh getaran puntir. Bahkan beberapa tanda yang sangat besar dapat dicabut dari tambatannya, menjadi pecahan peluru hingga yang tidak waspada terperangkap dalam badai.

Getaran torsional dapat terjadi dengan geometri resonansi tertentu dari poros atau ketika kecepatan rotasi tinggi, meningkat di atas nilai batas tertentu. Pada titik ini, rotasi pada sumbu poros menjadi tidak stabil secara dinamis dan terjadi getaran yang merusak. Getaran acak ini, bertentangan dengan gerakan poros yang terus menerus normal, membuka retakan pada logam dan merupakan penyebab utama kegagalan bagian yang berputar.

Jika bagian dari komponen yang berputar tipis, misalnya, sudu turbin, mengalami kegagalan besar akibat retakan tembus, hal itu dapat menyebabkan ketidakseimbangan yang lebih besar yang dapat merusak seluruh sistem tenaga. Alasan mengapa getaran puntir sulit untuk diperhitungkan adalah karena rumitnya penerapan beban puntir periodik selama pengujian. Saat ini, poros dirancang dengan alat analitik untuk mengoptimalkan panjang dan diameter poros guna meminimalkan getaran puntir.