BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Umum Pesawat Pemindah Bahan Pesawat pemindah bahan merupakan suatu media atau alat yang berguna untuk memindahkan suatu beban / material dari satu tempat ke tempat lain dengan jarak tertentu. Pesawat pemindah bahan hanya memindahkan muatan dalam jumlah tertentu dan jarak tertentu, dengan variasi lintasan seperti, atau kombinasi dari keduanya. Untuk mendukung kelancaran aktifitas produksi suatu industri, memerlukan peralatan tambahan yaitu transportasi untuk memindahkan bahan. Kurang tepatnya pemilihan sarana transportasi untuk pemindahan bahan dapat menghambat kelancaran proses produksi. Untuk itu sarana transportasi pengangkut bahan sangat diperlukan. Tidak semua jenis pesawat pemindah bahan dapat dipergunakan untuk mendukung lancarnya aktifitas produksi. Pemilihan jenis pesawat pemindah bahan harus disesuaikan dengan kebutuhan dan pendanaan yang ada. Secara umum pesawat pemindah bahan ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut : 1. Faktor ekonomis yang termasuk dari biaya pengadaan pesawat, biaya operasi pesawat serta biaya perawatan-nya. 2. Kondisi lahan yang mencakup luas dan kontur tanah, letak pesawat dan alur proses produksi, kondisi operasi. 11

2 3. Karakteristik beban muatan yang mencakup beban curah material yang terdiri dari jenis dengan ukuran yang relatif kecil, beban unit yang merupakan jenis dan berat beban yang tidak seragam, massa jenis beban, mobilisasi muatan, sifat khusu beban / material seperti mudah sobek, pecah, mudah terbakar dan lain lain. 4. Standarisasi dari pembuat mesin dalam perancangan pengembangan pembangunan ke depannya, jangka waktu operasi yang diinginkan, jenis daya yang tersedia, pertimbangan keseluruhan dan aturan keselamatan. Berdasarkan faktor tersebut, media pemindah harus dipilih yang dapat memberikan layanan terbaik. 5. Pengadaan permodalan. Biaya modal terdiri dari biaya awal, biaya pengiriman, biaya pemasangn dan biaya perawatan. Biaya operasi mencakup biaya pegawai, biaya kebutuhan daya, material dan biaya perawatan. Biaya umum dihubungkan dengan perawatan termasuk investasi modal awal yang menentukan kebutuhan biaya renovasi mesin. Mesin yang optimal adalah memenuhi semua persyaratan, derajat mekanisasi tinggi dan kondisi kerja yang paling efisien dan menguntungkan. Mesin tersebut harus tahan lama sehingga dapat menekan biaya per unit dan mengembalikan modal secara secepat mungkin. 12

3 2.2 Jenis Jenis Pesawat Pengangkut Bahan Berdasarkan jenis bahan yang dipindahkan, pesawat pemindah jenis conveyor dapat dibagi menjadi 3 kelompok : 1. Pengangkut muatan curah ( bulk load ), yang muatanya terdiri dari banyak partikel atau gumpalan yang homogen. Contoh : bucket conveyor, screw conveyor, dll. 2. Pengangkut muatan satuan, yang muatannya terdiri dari satuan atau bisa menjadi muatan curah yang terbungkus. Contohnya : roller conveyor, escalator. 3. Pengangkut kombinasi, baik merupakan muatan curah atau muatan satuan. Contohnya : belt conveyor, apron conveyor. Mengacu pada transmisi daya, pesawat pemindah conveyor dibedakan menjadi : mechanical conveyor, conveyor pneumatik, conveyor hidrolik dan conveyor gravitasi. Pada umumnya mekanisme pesawat pemindah didesain melakuka suatu gerakan tertentu, misalnya, crane dapat mengangkut muatan menggeser, menahan bahan tetap di atas bila diperlukan dan membawa ke tempat yang ditentukan. Sementara itu conveyor digunakan untuk muatan yang memerlukan jalur yang lebih panjang dan dapat dilakukan secara konstan. 2.3 Karakteristik bahan Bahan yang diangkut mempunyai jenis karakteristik yang berbeda, sebagian dintaranya berbentuk halus ada yang berbentuk kasar, dan lain sebagainya. Bentuk luar 13

4 dari bahan tersebut memilki pengaruh yang besar dalam tahap pendesainan conveyor. Maka dari itu dibutuhkan pemahaman dan pengertian lebih lanjut mengenai sifat asli dari bahan yang akan diangkut. Mengetahui karakteristik bahan sangat diperlukan dalam mendesain conveyor yang tepat, ekonomis dan optimal dengan mengurangi masalah dalam pegoperasianya seminimal mungkin. Bermacam karakteristik, sifat fisik dan sifat mekanik dari muatan merupakan faktor penting untuk menentukan tipe dan pemakaian dari conveyor yang akan digunakan. Beban muatan dibagi menjadi jenis berikut ini. 1. Muatan satuan ( unit load ) : termasuk bahan bahan potongan seperti komponen mesin, peti kemasan, dll. 2. Muatan curah ( bulk load ) : termasuk bemacam-macam barang timbunan ( bulk ), seperti bahan galian, batuan, tepung semen, dll. Muatan satuan ( unit load ) mempunyai data tertentu untuk menentukan desain conveyor yang akan digunakan yaitu : dimensi, dan arah gerakan, pertimbangan atas temperatur dan kelembaban. Sedagkan muata curah ( bulk load ) mempunyai data data yang diperlukan untuk desain conveyor sebagai berikut : berat timbunan, angle of repose, berat kelembaban. Mobilisasi dari bahan, arah gerakan, dan situasi lapangan. Beberapa informasi penting tentang bahan bahan angkut yang perlu diketahui dalam pedesaianan conveyor antara lain : ukuran lump size, distribusi lump, grain & powder ( %), densitas bahan angkut, angle of surcharge, temperatur, karakteristik khusus 14

5 ( kekerasan, debu, kelengketan, bubuk dan kerapuhan ), kondisi yang dibutukan selama pengangkutan, jenis bahan yang akan dipindahkan Dengan pertimbangan yang ada pada bahan, maka akan diperoleh kriteria dan tipe conveyor yang dapat digunakan. Tabel 2.1 Berat Material Curah ( ref 1 hal 75 ) 15

6 2.4 Pemilihan Pesawat Pengangkut Bahan Mesin pengangkut bahan harus mempunyai fungsi mengangkut bahan dari suatu tempat ke tempat lain dengan jumlah muatan dan waktu yang sudah ditentukan. Pesawat harus dapat dimekanismekan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit operator untuk pengendalian, pemeliharaan dan perbaikan. Pesawat pengangkut bahan tidak boleh merusak bahan yang diangkut, serta harus diatur agar tidak menghalangi, menghambat proses produksi. Faktor-faktor teknis yang harus diperhatikan dalam pemilihan pesawat pengangkut bahan antara lain : 1. Karakteristik bahan yang akan dipindahkan 2. Kapasitas peralatan pendukung 3. Jalur pemindahan ( arah dan panjang ) 4. Langkah proses dan gerakan muatan bahan 5. Kondisi lokal Selain daripada itu dalam pemilihan pesawat pengangkut bahan juga harus mempehatikan faktor ekonomis yang diantaranya adalah : 1. Biaya modal yang mencakup biaya peralatan, biaya loading, instalasi, konstruksi 2. Biaya operasional yang mencakup jumlah man power, biaya bahan bakar, biaya perawatan, perbaikan, pelumasan, pembersihan dan perbaikan secara menyeluruh. 16

7 2.5 Belt Conveyor ( Sabuk Konveyor ) Belt conveyor adalah media pemindah material yang menggunakan sabuk karet (belt) yang mempunyai variasi kekenyalan, terdiri dari beberapa lapisan yang diperkeras dengan serat baja (fiber steel) atau kawat baja untuk menghasilkan kekuatan pada belt. Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan muatan satuan (unit load) maupun muatan curah (bulk load) sepanjang garis lurus (horizontal) atau sudut inklinasi terbatas. Belt conveyor banyak digunakan oleh industri. Sebagai contoh, pada industry pengecoran digunakan untuk membawa dan mendistribusikan pasir cetak, membawa kayu potongan (chip) ke chipper dan mendistribusikan bubur kertas kering (bale pulp) pada indutri kertas, memindahkan biji batu bara pada unit pembangkit daya dan pertambangan batu bara, juga pada pabrik pupuk dan semen untuk mendistribusikan material siap pakai. Belt conveyor merupakan alternatif media pemindah material kapasitas besar (500 sampai 5000 m3 /jam atau lebih), mampu memindahkan bahan dalam jarak yang jauh (500 sampai 1000 m atau bahkan lebih), dengan perencanaan yang sederhana dan pemeliharaan serta operasional yang mudah. Kemampuan belt conveyor inilah yang telah menjadikan belt conveyor digunakan secara luas sebagai media pemindah material. Keuntungan belt conveyor antara lain sebagai berikut : 1. Kecepatan dan alur pengangkutan berlangsung terus menerus tanpa terputus sehingga kerja lebih optimal. 17

8 2. Efisien untuk digunakan membawa material dalam kapasitas yang besar baik dalam jarak dekat atau jarak jauh. 3. Faktor keamanan untuk operator lebih besar dibanding menggunakan truk atau kereta diatas rel 4. Perawatan belt conveyor lebih mudah Kelemahan belt conveyor antara lain sebagai berikut : 1. Sabuk karet sangat peka terhadap pengaruh luar, misalnya timbulnya kerusakan pada pinggir dan permukaan belt, sambungan belt bisa terlepas. 2. Pemasangan dan penyambungan sabuk karet yang tidak tepat dapat mempengaruhi kecepatan dan kekuatan sabuk karet secara langsung. 3. Sudut inklinasi terbatas Tabel 2.2 Tabel Rekomendasi Sudut Inklinasi ( ref 2 hal 149 ) 18

9 2.6 Jenis Jenis Belt Conveyor Belt conveyor dapat dicirkan dengan adanya sabuk atau kawat baja yang berputar melingkari pulley penggerak dan didukung beberapa roller dengan bertumpu pada struktur ( bracket ). Pengelompokan belt conveyor sendiri dapat dilakukan dari berbagai macem aspek antara lain, arah lintasan, jumlah pulley penggerak, jenis sabuk dan lain lain. Berdasarkan lintasan geraknya, belt conveyor dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu, horizontal, inklinasi, kombinasi antara horizontal dengan inklinasi. Berdasarkan system pulley penggerak dan metode pengencang, belt conveyor dapat dibedakan menjadi empat macam yaitu pengencang atas, pengencang samping, pengencang bawah, penggerak tandem Metode Pemindahan Muatan Ditinjau dari metode mengangkut muatan, belt conveyor dibagi atas 2 kelompok, yaitu kontinyu dan terputus. Pengangkutan beban secara kontinyu, untuk memindahkan muatan yang berupa material curah dengan kapasitas dan kecepatan yang tetap secara terus menerus ( kontinyu ). Sehingga menghasilkan distribusi muatan pada elemen pengagkut terbagi secara merata. Pengangkutan beban secara terputus-putus. Merupakan metode pengangkutan untuk beban yang berupa unit muatan seperti balok, peti kemas, drum, 19

10 kayu dan sebagainya. Dikarenakan terputus-putus maka distribusi muatan pada elemen pengangkut tidak merata. 2.7 Teori Dasar Belt Conveyor Belt merupakan mesin pemindah bahan dengan sistem berkesinambungan ( continous ), menggunakan media landasan belt dan roller dimana media landasan tersebut digerakan dengan pulley dan menggunakan tenaga motor (main drive). Dikarenakan media landasan berupa karet yang dapat mulur maka perlu dipasang pengencang sebagai bagian dari sistem belt conveyor. Berikut konstruksi dasar belt conveyor yang ditunjukkan pada gambar 2.1 Gambar 2.1 Konstruksi Umum Belt Conveyor ( ref 7 ) 20

11 2.8 Profile Conveyor Profile dasar conveyor secara umum adalah A. Horizontal Gambar 2.2 Horizontal Profile ( ref 4 ) B. Decline Gambar 2.3 Decline Profile ( ref 4 ) C. Incline Gambar 2.4 Incline Profile ( ref 4 ) 21

12 2.9 Komponen Belt Conveyor Belt Belt merupakan pembawa material dari suatu titik ke titik lain dan bergaya putar. Belt diletakkan di atas carrying idler sehingga dapat bergerak dengan teratur. Belt merupakan komponen utama dalam desain sistem conveyor karena, belt merupakan komponen yang membawa dan bersentuhan langsung dengan material, belt menerima segala perlakuan dari material seperti pembebanan impact, abrasi dan lain lain. Belt merupakan komponen yang akan aus, desain yang tidak tepat akan mengakibatkan belt aus lebih cepat yang berakibat sobek dan menyebabkan biaya perawatan semakin mahal. Belt terbuat dari bahan textile, baja lembaran atau jalinan kawat baja. Belt yang terbuat dari dari textile merupakan lapis karet dan paling banyak digunakan dalam aplikasi Syarat-syarat belt conveyor sebagai berikut : Mempunyai ketahanan pada beban tarik & beban kejut Tidak menyerap air Lapisan tidak mudah lepas Fleksibilitas tinggi Ringan Tahan lama Ditinjau dari persyaratan-persyaratan diatas belt berlapis karet merupakan yang terbaik. 22

13 Belt textile berlapis karet terbuat dari beberapa lapisan yang dikenal dengan plies. Lapisan-lapisan tersebut dihubungkan dengan menggunakan karet alam maupun sintesis. Belt dilengkapi dengan cover karet untuk melindungi textile dari kerusakan-kerusakan. Karena beberapa jenis material yang dibawa mempunyai sifat abrasive. Berikut detail dalam penampang belt : Gambar 2.5. Struktur Penampang Belt ( ref 7) Pulley Pulley dipergunakan sebagai tumpuan belt pada ujung konveyor, pulley diletakkan pada ujung dimana penggerak diterapkan dipergunakan pulley penggerak, dan ujung ujung belakang (tail). Dalam pemilihan belt yang tepat diperlukan pula perhitungan pulley yang tepat. Ada beberapa macam tipe pulley yang pada dasarnya konstruksi pulley tersebut sama saja, yang membedakan adalah ukuran silinder baja yang ditumpu pada poros dan bantalan. Berikut jenis-jenis pulley : 23

14 Gambar 2.6 Komponen Pulley ( ref 4 hal 228 ) Drive Pulley Untuk menarik belt maka harus ditarik oleh sebuah ata beberapa drive pulley, dimana drive pulley ini digerakkan oleh motor listrik. Diameter minimum pulley dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut : Tabel 2.3 Tabel Ukuran Minimal Diameter Pulley ( ref 5 k.1 ) 24

15 Tabel 2.4 Standard Diameter Pulley ( ref 5 hal ) Perhitungan lebar pulley yang digunakan untuk menjaga agar sabuk tidak mudah terlepas dari pulley, maka lebar sabuk dianjurkan berkisar antara 100 sampai 2000 (mm) lebih besar dari lebar sabuk. Berikut rumus untuk menentukan lebar pulley : Bp = B + (100 sampai 200)... (ref. 9 hal. 84) Tail Pulley Merupakan pulley yang terleta di bagian belakang sistem conveyor. Tail pulley merupakan tempat jatuhnya material untuk dibawa ke bagian depan conveyor, Konstruksi tail pulley sama dengan drive pulley namun tidak dilengkapi oleh penggerak Bend Pulley Belt ditekuk dengan pulley dan roller pembelok. Penggunaan roller pembelok adalah untuk merubah kemiringan sistem seperti arah horizotal menjadi sedikit miring. 25

16 Snub Pulley Berfungsi untuk menjaga keseimbangan tegangan belt pada drive pulley dan tail pulley Pengencang Sabuk ( Take-up Pulley ) Perangkat yang mengencangkan sabuk yang kendur dan memberikan tegangan pada sabuk pada start awal. Pengencang sabuk yang berfungsi untuk mencegah lendutan yang berlebihan dan dapat menyesuaikan beban atau tegangan yang sedang berlangsung, serta mengurangi adanya perpanjangan yang terjadi pada komponen penarik dengan tujuan utama agar sabuk dapat terus diputar oleh drive pulley secara baik. Take-up pulley mempunyai berbagai macam jenis yang diantaranya tipe screw, tipe vertikal gravity, tipe horizontal gravity, dan tipe power sistem Idler Conveyor belt membutuhkan penopang antara head dan tail pulley yang berada berdekatan. Saat belt bergerak, penopang ini harus berupa roller untuk menghindari belt keluar dari jalurnya. Pergerakan belt bersama dengan berputarnya roller pada kecepatan yang sama, sehingga belt bergerak diatas roller penompang tanpa keluar dari jalur. Roller sebagai penopang belt memiliki daya dan berputar didasari karena pergerakan dari belt. Roller mempunyai penopang sendiri yang sering disebut dengan 26

17 frame / bracket. Pada umumnya disebut set idler yang artinya frame dan unit roller yang bersama dengan mounting sebagai penghubung antara frame dengan rollernya. Idler di desain agar mudah dibongkar pasang. Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah perawatan. Jika salah satu component idler rusak, dapat dilakukan penggantian secara cepat. Konstruksi idler dapat dilihat pada gambar 2.7 Gambar 2.7. Konstruksi roller idler (ref 9) Komponen-komponen roller idler diatas adalah : 1. Roller pipe 2. Bearing housing 3. Bearing 4. Shaft 5. Oil Seal 6. Cover 27

18 Pada dasarnya ada 2 macam bentuk susunan dari roller idler yaitu bentuk flat yang terdiri dari hanya sebuah roller saja dan throughed roller yang dapat terdiri dari tiga atau lima buah roller. Dibawah ini ada beberapa macam idler yang biasa digunakan pada industri : A. Trough Carrying Idler Untuk belt dengan lebar yang pendek atau sedang sudut bendingnya dalam jangkauan yang rendah karena membending belt akan lebih sulit. Pada umumnya troughing idler berisi 3 roller tipe trough idler befungsi untuk menahan belt yang bergerak. Central roller ditempatkan horizontal, sementara side roller diposisikan pada sudut 20, 25, 30, 40 atau 45. Kemiringan side roller dari garis horizontal pada umumnya disebut troughing. Gambar 2.8. Trough Carrying Idler ( ref 9 ) 28

19 B. V-Trough carrying idler Idler tipe ini digunakan untuk penompang bongkahan material yang lebih kecil, idler ini dalam segi biaya lebih murah bila dibandingkan dengan trough carrying idler. Gambar 2.9. V-Trough carrying idler ( ref 9 ) C. Impact Idler Impact idler pada umumnya terdiri dari 3 roller atau 2 roller, sudut bending impact idler, panjang roller sama dengan idler-idler lain yang dipakai dalam sebuah konveyor. Impact idler digunakan untuk menompang belt pada daerah yang penerimaan material. Impact idler dapat menyerap daya benturan yang dihasilkan dari material yang jatuh dan untuk melindungi belt dari kerusakan. 29

20 Gambar Impact Idler ( ref 9 ) D. Flat return idler Flat return idler merupakan single roller untuk memberikan support pada saat belt conveyor berjalan. Idler ini terdiri dari single roller dan bracket yang dipasang pada sisi roller. Gambar Flat Return Idler ( ref 9 ) Dalam pemilihan roller yang akan dipakai, tergantung pada lebar belt yang mengacu pada beban seperti ditunjukkan pada tabel

21 Tabel 2.5. Tabel Rekomendasi Diameter Roller ( ref 8 hal 49 ) Rangka / Frame Rangka penumpu berfungsi untuk tumpuan dari semua komponen-komponen belt conveyor serta mengarahkan aliran muatan yang dibawa. Rangka terdiri dari profil tegak, memanjang dan melintang yang disambung satu sama lainnya dengan menggunakan las atau baut. Untuk menumpu roller idler biasanya dipergunakan semacam tumpuan yang terdiri dari besi cor dengan bentuk profil L yang dipasangkan pada rangka penumpu dengan menggunakan mur atau baut Komponen Pendukung Dalam pengoperasian belt conveyor dilapangan ada beberapa komponen pendukung yang ditambahkan pada system tersebut seperti : 31

22 1. Hopper / chute berfungsi untuk mencurahkan beban ( material ) keatas belt conveyor, kapasitas beban muatan dapat diatur dari curahan hopper tersebut. Hopper mempunyai bentuk menyerupai corong yanng terletak di depan dan belakang belt conveyor dimana material dimuat dan dicurahkan. 2. Rubber skirt ( skirt board seal ) yang merupakan peralatan yang berfungsi mencegah agar material tidak tertumpah keluar dari belt pada saat memuat material. 3. Plough scrapper berfungsi membersihkan material yang tertumpah pada arah balik belt. Plough scrapper terdiri dari primary dan v-plough scrapper. 4. Scrapper ( pembersih ), merupakan perangkat yang berfungsi untuk membersihkan material yang menempel pada belt. Scrapper biasa dipasang pada pulley bagian depan atau sekitar drive pulley. Scrapper banyak digunakan pada conveyor dengan jenis muatan bersifat basah dan lengket. 5. Feeder berfungsi sebagai pengumpan dari hopper ke belt Jumlah Pulley Penggerak Daya penggerak pada belt conveyor ditransmisikan melalui belt dengan gesekan yang terjadi antara belt pulley penggerak yang digerakkan dengan menggunakan motor listrik. Ditijau dari banyaknya pulley yang digerakkan sebagai penggerak, maka terdapat 4 macam yaitu : 32

23 1. Single Drive, yaitu belt conveyor yang memiliki sebuah pulley penggerak tanpa menggunakan snub pulley. 2. Single Drive dengan Snub Pulley, belt conveyor yang memiliki sebuah pulley penggerak dengan snub pulley 3. Dual Drive, belt coveyor yang memiliki dua pulley penggerak dengan snub pulley Unit Penggerak Berfungsi untuk menggerakan pulley pada belt conveyor. Daya motor ditransmisikan ke sabuk dengan friksi belt yang melalui pulley penggerak ( driving pulley ) yang digerakkan oleh motor listrik. Unit penggerak terdiri dari pulley, motor dan roda gigi transmisi, kadang unit pengereman ( brake system device ) juga diperlukan untuk mencegah slip.diagram kontak ( wraps ) belt dengan pulley penggerak ditunjukkan pada gambar 2.12 Dari teori penggerak gesek (Hukum Euler) bahwa belt tidak akan slip jika : St Ssl. e μα... (ref. 1 hal. 72) Keterangan : St = Tegangan sisi pengencang (tigh tension) Ssl = Tegangan sisi pembalik (slack tension) 33

24 α = Sudut kontak belt dan pulli (dalam radian) e. = Bilangan logaritma dasar = 2,718 μ = Faktor gesek antara pulley penggerak dan belt μ = 0,1 untuk pulley besi tuang dan baja, lingkungan basah dan kotor μ = 0,15 pulley kayu, lingkungan basah, kotor μ = 0,2 pulley besi tuang atau baja, udara lembab dan kotor μ = 0,3 pulley besi tuang atau baja, udara kering, berdebu μ = 0,35 pulley kayu, udara kering, berdebu μ = 0,4 pulley karet, udara kering, berdebu Gambar Susunan penggerak belt conveyor ( ref 2 hal 139 ) Gambar a dan b menunjukkan pulli tunggal ( single pulley device ) dengan sudut kontak α = 180 ( 3.14 rad ) dan α = 210 sampai dengan 230. Peningkatan sudut kontak seperti 34

25 ditunjukkan Gambar b dapat diperoleh jika idler pembalik diletakkan lebih keatas dan jarak dengan pulli penggerak lebih dekat. Gambar c dan d menunjukkan 2 buah pulli penggerak dengan sudut kontak 35 dan 480. Pada gambar e dan f adalah penggerak khusus dengan snub pulley dan pressure belts yang digunakan untuk conveyor panjang & beban berat. Susunan pulli penggerak pada gambar e menggunakan pegas tekan, pada gambar f menggunakan beban take-up. Tabel 2.6.Tabel Koefisien Gesek Antara Pulley Dengan Belt ( ref 9 hal 19 ) Tipe Drive Pulley Kondisi Lapangan Koefisien Gesek μ Bare Steel Pulley Grooved and Rubber Lagged Pulley Kotor & Basah Lembab Kering Kotor Lembab Kering ~ ~ Gaya tarik keliling Wo pada puli penggerak dengan mengabaikan losses pada pulli pengerak dengan mengacu pada kekuatan belt. Wo = St St1... (ref. 2 hal. 121) 35

26 Dari persamaan diatas besar gaya tarik yang dapat ditransmisikan oleh pulli penggerak ke belt meningkat dengan pertambahan sudut kontak. Koefisien gesek dan tegangan belt,besar koefisien gesek tergantung pada permukaan pulli dan sudut kontak. Untuk besaran koefisien gesek dapat dilihat tabel Perhitungan Aspek Berpengaruh Pada Belt Conveyor Dalam merancang belt conveyor, ditetapkan terlebih dahulu data awal perancangan kemudian pemiliihan belt dan motor penggerak yang sesuai. Untuk merancang dimensi utama dan daya motor yang diperlukan untuk belt conveyor diperlukan data awal sebagai dasar perancangan. Seperti karakteristik material, kapasitas, geometri belt dan kondisi operasi dari belt conveyor Lebar Belt Lebar belt ditentukan berdasarkan kapasitas conveyor dan ukuran material yang dibawa atau sebaliknya. Untuk lebar belt yang dipilih adalah pembulatan terhadap harga terbesar yang terdekat dari lebar standard. Belt yang direncanakan akan ditumpu dengan menggunakan jenis idler throughing carrier idler 3 roller. Rumus yang digunakan dapat yaitu : B = ( Q / 324. v.. C1 )... (ref. 1 hal. 82) 36

27 Dimana : B = Lebar Sabuk (m) Q = Kapasitas (ton/jam) A = Kecepatan belt ( m/detik ) = Densitas ( kg/m ) C1 = Faktor koreksi dari sudut kemiringan conveyor ( ) Faktor koreksi C1 untuk sabuk dengan penyangga troughed idler, adalah sebagai berikut = 0-10, maka C1 = 1,0 = 10-15, maka C1 = 0,95 = 15-20, maka C1 = 1,0 > 10, maka C1 = 0, Tahanan Gerak Belt Menentukan tahanan gerak pada belt (S). Jika belt bergerak pada lintasan lurus (rectilinear section) terhadap idler maka akan menyebabkan losses karena gesekan belt dengan idlers, gesekan didalam bearing (roller atau ball bearing), dan bending pada roller. Gaya tahanan pada bagian yang dibebani muatan : S1 = (qm + qb + q p ) Lw cos β ± (qm + qb ) L sin β... (ref. 1 hal. 76) 37

28 Gaya tahanan pada bagian yang dibebani muatan (gerak balik) : S1 = ( qb + q p ) Lw cos β ± qb L sin β... (ref. 1 hal. 76) Keterangan : q. = Berat beban, (kg) qb = Berat beban belt, (Kg) qp = Berat idler, (Kg) qp = Berat idler strands, (Kg) β = Sudut inklinasi conveyor terhadap bidang horizontal L. = panjang bagian lurus, (m) H = Beda elevasi bagian awal dan akhir, (m) w = koefisien tahanan belt terhadap roller bearing Untuk berat idler parts tergantung desain, ukuran dan merupakan fungsi lebar belt Untuk troughed idler : G p = 10 B + 7 kg... (ref. 1 hal. 77) Untuk flat idler : G p = 10 B + 3 kg... (ref. 1 hal. 77) 38

29 Sehingga berat idler rotating part per meter adalah : qp = / 1 ( kg/m )... (ref. 1 hal. 77) qp = " / 2 ( kg/m )... (ref. 1 hal. 77) Harga masing-masing dari koefisien tahanan w dapat dilihat pada tabel 2.8 Untuk rolling bearing. Sedangkan untuk sliding bearing harga w akan lebih besar 3 sampai 4 dari rolling heating. Tabel 2.7. Koefisien Tahanan Belt Terhadap Bantalan Roll ( ref 2 hal 149 ) 39

30 Ketika bagian penarik pulley, sprocket atau drum, terjadi tegangan kendor ( slack tension ) dari tarikan pengencang ( tigh side tension ) membelok pada puli, sprocket dan drum. Dalam praktik nilai tahanan pada pulli, sprocket atau drum antara 5 % - 7% dari St,, sehingga : S sl ~ ( 1, ) S t... (ref. 2 hal 120) Jika puli, sprocket atau drum yang bekerja sebagai pengencang roda gigi juga menjadi penggerak conveyor, tahanan yang terjadi diantara 3 % - 5 % dari jumlah tegangan pegencang S t dan kendor ( slack ) S sl, maka : W dr = k ( St + Ssl ) = (0, ) ( St + Ssl )... (ref. 2 hal 120) Tarikan Efektif Belt Bagian penarik (pulling member) dibagi menjadi bagian yang lurus (separate rectilinear) dan bagian kurvalinier (curvaliniear section). Titik sambung bagian ini diberi nomor dan tegangan dari pulling member pada pengencang dan pembelok (slack stands) ditentukan dari titik ke titik tersebut. Jumlah tegangan diperoleh dengan menjumlahkan tegangan pada titik ke titik tersebut. W0 = [ S4 S1 + Wdr ]. g... (ref. 2 hal. 121) 40

31 Dimana : S4 = Tarikan pada titik S4 atau St S1 = Tarikan pada titik S1 atau Ssl (slack) Daya Motor Untuk kebutuhan sistem transmisi daya mekanik yang dihasilkan melalui energi listrik yang berupa gerak putar dengan kecepatan tetap, sistem transmisi ini dibuat dalam bentuk universal dengan karakteristik yang bervariasi dan konstruksi yang terdiri dari atas sususan helical gear transmisi berikut reducer. Desain yang saling melengkapi sangat disukai karena dalam operasionalnya dapat berjalan dengan lancar. Daya motor yang diperlukan oleh mesin pemindah dalam hal ini adalah belt conveyor : P = Wo V (kw)... (ref. 2 hal.122) Dimana : P = Daya Motor ( kw) Wo = Tarikan efektif ( kg) V = Kecepatan belt conveyor (m/s) 2.11 Perhitungan Belt Conveyor Sabuk utuk belt conveyor yang dipergunakan sebagai penumpu beban dapat dibuat dari bahan tekstil ( textile belt ) atau logam ( metal belt ). Kawat baja yang dianyam dengan 41

32 penyesuaian kekuatan dapat dipergunakan sebagai sabuk ( steel wire belt ). Belt textile berlapis karet terbuat dari beberapa lapisan yang dikenal dengan sebutan ply. Lapisan ply tersebut dihubungkan menggunakan karet alam maupun sintetis. Selain itu belt dilengkapi dengan cover karet untuk melindungi textile dan kerusakan-kerusakan lainnya. Berat tiap meter rubberized textile belt dapat ditentukan sebagai berikut : 1,1 ӏ (ref. 2 hal. 136) Dimana : qb = Berat tiap meter rubberized textile belt ( kg/m ) B = Lebar Belt ( mm ) 1 = Tebal cover atas ( mm ) 2 = Tebal cover bawah ( mm ) ӏ = Textile Core ( kg/m 2 ) Tebal satu lapis 1 2 tidak termasuk cover sebesar 1,15 kg/m 2 per mm. Sedangkan untuk per lapisannya ( ply ) tidak termasuk textile core sebesar 3 kg/m 2. Kekuatan belt conveyor bukan dilihat berdasarkan ketebalannya melainkan pada jumlah penguat (ply) dan teganan tarik per ply (tensile strength). Ditinjau dari struktur lapisan penguatnya, tipe belt dibagi dalam dua jenis yaitu : 1. Textile Fabric Belt 42

33 Belt dengan komposisi penguat jenis fabric merupakan belt dengan ply yng terbuat dari serat tekstil (serat buatan). Lapisan penguat tersebut biasanya disebut carcass. Carcass dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain : a. Nylon atau polymade (NN) b. Polyester, serat sintetis terilene, trevira dan diolen c. Cotton d. Vynylon Fabric (VN) e. Polyvinil (KN) Fabric merupakan rajutan yang terdiri dari serat memanjang (wrap) dan serat pengisi dengan arah melintang (weft). Jenis rajutan yang sering dipakai pada fabric belt ada plain wave. Jumlah lapisan sabuk yang dipakai tergantung dari lebar sabuk. Hubungan antar lebar dengan jumlah lapisan (ply) dapat dilihat dari tabel 2.7. Sedangkan untuk mengetahui ketebalan cover dapat dihubungkan dengan jenis material yang membebani belt. Setiap jenis material mempunyai ukuran dan karakteristik yang berbeda. Ketebalan belt dapat ditentukan dari table

34 Tabel Jumlah Rekomendasi Cover Belt (ref 2 hal 137) Tabel 2.9 Jumlah Rekomendasi Lapisan Belt ( ref 2 hal 138 ) 2. Steel Cord Belt Steel cord belt adalah belt yang lapisan penguatnya terbut dari baja yang di galvanizing. Tujuan di galvanize adalah untuk mencegah terjadinya karat pada kawat akibat adanya rembesa air atau udara. Steel cord biasanya digunakan pada 44

35 conveyor jika material yang dibawa merupakan beban berat. Pada jenis steel cord belt tidak terdapat lapisan penguat (ply), yang ada hanya batangan kawat sling yang dirajut sedemikian rupa membentuk anyaman kawat baja. Gambar 2.13 Struktur Steel Cord Belt ( ref 7 ) Kapasitas & Kecepatan Kecepatan dan kapasitas belt conveyor tergantung dari jenis material yang dipindahkan serta dimensi belt yang digunakan. Bahan yang tidak mudah rusah dan memiliki berat jenis yang cukup besar dapat diangkut dengan kecepatan tinggi. Kapasitas pengangkutan tertentu dapat dipilih dan lebar belt yang tepat. Semakin lebar belt, semakin besar kapasitasnya. Pada perencanaan conveyor, biasanya dipilih kecepatan rendah dengan lebar belt yang lebih besar, mengingat faktor dinamis yang timbul pada kecepatan tinggi yang mengakibatkan impact dan gaya inersia terhadap muatan yang dapat merusak bahan. 45

36 Rumus kapasitas yaitu : Q = ( 3600 / 1000 ). A. v.... (ref. 6 hal. 457) Dimana : Q = kapasitas (ton/jam) A = luas penampang beban (m³) V = kecepatan belt (m/s). = densitas material (kg/m³) Tabel 2.10 Koreksi Lebar Sabuk, Kecepatan dengan Kapasitas ( ref 3 hal 38 ) 46

37 Kecepatan conveyor dapat dicari dengan rumus kapasitaas setelah diketahui lebar belt, karakteristik material dan penentuan kapasitas. Kecepatan sabuk dapat meningkat sebanding dengan lebar belt dan kecocokan kecepatan yang tergantung pada karakteristik dari material, khusunya ukuran lump size material, dapat dilihat dari tabel

38 Tabel 2.11 Tabel Kecepatan Belt Yang Direkomendasikan ( ref 4 hal 55 ) 48

39 Luas Penampang Ukuran menentukan daerah penampang aliran beban (A), dapat meggunakan hubungan dasar geometric yang dapat dihitung dari sudut troughing dan sudut surcharge dari potongan lebar belt yang digunakan untuk membentuk sudut tertentu. Gambar 2.15 memperlihatkan luas penampang beban pada sabuk yang dibentuk oleh 3 roller dengan sudut troughing dan surcharge-nya. Gambar 2.14 Area Luas Penampang ( ref 5 hal 11.5 ) Untuk perhitungan luas penampang beban dengan menggunakan rumus di bawah ini : A = K ( 0.9 x B 0,05 ) 2... (ref. 9 hal. 8) Dimana : A = Luas penampang beban ( m 2 ) K = Koefisien luas penampang B = Lebar Sabuk ( m ) 49

40 Tabel 2.12 Koefisien Luas Penampang K ( ref 9 hal 8 ) Tabel 2.13 Acuan Surcharge Angle Dari Tipe Karakteristik Material ( ref 9 hal 9 ) Surcharge Angle (degree) Type & Condition of Materials 10 Dry fine materials 20 For bulk material (coal, gravel, most ores, etc) are transported by ordinary equipment 50

41 When materials is comparatively large and the 30 loading facility is properly arranged so that the material is constantly loaded on the belt in a uniform an full manner Tabel 2.14 Luas Penampang ( ref 9 hal 10 ) 51

42 2.12 Poros Poros merupakan salah satu bagian penting setiap mesin. Hampir semua jenis mesin memerlukan tenaga bersama-sama denga putaran, peranan utama transmisi seperti itu dipegang oleh poros Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam merencanakan suatu poros adalah sebagai berikut: a. Kekuatan poros Suatu poros dapat mengalami beban punter, lentur atau gabungan antara lentur dan lentur. Kelelahan, tumbukan dan pengaruh kosentrasi tegangan harus selalu diperhatikan bila poros tersebut bentuknya bertingkat atau mempunyai alur pasak. b. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekakuan yang cukup tetapi lenturan dan deflaksi puntirnya yang terlalu besar akan mengakibatkan timbulnya getaran yang dan suara yang berisik. c. Putaran kritis Bila suatu putaran mesin dinaikkan, maka pada suatu harga tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya disebut putaran tipis. Hal ini akan mengakibatkan kerusakan pada bagian pada bagian yang lain. Maka dari 52

43 hal tersebut, poros harus direncanakan sedemikian rupa sehingga putarannya lebih rendah dari putaran kritisnya. d. Bahan poros Poros untuk menentukan putaran tinggi dan beban berat biasanya terbuat dari baja paduan dengan pengelasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Meskipun demikian, pemakaian baja paduan khusu tidak dianjurkan jika alasannya hanya karena putaran tinggi dan beban berat. 53

44 2.13 Proses Kerja Belt Conveyor Gambar 2.15 Gambar Alur Proses 54

45 Keterangan : 1. Area Tambang : Merupakan bahan mentah berupa batubara yang diambil untuk dijadiakn stock penjualan. 2. Dump Truck : Sebagai media untuk pemindah batubara menuju hopper 3. Hopper : Tempat penampungan sementara material batubara sebelum didistribusikan oleh conveyor 4. Crusher : Merupakan alat pemecah untuk menghasilkan batubara denga lump size yang sama, crusher juga berguna untuk tidak menghambat kinerja dari media pemindah selanjutnya ( conveyor 01 & conveyor 02 ) 5. Conveyor 01 & 02 : Merupakan media pemindah yang menghantarkan material batubara ke area stockpile 6. Area Stockpile : Merupakan area untuk menyimpan stock batubara hasil tambang agar dapat langsung didistribusikan kepada customer. 55