BAB III PERANCANGAN BELT CONVEYOR 3.1 Belt Conveyor Belt conveyor atau konveyor sabuk adalah pesawat pengangkut yang digunakan untuk memindahkan muatan dalam bentuk satuan atau tumpahan, dengan arah horizontal atau membentuk sudut dakian/inklinasi dari suatu sistem operasi yang satu ke sistem operasi yang lain dalam suatu line proses produksi, yang menggunakan sabuk sebagai penghantar muatannya. Belt Conveyor pada dasarnya merupakan peralatan yang cukup sederhana. Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang akan diangkut (Zainuri, ST, 2006). Belt Conveyor (konveyor sabuk) memiliki komponen utama berupa sabuk yang berada diatas roller-roller penumpu. Sabuk digerakkan oleh motor penggerak melalui suatu pulley, sabuk bergerak secara translasi dengan melintas datar atau miring tergantung kepada kebutuhan dan perencanaan. Material diletakkan diatas sabuk dan bersama sabuk bergerak kesatu arah. Pada pengoperasiannya konveyor sabuk menggunakan tenaga penggerak berupa motor listrik dengan perantara roda gigi yang dikopel langsung ke puli penggerak. Sabuk yang berada diatas roller-roller akan bergerak melintasi roller-roller dengan kecepatan sesuai putaran dan puli penggerak. Ada beberapa pertimbangan yang mendasari dalam penelitian pesawat pengangkut : 1. Karakteristik pemakaian, hal ini menyangkut jenis dan ukuran material, sifat material, serta kondisi medan atau ruang kerja alat. 2. Proses produksi, mengngkut kapasitas perjam dari unit, kontinuitas pemindahan, metode penumpukan material dan lamanya alat beroperasi. 14
3. Prinsip-prinsip ekonomi, meliputi ongkos pembuatan, pemeliharaan, pemasangan, biaya operasi dan juga biaya penyusutan dari harga awal alat tersebut. 3.2 Kelebihan dan Kelemahan Belt Conveyor 3.2.1 Kelebihan Belt Conveyor 1. Mampu membawa beban berkapasitas besar. 2. Kecepatan sabuk dapat diatur untuk menetapkan jumlah material yang dipindahkan persatuan waktu 3. Dapat bekerja dalam arah yang miring tanpa membahayakan operator yang mengoperasikannya 4. Memerlukan daya yang lebih kecil, sehingga menekan biaya operasinya 5. Tidak mengganggu lingkungan karena tingkat kebisingan dan polusi yang rendah. 6. Lebih ringan dari pada konveyor rantai maupun bucket conveyor. 7. Aliran pengangkutan berlansung secara terus menerus/kontinu Belt conveyor adalah mesin pemindah yang paling universal karena kapasitascukup besar (500 s.d 5000 m 3 /jam atau lebih), sanggup memindahkan material pada jarak relatif besar (500 s/d 1000 m atau lebih), desain yang sangat sederhana dan pengoperasian yang baik. Beltconveyordapat digunakan untuk memindahkan berbagai unit material sepanjangarah horizontal atau pada suatu kemiringan tertentu pada berbagai industri.contohnya pada industri pengecoran logam, tambang batubara, produksi beton, industri makanan dan lain-lain. Berdasarkan perencanaan belt conveyor dapat dibedakan sebagai : 1. Stationary conveyor 2. Portable (mobile) conveyor Berdasarkan gerak belt conveyor diklassifikasikan sebagai : 1. Horizontal. 2. Inklinasi 3. Kombinasi horizontal-inklinasi 15
3.2.2. Kelemahan Belt Conveyor Sabuk sangat peka terhadap pengaruh luar, misalnya timbul kerusakan pada pinggir dan permukaan belt, sabuk bisa robek karena batuan yang keras dan tajam atau lepasnya sambungan sabuk. 1. Biaya perawatannya sangat mahal. 2. Jalur pemindahan (transfer line). Karena untuk satu unit belt conveyor hanya bisa dipasang untuk jalur lurus. 3. Kemiringan/sudut inklinasi yang terbatas. 3.3 Geometri Belt Conveyor Geometri dari belt conveyor dapat dilihat pada Gambar 3.1 yang memperlihatkan lintasan dari belt conveyor Gambar 3.1 Geometri belt conveyor Sudut kemiringan terhadap garis horizontal (β) tergantung pada faktor gesekan antara material yang dibawa dengan belt yang bergerak, sudut kemiringan tetap dari tumpukan material dan bagaimana cara material dibebankan keatas belt. Kemiringan yang dapat diizinkan pada belt conveyor dapat dilihat pada Tabel 3.1. 16
Tabel 3.1 Sudut kemiringan maksimum yang diizinkan pada geometri beltconveyor untuk beberapa jenis material. Maximum Maximum Material angle of Material angle of incline β incline β (º) (º) Coal briquetted 12 Sand, dry 18 Gravel, washed and sized 12 Sand, clamp 27 Grain 18 Ore, large-lumped 18 Foundry sand, shaken out 24 Ore, crushed 25 (burnt) Foundry sand, damp (ready) 26 Anthracite, pebbles 17 Crushed stone, unsized 18 Coal, run of mine 18 Coke, sized 17 Coal, sized, small 22 Coke unsized 18 Cement 20 Sawdust, fresh 27 Slag, anthraciote, 22 Lime, powdered 23 damp Sumber : Charles G. Wilson head Agronomist 1964. 3.4 Prinsip Kerja Prinsip kerja pada belt conveyor mentrasport material yang ada diatas belt dimana umpan atau inlet pada sisi tail dengan menggunakan chute dan setelah sampai di head material di tumpahkan akibat belt berbalik arah. Belt digerakan oleh drive / head pulley dengan menggunakan motor penggerak. Head pulley menarik belt dengan prinsip adanya gesekan antara permukaan drum dengan belt, sehingga kapasitasnya tergantung gaya gesek tersebut. 17
3.5 Komponen-komponen Belt Conveyor Komponen-komponen utama konveyor sabuk dapat dilihat pada gambar Gambar 3.2 Konstruksi Belt Conveyor Belt conveyor sederhana terdiri dari : 1. Rangka (Frame) 2. Pulli penggerak (Drive pulley) 3. Pulli yang digerakkan (Tail pulley) 4. Pulli Pengencang (Snub pulley) 5. Sabuk (Belt) 6. Rol pembawa (Carrying roller idler) 7. Rol kembali (Return roller idler) 8. Rol pemuat 9. Motor penggerak 10. Unit pemuat (Chutes) 11. Unit pengeluar 12. Pembersih sabuk (Belt cleaner) 13. Pengetat sabuk (Belt take-up) 18
3.6 Komponen Utama Belt Conveyor 3.6.1 Belt Belt merupakan pembawa material dari satu titik ke titik lain dan meneruskan gaya puar. Belt ini di letakan diatas roller sehingga dapat bergerak dengan teratur. 3.6.2 Head Pulley Head pulley pada belt conveyor dapat juga dikatakan sebagai pulley penggerak dari system BC. Pada head pulley dipasang system penggerak untuk menggerakan belt conveyor. Head pulley juga dapat dikatakan sebagai titik dimana material akan dicurahkan untuk dikirim ke BC selanjutnya. Gambar 3.3 Head pulley 3.6.3 Tail Pulley Merupakan pulley yang terletak pada daerah belakang dari system conveyor. Dimana pulley ini merupakan tempat jatuhnya material untuk dibawa ke bagian depan dari conveyor. Konstruksinya sama denga head pulley nemun tidak dilengkapi penggerak. 19
3.6.4 Carrying Roller Merupakan roller pembawa karena terletak dibawah belt yang membawa muatan.berfungsi sebagai penumpu belt dan sebaai landasan luncur yang dipasang dengan jarak tertentu agar belt tidak meluncur kebawah. Gambar 3.4 Carrying roller 3.6.5 Return Roller Merupakan roller balik atau roller penunjang belt pada daerah yang tidak bermuatan yang dipasang pada bagian bawah farm. Gambar 3.5 Return Roller Berfungsi untuk menggerakan pulley pada BC.System penggerak ini biasanya terdiri dari motor listrik, trasmisi, dan rem. 3.6.6 Take-up pulley Perangkat yang mengencangkan belt yang kendur dan memberikan tegangan pada belt pada start awal. 3.6.7 Snub pulley Berfungsi untuk menjaga keseimbangan tegangan belt pada drive pulley. 20
3.6.8 Chute/hopper Merupakan corong yang terletak diujung depan dan belakang belt conveyor untuk membuat dan mencurahkan material. 3.6.9 Skirt Rubber Berfungsi sebagai penyekat agar material tidak tertumpah keluar dari ban berjalan pada saat muat. Gambar 3.6 skirt rubber 3.6.10 Drive (penggerak) Berfungsi untuk menggerakan pulley pada BC.System penggerak ini biasanya terdiri dari motor listrik, trasmisi, dan rem. 3.6.11 Chip Cleaner Berfunsi sebagai pembersih material yang terbawa oleh belt conveyor setelah dicurahkan. Gambar 3.7 chip cleaner 21
3.7 Syarat-syarat Belt Belt terbuat dari bahan tekstil, baja lembaran atau jalinan kawat baja. Belt yang terbuat dari tekstil berlapis karet paling banyak ditemukan dilapangan. Syarat-syarat belt: 1. Tahan terhadap beban tarik. 2. Tahan beban kejut. 3. Perpanjangan spesifik rendah. 4. Harus fleksibel. 5. Tidak menyerap air. 6. Ringan. Belt yang digunakan pada belt conveyor terdiri dari beberapa tipe seperti bulu unta, katun dan beberapa jenis belt tekstil berlapis karet. Belt harus memenuhi persyaratan, yaitu kemampuan menyerap air rendah, kekuatan tinggi, ringan, lentur, regangan kecil, ketahanan pemisahan lapisan yang tinggi dan umur pakai panjang. Untuk persyaratan tersebut, belt berlapis karet adalah yang terbaik.belttekstil berlapis karet terbuat dari beberapa lapisan yang dikenal dengan plies.lapisanlapisan tersebut dihubungkan dengan menggunakan (vulkanisasi) atau dengan karet alam maupun sintetis. Belt dilengkapi dengan cover karet untuk melindungi tekstil dari kerusakankerusakan. Karena beberapa jenis material yang dibawa mempunyai sifat abrasif. Bentuk penampang belt diperlihatkan pada Gambar 3.8. 1. Cover 2. Lapisan Gambar 3.8 Penampang belt 22
3.8 Idler Belt disangga oleh idler. Jenis idler yang digunakan kebanyakan adalah roller idler. Berdasarkan lokasi idler di conveyor, dapat dibedakan menjadiidleratas dan idler bawah.gambar susunan idler atas dapat dilihat pada Gambar 3.9.Sudut antara idler bawah dan idler atas dapat divariasikan sesuai keperluan. Gambar 3.9.Idler bagian atas Idleratas menyanggabeltyang membawa beban.idleratas bisamerupakan idler tunggal atau tiga idler.sedangkan untuk idler bawah digunakan idler tunggal.gambar idler bawah dapat dilihat pada Gambar 3.10 di bawah ini. B Gambar 3.10 Idler bagian bawah Idler dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk dibongkar pasang.inidimaksudkan untuk memudahkan perawatan.jika salah satu komponen idler rusak, dapat dilakukan penggantian secara cepat. Kontruksi idler dapat dilihat pada Gambar 3.11 23
Gambar 3.11 Kontruksi roller Idler Komponen-komponen roller idler diatas adalah: 1. Selubung bagian luar, yang langsung berfungsi untuk menopang belt. 2. Selubung bagian dalam. 3. Bantalan. 4. Karet perlindung, yang berfungsi untuk melindungi bantalan dari debu atau kotoran lainnya. 5. Pengunci bantalan. 6. Poros idler. 7. Baut. 8. Bantalan 3.9 Unit Penggerak Daya penggerak pada belt conveyor ditransmisikan kepada belt melalui gesekan yang terjadi antar belt pulli penggerak yang digerakkan dengan motor listrik. Unit penggerak terdiri dari beberapa bagian yaitu puli, motor serta roda gigi transmisi antara motor dan puli. Gambar 3.12 Motor penggerak 24
3.10 Proses Perancangan Belt Pengencang belt dapat dibedakan atas 2 jenis yaitu screw take up dan gravity take up, atau sering juga disebut pengencang horizontal dan vertical. Gravity take up terdiri dari tiga puli seperti pada gambar 3.13 Gambar 3.13 Berbagai cara pengencangan sabuk/belt 3.11 Penekuk Belt Belt ditekuk dengan puli atau roller pembelok. Penggunaan rollerpembelok adalah untuk merubah kemiringan sistem seperti dari arah horizontal menjadi seperti miring. Tekukan belt dapat dibedakan atas dua macam yaitu tekukan kearah pembalik dan tekukan kearah pembebanan, kedua jenis tekukan tersebut mempunyai jari-jari tekukan minimum yang berbeda. Gambar 3.14 Pembelokan belt (a). Tekukan kearah pembalik,(b )Tekukan kearah pembebanan 25
3.12 Conveyor Frame Struktur penyangga (frame) terbuat dari susunan baja batangan atau besi siku yang disambung dengan menggunakan las listrik.frame dibuat kaku (rigit). Atruktur tersebut terbuat dari batangan membujur, tegak dan menyilang. Tinggi dari frame biasanya 400 s/d 500 mm dan jarak batang tegak/tiang adalah 2 s/d 3,5 meter. 3.13 Bagian-bagian Belt Conveyor Jika belt panjang, perlu dipakai training roller, kalau belt pendek tanpa training roller tidak masalah. Pada training roller sering dipasang pemutus arus, untuk menjaga kalau belt menerima beban maksimum, sehingga belt dapat menyentuh training dan akibatnya arusnya terputus. 1. Feed hopper berfungsi untuk menjaga agar bahan dapat dibatasi untuk melebihi kapasitas pada waktu inlet. 2. Outlet chuter berfungsi untuk pengeluaran material 3. Idle drum berfungsi mengikuti putaran drum yang lain 4. Take up berfungsi untuk mengatur tegangan ban agar selalu melekat pada drum, karena semakin lama ban dipakai akan bertambah panjang, kalau tidak diatur ketegangannya ban akan menjadi kendor. 5. Belt cleaner berfungsi untuk membersikan belt agar belt selalu dalam keadaan bersih. 6. Skrapper depanberfungsi agar jangan sampai ada material masuk pada idle drum dengan belt 26
7. Impact roller (rol penyangga utama), berfungsi agar menjaga kemungkinan belt kena pukulan beban, misalnya, beban yang keras, maka umumnya bagian depan sering diberi sprocket dari karet sehingga belt bertahan lama. Banyaknya roll penyangga utama : Gambar 3.16 Roll penyangga utama 1. Roll tunggal, berfungsi untuk mengangkut material berupa unit. 2. Roll ganda, berfungsi supaya pengangkutan mencapai beban maksimum dan material tidak menjadi tumpah. a. Untuk ukuran lebar belt yang cukup kecil. 27
b. Untuk ukuran lebar belt yang cukup lebar. Semakin kecil ukuran lebar belt, maka semakin kaku, karena tebal belt lebih besar. Kalau semakin luas lebar belt, maka semakin lemas, sehingga sering digunakan 5 roll, agar kelengkungan roll sesuai dengan keadaannya. Untuk diving unit, drum seringkali dilapisi : a. Dengan bahan karet, sehingga bahan ini yang menyebabkan angka gesek besar. b. Dengan alur atau parit-parit, fungsi nya untuk mengeluarkan udara yang terjebak didalam drum, bila didalam drum terdapat udara, maka koefisien gesek rendah dan dapat menyebabkan slip. Konstruksi idle drum berbentuk silinder, seringkali tidak diberi lapisan, untuk kecepatan tinggi daya berbentuk cembung. Bentuk drum dibuat tidak penuh, karena untuk mengurangi bahan yang melekat pada drum, sehingga drum tidak berubah bentuknya dan mempunyai diameter yang lebih besar. a. Take Up, berfungsi untuk mengencangkan belt agar tidak kendor. Bentuk dari take up ini bermacam-macam, misalnya : 1. Screw take up, take up ini masih menggunakan system manual, saat belt mengalami kendor maka dengan cara manual untuk mengencangkannya. Take up ini hanya berlaku untuk jarak jangkauan belt yang pendek, itu antara 5 meter sampai 10 meter. 2. Gravity take up, take up ini digerakan secara otomatis, dan jarak jangkauan medium. 3. Counter weighted vertical gravity take up, take up yang bergerak secara otomatis. 28
3.14 Komponen-komponen Pendukung Dalam pengoperasian belt conveyor dilapangan, ada beberapa komponen pendukung yang ditambahkan pada sistim tersebut seperti : 1. Hopper, berfungsi untuk mencurahkan bebas keatas belt conveyor.kapasitas beban dapat diatur dari curahan hopper tersebut. 2. Peralatan pembongkar (discharging device), berfungsi untuk membongkar muatan belt conveyor. 3. Rem penahan otomatis (automatic hold back brakes) berfungsi untuk mematikan sistem seketika jika ada gangguan. 4. Pembersih belt, yang dipasangkan pada puli bagian depan. Alat ini dipasang untuk conveyor yang membawa material basah dan lengket. Feeder, sebagai pengumpan dari hopper ke belt, feeder ini memiliki dua bentuk yaitu sudu dan screw. 29