Makalah Belt Conveyor

BELT CONVEYOR

Disusun Oleh:

Alif Dzaki Wicaksono

21030116140172

Ariel Siregar

21030116120051

Atikah Destya Candra Pratiwi

21030116120017

Irfan Dwi Laksana

21030116130140

Muhammad Alim Abbid F.

21030116140108

Nazma Afiati Sholiha

21030116130085

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017 1

BAB I PENDAHULUAN Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan kadangkala merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi untuk mengangkut bahan-bahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan. Pemindah material berfungsi untuk memindahkan material pada area tertentu, pada suatu departemen, pabrik dan pembangkit, lokasi konstruksi, tempat penyimpanan dan pemuatan. Pengelompokan peralatan pemindah material berdasarkan bentuk desainnya adalah hoisting equipment, conveying equipment dan surface and overhead equipment. Conveying equipment terdiri dari banyak macam peralatan pemindah, dimana dalam pemilihan conveyor atau peralatan pemindah lainnya dipengaruhi oleh jenis material yang akan diangkut, kapasitas yang dibutuhkan dalam waktu tertentu, arah dan panjang pemindahan, sehingga selain faktor engineering, faktor nilai ekonomis juga perlu diperhatikan dalam pemilihan peralatan pemindah material. Transportasi padatan terbagi menjadi dua macam, yaitu: 1. Batch Transportasi padatan secara batch ditujukan untuk memindahkan material dalam satu batch, seperti menggunakan container, mesin pengangkat seperti reach stacker, atau berbagai jenis crane. 2. Continue 1. Conveyor Conveyor merupakan alat pemindahan yang terdiri dari beberapa macam jenis antara lain: scrapper, belt, srew. Alat ini digunakan untuk memindahkan bahan dengan prinsip daerah lintasannya yaitu berupa lintasan horizontal, inklinasi, maupun kombinasi. 2. Elevator Elevator merupakan suatu alat pemindah atau transportasi bahan yang dilengkapi dengan bucket dan penggunaan nya untuk memindahkan bahan yang letak pemindahan nya memerlukan arah vertical (atas ke bawah atau sebaliknya).

2

Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah Conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan -bahan industri yang berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada : 1. Kapasitas material yang ditangani 2. Jarak perpindahan material 3. Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi 4. Ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties) 5. Harga peralatan tersebut. Secara umum jenis/type Konveyor yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Belt Conveyor 2. Chain Conveyor :

a. Scraper Conveyor b. Apron Conveyor c. Bucket Conveyor d. Bucket Elevator

3. Screw Conveyor 4. Pneumatic Conveyor Salah satu alat transportasi zat padat adalah belt conveyor. Tujuan dari penggunaan alat ini adalah mentransport material mulai dari raw material hingga hasil produksi, termasuk memindahkan material antar work station. Belt conveyor banyak digunakan dalam metallury, pertambangan batubara, bahan bangunan, dan industri lainnya.

Karakteristik dan performance dari belt conveyor yaitu : 1. Dapat beroperasi secara mendatar maupun miring dengan sudut maksimum sampai dengan 18. 2. Sabuk disanggah oleh plat roller untuk membawa bahan.

3

3. Kapasitas tinggi. 4. Serba guna. 5. Dapat beroperasi secara continue. 6. Kapasitas dapat diatur. 7. Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m. 8. Dapat naik turun. 9. Perawatan mudah.

4

BAB II BELT CONVEYOR 2.1.

Belt Conveyor Belt Conveyor pada dasarnya mernpakan 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. Untuk mengangkut bahan-bahan yang panas, sabuk yang digunakan terbuat dari logam yang tahan terhadap panas. Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan muatan satuan (unit load) maupun muatan curah (bulk load) sepanjang garis lurus atau sudut inkliinasi terbatas. Belt conveyor secara intensif digunakan di setiap cabang industri. Pada industri pupuk digunakan untuk membawa dan mendistribusikan pupuk. Dipilihnya belt conveyor sistem sebagai sarana transportasi pupuk adalah karena tuntutan untuk meningkatkan produktivitas, menurunkan biaya produksi dan juga kebutuhan optimasi dalam rangka mempertinggi efisiensi kerja.

2.2.

Gambar Belt Conveyor

Gambar 2.1 Konstruksi konveyor sabuk Konveyor sabuk yang sederhana terdiri dari : 1)

Rangka (Frame) 5

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 (Discharge spout)

12)

Pembersih sabuk (Belt cleaner)

13)

Pengetat sabuk (Belt take-up)

a. Rubber belt Rubber belt adalah komponen utama untuk membawa material, dimana kekuatannya tergantung kepada kapasitas material yang ditransportnya. Rubber belt terbuat dari karet yang direinforcment (diperkuat) oleh carcass, yaitu rajutan dari benang nilon atau lainnya yang sangat kuat, sedang untuk belt dengan lintasan yang cukup jauh dibutuhkan belt dengan kekuatan tarik yang cukup besar, sehingga belt ini direinforcement dengan anyaman kawat baja atau steel cord. Rubber belt ini dibuat dengan panjang tertentu, sehingga diperlukan sambungan, baik dengan sistem

mechanical

atau

pun

vulcanized

(dingin

pemanasan). Secara umum persyaratan belt adalah sebagai berikut : • Tahan beban tarik • Tahan beban kejut •

Perpanjangan spesifik yang rendah

•

Fleksibel

• Tidak menyerap air Belt terdiri dari beberapa lapis : • Top cover (rubber) •

Breaker ply (pelindung carcass)

•

Fabrik carcass (canvas atau ply)

•

Bottom cover

b. Carrying idler 6

atau

Berfungsi untuk menjaga belt pada bagian yang berbeban atau sebagai roll penunjang ban bermuatan material. c. Return idler Berada di bawah belt pada sisi balik conveyor. Berfungsi untuk menyangga belt dengan arah putar balik. d. Motor 

Berfungsi

sebagai

penggerak

utama

dari

Belt

Conveyor.

Dalam

pengoperasiannya dihubungkan dengan gearbox dan fluid coupling. 

Menggerakkan belt kosong dan mengatasi gesekan-gesekan antara idler dengan komponen lain.



Menggerakkan muatan secara mendatar.



Mengangkut muatan secara tegak (vertikal).



Menggerakkan tripper dan perlengkapan lain.



Memberikan percepatan pada belt yang bermuatan bila sewaktu-waktu diperlukan.

e. Drive pulley Merupakan pulley yang secara langsung atau tidak langsung terhubung dengan motor listrik dan dikopling dengan gearbox. Fungsinya untuk memutar belt menuju ke depan. Bentuk-bentuk Pulley :

7

Gambar 2.2 Bentuk-bentuk Pulley f. Belt Take Up Pulley yang berfungsi untuk menjaga ketegangan belt. Take up pulley terhubung dengan counter weight. g. Frame atau Kerangka Merupakan konstruksi baja yang menyangga seluruh susunan belt conveyor dan harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga jalannya belt yang berada diatasnya tidak terganggu. 2.3.

Cara Kerja 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.

2.4

Kelebihan dan Kelemahan 2.4.1 Kelebihan Belt Conveyor 1. Mampu membawa beban berkapasitas besar. 2. Kecepatan sabuk dapat diatur untuk menetapkan jumlah material yang dipindahkan persatuan waktu

8

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 3

kapasitas cukup besar (500 s.d 5000 m /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. Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan berbagai unit material sepanjang arah horizontal atau pada suatu kemiringan tertentu pada berbagai industri. Contohnya pada industri pengecoran logam, tambang batubara, produksi beton, industri makanan dan lain-lain. 2.4.2

Kelemahan Belt Conveyor 1. 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. 2. Biaya perawatannya sangat mahal. 3. Jalur pemindahan (transfer line). Karena untuk satu unit belt conveyor hanya bisa dipasang untuk jalur lurus. 4. Kemiringan/sudut inklinasi yang terbatas.

2.5

Penerapan dalam Industri Belt conveyor merupakan alat yang sudah banyak digunakan dalam industri. Belt

conveyor banyak digunakan dalam metallury, pertambangan batubara, bahan bangunan, bahan kimia, listrik, pabrik semen, dan industri lainnya. Salah satu penggunaannya dalam industri semen adalah sebagai pengangkut zat padat seperti batu kapur yang keluar dari crusher. Bahan yang diangkut belt conveyor dari jaw crusher berupa bahan yang telah mengalami size reduction. Bahan tersebut diangkut oleh belt conveyor menuju hammer mill untuk dikecilkan lagi ukurannya. Disinilah peran belt conveyor dalam industri pembuatan semen, yaitu mengangkut 9

bahan baku semen yaitu batu kapur dari jaw crusher ke hammer mill.

Gambar Bagan Pembuatan Semen Keterangan : 1. 2. 3. 4. 5.

2.6

JAW CRUSHER (B) BELT CONVEYOR HAMMER MILL (B) BUCKET ELEVATOR RAW MATERIAL SILO

6. STORAGE SILO 7. BALL MILL 8. BLENDING SILO 9. VERTICAL SHAFT KILN 10. TRUCK LODING

Daftar Perhitungan Perancangan Belt Conveyor a. Rumus Kapasitas Q = A. V. γ. 60 (Horizontal) Q = k. A. V. γ. 60 (Inklinasi) Keterangan : A : Total cross – sectional area yang terbentuk pada belt akibat penopangan idler dan angle of surcharge (m) V : Kecepatan belt (m/min) γ : Densitas material (t/m3) k : Faktor pengurangan inklinasi Q : Kapasitas angkut (tph) b. Tegangan dan Daya Belt 1. Tegangan Efektif , Te Komponen rumus tegangan efektif belt : Tx : Tahanan akibat gesekan pada idler (lbs) = L . Kx . Kt Tyc : Tahanan belt flexure pada carrying idler (lbs) = L . Ky . Wb . Kt Tyr : Tahanan belt flexture pada return idler (lbs) = L . 0,015 . Wb . Kt Tym : Tahanan material flexture (lbs) = L . Ky . Wm Tm : Tahanan material lift (+) atau lower (-) (lbs) = ±H . Wm Tp : Tahanan Pulley (lbs) = ((Nts . Pt) + (Nss . Pt)) . 0,045 Tam : Tahanan percepatan material (lbs) = 2,8755x10-4 . Q . (v ±v0) Tac : Tahanan dari aksesoris (lbs) = Tbc + Tpc Rumus Tegangan Efektif adalah : 10

Te = Tx + Tyc + Tyr + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac (lbs) Keterangan : L : Panjang conveyor (ft) K : Faktor koreksi ambient temperature Kt : Faktor gesekan idler (lbs/ft) Ky : Faktor untuk menghitung gaya belt dan beban flexture pada idler Wb : Berat belt (lbs/ft) Wm : Berat material = (33,33 x Q) / v (lbs/ft) Q : Kapasitas Conveyor v : kecepatan belt (fpm) v0 : Kecepatan initial material saat penjatuhan di daerah loading (fpm) H : Jarak vertical material lift atau tower (ft) c. Faktor Gesekan Idler , Kt Rumus Kx dapat dihitung dengan : Kx = 0,00068 (Wb + Wm) +

(lbs/ft)

Dimana ; Ai = 1,5 untuk 6-inchi dia. Idler roll Ai = 1,8 untuk 5- inchi dia. Idler roll Ai = 2,3 untuk 4- inchi dia. Idler roll Ai = 2,4 untuk 7- inchi dia. Idler roll Ai = 2,8 untuk 8-inchi dia. Idler roll d. Tahanan aksesoris, Tac Ttr : Tahanan Tripper berasal dari pulley tripper Ttr = Tpr + H. Wb Tbc : Tahanan plows dapat dilihat pada tabel

Tabel 2.1 Discharge Plow Allowance Tpl : Tahanan dari peralatan belt-cleaning / scraper Tpl = n . 3 . b (lbs) Keterangan : b : Lebar belt (inchi) Tsb : Tahanan gesek pada karet skirtboard Tsb = (2 . Cs . Lb . hs) + (6 . Lb) (lbs) Keterangan : Cs : Faktor dari beberapa material Lb : Panjang skirtboard (ft) 11

Hs : Kedalaman material mengenai skirtboard = 0,1 x lebar belt

Tabel 2.2 Skirtboard Friction Factor, Cs Sehingga rumus Tahanan aksesoris : Tac = Ttr + Tpl Tbc + Tsb e. Daya Belt Daya yang dibutuhkan adalah conveyor yang memiliki tegangan efektif, Te pada drive pulley : P=

(lbs)

Keterangan : P : Daya belt (hp) Tc : Tencion belt (lbs) V : kecepatan belt (fpm) f. Wrap Factor, Cw Merupakan nilai yang digunakan untuk perhitungan efektif belt, Tc, yang dapat tergantung dari penempatan drive pulley, Tc yang dipengaruhi oelh koefisien gesekan yang terjadi antara pulley dan belt, wrap, dan nilai T1 dan T2

Gambar 1 Incline or Horizontal Conveyor,Pulley driving belt

Gambar 2 Decline Conveyor, Lowering load with regeneration, Belt Driving Pulley

Keterangan : Tc : T1 –T2 T1 : Tegangan maksimum / tight side pada pulley (lbs) 12

T2 : tegangan slack-side pada pulley

(lbs)

e : Dasar logaritma naperian = 2, 718 f : Koefisien gesekan antara permukaaan pulley dan permukaan belt (0,25 untuk bare pulley dan 0,35 untuk lagged pulley : faktor wrap (lihat pada tabel) =

=

Tabel 2.3 . Wrap factors, Cw g. Belt Sag antar Idler Sag =

=

Tegangan minimum yang digunakan untuk menghasilkan presentase sag adalah ; Untuk 3% Sag

T0 = 4,2 Si (Wb + Wm)

Untuk 2% Sag

T0 = 6,25 Si (Wb + Wm)

Untuk ½ % Sag

T0 = 8,4 Si (Wb+Wm)

h. Tegangan Belt pada titik X sepanjang conveyor

Gambar 3 Horizontal Belt Conveyor with Vertical Curve and Head Pulley Drive Keterangan : Lx : Jarak titik X dari tali Pulley 13

Hx : Jarak vertikal titik X pada sisi carrying Tex : Tegangan belt titik X pada sisi carrying Trr : Tegangan belt titik X pada sisi return Tyr : Tegangan belt pada sisi return akibat gesekan Tp : Tegangan Pulley Tt : Tegangan belt pada tail pulley Tb : Tegangan berat sisi carrying atau return pada belt untuk kemiringan conveyor Thp : Tegangan belt pada head pulley Twcx : Tegangan titik x pada sisi carrying hasil dari berat belt dan material yang dibawa Tfcx : Tegangan titik X pada sisi carrying hasil dari gesekan Twrx : Tegangan titik X pada sisi return hasil dari berat kosong belt Tfrx : Tegangan titik X pada sisi return hasil dari gesekan Tyr = 0,015L . Wb . Kt Tt = T2 + Tyr + Tp – Tb Tb = H . Wb Twcx = Hx . Wb Tfcx = Lx {Kt (Kx + Ky)} + Lx . Ky . Wm Twrx = Hx . Wb Tfrx = 0,015Lx . Wb . Kt Tex = Tt + Twcx + Tfcx Trx = Tt + Twrx + frx i. Berat Take – Up Gravity, Ttu Ttu = (T2

Tyr + Tp – Tb)

Keterangan : T2 = T1 – T2 Tyr = 0,015L . Wb Tp = dapat dilihat pada tabel Tb = H . Wb

Tabel 2.4 Belt Tension to Rotate Pilleys

14

BAB III PENUTUP Kesimpulan 1. Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan muatan satuan (unit load) maupun muatan curah (bulk load) sepanjang garis lurus atau sudut inkliinasi terbatas. 2. Pengoperasian belt conveyor menggunakan tenaga penggerak berupa motor listrik dengan perantara roda gigi yang dikopel langsung ke puli penggerak lalu sabuk yang berada diatas roller-roller akan bergerak melintasi roller-roller tersebut. 3. Kelebihan Belt Conveyor yaitu mampu membawa beban berkapasitas besar, kecepatan sabuk dapat diatur untuk menetapkan jumlah material yang dipindahkan persatuan waktu, dan tidak mengganggu lingkungan karena tingkat kebisingan dan polusi yang rendah. 4. Kelemahan belt conveyor yaitu biaya perawatannya sangat mahal, jalur pemindahan (transfer line). Karena untuk satu unit belt conveyor hanya bisa dipasang untuk jalur lurus, dan kemiringan/sudut inklinasi yang terbatas.

15

DAFTAR PUSTAKA Brown, GG, et all. 1978. Unit Operations. Tokyo : Charles e tuttle co Perry, Robert, dkk. 1934. PERRY’S CHEMICAL ENGINEER’S HANDBOOK. New York. Mc Graw Hill

16