1

JUDUL

ANALISA KEKUATAN SAMBUNGAN BELT CONVEYOR DENGAN METODE COLD SPLICING DI PABRIK PT. SEMEN GRESIK TUBAN

LATAR BELAKANG

Seiring dengan perkembangan jaman yang semakin cepat dibutuhkan sarana dan infrastruktur yang memadai. Dalam pembangunan itu, dibutuhkan bermacam-macam material bangunan. Salah satu material bangunan yang memiliki peran penting adalah semen. Oleh karena itu, selama proses pembangunan masih berlangsung, industri semen sangat dibutuhkan.

Salah satu perusahaan semen di Indonesia adalah PT Semen Gresik (Persero) Tbk. PT Semen Gresik (Persero) Tbk. memasok semen bagi pengembang di seluruh indonesia dibantu dua anak perusahaannya yaitu PT Semen Padang dan PT Semen Tonasa. Semen Gresik Group mampu menghasilkan semen 9 juta ton per tahun.

Teknologi produksi semen di PT Semen Gresik (Persero) Tbk. sangat menarik untuk dipelajari karena memiliki sistem produksi yang modern dan komplek. Di dalamnya tersedia berbagai aplikasi dari ilmu perkuliahan. Secara garis besar, produksi semen terdiri dari tiga tahapan produksi, yaitu:a. divisi bahan baku yang berfungsi untuk menyiapkan bahan baku berupa batu

kapur dan tanah liat untuk diolah pada divisi selanjutnya,b. divisi terak, yang berfungsi untuk mengolah bahan baku dan menambahkan

bahan tambahan lainnya sehingga menjadi klinker,c. divisi produksi semen yang berfungsi untuk mengolah klinker menjadi semen

sehingga siap untuk dikemas dan dipasarkan.Dalam proses produksi semen, tidak lepas dari alat transportasi material

untuk memperlancar loading di setiap tahapan produksi. Ada banyak alat trasport yang ada mendukung proses produksi semen di pabrik semen gresik Tuban, salah satunya belt conveyor.

Pemakaian Belt Conveyor sebagai alat transportasi material dalam industri semen merupakan pilihan yang sangat tepat. Karena dengan pemakaian sistem ban berjalan maka pemeliharaan terhadap equipment yang relatif mudah dan tidak memerlukan biaya yang sangat besar. Selain itu pemakaian sistem ban berjalan ini juga dapat mempersingkat waktu pada saat pemindahan material dari satu tempat ke tempat yang lain. Sehingga dengan pemakaian belt conveyor ini akan dapat meningkatkan produktifitas, menurunkan biaya produksi dan juga untuk meninggikan efisiensi kerja.

Perawatan terhadap belt yang merupakan salah komponen utama belt conveyor perlu dilakukan agar tidak terjadi sobek dan putusnya belt. Untuk menangani permasalahan tersebut dilakukan penyambungan belt conveyor salah satu metode penyambungan belt adalah dengan menggunakan metode cold splicing. Oleh karena itu untuk mengetahui kekuatan penyambungan dengan metode cold splicing perlu dilakukan pengujian tarik dengan berbagai variasi penyambungannya.

2

PERUMUSAN MASALAH

1. Apa saja metode penyambungan belt conveyor?2. Bagaimana cara penyambungan belt conveyor dengan metode splicing?3. Bagaimana hasil uji tarik penyambungan metode cold splicing dengan

beberapa variasi penyambungan?

TUJUAN PENELITIAN

1. Mengetahui berbagai jenis metode penyambungan belt conveyor 2. Mengetahui cara penyambungan dengan metode splicing 3. Mengetahui hasil pengujian tarik penyambungan cold splicing dengan

beberapa variasi penyambungan.

MANFAAT PENELITIAN

Manfaat yang dapat diambil dengan dilakukannya penelitian ini adalah :1. Bagi mahasiswa

Sebagai sarana untuk menerapkan ilmu dan mengembangkan potensi diri yang didapat pada saat kuliah serta OJT yg dilakukan di PT. Semen Gresik (Persero) Tbk. dalam menganalisa kekuatan hasil penyambungan belt conveyor menggunakan metode cold splicing dengan beberapa variasi penyambungan

2. Bagi perusahaanHasil pengerjaan tugas akhir ini dapat digunakan sebagai pertimbangan dalam pertimbangan penyambungan belt conveyor yang sangat menunjang proses produksi secara maksimal.

LUARAN YANG DIHARAPKAN

Dari penelitian ini diharapkan akan dihasilkan desain penyambungan belt conveyor dengan metode cold splicing yang mempunyai kekuatan penyambungan yang lebih baik.

RUANG LINGKUP

Batasan penelitian yang ada dalam penyelesaian penelitian ini adalah :1. Specimen belt yang digunakan adalah fabric dengan jenis polyester untuk

digunakan mengangkut material dingin.2. Lem dan hardener yang digunakan adalah SC2000 dan UT-R 40.3. Standart pengujian yang digunakan dalam pengujian adalah ASTM

( american society of testing and material ).

3

TINJAUAN PUSTAKA

Belt Conveyor

Belt Conveyor merupakan salah satu alat transportasi material yang menggunakan sistem ban berjalan yang sangat umum dipakai untuk memindahkan material padat, dengan desain jarak pendek (m) sampai dengan jarak jauh (km) dengan kecepatan sampai 5 mm/ dtk dan membawa material sampai dengan 5000 ton/jam dimana batasan kemiringan alat ini maksimum adalah 30° namun biasanya kemiringan yang dipakai adalah 18°- 20°.

Dipilihnya sistem belt conveyor sebagai sarana transportasi material adalah karena memiliki beberapa keuntungan yaitu1. Menurunkan biaya dan waktu pada saat memindahkan material

a. Membutuhkan relatif sedikit tenaga kerja untuk operasi dan pemeliharaanb. Memakai lebih sedikit energi dibandingkan sistem lain karena bagian-

bagian yang bergerak memakai bahan yang relatif ringan.c. Pengoperasian yang lancard. Pulley, roll dan ban berjalan dengan bagian-bagiannya memberikan masa

pemakaian yang lebih lama dibandingkan dengan sistem pemindahan jenis mekanikal

2. Meningkatkan efisiensi pemindahan materiala. Memberikan pemindahan yang terus menerus. Material dipindahkan dari

satu lokasi ke lokasi yang lainnya dalam jumlah yang tetap sesuai yang diinginkan.

b. Memberikan kemudahan dan siap pakai untuk memindahkan material yang berlainan jenis

c. Fasilitas kontrol volume pemindahan yang terpusat.3. Menghemat ruang

a. Membutuhkan sedikit ruangb. Memberikan kemudahan mobilitas sistem ban berjalan karena ban dapat

diperpanjang dan diperpendekc. Memakai konstruksi yang relatif ringan.

4. Meningkatkan kondisi lingkungan kerjaa. Tidak gaduh/berisikb. Menghilangkan atau menurunkan cara kerja manual yang membosankan

dan meletihkan.c. Menurunkan kemungkinan kecelakaan pada saat pekerja memindahkan

materiald. Menurunkan polusi udara.

4

Prinsip Kerja Belt Conveyor

Pada dasarnya prinsip kerja dari belt conveyor itu sangat sederhana yang dimulai dari drive/motor penggerak akan memutar head drum/pulley akan menarik belt yang ditumpu/ditopang oleh berbagai idler atau roll, material yang diumpankan melalui hopper kemudian dibawa oleh belt yang berjalan disepanjang roll dan dikeluarkan melalui dicharge spout seperti pada Gambar 1.

Gambar 2.1 Prinsip Kerja Belt Conveyor

Bagian-Bagian Belt Conveyor

Adapun bagian-bagian utama dari sistem belt conveyor seperti pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.2 Bagian-Bagian Belt Conveyor

Material Masuk

Hopper

Tail Drum Head Drum

Material Keluar

Take up pulley

Bend drum

Belt

Discharge Spout

4 6155

7 16 11 10 12 14

223

13

1

9

18

8

+

+

5

Keterangan :1. Belt 7. Return Roll 13. Tail Drum2. Ujung Depan Belt Conveyor 8. Motor Penggerak 14. Scrapper3. Ujung Belakang Belt Conveyor 9. Take-up Pulley 15. Skirt board4. Carrying Idler 10. Snub Pulley 16. Blade Scrapper5. Impact Roll 11. Bend Pulley 17. Hopper6. Training Roll 12. Head Drum 18. Couter Weight

Belt

Belt biasanya terbuat dari textil, plat baja dan anyaman dari plat baja. Tetapi yang biasa digunakan dalam industri semen adalah belt yang terbuat dari karet berlapis textil.

Dalam proses perawatan belt conveyor, sebelumnya perlu dipahami spesifikasi/cara pembacaan spec belt dan kapasitas angkut belt itu sendiri.Contoh Spesifikasi belt :

16 meter EP-315, 800 x 3P x 5 x 1,5 mm T210°C

Keterangan : 16 meter : Panjang belt conveyor Ep : Tipe Carcase (EP : Poliester)315 : Tensile Strength (kg/cm/ply)800 : Lebar Belt (mm)3P : Jumlah ply (3 ply)5 : Tebal top Cover (mm)1,5 : Tebal Bottom Cover (mm)T210°C : Temperatur maksimumType belt : High Temperature Resistances

Formula perhitungan kapasitas angkut belt conveyor :

Kapasitas (tph) = 3,6 x A x V x DM x FC …………………………(1)

dimana : A = Luas penampang (m2)V = Kecepatan belt (m/s)DM = Densitas Material (kg/m3)FC = Faktor kapasitas tergantung sudut kemiringan idler

(umumnya 20°)

Jenis-jenis Belt

a. Fabric Belt ( Belt dengan penguat jenis tekstil )Fabric Belt adalah belt dengan penguat yang disebut Ply yang terbuat dari serat tekstil ( serat buatan ). Lapisan tersebut disebut CARCASS. Jenis carcas yang sering dipakai :

6

- Nylon atau Polymide- Polyester ( Serat Sintetis )- Cotton ( Serat alam / katun )- Vinylon fabric- Aramide fibreAkan tetapi yang sering dipakai dipabrik Semen Gresik ini adalah Fabric Belt dengan jenis Polyester.

b. Steel Cord BeltSteel Cord Belt merupakan jenis Belt yang penerapannya menggunakan penguat dengan jenis sling. Sehingga belt jenis ini cenderung memiliki kekuatan tarik yang lebih baik dibandingkan dengan jenis Fabric Belt.

Bagian-bagian Belt

1. Cover Rubber

Fungsi utama Cover Rubber adalah sebagai pelindung lapisan penguat dari curahan, gesekan dan benturan material pada saat muat agar ply tidak sobek / rusak.Cover Rubber terdiri atas :- Top Cover : lapisan yang langsung bersentuhan dengan material

Tebal Top Cover : untuk Jenis Fabric Belt : 1 mm s/d 8 mmuntuk jenis Steel Cord Belt : 5 mm s/d 18 mm

- Bottom Cover : karet lapisan bawah yang berhadapan dengan permukaan puli dan roll pembawaTebal Bottom Cover :untuk jenis Fabric Belt : 1 mm s/d 4 mmuntuk jenis Steel Cord Belt : 5 mm s/d 8 mm

2. Reinforcement

Kekuatan / Tegangan pada Belt Conveyor tergantung pada jenis Reinforcement serta kekuatan reinforcement yang dipakai. Pada umumnya reinforcement terbuat dari Serat ( Carcas ) dan Sling Baja ( Steel Cord ).

3. Tie Rubber

Tie Rubber adalah lapisan karet diantara Ply yang fungsinya untuk meleketkan lapisan ply satu dengan yang lainnya pada fabric belt sedangkan pada steel cord belt untuk melekatkan sling baja dengan cover rubber.Tebal Tie Rubber :untuk jenis Fabric Belt : 0.5 mm – 1 mmuntuk jenis Steel cord belt : 2 mm

7

Permasalahan Belt Conveyor

Permasalahan yang muncul dalam perawatan Belt Conveyor merupakan permasalahan yang sangat kompleks dan beragam. Sebab sistem perawatan yang baik terhadap akan mempengaruhi usia dari belt dan menjamin kualitas dan kemampuan belt dalam menyalurkan material secara berkesinambungan dan terus menerus. Maka pentingnya perawatan preventive terhadap belt tidak bisa dipungkiri lagi.

Persentase biaya belt dalam peralatan Industri Semen terutama biaya peralatan total dalam sistem tersebut berada antara 50% - 60%. Konsumsi belt menghabiskan bagian terbesar biaya operasi. Maka bisa dibayangkan jika belt tidak dapat dijaga dalam kondisi kerja terbaik sepanjang waktu, akan bisa menyebabkan pengeluaran biaya pemeliharaan yang akan membengkak lebih banyak.

Ganguan dapat timbul karena ketersediaan informasi yang diperlukan tidak mencukupi pada waktu desain, kegagalan memenuhi kondisi pengoperasian yang baik, cactnya peralatan conveyor atau praktek perawatan yang tidak benar.

Pada dasarnya belt conveyor adalah alat transportasi material yang didesain untuk pemakaian jangka panjang, namum seiring dengan perawatan yang kurang tepat dan peningkatan kapasitas produksi, maka belt conveyor yang seharusnya bisa digunakan untuk waktu yang lama sering mangalami berbagai kendala/ masalah. Diantara masalah yang sering terjadi pada belt conveyor adalah:

- Sobek Memanjang

Sobek memanjang searah jalannya belt, baik kerusakan terjadi pada cover rubber saja atau terkena ply sehingga terbelah dua.

- Sobek Melintang

Sobek melintang, baik kerusakan terjadi pada cover rubber maupun tembus terkena ply, untuk kerusakan tembus ply, apakah ply pertama atau semua ply maka kerusakan ini harus dikerjakan sedemikian rupa sehingga tidak ada kekuatan yang hilang pada daerah kerusakan yaitu dengan menyisipkan ply yang utuh. Hal ini perlu dilakukan mengingat arah kerusakan adalah melintang dimana arah ini selalu dalam keadaan tegang dan cenderung untuk memperbesar sobekan. Kalau lebar sobekan melampaui 20% dari lebar belt sebaiknya dipotong dan disambung kembali.

- Sobek Pinggir Belt

Sobek yang terjadi pada pinggiran belt biasanya disebabkan karena mistracking atau ketidak lurusan jalannya belt conveyor sehingga terjadi pergeseran antara body hopper dengan pinggiran belt.

8

- Belt Aus Karena Skirt Board

Penggunaan Rubber Skirt dalam sistem belt conveyor sangat penting. Sebab keseimbangan material terhadap belt sangat tergantung oleh rubber skirt tersebut. Akan tetapi penggunaan rubber skirt yang terbuat dari bahan karet sangatlah perlu diperhatikan. Kesalahan pemilihan dalam penggunaan rubber skirt akan berdampat seperti permasahan diatas yaitu belt akan cepat aus.

Dalam pemasangan skirt board ini harus memperhatikan gab / jarak antara ujung skirt bord dengan permukaan belt. Sebab jika ada celah maka itu nanti akan membuat material menempel pada skirt board tersebut dan nantinya akan bisa membuat belt sobek karena terkena material yang menempel dan mengeras tersebut.

- Belt Aus Karena Scrapper

Scrapper merupakan alat yang digunakan untuk membersihkan material yang menempel pada belt, namun kebanyakan belt juga aus karena disebabkan oleh scrapper.

Dalam sistem ban berjalan pemilihan scrapper yang baik merupakan hal yang paling penting. Sebab jika kita salah dalam mamilh scrapper maka akan mudah terjadi kerusakan atau sobek pada belt. Walaupun hampir semua blade scrapper terbuat dari bahan karet, namun tidak semua jenis karet dapat dipakai sebagai scrapper.

- Belt Kurang Kencang

Belt conveyor seiring dengan pengoperasiannya akan mengalami mulur sebagai akibat dari sifat serat/karet dan juga stress yang dialaminya sehingga menyebabkan belt kurang kencang.

Penyambungan Belt Conveyor

Pada umumnya penanganan masalah pada belt conveyor adalah dilakukan dengan penyambungan dan repair pada bagian-bagian belt yang mengalami kerusakan. Penyambungan belt conveyor antara lain :

1. Penyambungan mekanis

Penyambungan mekanis yaitu penyambungan yang menggunakan alat penyambungan yang terbuat dari bahan baja berbentuk engsel, kuku macan dan sejenisnya (Gambar 2.3).

9

Gambar 2.3 Penyambungan dengan fasteneer

2. Splicing System

Splicing merupakan salah satu metode penyambungan belt. Ada dua cara yang sering digunakan dalam proses splicing ini yaitu metode penyambungan dingin dan panas. Berikut beberapa metode dan karakteristik belt yang direkomendasikan untuk dilakukan splicing.Ada beberapa ketentuan yang perlu diperhatikan dalam splicing :Formula Splicing :

L = (0,3 x B) + (S x (n-1) + 25 + 30 .......................................................(2)

Keterangan :L = Panjang splicing (mm)B = Lebar belt (mm)S = Step length (mm)

10

n = Jumlah ply (lapisan canvas)Berikut beberapa peralatan yang digunakan dalam proses splicing (hot dan cold) :- Tool box - Mesin buffing- Gerinda botol - hand roll (2 ea)- Gerinda piring - Scratch brush- Pisau karet - Gunting- Tang - Penggaris siku- Tang kakatua (2 ea) - Ply Lifter (tusukan)- Hocked Ply - batu asah- Pisau side gum - Meteran- Sikat kawat - Sikat lem- Mata gerinda botol - Dryer- Kapur penggaris

a. Hot Splicing (Penyambungan Panas)

Penyambungan panas adalah proses penyambungan belt conveyor dengan proses vulkanisasi pada prosesnya menggunakan alat pemanas yang disebut heating solution.

b. Cold Splicing (Penyambungan Dingin)

Penyambungan dengan sistem dingin adalah proses penyambungan belt conveyor yang proses vulkanisasinya dengan cara kimiawi. Yaitu dengan menggunakan lem REMA TIP-TOP SC-2000 yang menyatu dengan karet.

Penyambungan dengan cara ini adalah penyambungan yang paling ekonomis dan efesien, serta memiliki kekuatan yang sama dengan sistem panas. Apabila penyambungan belt sempurna maka belt tidak akan putus di sambungannya. Namun sambungan tersebut dapat terputus apabila :- Ada lapisan penguat yang terpotong saat penyambungan- Sambungan ditutup saat lem masih basah- Penempatan cover strip menonjol sehingga terkait oleh scrapper- Kurang rapatnya cover strip sehingga material masuk ke dalam

sambungan.- Kurang control pada saat melakukan rol sehingga ada udara yang

terjebak

11

METODE PENELITIAN

Metodologi yang dilakukan pada percobaan ini berdasarkan pada flow chart di bawah ini:

Gambar 3.1Flow Chart

1) Studi Pustaka

Pentingnya studi pustaka adalah untuk memberikan dasar, acuan ataupun wacana bagi peneliti dalam menyelesaikan masalah sehingga tercapai tujuan yang telah dirumuskan sebelumnya. Studi pustaka dilakukan untuk mengumpulkan semua informasi yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan dengan cara pengumpulan berbagai sumber pustaka yang berhubungan dengan penelitian yang meliputi pengujian tarik rubber berdasarkan ASTM , metode penyambungan belt conveyor serta perhitungan cost.

Kegiatan diskusi juga dilakukan penulis dengan pihak yang berkompeten dibidangnya yang berkaitan dengan penelitian ini. Diharapkan penelitian dapat dilakukan dengan benar, sehingga hasilnya

Persiapan Pengujian

Studi Pustaka

Analisa

Laporan

Finish

Start

Pengujian Tarik

12

dapat memberikan sumbangan terhadap perkembangan dunia industri dan ilmu pengetahuan

2) Persiapan pengujian

Setelah didapatkan data-data dari berbagai sumber kemudian dilakukan tahap persipan pengujian yang meliputi:- pengadaan material atau bahan yang digunakan untuk mendukung

pengujian antara lain pengadaan belt dengan jenis Fabric Polyester, lem SC2000 dan hardenernya UT-R 40

- pembuatan spesimen pengujian berupa belt yang disambung menggunakan metode cold splicing dengan variasi beberapa step penyambungan yang berbeda.

3) Pengujian

Pengujian dilakukan dengan menggunakn metode tarik dengan panduan ASTM ( american society of testing and material ) sehingga dapat di peroleh hasil yang signifikan dengan menggunakan rumus uji tarik sbb: =P/Ao ...........................................................................................(3)di mana tegangan teknik (kN/mm2)

P = tegangan teknik (kN) Ao = luas penampang awal spesimen (mm2)

4) Analisa

Analisa dilakukan bersamaan dengan proses pengujian sehingga dijadikan data yang real sebagai referensi.

5) Laporan

Laporan dibuat setelah mendapatkan referensi – referensi serta hasil data pengujian sehingga dijadikan panduan yang fix untuk pembaca.

JADWAL PELAKSANAAN PENELITIAN

13

No. Kegiatan Bulan ke

1 2 3 4 5

1. Pembuatan Proposal

2. Study Pustaka

3. Persiapan Pengujian

4. Pengujian

5. Analisa

6. Laporan

DAFTAR PUSTAKAAN

(1) Rudenko N. Material Handling and Equipment, Peace Publisher. Moskow.(2) Spivakovsky A. Dvachkoc. Conveyor and Related Equipment, Peace

Publisher. Moskow.(3) Conveyor Belt. Dilihat pada tanggal 10 Januari 2011 dari website

<www.wikipedia.org/wiki/conveyor_belt/history.html>