PROJECT

MECHANICAL CONSTRUCTION DESIGN

“Belt Conveyor”

Kelompok : II

Hariyono (1007113536)

DickyIkhwandi (1007113574)

TaufikHidayat

IkhlashSyukran

STUDY PROGRAM S1 MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF ENGINEERING

UNIVERSITY OF RIAU

2013

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur atas kehadiran Tuhan Yang MahaEsa,

atas segala kebesaran dan limpahan nikmat yang diberikan-Nya, sehingga penulis

dapat menyelesaikan makalah yang mengenai “Perancangan Konstruksi Mesin”.

Adapun penulisan laporan ini untuk mengetahui perancangan belt

covenyor, prinsip kerja belt conveyor, berserta perhitungan belt conveyor,

pengolahan data serta analisis dan kesimpulan setelah melakukan perancangan

conveyor.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis menyadari pengetahuan dan

pengalaman penulis masih terbatas. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan

adanya kritik dan saran bagi pembaca dan pihak lainnya agar makalah ini lebih

baik.

Adapun penulis mengucapkan terima kasih kepada para pembaca, semoga

makalah ini dapat berguna bagi kita semua.

Pekanbaru, 21 Maret 2013

Penulis

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

DAFTAR SIMBOL

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Belt conveyor digunakan pada berbagai industri sebagai transportasi berbagai

material dalam lingkungan industri tersebut. Material yang diangkut mulai dari

raw material hingga hasil produksi, termasuk memindahkan material antar work

stasion. Dengan menggunakan belt conveyor dapat menghemat biaya produksi

serta meningkatkan laju produksi.

Di dalam makalah ini, penulis ingin merancang suatu sistem konveyor yang

akan digunakan untuk mentransfer semen dari stockpile menuju kapal pengangkut

yang berjarak 250m dengan kapasitas 2000 ton per jam.

Sistem konveyor adalah suatu cara memindahkan, memproses, dan membawa

semen dari stockpile menuju alat transportasi, untuk mendistribusikan semen

dengan waktu yang relatif lebih cepat meskipun dari tempat jauh.

1.2 Tujuan

Karena suatu perancangan konstruksi mesin haruslah benar-benar akurat atau

teliti, maka khusus dalam perancangan konstruksi mesin ini terdapat beberapa

tujuan yang hendak dicapai, antara lain :

a. Dapat merancang belt conveyor berdasarkan buku pegangan.

b. Dapat mengetahui cara kerja belt conveyor.

c. Dapat menggambarkan belt conveyor dengan AutoCAD.

1.3 Manfaat

Ada pun manfaat yang didapatkan mahasiswa dalam tugas Perancangan

Konstruksi Mesin ini adalah sebagai berikut :

a. Mahasiswa dapat merancang belt conveyor dengan tepat.

b. Mahasiswa dapat melakukan perancangan menggunakan tahap-tahap

yang baik.

c. Mahasiswa mampu menerapkan ilmu perancangan secara baik, aman,

dan handal serta hasil rancangan disesuaikan dengan standar.

d. Mengembangkan ilmu yang dipelajari agar dapat di terapkan dalam

keahlian.

1.4 Batasan Masalah

Dalam melakukan perancangan (design) kali ini, penulis merancang Belt

Conveyor. Hal-hal yang dibahas adalah perhitungan kecepatan, berat material,

pemilihan idler, tegangan dan daya belt, dan daya motor.

1.5 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan Perancangan Konstruksi Mesin disajikan dalam bentuk Bab

per Bab yang kemudian diuraikan dalam sub Bab. Adapun Bab-Bab yang ada

secara garis besar adalah sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah dan

sistematika penulisan.

BAB II : TEORI DASAR

Berisi tentang konstruksi belt conveyor, profil conveyor, metode

discharger belt conveyor, karakteristik material angkut, kecepatan belt,

daya belt, pemilihan pulley, pemilihan belt, pemilihan idler dan teknik

splice.

BAB III : METODOLOGI

Berisi flow chart perencanaan dan perhitungan perencanaan konstruksi

meliputi perencanaan belt conveyor dan pemilihan materialnya.

BAB IV : ANALISIS

Berisi tentang menganalisis hasil perhitungan yang telah dilakukan pada

bab sebelumnya.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan hasil perencanaan konstruksi dan saran.

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Konstruksi Belt Conveyor

Gambar 2. 1 Skematik Komponen Belt Conveyor

Berdasarkan standar dari Conveyor Equipment Manufacturers Association

(CEMA) konstruksi dasar conveyor secara umum terdiri dari :

1. Tail Pulley (dalam kasus tertentu dapat sebagai drive pulley dengan

drive-unit yang dipasangkan padanya).

2. Snub Pulley (pada head-end dan tail-end)

3. Internal belt cleaner (internal belt scrape)

4. Impact idlers (impact roller)

5. Return idlers (return roller)

6. Belt

7. Bend pulleys

8. Take-up pulley

9. Take-up unit

10. Carrying idlers

11. Pulley cleaner

12. Eksternal belt cleaner (eksternal belt scraper)

13. Head pulley (biasanya sebagai discharge pulley dan juga drive pulley)

2.2 Profil Conveyor

Profil dasar conveyor secara umum adalah :

Gambar 2. 2 Profil Belt Conveyor

2.3 Metode Discharge Pada Belt Conveyor

Metode penumpahan material pada conveyor secara umum antara lain :

1. Head Pulley Discharge.

Metode ini yang paling banyak digunakan dalam penumpahan material.

Gambar 2. 3 Head Pulley Discharge

2. Both end Discharge.

Penumpahan material dapat dilakukan pada dua arah yaitu pada head atau

tail.

Gambar 2. 4 Both End Discharge

2.4 Karakteristik Material Angkut

Belt conveyor digunakan untuk menghantarkan material angkut. Material

angkut dikirimkan bersama dengan material lain yang tercampur selama proses

pengiriman. Material angkut memiliki karakteristik yang berbeda, sebagian

diantaranya berbentuk halus dan sebagian lainnya berbentuk kasar, dan lain-

lainnya. Bentuk luar dari material tersebut memiliki pengaruh yang besar dalam

mendesain conveyor. Oleh sebab itu, awalnya sangat dibutuhkan pemahaman dan

pengertian tentang sifat-sifat asli dari material angkut yang akan dikirim.

Pengetahuan ini dapat membantu dalam mendesain conveyor yang tepat,

ekonomis dan optimal dengan minimal masalah dalam pengoperasian.

Beberapa informasi penting tentang material angkut yang perlu diketahui

dalam perhitungan desain conveyor, antara lain :

a. Ukuran lump, grain dan powder.

b. Distribusi lump, grain, dan powder (%).

c. Densitas material angkut (berat volume) (t/m3).

d. Angle of repose (keadaan standstill) material setelah penjatuhan).

e. Angle of surcharge (sudut ketika material pada keadaan istirahat selama

pergerakan conveyor).

f. Moisture content (%).

g. Temperature (°C).

h. Karakteristik khusus : kekerasan, debu, kelengketan, racun, bubuk,

kerapuhan.

i. Kondisi yang dibutuhkan selama diangkut.

j. Nama material yang dibawa.

Tabel 2. 1 Menunjukkan hubungan antara angle of repose dan angel of discharge

Tabel 2. 2 Menunjukkan karakteristik dan kode dari material yang diangkut berdasarkan standar internasional

Tabel 2. 3 Menunjukkan berbagai jenis material angkut dan data yang saling berhubungan

2.5 Kapasitas

Rumus kapasitas yaitu :

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)

Tabel 2. 4 Inclination Reduction Faktor (K)

2.6 Luas Penampang Beban

Gambar 2.5 memperlihatkan luas cross-section beban pada belt yang dibentuk

oleh idler dengan sudut troughing (ß) tertentu. Untuk mempercepat pencarian

luas daerah tersebut, tabel 2.5 dapat langsung digunakan.

Gambar 2. 5 Load Cross Section

Tabel 2. 5 Area Of Load Cross Section

2.7 Kecepatan Belt

Kecepatan conveyor dapat dicari juga dengan rumus kapasitas setelah

diketahui lebar belt, karakteristik material, dan penentuan kapasitas. Kecepatan

belt dapat meningkat sebanding dengan lebar belt dan kecocokkan kecepatan yang

tergantung pada karakteristik material, khususnya ukuran lumpmaterial.

Tabel 2. 6 Recommended Maximum Belt Speeds

Tabel 2. 7 Belt Width Berdasarkan Kapasitas Pada Kecepatan 100 FPM

Tabel 2. 8 Kecepatan Belt Berdasarkan Lump Size

2.8 Perhitungan Tegangan dan Daya Belt

2.8.1 Tegangan Efektif, Te

Komponen rumus tegangan efektif belt adalah :

Tx = Tahanan akibat gesekan pada idler (lbs) = L x Kx x Kt

Tyc = Tahanan belt flexure pada carrying idler (lbs) = L x Ky x Wb x Kt

Tyr = Tahanan belt flexure pada return idler (lbs) = L x 0,015 x Wb x Kt

Tym = Tahanan material flexure (lbs) = L x Ky x Wm

Tm = Tahanan material lift (+) atau lower (-) (lbs) = ± H x Wm

Tp = Tahanan pulley (lbs) = ((Nts x Pt) + (Nss x Pt)) x 0,445

Tam = Tahanan percepatan material (lbs) = 2,8755 x 10-4 x Q x (v ± v0)

Tac = Tahanan dari aksesoris (lbs) = Tbc + Tpc

Maka rumus tegangan efektif adalah

Te= Tx + Tyc + Tyr + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac (lbs)

Dimana :

L = panjang conveyor (ft)

K = faktor koreksi ambient temperature

Kt = faktor gesekan idler (lbs/ft)

Ky = faktor untuk menghitung gaya belt dan beban flexure pada idler

Wb = berat belt (lbs/ft)

Wm = berat material = (33,33 x Q) / v (lbs/ft)

Q = kapasitas konveyor

v = kecepatan belt (fpm)

v0 = kecepatan initial material saat penjatuhan didaerah loading (fpm)

H = jarak vertical material lift atau lower (ft)

2.8.2 Faktor Koreksi Ambient Temperatur, Kt

Tahanan putaran idler dan tahanan flexure pada belt meningkat pada

operasi cuaca dingin. Pada cuaca dingin yang ekstrim diperlukan pelumasan

lebih pada idler untuk mencegah peningkatan tahanan putaran idler. Gambar

2.6 menunjukkan hubungan niklai Kt dengan temperatur.

Gambar 2. 6 Variation Of Temperature Factor, Kt With Temperature

2.8.3 Faktor Gesekan Idler, Kt

Rumus Kx dapat dihiutng dengan rumus :

Kx= 0,00068 (Wb + Wm) + A iS i

(lbs/ft)

Dimana nilai

Ai = 1,5 untuk 6-inch dia. Idler roll

Ai = 1,8 untuk 5-inch dia. Idler roll

Ai = 2,3 untuk 4-inch dia. Idler roll

Ai = 2,4 untuk 7-inch dia. Idler roll

Ai = 2,8 untuk 8-inch dia. Idler roll

2.8.4 Faktor Perhitungan Gaya Belt dan Beban Flexure Pada Idler, Ky

Kedua tahanan belt terhadap flexure yang bergerak diatas idler dan

tahanan beban flexure material diatas belt yang bertumpu pada idler

menghasilkan gaya tegangan belt ky adalah faktor perkalian untuk

menghitung gaya tegangan ini. Nilai ky dapat dilihat dari tabel 9

Tabel 1 Faktor Ky, Values

1.1.1. Tahanan Pulley, Tap

Tahanan belt permukaan pulley dan tahanan pulley untuk berputar

pada bearingnya. Besarnya nilai tahanan pulley dapat dilihat pada tabel 2-10

Tabel 2 Belt Tension To Rotate Pilleys

1.1.1.Tahanan aksesoris, Tac

Aksesoris conveyor antara lain : triper,stacker, plows, belt-cleaning

equipment/scraper, dan skirtbord

Ttr Tahanan tripper berasal dari pulley tripper

Ttr = Tptr + H . Wb

Tbc tahanan plows dapat dilihat pada tabel 11.

Tabel 3 Discharge Plow Allowance

Tpl Tahanan dari peralatan belt-cleaning/scraper

Scraper biasanya lebih dari satu dan bekerja menekan belt

Tahanan yang dibutuhkan sekitar 2 sampai 3lbs/inch dari lebar belt

Tpc = n . 3 . b (lbs)

Dimana, b = lebar belt (inch)

Tahanan gesek pada karet skirtboard

Tsb = (2 . Cs . Lb . hs) + ( 6 . Lb ) (lbs)

Dimana, Cs = Faktor dari beberapa material pada tabel 12

Lb = panjang skirtboard (ft)

Hs = kedalaman material mengenai skirtboard

=0,1 x lebar belt (in)

Tabel 4 Skirtboard Friction Factor, Cs

Sehingga tahanan aksesoris

Tac = Ttr + Tpl Tbc + Tsb

1.1.1.Daya Belt

Daya yang dibutuhkan belt cnveyor yang memiliki tegangan efektif,

Te pada drive pulley adalah

P=T e x v3300

(lbs)

Dimana, P = Daya belt (hp)

Tc = Tension belt (lbs)

v = Kecepatan belt (fpm)

1.1.2.Wrap Factor, Cw

Wrap factor adalah nilai yang digunakan untuk perhitungan efektif

belt, Tc, yang dapat tergantung dari penempatan drive pulley. Tc dipengaruhi

oleh koefisien gesekan yang terjadi antara pilley 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

Tc = T1-T2

T1 = tegangan maksimum/tight-side pada pulley (lbs)

T2 = tegangan slack-side pada pulley (lbs)

e = dasar logaritma naperian = 2,718

f = koefisien gesekan antara permukaan pulley dan permukaan belt

(0,25 untuk bare pulley dan 0,35 untuk lagged pulley)

ɵ factor wrap (lihat tabel 13) = T 1T 2

= 1

e fθ−1

Tabel 5 Wrap Factore, Cw

1.1.3.Belt sag antara idler

Untuk belt conveyor jarak jauh, sag belt antara idler harus dibatasi

untuk menccegah material tumpah pada tepi belt dan material, jarak idler

dan tegangan belt

Sag = W x Si2

8 T=

(Wb+Wm ) S12

8 xT

Tegangan minimum untuk menghasilkan persentase sag sebagai berikut :

Untuk 3% sag T0 = 4,2 Si ( Wb + Wm)

Untuk 2% sag T0 = 6,25 Si ( Wb + Wm)

Untuk 11/2% sag T0 = 8,4 Si ( Wb + Wm)

1.1.4. Tegangan Belt Pada Titk X Sepanjang Conveyor

Gambar 3 Horizontal Belt Conveyor with Vertical curve and Head Pulley Drive

Lx = jarak titik X dari tali pulley

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 (lihat bab 2.8.5)

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 = 0,015 Lx Wb Kt

Tcx =Tt + Twcx + Tfcx

Trx = Tt + Twrx + Tfrx

1.1.5. Berat take-up gravity, TTU

Rumus untuk mencari berat take-up :

TTU = (T 2L'

LT yr+T p−T b)

Dimana :

T2 = T1 - T2

Tyr = 0,015 L Wb

Tp = lihat bab 2.8.5

Tb = H . Wb

Gambar 4 Take - Up Gravity

1.2.PEMILIHAN PULLEY

Pulley dipilih untuk dapat mengatasi tegangan belt yang tertinggi yang

bekerja padanya. Pulley pada perancangan menggunakan produk dari

perusahaan PT. KHARISMA MITRA MANDIRI

Tabel 6 Drive Pulley Dimension

Tabel 7 Non-Drive Pulley Dimension

1.3. PEMILIHAN BELT

Belt adalah merupakan komponen utama dalam desein sistem belt

conveyor, karena :

Belt merupakan komponen yang membawa material

Belt merupakan komponen yang bersentuhan langsung dengan material

dan menerima segala perlakuan dari material conthnya impact, abrasi

dan lainnya.

Belt adalah komponen yang akan aus. Desein yang tidak baik akan

mengakibatkan belt cepat aus dan sobek dan akan menyebabkan biaya

yang sangat mahal dalam perawatan

Dalam meerancang sebuah sistem conveyor pernacang harus

menggunakan standard lebar belt yang digunakan secure internationa.

Standard lebar belt dalam milimeter adalah 400, 500, 650, 800, 1200,

1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200. Dalam inchi

18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 72, 84, dan 96.

Belt terbuat dari carcass karet, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 5 Potongan Belt Menurut Skematik

Top cover thickness : tt

Carcass thickness : t2

Bottom cover thickness : t3

Belt total thickness : t4 = t1 + t2 + t3

1.3.1. Tipe Belt

Jenis textile belt terdiri dari : camel hair, cotton (woven atau sewed),

duck cotton dan rubber textile belt. Belt conveyor harus memenuhi

persyaratan : tidak menyerap air (low hygroscopicity), kekuatan tinggi,

ringan, pertambahan panjang spesifik reandah (low spesifik eongation),

fleksibel tinggi, lapisan tidak mudah lepas (high resistivity to ply

separation) dan tahan lama (long service long)

Ada 2 tipe dari carcass. Textile fabric dan steel cord. Berdasarkan

hal tersebut ada 2 tipe belt yang penamaanya dihubungkan dengan jenis

carcass pada belt. 2 tipe dari belt itu adalah 1. Textile fabric belt 2. steel

cord belt.

1) TEXTILE FABRIC BELTS

Belt tipe ini mempunyai carcass pabrikan. Pada umumnya cover

tersebut dari rubber (karet). Cover dapat juga terbuat dari bahan PVC

belt, dan lainnya. Carcass textile fabric terdiri dari satu lapisan khusus

atau lebih dari plies.

Gambar 6 Multi-Ply Belt Section

2) STEEL CORD BELTS

Belt tipe steel cord memiliki carcass (terisi bearing), terbuat dari

steel cord (kadang-kadang ini disebut sebagai sling atau anel baja).

Steel cord diletakkan paralel dalam satuan lapisan dan dilapisi karet

untuk membentuk permukaan belt yang menyambung. Tipe belt

ditunjkkan seperti pada gambar

Gambar 7 Belt Cross Section Dari Steel Cord Belts

1.4. PEMILIHAN IDLER

Konveyor belt membutuhkan penopang antara head dan tail pulley

yang berada berdekatan. Saat belt bergerak, penopang ini harus berada

dalam bentuk roller unutk menghindari belt keluar jalur dari penopangnya.

Pergerakan belt sama dengan pergerakan berputar roller pada kecepatan

yang sama, sehingga belt bergerak diatas roller penopang tanpa keluar jalur.

Pada dasarnya roller sangat penting bagi belt conveyor.

Roller menopag belt tanpa memiliki daya dan berputar didasari karena

pergerakan dari belt. Leh karena itu roller ini disebt idler roller

Penopang yang menopang belt memiliki satu atau lebih roller dan juga

frame untuk dudukan roller-roller ini. Umumnya mereka dinamakan

‘idler’ atau ‘set idler’ yang artinya penopang sempurna berdasarkan pada

unit roller bersama dengan mounting frame nya atau sambungan

mounting

Roll atau roller atau idler rller sebenarnya yang bersentuhan dengan belt.

Kejelasan mengenai nama nama ini sangat penting unutk

menggambarkan idler dan untuk menghindari kebinggungan saat bekerja

dengan menggunakan idler.

Fungsi dari idler :

Untuk menoang belt sekaligus bersama material yang dibawanya, tanpa

memperlambat pergerakan belt.

Untuk menopang belt pada saat kembali, tanpa memperlambat

pergerakan belt.

Untuk membentuk belt dengan bentuk tertentu, agar memudahkan belt

membawa material yang dibawanya.

Menyediakan penopang khusus pada belt saat loadinng point, bertujuan

memberikan penempatan yang tepat bagi material diatas belt, dengan

resiko kerusakan yang minimum pada belt.

Belt merupakan bentuk dari rata-rata menjadi sesuai dengan bentuk tail

pulley, dan berubah lagi menjadi rata di head pulley. Transition idler

adalah yangmerubah bentuk belt pada pada loasi-lokasi ini dengan

perganngan minimal pada belt

Idler dibutuhkan untuk memperbaiki kesejajaran belt, contohnya, idler

harus secara otomatis menempatkan blet centerline dengan konveyor

centerline. Ini sangat penting karena kesejajaran yang dilakukan oleh

head dan tail pulley hanya berjarak kurang dari 10 meter dari head dan

tail end

1.4.1. Frame Idler

Pada dasarnya ada 2 tipe idler, yaitu tipe Fixed Frame dan tipe

garland. Idler fixed frame memiliki roller yang diletakkan diatas frame

baja. Idler-idler ini sangat sering digunakan secara luas untuk seluruh jenis

konveyor. Idler Garland, atau yang biasa disebut idler catenary, memiliki

roller fleksibel yang tersambung.

Ada beberapa tipe dari fixed frame idler berdasarkan pada fungsi

khusus. Dibawah ini ada beberapa macam idler yang biasanya digunakan

dan namanya terkenal didunia indutri.

1) Troughing Idler

Baiasanya ‘troughing idler’ berisi 3 roller tipe trough idler unutk

menahan belt yang bergerak. Central roller ditempatkan horizontal,

smentara side roller diposisikan pada sudut 200, 250, 300, 350, 400, atau

450. Inklinasi side roller dari garis horizontal dikenal sebagai sudut

troughing.

Gambar 8 Trough Carrying Idler

2) V-Trough carrying idler

Idler ini digunakan ditempat yang biasanya menggunakan 3

roller. Iler-idler seperti ini berbiaya lebih rendah karena tipikal,

termasuk hanya menggunakan 4 bearing daripada 6 bearing,

bagaimanapun juga, kelebihannya akan terlihat apabila ukuran bearing

tidak berubah dari ukuran minimum yang digunakan.

Idler ini tidak menyediakan penopang untuk bongkahan material,

yang berakibat terpusatnya tekanan ada belt, yang menyebabkan

cepatnya belt menjadi terkikis. Idler ini menggunakan sudut 200

inklinasi. Idler ini biasanya digunakan untuk belt dengan ukuran yang

kecil, dan untuk menghantarkan material dengan ukuran yang terbatas.

Gambar 9 V-Type Carrying Idler

3) Impact Idler

Imact idler umumnya terdiri dari 3 roller yang bending. Sudut

bending impact idler, panjang roller, atau kuantitas rller noormalnya

sama dengan idler-idler lain yang dibending dalam conveyor.

Impact idler digunakan untuk menopang belt pada zona

penerimaan material. Impac idler dapat diandalkan saat menangani

tumpahan dari material berat dengan merayap daya benturan yang

dihasilkan dari material yang jatuh dan untuk melindungi belt dari

kerusakan

Idler ini terdiri dari 3 nos roller dan penopang frame baja. Roller-

roller ini standard dengan konstruksi tubular, akan tetapi memiliki

komponen yang lebih kuat untuk menyamai kapasitas loading. Roller

ini dipasang pada frame baja yang terukur untuk menyediakan sudut

bending dari 200, 250, 300, 350, 400, atau 450.

Gambar 10 Trough Impact Idler

4) Flat Returns Idler (Single roll returns idler)

Flat returns idler memiliki single roller untuk memberisupport

pada saat belt conveyor berjalan kembali. Idler ini terdiri dair single

roller dan 2 nos bracket yang dipasang dibawah conveyor stinger.

Idler ini sangat luas dipakai untuk belt dengan jangkauan randah dan

juga murah.

Gambar 11 Flat Returns Idler

5) Self-Aligning Carrying Idlers (S.A Carrying idlers)

S.A carrying digunakan pada belt yang bergerak dengan interval

antara 15 sampai 21 meter berdsarkan lieu standard untuk idler

conveyor

Idler ini menggunakan 3 roller, 2 roller atau single roller yang

sangat tepat untuk idler carrying. Idler ini memiliki roller atas yang

dipasang diatas frame swiveling, yang tentunya berputar pada frame

stationary. Roller pengarah berbentuk vertical disediakan pada tiap

ujung swiveling-frame, yang akan mendoorong belt kearah conveyor

center line

Gambar 12 Self-Aligning Carrying Idler

6) Self-aligning returns idler (S.A returns idler)

Idler ini digunakan pada belt bergerak dengan interval antara 21

sampai 30 meter, pada tempat yang biasanya return idler berada. Idler

ini menggunakan kekuatannya pada returns belt yang bergerak pada

saat belt keluar dari garis pusat conveyor

Idler ini menggunakan single roller atau dua roller yang standard

dengan yang digunakan pada conveyr umumnya. Roller atas dipasang

pada swiveling-frame, yang tentunya bergerak pada frame stationary di

mur dengan kuat pada badan conveyor. Roller pengarah yang berbentuk

vertikal dipasang pada tiap sisi swiveling frame, untuk mendorong belt

untuk mencapai kesejajaran.

Gambar 13 Self Aligning Returns Idler

1.4.2. Roller

Roller adalah komponen paling penting dari konveyor, sama seperti

komponen lain yang bersentuhan langsung dengan belt dan kegunaannya

pada konveyor. Konstruksi tipikal dari roller seperti ditunjukkan pada

gambar.

Gambar 14 Detail Of Roller Internal Construction (Typical)

1.4.3. Pemilihan Idler

Untuk pemilihan idler, penulis mengambil produk dari PT. KHARISMA

REKAYASA GLOBAL dimana data ukuran idler dan perhitungan idler

berasal dari catalog perusahaan tersebut. Rumus yang digunakan adalah:

Wc = W 1+W 2+W 3

2

W1 = 1000Q

60 yx

23

x Si

W2 = Wb.13

. S 1

WR = Wb x P+W 3

2

Lah = 500.a1.a2.a3.{33,3n }{ C

W}3

n = 1000 y / (πD)

Dimana Lah = umur pakai

a1 = veliablility factor (90%) = 1

a2 = factor material = 3

a3 = kondisi operasi = 1

n = jumlah revolusi pada roller (rpm)

C = basic dynamic load rating (kg)

W = radial load (kg) = Wc atau WR

Wc = radial load pada bearing dari carrying roller (kg)

W1 = berat material pada center roller (kg)

W2 = berat belt pada center roller (kg)

W3 = berat rotating part pada roller (kg)

P = jarak antar idler (m)

Q = kapsitas conveyor (tph)

WR = radial load pada bearing dari return roller (kg)

Tabel 8 Arragment Of Idler Spacing

Tabel 9 Roller Diameter & Bearing Number

Tabel 10 Basic Load Rating For Rolling Contact Bearing Cdyn (Kgf)

Tabel 11 Wb & W roller

Tabel 12 Trough Carrying Idler & Return Idler

Tabel 13 Belt Training Carrying Idler

Tabel 14 Belt Training Return Idler

Tabel 15 Impct Carrying Idler & Impact Return Idler

1.4.4. Jarak Idler Dengan Pulley

Belt conveyor menerima tegangan tidak normal pada bagian antara

head/tail pulley dengan idler pertama. Ini tidak diabaikan, posisi idler

pertama terhadap pulley ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 16 Minimum Transitional Spacing

Tabel 17 Transitional Spacing

1.5. TEKNIK SPLICE

Teknik splice adalah teknik untuk menymbung belt conveyor. Proses

penyambungan menggunakan penyambungan dingin (cold spilicing),

berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam penyambungan

belt conver :

1) Menggambar sambungan.

Bias (Sudut Sambungan)

0,3 x lebar belt + 1200 =1200 x EP / 4p

1200 x 0,3 = 360

Menggambar sambungan sesuai ukuran belt / standard BANDO

2) Menghapus perstep dari pernukaan sambugan pakai pisau cutter / pisau

potong

3) Penggerindaan.

Menggerinda semua permukaan sambungan sampai bekas potongan

pisau kena gerinda semua

Kwalitas : gerinda tidak boleh mengenai permukaan canvas

4) Pembersihan

Mebersihkan semua permukaan sambungan dari sisa-sisa bekas

gerida

Dibersihkan pakai cleaning solven pakai majun

1) Pengeleman

Pengeleman dilakukan dua kali

Pengeleman pertama tipis dan merata, setelah kering kir-kira 10

menit baru dilakukan pengelemenan kedua

Pengeleman kedua tebal dan merata

2) Penyambungan

Setelah lem kkering di lap pakai cleaning solven pakai lap bersih

(majun bersih)

3) Pengerolan

Pengerolan pakai hand roll

Pengerolan harus merata supay tidak ada angin yang tertinggal

4) Finising

Ujung sambungan top dan bottom dan pinggir sambungan kanan kiri

pakai buffing

Setelah di finishing di lem lagi

1.6. PERPINDAHAN TAKE UP

Perpindahan take-up harus dirancang sesuai dengan penambahan

untuk peyerapan permanent elongation pada belt. Variasi elastis dan

permanent elongation belt dapat dilihat pada tabel. Perpidahan efekti take-

up dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 18 Elastic Variation And Permanent Elongation

Tabel 19 Effective Take Up Movement

Ketinggian vertikal (H), sudut kemiringan (δ), wrap drive pulley (θ), faktor wrap dan (Cw)

Faktor Kt

Kx, Ky, Te dan P

Berat material (Wm)

Wb, d, C dan Si

Carrying idlerW1, W2, W3, Wc, n dan Lah

Carrying idler

W1, W2, W3, Wc, n dan Lah

Return idlerWr dan Lah

Kecepatan belt (v)

Kapasitas (Q), lebar belt, sudut repose (α), sudut surcharge (β), massa jenis(γ) dan luas penampang (A)

BAB III METODOLOGI

3.1 Flow Chart

3.2 Data Informasi Awal Perancangan

Spesikasi awal yang ditetapkan oleh perancang

Kapasitas yang diinginkan : 2000 ton/jam

Lokasi dan temperatur

Lokasi : Outdoor

Temperatur : 23oC-37oC

Jarak stockpile ke pelabuhan : 200 m

Spesifikasi material angkut (lihat tabel 2-3, hal 10)

Nama : Cement, Porland

Massa jenis : 1,50 t/m3

Sudut repose : 30o

Sudut surcharge : 25o

Inklinasi maksimum : 20o

3.3 Kecepatan Belt

Diketahui :

Lebar Belt : 1200 mm

A (area cross-section) : 0,17242 m2 (lihat tabel 2-5, hal 12)

Angle of Surcharge (α) : 25o

Through Angle (β) : 30o

Q ( kapasitas) : 2000 t/h

Q =60 . A . v . γ

v = QA . γ .60

= 20000,17 . 1,50 . 60

=130,72mmin

≈ 2,18ms

3.4 Berat Material Dan Belt

3.4.1 Berat Material (Wm)

Wm=1000 x Q60 x v

=1000 x 200060 x 130,72

Wm=254,998kgm

=170,85lbft

3.4.2 Berat Belt (Wb)

Wb =26kgm

=17,42lbft

3.5 Pemilihan Idler

Berdasarkan bab 2.11, pemilihan idler untuk lebar belt 1200 mm, adalah :

3.5.1 Carrying Idler

d = 139 mm (tabel 2-18, hal 31)

Si = 1,2 m (tabel 2-14, hal 13)

W1 = 1000 x Q60 x v

X 23

X Si = 1000 X 200060 X 130,72

X23

X1,2=203,998 kg=204 kg

W2 = Wb X 13

X Si= 26 x 13

x1,2=10,4 kg

W3 = 6,6 x 3=19,8 kg (tabel 2-16)

WC = W1+ W2+W3

2=

204+10,4+19,82

=117,1 kg

n = 1000 .vπ .d

=1000 x 130,723,14 .139

=299,50 rpm

Bearing dipilih No 6205 dengan C = 1.120 kg (tabel 2-15, hal 30)

Lah = 500. a1 . a2 . a3 .(33,3n ).(C

W )3

= 500.1. 3.1.(33,3299,50 ) .(1.120

117,1 )3

=145.922,43 h

Conveyor beroperasi 16 jam/hari dan 1 tahun = 355 hari

Umur bearing Lah/(16 x 355) = 25,69 tahun

3.5.2 Return Idler

d = 139 mm (tabel 2-18,hal 31)

Si = 2,4 m (tabel 2-18,hal 31)

W3 = 16,1 kg (tabel 2-16)

W R=(W b X Si )+W 3

2=

(26 X 2,4 )+16,12

=39,25

Bearing yang dipilih 6205 dengan C=1.120 kg (tabel 2-15)

Lah =500. a1 . a2 . a3 .(33,3n ).(C

W )3

=500.1. 3.1.(33,3299,50 ) .(1.120

39,25 )3

=3.875.018,24h

Conveyor beroperasi 16 jam/hari dan 1 tahun = 355 hari

Umur bearing Lah/(16 x 355) = 682,22 tahun

3.6 Perhitungan Tegangan Dan Daya Belt

Profil perancangan konveyor Barge Loading seperti yang ditunjukkan pada

gambar 3-1 di bawah ini.

3.6.1 Data Yang Diketahui

B = Lebar Belt = 1200 mm = 48 in

Wb = Berat Belt = 26 kg/m = 17,42 lbs/ft

Wm = Berat material = 254,998 kg/m = 170,85 lbs/ft

Si = Jarak antar idler untuk carrying run = 1,2 m = 3,94 ft

Jarak antar idler untuk return run = 2,4 m = 7,88 ft

L = panjang conveyor = 200 m = 656,20 ft

H = Ketinggian vertical = 20 m = 65,62 ft

δ = sudut kemitringan = 20o

v = Kecepatan conveyor = 130,72 m/min = 428,89 fpm

Q = Kapasitas coveyor = 2000 tph

θ = Wrap drive pulley = 210o (tabel 2-11)

Cw = Faktor wrap untuk lagged pulley = 0,38 (tabel 2-11)

3.6.2 Faktor Kt (faktor koreksi temperature lingkungan)

T = 23oC - 37oC = 44,78oF – 52,56oF

Kt = 1 ( lihat bab 2.8.2, gbr 2-6, hal 14)

3.6.3 Faktor Kx (faktor gesekan idler)

Diameter roller = 139 mm = 5,5 inch

Dengan interpolasi,

5,5-56-5

=A1-1,8

1,5-1,8→ A 1=1,65

K x =0,00068 ( W b+ Wm )+Ai

Si

K x =0,00068 (17,42+170,85 )+1,653,94

=0,547lbsft

3.6.4 Faktor Ky (factor perhitungan gaya belt dan beban flexure pada idler)

Untuk L = 656,20 ft

W = Wb + Wm = 17,42 lbs/ft + 170,85 lbs/ft = 188,27 lbs/ft

Berdasarkan tabel 2-7 hal 15, Ky terletak antara 600 ft dan 800 ft

Untuk 600 ft Wb + Wm terletak antara 150– 200 lbs/ft dengan nilai Ky =

0,035

Untuk 800 ft Wb + Wm terletak antara 150– 200 lbs/ft

Dengan interpolasi,

188,27-150200-150

=K y -0,034

0,035-0,034→ Ky =0,0347654

Jadi, interpolasi terakhir untuk L = 656,20 ft di dapat

656,20-600800-600

=K y -0,035

0,0347654-0,035→K y =0,0349340

3.6.5 Tegangan Efektif

Te = Tx + Tyc + Tyr + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac (lbs)

Tahanan akibat gesekan pada idler (lbs)

Tx = L x Kx x Kt

Tx = 656,20 x 0,547 x 1

Tx = 358,94 lbs

Tahanan belt flexure pada carrying idler (lbs)

Tyc = L x Ky x Wb x Kt

Tyc = 656,20 x 0,0349340 x 17,42 x 1

Tyc = 399,33 lbs

Tahanan belt flexure pada return idler (lbs)

Tyr = L x 0,015 x Wb x Kt

Tyr = 656,20 x 0,015 x 17,42 x 1

Tyr = 171,47 lbs

Tahanan material flexure (lbs)

Tym = L x Ky x Wm

Tym = 656,20 x 0,0349340 x 170,85

Tym = 3.916,51 lbs

Tahanan material lift (+) atau lower (-) (lbs)

Tm = ± H x Wm

Tm = ± 65,62 x 170,85

Tm = ± 11.211,18 lbs

Tahanan pulley (lbs)

Tp = ((Nts x Pt) + (Nss x Pt)) x 0,445

Tp = ((4 x 200)) + (5 x 150)) x 0,445

Tp = 689,75 lbs

Tahanan percepatan material (lbs)

Tam = 2,8755 x 10-4 x Q x (v ± v0)

Tam = 2,8755 x 10-4 x 2000 x (428,89 ± 0)

Tam = 246,66 lbs

Tahanan dari aksesoris (lbs)

Tac = Tbc + Tpc

Tahanan plows

Tbc = 5 x B

Tbc = 5 x 48 = 240 lbs

Tahanan dari peralatan belt-cleaning/scraper

Tpc = n x 3 x B

Tpc = 5 x 3 x 48 = 720 lbs

Tac = 240 + 720 = 960 lbs

Maka, Te = 358,94 + 399,33 + 171,47 + 3.916,51 + 11.211,18 + 689,75 +

246,66 + 960 (lbs)

Te = 17.953,84 lbs = 8.143,72 kg

3.6.6 Perhitungan Daya Motor

Daya yang dibutuhkan belt conveyor yang memiliki tegangan efektif, Te

pada drive pulley adalah :

P=Te x v

33000 (hp )

P=17.953,84 x 428,8933000

( hp )

P = 233,34 hp

P = 174,07 kW

3.6.7 Pemilihan Pulley Konveyor

Pemilihan pulley dilakukan berdasarkan belt tension pada pulley. Tegangan

yang terjadi pada pulley tersebut antara lain :

Te = 17.953,84 lbs dan Belt width = 1200 mm

Drive pulley = Ø 600 mm, dengan diameter bearing Ø 125 mm

Tail pulley = Ø 506 mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm

Head pulley = Ø 506 mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm

Snub tail pulley = Ø 318 mm, dengan diameter bearing Ø 75 mm

Snub head pulley = Ø 406 mm, dengan diameter bearing Ø 90 mm

Tensioner pulley = Ø 506 mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm

Bend pulley = Ø 406 mm, dengan diameter bearing Ø 90 mm

Take up pulley = Ø 506mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm

(Referensi pulley tabel 2-12 untuk drive pulley dan tabel 2-13 untuk non

drive pulley)

3.6.8 Pemilihan Reduction Gear

Data yang perlu diketahui :

P = Daya conveyor = 174,07 kW

v = Kecepatan belt = 130,72 m/min

D = Diameter drive pulley = 600 mm

n1 = Jumlah revolusi pada drive pulley

T = Torsi pada drive pulley

n1=1000 x v

π x D

n1=1000 x130,72 m /min

3,14 x600 mm=69,4 rpm

T=Te x D /2

1000

T=8.143,72 kg x600 /21000

=2.443,116kgm=23.966,97 Nm