BAB II DASAR TEORI
2.1 Conveyor
Conveyor atau ban berjalan adalah suatu sistem mekanik yang mempunyai fungsi memindahkan material dari satu tempat ke tempat yang lain. Conveyor banyak dipakai di industri untuk untuk transportasi barang yang yang jumlahnya sangat banyak banyak dan berkelanjutan. Dalam kondisi tertentu, conveyor banyak dipakai karena mempunyai nilai ekonomis dibanding transportasi berat seperti truk dan mobil pengangkut. pengangkut.
Conveyor dapat memobilisasi barang dalam jumlah banyak
dan kontinyu dari satu tempat ke tempat lain. Perpindahan tempat tersebut harus mempunyai lokasi yang tetap agar sistem conveyor mempunyai nilai ekonomis. Kelemahan sistem ini adalah tidak mempunyai fleksibilita fleksibilitass saat lokasi barang yang dimobilisasi tidak tetap dan jumlah barang yang masuk tidak kontinyu. Conveyor mempunyai berbagai jenis yang disesuaikan dengan karakteristik barang yang diangkut, seperti roll conveyor , screw conveyor , dan belt conveyor (Yandi, 2008). Dalam laporan ini conveyor yang yang dibahas adalah belt conveyor dengan dengan tipe flat tipe flat atau atau datar.
2.2 B elt Conv C onve eyor yor
Belt Conveyor Conveyor atau konveyor sabuk adalah media pengangkutan pengangkutan yang digunakan d igunakan untuk memindahkan muatan dalam bentuk satuan atau tumpahan, dengan arah horizontal atau membentuk sudut inklinasi dari suatu sistem operasi yang satu ke sistem operasi yang lain dalam suatu jalur proses produksi, yang menggunakan sabuk (belt (belt ) sebagai penghantar muatannya ( Zainuri, Zainuri, 2006). Belt conveyor pada 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. Untuk mengangkut bahan -bahan yang panas, sabukyang
digunakan
terbuat
dari
logam
4
yang
tahan
terhadap
panas.
5
Belt conveyor dapat digunakan untuk mengangkut material baik yang berupa unit load atau bulk material secara mendatar ataupun miring, yang dimaksud dengan unit load adalah benda yang biasanya dapat dihitung jumlahnya satu-persatu, misalnya balok kantong dan lain sebagainya. Sedangkan bulk material adalah material yang berupa butir-butir bubuk atau serbuk misalnya pasir,semen dan batu bara (Zainuri, 2006). Prinsip kerja belt conveyor adalah adalah mentransport material yang ada di atas belt , dimana umpan atau inlet pada sisi tail dengan menggunakan chute chute dan setelah sampai di head material ditumpahkan akibat belt berbalik arah. Belt digerakkan oleh drive / head pulley pulley dengan menggunakan motor penggerak. Head pulley menarik belt belt dengan dengan prinsip adanya gesekan antara permukaan drum dengan belt , sehingga kapasitasnya tergantung gaya gesek tersebut (Pra yogo, 2009) 2009) . Kelebihan dari transportasi dengan belt conveyor antara lain bekerja secara otomatis, mudah dalam memulai operasi dan terus beroperasi secara terus menerus. Belt conveyor hampir tidak memiliki waktu jeda jeda atau istirahat istirahat ketika beroperasi, tidak terganggu oleh cuaca buruk, yang sering mengganggu mengganggu truk pengangkutan. pengangkutan. Belt conveyor juga membutuhkan tenaga kerja yang yang jauh jauh lebih lebih sedikit dibandingkan alat transportasi konvensiona konvensiona seperti truk tr uk (Zainuri, 2006).
2.3
Kelebihan dan Kekurangan Kekurangan B elt Conve C onveyo yor r
2.3.1 Kelebihan B elt Conve C onveyo yor r
Adapun kelebihan yang dimiliki oleh belt conveyor antara antara lain : 1.
Menurunkan biaya produksi saat memindahkan barang dari satu tempat ke tempat yang lain.
2.
Hanya membutuhkan sedikit tempat untuk memasang belt conveyor .
3.
Menurunkan polusi udara, karena tidak diperlukan kendaraan atau perangkat lain yang digerakkan oleh manusia.
4.
Dapat dikalkulasi berapa banyak material yang dapat dipindahkan dalam rentang satu waktu tertentu.
6
5.
Mengurangi angka kecelakaan kerja, karena operator hanya menggerakkan melalui panel kontrol, tanpa harus mengangkut barang yang dipindahkan (Zainuri, 2006). Belt conveyor adalah mesin pemindah yang paling universal karena
kapasitas cukup besar (500 s.d 5000 m3/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, beton, industri makanan dan lain-lain (Zainuri, 2006).
C onveyor yor 2.3.2 Kekurangan B elt Conve Adapun kekurangan yang dimiliki belt conveyor adalah adalah sebagai berikut : 1. Sabuk sangat sangat peka terhadap pengaruh pengaruh luar, misalnya timbul kerusakan pada bagian pinggir pinggir belt yang menyebabkan belt harus sering diganti. diganti. 2. Hanya mampu mampu beroperasi satu arah lurus saja. 3. Jarak operasi yang yang terbatas. 4. Kemiringan / sudut sudut inklinasi yang terbatas (Zainuri, 2006).
2.4 Jenis B elt Conv C onve eyor yor
Jenis conveyor belt secara u mum hanya ada dua, dibedakan berdasarkan roller yang menyangga belt conveyor conveyor tersebut, t ersebut, yaitu : 1. Troughed Idler Conveyor . Conveyor ini ini memiliki roller memiliki roller (idler ) penyangga dengan formasi berbentuk trapesium dengan susunan sudut tertentu yang disesuaikan sesuai kebutuhan (Wikipedia, 2012).
7
Gambar 2.1 Throughed idler conveyor (Wikipedia, 2012).
2. Flat Conveyor . Conveyor ini menggunakan roller (idler ) lurus tanpa sudut. Conveyor ini dapat digunakan untuk mengangkut material berbentuk datar dan butuh kestabila n, seperti kardus berisi produk (Wikipedia, 2012).
Gambar 2.2 Flat conveyor (Wikipedia, 2012).
2.5 Komponen Utama B elt Conve C onveyo yor r
Bagian utama dari belt conveyor terdiri terdiri dari empat bagian, bagian, yaitu puli, belt , idler , dan unit penggerak. Bagian-bagian conveyor c onveyor dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Penampang belt conveyor (Zainuri, 2006).
8
Bagian-bagian dari belt conveyor secara umum yaitu : 1.
Rangka.
2.
Puli penggerak.
3.
Puli yang digerakkan.
4.
Unit pengencang belt .
5.
Rol pembawa (carrying (carrying idler ). ).
6.
Rol kembali (return ( return idler ). ).
7. Belt (ban/sabuk). (ban/sabuk). 8.
Motor penggerak.
9.
Pembersih belt .
10. Unit pengeluaran (output (output chute). chute ). 11. Unit pemasukan (transfer (transfer chute) chute) (Zainuri, 2006).
2.6 Sabuk Transmisi
Sabuk transmisi atau belt adalah adalah sebuah elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya dari satu poros menuju poros lainnya yang sejajar dengan bantuan puli. Prinsip kerja conveyor sama dengan prinsip kerja belt yaitu meneruskan daya dan putaran dari satu puli menuju puli lainnya. Meskipun ada banyak jenis sabuk yang digunakan saat ini, namun terdapat 3 jenis sabuk yang paling sering digunakan digunakan (Khurmi, 2005) : a. Sabuk Datar ( flat flat belt ) Flat belt banyak digunakan di pabrik dan bengkel, di mana jumlah daya yang tidak terlalu besar akan ditransmisikan, dari satu puli ke puli lain dan jarak kedua puli tidak lebih dari 8 meter meter (Khurmi ( Khurmi,, 2005). b. V-belt . V-belt banyak banyak digunakan di pabrik dan bengkel, di mana se jumlah besar tenaga harus ditransmisikan, dari satu puli ke puli lainnya, ketika kedua katro l sangat dekat satu sama lain (Khurmi, 2005). c. Sabuk melingkar.
9
Sabuk melingkar banyak digunakan di pabrik dan bengkel, di mana sejumlah besar tenaga harus ditransmisikan, dari satu puli ke puli lainnya, bila kedua puli berjarak lebih dari 8 meter (Khurmi, 2005). 2005).
Gambar 2.4 Jenis-jenis belt (Khurmi, (Khurmi, 2005)
2.7 Gaya Sabuk
Gaya sabuk ini dihasilkan dari gaya tarik dari kedua sisi sabuk berbeda yang terpasang pada puli. Dimana tegangan ini dibedakan menjadi T1 dan T2. T1 adalah tegangan pada sisi kencang belt kencang belt , yaitu sisi yang menerima gaya tarik dari motor. Sedangkan T2 adalah sisi kendur dari belt yaitu yaitu bagian yang meneruskan gaya tarik yang diterima oleh sisi kencang (Khurmi, 2005). 2005) .
Gambar 2.5 Diagram tegangan pada belt (Khurmi, 2005). 2005) .
Persamaan rasio tegangan T1 dan T2 :
2
= …….......…………………………………………………………(2.1)
Dimana : T1 = Tegangan sisi kencang (N). T2 = Tegangan sisi kendur (N).
10
e
= Logaritma natural.
µ
= Koefisien gesekan puli dan belt .
θ
= Sudut kontak belt dengan puli (radian).
Daya yang ditransmisikan oleh sebuah konstruksi belt konstruksi belt : :
P = τω…………………………………………………………………...……(2.2) Dimana : P = Daya (watt).
= Torsi (Nm). = Kecepatan sudut (rad/s). 2.8 I dler ler
Conveyor belt membutuhkan membutuhkan penopang antara head dan tail dan tail pulley yang pulley yang berada berdekatan. Saat belt bergerak, penopang ini harus berada dalam bentuk roller untuk menghindari belt keluar jalur dari penopangnya. Pergerakan Pergerakan belt sama dengan pergerakan berputar roller pada kecepatan yang sama, sehingga belt bergerak diatas roller penopang penopang tanpa keluar dari jalur. Pada dasarnya roller dasarnya roller sangat sangat penting bagi conveyor belt . Roller menopang belt menopang belt tanpa tanpa memiliki daya, dan berputar didasari karena pergerakan dari belt . Oleh karena itu roller ini disebut idler roller. Penopang yang menopang belt memiliki satu atau lebih roller , dan juga frame juga frame untuk untuk dudukan roller-roller ini. ini. Umumnya mereka dinamakan : - Idler atau set atau set idler yang yang artinya penopang sempurna berdasarkan pada unit roller bersama
dengan mounting mounting frame nya atau sambungan mounting. mounting.
- Roll atau atau roller atau idler-roller berarti berarti roller sebenarnya yang bersentuhan dengan belt dengan belt . Kejelasan mengenai nama-nama ini sangat penting untuk menggambarkan idler dan untuk menghindari kebingungan kebingungan saat bekerja dengan menggunakan idler. Fungsi dari idler : a. Untuk menopang belt belt sekaligus bersama material yang dibawanya, tanpa memperlambat pergerakan belt . b. Untuk menopang menopang belt pada saat kembali, tanpa memperlambat pergerakan belt .
11
c. Untuk membentuk belt belt dengan dengan bentuk tertentu, t ertentu, agar memudahkan belt membawa membawa material yang dibawanya. d. Menyediakan penopang khusus pada belt saat loading point, bertujuan memberikan penempatan
yang tepat bagi material diatas belt, dengan resiko
kerusakan yang minimum pada belt. e. Belt merubah merubah bentuknya dari rata menjadi sesuai dengan bentuk tail pulley, pulley, dan berubah lagi menjadi rata r ata di head pulley. pulley. Transition idler lah lah yang mengubah bentuk belt pada belt pada lokasi-lokasi ini, dengan dengan peregangan minimal pada belt . f. Idler dibutuhkan untuk memperbaiki kesejajaran belt, contohnya, idler harus secara otomatis menempatkan belt centerline dengan konveyor center line. Ini sangat penting karena kesejajaran yang dilakukan oleh head dan tail dan tail pulley hanya pulley hanya berjarak kurang dari 10 meter meter dari head dan tail dan tail end . Belt disangga oleh idler . Jenis idler yang yang digunakan kebanyakan adalah roller idler. Berdasarkan lokasi idler di d i conveyor, dapat dibedakan menjadi idler atas dan idler bawah. Gambar susunan idler (throughed ( throughed idler ) atas dapat dilihat pada Gambar 2.5. Sudut antara idler bawah dan idler atas dapat divariasikan sesuai keperluan (Kusuma, 2012).
bagian atas (tipe (t ipe throughed idler ) (Wikipedia, 2011). Gambar 2.6 Idler bagian
Idler atas menyangga belt yang membawa beban. Idler atas atas bisa merupakan idler tunggal atau t iga idler. Sedangkan untuk idler bawah digunakan idler t unggal. Gambar idler bawah dapat dilihat pada Gambar 2.6 di bawah ini (Kusuma, 2012).
12
bagian bawah ( flat idler ) (Wikipedia, 2011). Gambar 2.7 Idler bagian
Idler dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk dibongkar pasang. Ini dimaksudkan untuk memudahkan perawatan. Jika sa lah satu komponen idler rusak, rusak, dapat dilakukan penggantian secara cepat. Kontruksi idler dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.8 Konstruksi idler (Zainuri, 2006).
Komponen-komponen Komponen-komponen roller idler diatas d iatas 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 Poros idler . 7. Baut. 8. Bantalan (Zainuri, 2006).
13
2.9
Unit Penggerak
2.9.1 Motor Listrik Induksi
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah arus listrik menjadi tenaga mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah ( mixer, bor mixer, bor listrik, fan) fan) dan di pabrik. Motor listrik kadangkala disebut sebagai motor tenaga kuda sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total dari arusnya (Wibowo, 2012). Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama, Arus listr ik dalam medan magnet akan memberikan gaya Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop lingkaran/ loop,, maka kedua sisi loop, loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan (Wibowo, 2012).
Gambar 2.9 Motor listrik induksi (Wibowo, 2012).
ucer 2.9.2 G ear box R educer Gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga. Gearbox berfungsi Gearbox berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan feeding . Transmisi juga berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur. Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox, gearbox,
14
mempunyai fungsi yang berguna untuk meningkatkan meningkatkan torsi dari motor. moto r. (Kharisma, 2010). Gearbox reducer berfungsi menambah kekuatan beban / torsi dengan cara mengubah kecepatan dari dinamo motor. Gearbox atau gear motor adalah kombinasi dari perangkat mekanik dan elektrik , dimana fungsi gearbox adalah mereduce mereduce / / mengurangi kecepatan dinamo motor untuk mendapatkan beban / torsi yang lebih besar (Kharisma, 2010).
Gambar 2.10 Motor dengan gearbox dengan gearbox reducer (Wikipedia, (Wikipedia, 2014).
2.10 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 karakter istik yang berbeda, sebagian diantaranya berbentuk halus dan sebagian lainnya berbentuk kasar, dan lainlainnya. 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 material angkut yang yang perlu diketahui dalam dalam desain conveyor , antara lain : a. Ukuran lump, lump, grain dan grain dan powder powder . b. Distribusi lump, grain, dan powder dan powder (%). (%). c. Densitas material material angkut (berat volume) (t/m 3). d. Angle of repose (keadaan repose (keadaan standstill standstill ) material setelah penjatuhan.
15
e. Angle of surcharge (sudut surcharge (sudut ketika material pada keadaan istirahat selama pergerakan conveyor ). ). f. Moisture content (%). (%). g. Temperatur (°C). h. Karakteristik khusus : kekerasan, debu, debu, kelengketan, kelengketan, racun, bubuk, bubuk, kerapuhan. i. Kondisi yang yang dibutuhkan dibutuhkan selama diangkut. j. Nama material yang dibawa (Zainuri, 2006). 2006).
2.11 Kapasitas Conveyor
Kapasitas adalah satuan yang menunjukkan seberapa banyak material yang diangkut oleh conveyor per satuan waktu. Satuan kapasitas biasanya dinyatakan dalam kilogram per jam (kg/jam). Kapasitas ini dipengaruhi oleh kecepatan belt conveyor , lebar belt , dan massa jenis material mater ial yang dibawa (Ray, 2008).
Gambar 2.11 Penampang material diatas belt conveyor (Ray, 2008).
1 = 2 ℎ…………………………..……… …………………………..………..…………………………… …………………………….....(2.3) .....(2.3) = 1 × …………………………………………………………………(2.4) = × × 36 3600 00 ……………………………………………………....( ……………………………………………………....(2.5) 2.5) Keterangan :
= Kapasitas conveyor ( ( ) = Massa material yang diangkut diangkut per meter ( ) 1 = Luas penampang material material (2 ) = Kecepatan belt ( (⁄) = Massa jenis material mater ial ( )